新型润滑分散剂ＴＡＳ 2、ＴＡＳ 2Ａ在塑料生产中的应用

在塑料加工生产中,塑料着色是非常重要的工艺环节,由于塑料母粒使用方便、成本低廉、设备清洗方便、着色均匀,因此色母粒在塑料加工中获得越来越广泛的应用。为使塑料制品性能均一、色彩和谐,对母粒质量要求较高。塑料母粒的基本组成有载体树脂(常用树脂,要求ＭＦＲ较高),分散剂和润滑剂,主体材料(如颜料、阻燃剂、填充剂、抗静电剂、抗菌剂、抗氧剂等)。其中分散剂是颜料在载体中分散时的促进剂。颜料分散剂比树脂更容易涂敷到颜料粒子表面改变其表面特性,防止颜料颗粒的凝聚,有助于颜料的均匀分布。润滑剂可提高塑料母粒的熔体指数,增加母粒在塑料树脂中的流动性,使其中的主体材料均匀地分散在树脂中。因此,分散剂和润滑剂是生产塑料母料的重要助剂。ＴＡＳ 2、ＴＡＳ 2Ａ是近年开发成功的分散润滑剂,其对颜料(尤其是炭黑)、填料、阻燃剂等有独特的分散性,与各种树脂(聚烯烃、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＰＳ)等有良好的相容性,还能大幅度提高母粒的熔体指数。该品种能广泛应用于聚烯烃、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＶＣ色母料中,还可用于阻燃母粒、高光泽填充母粒中。这些母粒可达到薄膜级、电缆级、注塑级质量指标,尤其在超大型及结构复杂、薄型注射级ＡＢＳ制品中。

1 　润滑分散剂结构特征及性能ＴＡＳ 2、ＴＡＳ 2Ａ是在乙撑双脂肪酸酰胺的基础上进行结构调整,引入极性基因,亦可称锚固基团。锚固基团对炭黑、无机颜料、填料碳酸钙及其它材料颗粒有牢固的结合性,很难解析,主链分子是溶剂化链亲油基团,与树脂有一定的相容性,保证分散剂在固体颗粒表面形成一定厚度的保护层,可以将母粒中的主体材料均匀地分散在载体树脂中。这样,当含有分散基团的固体颗粒因范德华力相互作用时,由于吸附层之间的空间障碍而使颗粒相互弹开,从而实现固体颗粒在树脂中的稳定分散。该分散剂类似于偶联剂原理,传统分散剂为无规共聚物(如低分子量聚乙烯、氧化低分子量聚乙烯)或钛酸酯偶联剂等。

低分子量聚乙烯(或氧化低分子量聚乙烯)的吸附基团无规地分布在聚合物主链上,它在固体表面的吸附有卧形、环形、尾形三种吸附,其中卧形吸附对空间位阻影响为零,而尾形吸附为最好(还有更好的如梳形结构),无规共聚物结构的分散剂容易形成固体颗粒之间的架桥絮凝,因此用低分子量聚乙烯作分散剂,其加入量很大,一般为15%～20%,而ＴＡＳ 2Ａ、ＴＡＳ 2分散剂为有规共聚物,其结构如锚固基团处于中央的ＢＡＢ型嵌段共聚物,其锚固基团处于分散剂分子链的同一侧,吸附形态类似于尾形吸附,不可能吸附在不同的固体颗粒表面,从而避免了架桥絮凝。因此用该产品作分散剂,其加入量在聚烯烃中为3%～5%,ＡＢＳ中为5%～8%。炭黑及极性很低的有机颜料很难分散,因为它不具备极性基团,与分散剂中的锚固基团很难结合,因此需加入一些与颜料及炭黑分子结构相似的增效剂,依靠分子之间范德华力吸附在颜料及炭黑颗粒表面,提供极性基团供锚固基团吸附。用钛酸酯之类偶联剂作分散剂没有润滑作用,不能提高熔体指数。

ＴＡＳ 2、ＴＡＳ 2Ａ主体分子链的长度较树脂短得多,其内聚能较低,本身具有内外润滑性,该品熔点ＴＡＳ 2为75℃,ＴＡＳ 2Ａ为65℃,属低熔点分散剂,因此使用该助剂的母粒能大幅度提高其熔体指数。例如不使用ＴＡＳ 2的黑色母粒,当炭黑含量大于30%以上时的熔体指数为0;而使用ＴＡＳ 2的黑色母粒,当炭黑含量达到35%时,其熔体指数可达9 6ｇ/10ｍｉｎ,使用ＴＡＳ 2、ＴＡＳ 2Ａ代替进口扩散油及其它助剂生产聚烯烃黑色母粒可提高炭黑含量10%,生产白色母粒可提高钛白粉含量15%,熔体指数提高数倍,是生产浓色母粒的优良助剂。最近在交联聚乙烯、超高分子量聚乙烯中作为润滑剂应用成功,不久将投入工业化生产中。

2　润滑剂在几种塑料母粒加工过程中的应用及性能测试

2.1　基本原料母粒载体:ＬＤＰＥ(1Ｃ7Ａ),国产ＡＢＳ(757),台湾产分散润滑剂:ＴＡＳ 2、ＴＡＳ 2Ａ,吴县市国光化学助剂有限公司阻燃剂:十溴联苯醚,国产颜料:钛白粉(902),美国产珠光粉,日本产

2.2 　实验设备Φ45双螺杆挤出机组一套Ｌ/Ｄ=25(上海挤出机厂),10Ｌ高速捏合机一台(阜新塑机厂),ＸＳ ＺＹ 125注射机一台(杭州塑机厂),ＸＲ 400熔体流动速率测定仪。2.3　应用试验(1)ＴＡＳ 2Ａ在ＡＢＳ色母粒中的应用基本配方:ＡＢＳ:52份～56份钛白粉:40份(60份)ＴＡＳ 2Ａ:4份～8份造粒过程及工艺:将一定量载体ＡＢＳ与钛白粉、ＴＡＳ 2Ａ润滑剂一起倒入10Ｌ高速捏合机中高速混合20ｍｉｎ,当料温升到95℃～100℃时,ＴＡＳ 2Ａ润滑剂在高速混合作用下被剪切热完全熔融,使钛白粉均匀粘附在载体表面即可出料。然后用Φ45挤出机进行造粒。挤出造粒工艺:加料段:80℃—03— 塑料28(1999)6压缩段:150℃～170℃均化段:170℃～190℃机头:170℃螺杆转速:800ｒ/ｍｉｎ～1000ｒ/ｍｉｎ挤出物料通过口模成条经空气冷却,再经牵引进入切粒机切粒。颗粒表面平滑、光亮。将ＡＢＳ色母粒按ＧＢ3682 83标准进行熔体流动速率(ＭＦＲ)测试。测试过程是先将ＡＢＳ色母粒放置在带有鼓风的烘箱内干燥4ｈ,干燥温度100℃;然后按标准进行测试,测试温度 200℃,负荷5000ｇ,测试结果见表1所示。



　　(2)ＴＡＳ 2在ＰＰ阻燃母粒、ＰＥ珠光母粒、ＰＥ特黑母粒中的应用。ＰＰ阻燃母粒基本配方:　ＬＤＰＥ:15份～20份　ＰＰ:5份　ＴＡＳ 2:4份　阻燃引发剂:1份　阻燃剂:十溴联苯醚50份～60份ＰＥ珠光母粒基本配方:　ＬＤＰＥ:56份　珠光粉:38份　ＴＡＳ 2Ａ:6份ＰＰ阻燃母料加工过程及工艺:将按配方秤量好的载体ＬＤＰＥ、ＴＡＳ 2、阻燃剂等一起倒入10Ｌ高速捏合机中进行高速混合约20ｍｉｎ,当料温升到95℃～100℃时,ＴＡＳ 2润滑剂在高速混合下被剪切热完全熔融,使阻燃剂粉料均匀粘附在载体表面,即可出料。然后,进入Φ45挤出机进行挤出造粒。挤出造粒工艺:　加料段: 70℃　压缩段:120℃～140℃　均化段:140℃～150℃　机头:140℃　螺杆转速:800ｒ/ｍｉｎ～1000ｒ/ｍｉｎ挤出物料经口模成条,通过水槽冷却,条料表面光洁平滑,再经牵引进入切粒机切粒。ＰＥ珠光母粒加工过程及工艺与ＰＰ阻燃母粒加工过程基本相近,只是主体材料由阻燃剂改为珠光粉。搅拌过程稍有不同:先将载体与ＴＡＳ 2润滑剂混合5ｍｉｎ～7ｍｉｎ,再将珠光粉倒入混合,目的是减少珠光粉搅拌时间,以免破坏珠光效果。ＰＥ特黑母粒基本配方:　ＬＤＰＥ:50份～60份　炭黑:30份～35份　ＴＡＳ 2:3份～5份造粒过程及工艺:同ＰＰ阻燃母粒。将制得的ＰＰ阻燃母粒、ＰＥ珠光母粒及ＰＥ特黑母粒按ＧＢ3682 83标准分别进行熔体流动速率测试,测试温度190℃,负荷2160ｇ,测试结果表明:ＰＰ阻燃母粒的ＭＦＲ=18ｇ/10ｍｉｎＰＥ珠光母粒ＭＦＲ= 6ｇ/10ｍｉｎＰＥ特黑母粒的ＭＦＲ=9 6ｇ/10ｍｉｎ将ＰＰ∶ＰＰ阻燃母粒以9∶1配方混合均匀,在125ｇ注射机上成型Φ10ｃｍ×3ｍｍ圆片,按ＧＢ2460 80标准测试其氧指数达27。用上述几种塑料母粒分别与ＡＢＳ、ＰＰ、ＰＥ按一定比例混合,ＡＢＳ∶ＡＢＳ色母粒=100∶5,ＰＰ∶ＰＰ阻燃母粒= 9∶1;ＰＥ∶ＰＥ黑色母粒=100∶3,然后在125ｇ注射机上成型Φ10ｃｍ,厚为3ｍｍ的塑料圆片。几种圆片表面光亮,色泽分布均匀。将ＰＥ黑色母料与ＨＤＰＥ按3∶100比例混合均匀,然后经吹塑成型,形成δ为0 06ｍｍ的薄膜,薄膜色泽均匀,无大色点,而且薄膜光亮,厚薄均匀,达到优质品要求。

3　结果与讨论(1)由表1可见,随ＴＡＳ 2Ａ在ＡＢＳ色母粒中用量的增加,ＭＦＲ有明显增加,ＴＡＳ 2Ａ在ＡＢＳ色母粒中的熔体指数可达到23 5ｇ/10ｍｉｎ(Ｔ=200℃,Ｐ=5ｋｇ),可以用于大型注射件,如电视机、冰箱、洗衣机等部件。(2)用ＴＡＳ 2润滑剂加工ＰＥ黑色母粒的熔体指数大幅度提高,而且表面光亮度、着色力明显比用传统低分子聚乙烯要高,是生产黑色母粒的优良助剂。(3)ＴＡＳ 2、ＴＡＳ 2Ａ在上述几种塑料母粒加工中表现出良好的加工性能,挤出料条表面平滑、光洁,挤出机电流相应降低。(4)制作的ＡＢＳ圆片、ＰＰ圆片、ＰＥ圆片、ＰＥ薄膜色泽均匀,表面光亮,无黑点,ＴＡＳ 2Ａ、ＴＡＳ 2是优良的分散润滑剂。(5)用ＴＡＳ 2、ＴＡＳ 2Ａ加工成型的色母粒的ＭＦＲ值较高,可适用于注射成型、挤出成型、涂膜成型。(6)ＴＡＳ 2、ＴＡＳ 2Ａ与树脂相容性好,可以用于ＡＢＳ、ＰＰ、ＰＥ、ＡＳ、ＰＶＣ等色母粒中,具有广泛的应用性。(7)ＴＡＳ 2Ａ耐高温性较好,可以适用于上述所有树脂中,ＴＡＳ 2适用于ＰＰ、ＰＥ、ＰＶＣ树脂中。(8)ＴＡＳ 2用于黑色流变母粒,主要用于线性聚乙烯护套料的加工,该母粒能改善ＬＬＤＰＥ材料的流变特性,它能在任何设备提供的剪切速率范围内挤出加工,消除由于ＬＬＤＰＥ材料挤出不稳定带来的表面粗糙、壁厚不均匀、熔体破裂等现象,使线缆表面光滑、细腻,降低了熔体粘度和加工温度,提高挤出产量,其产品性能附合国际ＧＢ1555801 95标准要求.






杰夫实业 销售部
许彪
东莞市杰夫阻燃材料有限公司
地址:深圳市福田区中国有色大厦14楼/
广东省东莞市大朗镇水平工业区杰夫工业园
Tel: 0086-755-83474911
FAX: 0086-755-83474980
Mobile:13929211059
SKPYE: jiefu1996
MSN: xubiao_1996(at)hotmail.com
GMAIL: samjiefu(at)gmail.com

# 本文著作权归原作者所有，其真实性未被证实，仅供参考。
# 发表本文并不代表同意作者观点。
# 部分文章是由网友自由上传。对于这些文章，本站仅提供交流平台，不为其版权负责。
# 如您要发表对本文的观点和看法，请发Email至samjiefu@gmail.com


English blog



DONGGUAN JIEFU FLAME-RETARDED MATERIALS CO.,LTD