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  • 聚乙烯蜡简述、应用范围、生产方法及如何辨别真假
  • 本站编辑:建德市华辰化工有限公司发布日期:2020-05-12 10:03 浏览次数:

一、聚乙烯蜡简述

PE蜡就是聚乙烯蜡(PE-WAX),一种超低分子量聚乙烯。分子量一般2000~5000左右,石蜡碳原子数约为18~30的烃类混合物,主要组分为直链烷烃(约为80%~95%),还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃(两合计含量20%以下)。聚乙烯蜡一般分低聚物蜡、裂解蜡、聚合蜡以及调和蜡四种,国内生产的普遍是低聚物蜡,其他的裂解蜡,聚合蜡和调和蜡主要是国外生产较多,聚合蜡的性能理论上分析好于裂解蜡,具体使用需看产品的相容性。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泽和加工性能。作为润滑剂,其化学性质稳定、电性能良好。聚乙烯蜡与聚乙烯、聚丙烯、聚蜡酸乙烯、乙丙橡胶、丁基橡胶相溶性好。能改善聚乙烯、聚丙烯、ABS的流动性和聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯的脱模性。对于PVC和其它的外部润滑剂相比,聚乙烯蜡具有更强的内部润滑作用。

主要特点: 具有粘度低,软化点高,硬度好等性能,无毒,热稳定性好,高温挥发性低,对颜料的分散性,既有极优的外部润滑性,又有较强的内部润滑作用,可提高塑料加工的生产效率,在常温下抗湿性能好,耐化学药品能力强,电性能优良,可改善成品的外观。

二、聚乙烯蜡的适用范围

2.1、由于具有十分优异的外部润滑作用和较强的内部润滑作用,与聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等树脂相溶性好的特点,可作为其在挤出、压延、注射加工中的润滑剂。可提高加工效率,防止和克服薄膜、管材、片材粘结,提高成品的平滑度和光泽度,改善成品外观。

2.2 、作为多种热塑性树脂的浓色母料分散剂及填充母料、降解母料的润滑分散剂,可改善HDPE、PP和PVC等的加工性能、表面光泽性、润滑性和热稳定性。

2.3、用作电缆绝缘材料的润滑剂,可增强填充剂的扩散,提高挤压成型速率,增大模具流量,脱模便利。

2.4、作为橡胶加工助剂,可增强填充剂的扩散,提高挤压成型速率,增大模具流量,脱模便利。

2.5、耐光和化学性能好,可作颜料的载体,可改进油漆、油墨的耐磨性,改善颜料和填料的分散性,防止颜料沉底,可作油漆、油墨的平光剂。

2.6、作为天然或合成纤维的柔软剂和润滑剂,改善耐磨性、撕裂强度、防皱力和免烫衣服的缝纫性,减低针切和调整触感度。

2.7、可提高纸张的光泽度、持久度、硬度和抗磨损性,可增长耐水及耐药性等,增加纸张美感。

2.8、可加入各种石蜡中提高其性能.优良的电绝缘体性能,加入绝缘油、石蜡或微晶质石蜡中,使其软化温度升高、粘度和绝缘性能提高,可用于电缆绝缘,电容器和变压器绕组的防潮涂层。

2.9、此外,还可用于制造皮鞋油、蜡烛、蜡笔、化妆品、皮革剂、热熔胶粘剂等。 主要适用范围:可广泛应用于制造色母粒、造粒、塑钢、PVC管材、热熔胶、橡胶、鞋油、皮革光亮剂、电缆绝缘料、地板蜡、塑料型材、油墨、注塑等产品。

三、聚乙烯蜡的应用

聚乙烯蜡化学性能稳定、手感滑爽、耐磨性好、硬度高,其不同的加入方式和配比可赋予混合体系不同的光泽改变,应用范围十分广泛,包括:道路油漆的消光剂、塑料浓色母料、丙纶母料、功能性母料、添加剂母料、聚烯烃塑料加工分散剂、脱模剂、节能剂、聚乙烯农膜胶、油墨分散剂、耐磨剂、光亮剂,聚氯乙烯塑料加工润滑剂、热熔粘合剂、地板蜡、汽车上光蜡、液体上光蜡、蜡烛、涂料、电缆料、蜡制品玩具、蜡笔、橡胶加工剂等。其下游产品有塑料薄膜、编织品、塑料容器、塑料管材、异型材等。

3.1、聚乙烯蜡在水性涂料中的应用

在聚乙烯蜡中加入乳化剂制成乳液后,加入丙烯酸树脂中,在某种程度上可以提高它的亲水性,起到防滑、防粘连、耐污渍的作用。

粘连是指漆膜表面与外界物质的粘着与粘附性、漆膜之间的相互接触而粘着,暴露在大气中沾灰、沾污以及受压而粘合。在涂膜中,加入助剂聚乙烯蜡,其作用是它会从膜内均匀分散的状态逐步迁移到膜的表面上来。由于这种迁移,可以使膜的表面产生抗粘连作用。

聚乙烯蜡还同时产生抗磨损、抗划伤等同步效应。它可以降低涂层表面的摩擦系数,使物体接触涂层表面时,滑动倾向大于划伤倾向。聚乙烯蜡粉末迁移至涂膜表面可使涂膜表面的动态摩擦系数大幅度降低。聚乙烯蜡微粉加入涂料中,可使涂膜大大减轻受摩擦而被抛光的倾向,从而保持低光泽的耐久性。聚乙烯蜡对于聚酯类涂料有明显的消光特性, 一般加入量为1%左右;另外, 聚乙烯蜡对粉末涂料熔融水平流动性有一定影响,可以作为调整剂使用。

3.2、聚乙烯蜡在道路油漆中的应用

聚乙烯蜡可以适当地控制涂膜的光泽,赋予其庄重感,它与硝基纤维素相容性不好、硬度大、熔点高,因此要将其做成甲苯分散体后再加入油漆中,在使用中光线迁移到涂膜表面再到聚乙烯蜡粉粒,通过粉粒的折射、扩散等作用,使投射在涂膜表面的光线向同一个方向的反射减弱,达到消光效果。不同粒度和品种的聚乙烯蜡,其消光效果也不相同,从完全保持光泽到深度消光,可以根据需要调配其用量,从而达到理想的效果。

3.3、在色母粒中的应用

塑料加工行业要用到大量的色粉, 由于色粉难于在树脂基体中分散, 一般先将色粉与树脂制备成高色粉浓度的色母粒。聚乙烯蜡与色粉相容性好,所以容易润湿颜料, 并能渗透到颜料团聚体内部孔隙中,消弱内聚力,使颜料团聚体在外加剪切力的作用下更易破碎, 新生成的粒子也能够迅速得到润湿与保护, 可以作为多种热塑性树脂的色母粒的分散剂和填充母料,降解母料的润滑分散剂。聚乙烯蜡也可以使颜料粒子表而带上相同的电荷, 基于同性相斥原理,粒子间就不会互相吸引或聚集,进而达到颜料的均匀分散。此外, 聚乙烯蜡还能起到降低体系黏度,提高流动性的作用。所以色母粒生产时添加聚乙烯蜡能够提高生产效率,提高产量,稳定分散效果。

3.4、在塑料染色中的应用

聚乙烯蜡可以作为塑料染色的颜料分散剂。在塑料染色时,颜料分散的好坏程度,对染色制品的质量影响很大,因此,要将颜料用混炼机混炼,预先均一地分散在分散剂中, 以作为着色剂混入塑料中染色。聚乙烯蜡作为分散剂具有与塑料相容性和耐热性好,与颜料混炼性好且容易粉碎,不影响颜料的颜色,不影响终端制品的颜色等性能。聚乙烯蜡的加入可以使颜料粒子表面带上电荷,基于同性相斥原理,粒子间就不会相互吸引或聚集, 进而达到颜料的安定作用。

3.5、聚乙烯蜡在印刷油墨中的应用

聚乙烯蜡可以应用在PE、PP薄膜、防潮玻璃纸、塑料等用于水果糖、牛奶、果汁、护肤品、药瓶、洗涤剂和食品的包装材料和其他用途的油墨如胶印墨等当中,作为油墨耐磨耗剂具有令人满意的效果。它主要是基于轴承效应和漂浮效应。轴承效应在于聚乙烯蜡本身的粒径大小与油墨涂层膜厚相近或稍大,因此显露在外,使得蜡的耐刮、防擦伤性能可以显现。漂浮效应是指由于聚乙烯蜡粉末的粒子形态,蜡在成膜过程中漂移至涂膜表面均匀地分散开来,使得涂膜最上层有蜡的保护,显现蜡耐刮和防擦伤的特点。

3.6、聚乙烯蜡在石蜡中的应用

聚乙烯蜡可以作为石蜡改性剂,它与石蜡、微晶石蜡的相容性好,可以提高石蜡的熔点、耐水性、透湿性、硬度等。而且由于其电性能好,还可以用作电容器、变压器等电器用品的绝缘蜡改性剂。

3.7、聚乙烯蜡在塑料加工中的应用

聚乙烯蜡的粘度比塑料熔体低很多,可用作塑料熔体指数改性剂,由于其热稳定性好,高温下挥发性低,分散性好,所以能提高塑料加工的流动性,从而改善塑料加工性能。

聚乙烯蜡的分子结构与聚烯烃相似, 极性均很弱,相容度较大,在聚烯烃塑料加工时起到内润滑作用。改性的聚乙烯蜡极性较大, 与聚烯烃类相容度小,起到外润滑作用。聚乙烯蜡可明显改善物料在挤出机中的流动性和成品的脱模, 同时成品显示较好的表面性质,较长期的稳定性和更吸引人的颜色。聚乙烯蜡在PVC薄膜、异型材、管材、塑胶加工行业中做润滑剂,能提高塑胶制品的韧性使表面光滑、平整,提高成品率。

作为PVC 润滑剂,不仅需要起到内润滑的功能,还需要具有兼容性,与多种树脂兼容是PVC润滑剂起作用的前提,酯化聚乙烯蜡,在兼容性方面性能较好,与聚酰胺、ABS 树脂、聚甲醛(POM)树脂等兼容,酯化聚乙烯蜡与PVC 相容性好, 兼具内外润滑和光亮作用。在压延或成型时,起到防止粘附轧辊的效果;在挤压成型或注射成型时,有效防止粘附螺杆,提高脱模效果,并使PVC 制品光亮,美观、手感柔和,观感亮丽,同时,其分子上的羧基和酯基与填料及颜料形成络合或离子链化学作用, 改善填料和基体树脂之间的结合,获得高的物理机械性能。

聚苯乙烯因苯乙烯中有苯环存在, 并且比例亦较大,相对聚乙烯而言,聚苯乙烯的极性要大一些,对内、外润滑剂有一定的相容度, 配方弹性要好一些。在聚苯乙烯生产中常常使用酰胺化聚乙烯蜡作为内润滑剂以改善脱模,并能在聚合过程前加入。

热固性塑料在生产和加工时需要润滑剂和脱模剂,使用相容的内润滑剂可以改善流动性,而外润滑剂可以降低物料与热的机器部件的粘连, 因而改善脱模效果, 聚乙烯蜡以极强的脱模效应与内润滑剂结合,提供了操作上更大的允许范围。

在聚酰胺加工中,聚乙烯蜡用作分散剂,能使增强材料和颜料在聚酰胺中均匀分布, 而在聚酰胺的注塑加工中, 脱模的难易取决于结晶度和润滑剂的效果。

一般用改性的聚乙烯蜡作为润滑剂,线性聚酯(PET)的注塑加工中,聚乙烯蜡在改善填充型PET的脱模性和流动性方面起到重要作用, 热塑性聚氨酯(TPU)在刚加工后是非常黏稠的,使用聚乙烯蜡能赋予其非常好的脱模效应。新型工程塑料非常难加工, 有些塑料在加工不久就非常黏稠, 有些相对分子质量非常高因而流动性极差,在这些塑料的加工中,聚乙烯蜡由于低挥发性,在极性和非极性塑料中兼具内、外润滑和脱模作用,抗迁移性,是极为重要的加工助剂。

木塑复合材料(WPC)的成型方法主要有模压法、单螺杆挤出法。通常采用聚乙烯蜡作为润滑剂,可以防止物料熔体强度的降低和木粉在料筒中因停留时间较长而焦烧,改善加工性能,提高物料的流动性能。在一定程度上调节物理的塑化进程,并使物料与金属之间形成一种界膜, 该界膜不仅可以防止物料粘附于金属壁上, 而且还消弱了物料对加工设备和模具的磨损,延长挤出设备的石油寿命,此外,还有利于提高产品的外观质量。

聚乙烯蜡的应用十分广泛,但在PVC异型材、塑料管件、塑胶成型加工及油墨、涂料、地板蜡、汽车蜡、上光蜡等制品的应用中还有很大的发展空间,尚需研究和开发,使其获得更多应用。

四、聚乙烯蜡的生产方法

目前,聚乙烯蜡的生产方法主要有三类:一是由乙烯单体通过低聚反应, 如通过自由基低聚方法合成的聚乙烯蜡; 二是由高聚物的降解制备的聚乙烯蜡;三是在聚乙烯的合成过程中的副产,如高压法聚乙烯合成中的副产物经过分离得到的聚乙烯蜡。

4.1、乙烯聚合法

乙烯聚合法生产聚乙烯蜡主要有3 种方法,一是用自由基催化剂在高温高压下聚合; 二是用齐格勒催化剂在低压下聚合;三是茂金属催化剂聚合。

4.2、聚乙烯裂解法

聚合法生成的聚乙烯蜡分子量分布窄, 相对分子质量大小可以人为控制,但必须在大装置上进行,资金投入大。国内厂家一般采用高分子量聚乙烯的热裂解法生产, 这种方法采用的原料可以是聚乙烯树脂,也可以是聚乙烯废塑料,前者制得的产品等级高,后者制得的产品等级低。高分子量聚乙烯在隔绝空气的条件下可以热裂解为低分子量的聚乙烯蜡, 这样制备的聚乙烯蜡与结构有关的性质(如结晶度、密度、硬度和熔点)都受到裂解原料的影响。裂解加工方法分为裂解釜法和挤出法。裂解釜法是间歇式加工方法,适合于生产量较低,产能较小的厂家;挤出法是连续化生产,适合于生产量大,产能高的企业。

利用回收聚乙烯裂解液可以制备聚乙烯蜡。这种技术原料来源十分丰富且廉价,工艺比较简单,操作成本低。

4.3、聚乙烯副产提纯

从乙烯聚合生产聚乙烯的反应中, 副产得到的低分子量组分和溶剂的混合物中可以回收聚乙烯蜡产品。从聚乙烯装置的副产中脱出溶剂和引发剂后,产物分子量分布仍然很宽,限制了其应用领域,需要采用溶剂分离的方式进行进一步提纯。这种副产的聚乙烯蜡产品中通常含有相对分子质量在1000 左右的分子,所以在机械强度、耐热性能等物理性能上低于乙烯聚合法生产的聚乙烯蜡产品。

4.4、聚乙烯蜡的改性

聚乙烯蜡是非极性分子, 如果能够在分子上接入极性基团将大大拓展应用领域。这些功能化的聚乙烯蜡可以通过乙烯与含氧单体共聚生产,也可以对聚乙烯蜡进行氧化、接枝等化学方法引入羧基,进而再通过酯化、酰胺化、皂化等化学反应进一步进行改性, 这些功能化的聚乙烯蜡可以满足不同应用的要求。

五、国内聚乙烯蜡市场现状及辨别方法

5.1、国内市场上具有的蜡种:

5.1.1、造假蜡

在聚乙烯中加入石蜡磨成粉,即称为聚乙烯蜡,更有甚者,直接在聚乙烯蜡中加入大量碳酸钙造假,以降低成本,不仅使用效果差,而且污染环境,还偏离使用聚乙烯蜡的初衷,这对于国内市场是一种毒瘤;

5.1.2、废塑料裂解蜡

直接使用废塑料裂解而成,其分子量无法保证,成分不能保证,例如钙粉陶土等填充,抗氧剂,漂白剂,阻燃剂,润滑剂等各种加工添加剂,加工中会炭化,其固体杂质在1-30%之间,降解成分在10-50%左右;因而多为黑色,褐色,黄色,绿色.恶味浓重,这样的蜡只能用于黑色母的生产,下水管道,垃圾袋,塑料托盘等,效果不错,是生活用品不能用;

5.1.3、低聚物

进口中东地区各国低聚物混杂废料,内含各种溶剂,低分子物质,固体杂质,通常含水并溶剂15-25%,易于挥发低分子含量高,表现为软、黄、无好光泽,观感;

5.1.4、裂解蜡

国内屈指可数的几家厂家,可裂解生产较优质聚乙烯蜡,用于生产新料纯聚乙烯裂解蜡,这个蜡黏度较高(300至500),分子量也够大(1500-5000),颜色相对较好(炭化黑点较少),熔点100-105度,所产蜡主要用于丙纶色母的制造,在颜料分散这个功能上可以替代国外乙烯合成蜡,但是塑料润滑效果有限,因为价格较高,性能的限制和产量的限制,造成国内蜡企发展较慢。

5.1.5、韩国蜡、泰国蜡

熔点普遍在110度左右,个别牌号118-119度,功能偏向于提高润滑,提高流平性和提高熔点;且不含任何添加,质量较稳定,滴熔点较高,硬度高,粘度低,且黏度分的很严格,个别牌号可以替代美国霍尼韦尔,德国巴斯夫等高档蜡.从而基本占有了世界聚乙烯蜡的中游市场;

5.1.6、美国与德国的乙烯合成蜡:

这种蜡由乙烯直接合成,因为反应环境规范科学,分子量控制好,熔点稳定,生产可控性强,使用目的针对性强,工艺水平高,成本低,从而占领了世界聚乙烯蜡的高端市场.但因为技术封锁,设备昂贵,及市场需求的有限性等,美国德国均没有扩大生产.近期在亚洲贴牌生产较多,成分不可考证,性能不如欧美原产.价位22000-120000元。

5.1.7、煤、气蜡:用煤炭蒸馏或煤气合成,硬度大,价格高.又有别名”钢珠蜡”,价高。用于普通橡塑加工性价比差,主要用于高硬度要求用途。

5.2、聚乙烯蜡的真假分辨

5.2.1、片状聚乙烯蜡 (一看)

真品片状蜡一看就是塑料,比较硬的感觉,跟塑料片无异,表面光滑,半透明,自然白或微黄,掰开看层面不分层,无石灰粉、黑点等杂质,一面映着光看有很好的光亮度;

5.2.2、用手去摸

真品有很好的光滑性,摸上去是塑料的感觉而不是石蜡的感觉,质硬,性脆,易碎,常温不成团。含石蜡、硬化油、费托蜡的假货发腻,摸上去油油的,有摸蜡烛的感觉,或粗糙,看上去像没和好的面片,软软的,粉末的如果用手去握就成团了;

5.2.3、闻气味

真品闻上去是塑料的味道,假货是石蜡的气味或强烈的异味;

5.2.4、开水煮

把蜡片放玻璃器皿里加热至水沸5分钟,蜡片形状不变是真品,变糊或变形是含石蜡等杂质。虽然测试方法不同,测试环境不同,但真品的软化点一定高于100摄氏度;

5.2.5、使用熔点仪、红外光谱仪、及核磁共振测试

真品的熔点一般在105度左右,且熔程较窄,掺了其他物质的熔点低且熔程宽。红外光谱仪就像是火眼金睛,很容易辨明真假,但是仪器较贵。核磁共振就更加不用说了。

5.2.6、试用

纯的PE蜡用量少,脱模性好,不析出,而且制品光亮度高,制品各性能得到改善。假的PE蜡就没有那么强烈和优越的性能了。

几种鉴别真假PE蜡的简易方法。总的来说就是:一看,二摸,三闻,四煮,五测,六试。 其实,我们只要通过以上三步就可以判断出PE蜡的真假了。

关于微珠状聚乙烯蜡颗粒主张选用大一点的圆颗粒,这么便当观看透亮度,以防商品造假,真品细看是透亮的,假货绝对不透亮,也不敢做大,由于他们加了石灰粉等杂质。最最首要的是千万别买粉状的,由于它们百分百加了碳酸钙、白腊或硬脂酸等杂质。还有留心价格,若是明显偏低,必定要留心不要被忽悠了。