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微粉蜡在涂料中的应用研究

2015-04-10 01:11 摘要：本文报告了高分子蜡及聚乙烯微粉蜡在涂料中的应用，介绍了应用中的注意事项还对涂料市场进行了展望。关键词：聚乙烯蜡，微粉蜡，涂料，应用，展望引言
在聚乙烯生产过程中，会产生少量的低聚物即低相对分子质量聚乙烯，又称高分子蜡简称聚乙烯蜡。因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到应泛的应用。正常生产中，这部分蜡作为一种添加剂可直接加到聚烯烃加工中，它可以增加产品的光译和加工性能。高分子蜡是炸药良好的钝感剂，同时也可作塑料、颜料的分散润滑剂，瓦楞纸防潮剂，热熔粘合剂及地蜡，汽车美容蜡等。高分子蜡是一种无毒、无味、无腐蚀、白色或略带微黄的固体，相对分子质量为1800-8000。具有良好的化学稳定性，在室温下抗温性、耐药性和电气性优异，应用范围比较广，可作为氯化聚乙烯的原料、塑料的改性剂，纺织品的涂布剂以及改善原油和燃料油粘性的添加剂。[1-2]国外低相对分子质量聚乙烯的应用很广，需求量较大。日本每年生产约3000t，售价比普通的树脂高一倍左右。国内虽然启步较晚但需求量也在逐年增加，主要生产厂家有上海金山，南京扬子和北京化工大学等。高分子蜡在涂料中的应用及作用机理
涂料用蜡主要以添加剂的形式加入，蜡类添加剂一般以水乳液形式存在，最初是用于改善涂膜的表面防扩性能。主要包括提高涂膜的平滑性、抗划性以及改善防水性。此外，它还可以影响涂料的流变性能，它的加入可以使金属闪光漆中铝粉这类的固体颗粒的取向变得均匀。在无光漆中它可以作为消光剂，根据其粒径和粒径分布，蜡类添加剂的消光效力也各不相同。因此，蜡添加剂即有适于有光漆的也有适用于无光漆的。微晶化改性聚乙烯蜡，可用于改善水性工业涂料的表面性质。如Ffka-906，加入后平滑性、抗粘连性、抗划伤性及消光作用都有加强，而且可以有效抑制颜料沉淀。添加量为0.25%-2.0%。[8]1应用方式

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蜡的使用方法常见的有四种：1、熔融法：以溶剂在密闭、高压的容器下加热熔融，然后在适当的冷却条件下出料，获得成品；缺点是质量不易控制，操作成本高且危险，同时某些蜡并不适用这种方法。2、乳化法：可得又细又圆的粒子，适用于水性系统，但所加入的表面活性剂会对涂膜的耐水性造成影响。3、分散法：将蜡加入树蜡/溶液中，利用球磨机、滚筒或其他分散设备分散；缺点是难获得高质量的产品，且成本高。4、微粉化法：微粉化的方式可采用喷射微粉机（Jet-Microniser）或微粉/分级机（Microniser/Classifier）生产工艺，即是利用粗腊在高速状态下相互间激烈碰撞后逐渐碎裂成微粒状，然后再由离心离心力作用，在失重下被吹逸出来收集而得。此为目前应用最多的制造方法。虽然蜡的使用方法颇多，但仍以微粉化蜡为最多，而市面上微粉化腊的种类繁多，且各制造厂家生产工艺也均有差异，使得各厂微粉化蜡的粒径分布，相对分子质量、密度、熔点、硬度等性质均有些差异。聚乙烯蜡的制造，一般有高压、低压聚合法；其中高压法的制得的聚乙烯蜡带支链，密度与熔融温度均较低，而低压法则可制得直链的低比重的腊；PE腊有各种不同的密度，例如同为低压法制得的非极性PE蜡而言，通常低密度者（低支链、高结晶度）较坚硬，有较佳的耐磨损及抗创痕性，但在滑性及降低摩擦系数上则稍差。[3]2蜡在涂料中的特点与机理
蜡的种类繁多，而其展现在涂膜的形态我们大致可分成下列三种：1、起霜效果：例如选用的蜡的熔点低于烘烤温度时，由于蜡在烘烤时熔融成液态，成膜冷却后，即在涂面上形成似霜的薄层。2、球轴效果：此效应在于蜡由其本身的粒径大小与涂层膜厚相近，甚至大一些，而显露在外，使得腊的耐刮、防擦伤性能可以显现。3、漂浮效应：不论蜡的粒子形态，蜡在成膜过程中漂移至涂膜表面均匀的分散开来，使得涂膜最上层有蜡的保护，显现蜡的特点。3蜡在涂膜中所提供的特点
1、耐磨、防刮伤、防擦伤：蜡分布在涂膜中借此保护涂膜、防止刮伤、擦伤并提供耐磨损性；譬如集装箱涂料、木器涂料、装饰涂料等均需此功能。2、控制磨擦系数：通常利用它的低摩擦系数，提供涂膜优异的滑度，同时因不同种类的蜡而有特殊丝绸柔和的触感。3、耐化学品性：由于蜡的安定性而能赋予涂膜更佳的耐水，耐盐水喷雾等性能。4、防止贴合：避免涂装物或被印刷物有回粘、贴合现象。5、控制光泽度：选择适当的蜡，依不同添加量而有不同的消光效果。6、防止二氧化硅等硬结沉积，增加涂料储存安定性。7、防止金属刮痕（AntiMetalMarking）：尤其在印罐涂料，除了提供良好的加工性，更可以起到保护印罐储存物的储存安定。2、聚乙烯微粉蜡的研究微粉技术是近10年发展起来的一项高新技术，一般把粒径小于0.5μm的粒子称为超微粒子20μm以下的称为微粒子，超微粒子的集合体称为超微粉体。高分子微粒制备主要有了3种途径：一是由粗粒子出发，用机械粉碎法，蒸发棗凝缩法和熔融法等物理的方法；二是利用化学试剂的作用，使形成的各种分散状态的分子逐渐长成期望大小的微粒，可分为溶解和乳化两种分散方法；三是直接调节聚合或降解制备。如PMMA微粉、可控分子量PP、分散聚合制备PS微粒子、热裂解成辐射裂解制PTF微粉。我们在国内首先制备出PWEax微粉，经上海市粉体工程中试基地测定达到国外同类产品先进水平。主要工艺过程是物理方法。[4]1PEWax微粉的应用