超低分子量蠟在白色母粒中的應(yīng)用研究

1、論文交流 超低分子量蠟在白色母粒中的應(yīng)用研究 張海斌 喬輝吳立峰 解洪偉隋家?guī)r （北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，；青島邦尼化工有限公司，）摘要：研究了幾種超低分子量蠟應(yīng)用在白母粒中對其各項性能的影響，并與國內(nèi)通用品質(zhì)較好的 低分子蠟進(jìn)行了比較結(jié)果表明，這幾種超低分子量蠟可用于白母粒中，其母粒 性能指標(biāo)和相比沒有降低威降低很少。甚至有些性能指標(biāo)還得到一定程度的提高前言 低分子蠟是色母粒組分中最重要最常用的分散劑。目前，作為色母粒分散劑用的低分子蠟的分子量大多在之間】，品質(zhì)較好的低分子蠟價格比較高本文研究了一類分子量更低（左右或以下）價格更低廉的低分子蠟在色母粒中的應(yīng)用效果。為了討論問題的方便把

2、分子量在以下或左右的低分子蠟稱為超低分子量蠟實驗實驗原料及設(shè)備 實驗所用原料分別列于表和表中實驗所用儀器設(shè)備列于表中 表實驗用聚乙烯蠟 牌號 類型 外觀 生產(chǎn)廠家提供商 裂解 白色小顆粒 裂解 白色小顆粒 裂解 白色片狀 裂解 白色片狀 青島邦尼化工有限公司 裂解 白色粉末 裂解 白色細(xì)小顆粒 裂解 白色細(xì)小顆粒 】 裂解 白色粉末 北京化工大學(xué)精細(xì)化工廠 表實驗用其它原料 論文交流實驗工藝 試驗工藝流程如圖所示： 體矧膏卜 一注壓片試力縫 轉(zhuǎn)矩蠢變便加工性麓 再 叫 擠出吹 力、分幢 叫取輥餛焦量毪 分一 篷射色菝 自重性能測試和表征 熱穩(wěn)定性：用公司產(chǎn)型熱天平對各種蠟的耐熱性進(jìn)行了分析升溫

3、速度為，氮氣氣氛。 分散性：采用日本 型相差顯微鏡。放大倍數(shù)為倍，觀察了顏料的分散狀態(tài) 遮蓋力：用分光光度計測定薄膜光密度值，其大小可表示遮蓋力的大小 自度：用全自動測色色差計對白母粒注射的樣板進(jìn)行了白度、明度、黃度等測試 流變性能：采用轉(zhuǎn)矩流變儀和熔體指數(shù)儀對母粒的加工流變性能進(jìn)行了測試 力學(xué)性能：用 型拉伸試驗機對材料的力學(xué)性能進(jìn)行了測試結(jié)果與討論分子量比較 用烏氏粘度計測試了幾種聚乙烯蠟的分子量，結(jié)果列于表中。 表 幾種低分子蠟的粘均分子量 壁曼 望：！旦！ 堅：！堡 堅：！翌 墅：墊塑：塑型：型墅：墼一里：叢三 ：墜 ！ 塑 絲 。塹！ 塑 墊 塑一一叢王 從表可以看出，各種低分子蠟分

4、子量在左右，都較低很多分子量低有利于潤濕顏料粒子，但同時分子量降低使體系粘度降低幅度加大，有可能使得剪切力不能有效的傳遞到顏料粒子表面 。耐熱性比較 聚烯烴色母粒及其著色制品一般在之間進(jìn)行加工，所以用于分散劑的蠟應(yīng)該具有良好的耐熱性，其耐熱性可以角熱失重的方法進(jìn)行評測。從室溫到（。要求蠟的失重量不是很論文交德大。表為幾種低分子蠟的熱失重情況。 表各種聚乙烯蠟的熱失量情況 壁！ 互望墨莖曼型！ 塑竺叁塞型墨型！些些璺墅里 壘塞星墅苧 一 渤 一 拼 塑 一 斟 一 礬一蜘 琳 艟 蹦一瑚 拼 ，田 由表可以看到，除了以外，其它蠟的總的熱丈重情況都差別不大。各種蠟就耐熱性來說，基車符臺做色母粒的分

5、散劑。但除外，其它耐熱性不是很理想，總失重量都超過了 ，故其只能在加溫度較低的情況下使。絕大多數(shù)蒙烯烴的生產(chǎn)，加溫度范周在”之間?？梢钥吹?，溫度從時，這幾種蠟的熱失重都保持在左右，這說明這種超低分子量蠟的酎熟性符合聚烯烴色母粒的要求。分散性 分散荊可以潤濕顏料減小顏料粒度從而加強顏料與載體之間的親和性，提高顏料的著色效果，提高載體的承載能力。用不同種類的幕乙烯蠟作分散劑制成白母牲，然后吹膜用相差顯微鏡觀測顏料的分散狀況，從而評價不同蠟的分散能力。圖為一種超低分子量蠟與品質(zhì)較好的蠟對鈦白粉顏料分?jǐn)?shù)情況的影響。 （） （） 圈 不同種類分散劑蠟對顏科分散性的影響 （、（）分別古目 ），（）分別含和

6、的剛 可以看出（）、（）和（）、（）兩組相差照片背景粒子都細(xì)小而均勻，兩種蠟的總體分散效果都是非常良好的，而且差別不大，出現(xiàn)個別的顏料凝聚體和投有分散開的樹脂是難免的。但是（）、論文垂甌 （）組試樣出現(xiàn)的“白點”稍比（）、（）紐多而明顯，這是由于沒有分散開的樹脂所造成。田為 的分子量比更低做成的母粒有更低的熔體粘度，所以在制品加工過程中，會引起局部剪切力不能有效傳遞，使局部產(chǎn)生樹脂和母辛立不能有教的棍臺均勻即出現(xiàn)“白點”。但是這種白點對制品的外觀不會產(chǎn)生影響它只是在制品中存在的亞鐓現(xiàn)形態(tài)；另外這種現(xiàn)象可以通過提高螺桿剪切力，選擇不同熔體指數(shù)的樹脂而避免。由顫抖沒有分散開而引起的“黑點”兩組中都

7、少這說明兩種蠟對顏辯的分散能力是樣的 圖為再種超低分子量蠟對顏料分孜狀況的相差顯徽鏡照片。 圈中，幾種超低分子最蠟沒有出現(xiàn)顏料的大量團(tuán)聚體和冊的分散效果差別不大，只是沒有分散開的樹臘產(chǎn)生的“白點”比較明顯可以看到這幾種蠟對顏料分?jǐn)?shù)的整體效果還是不錯的，其中（），（），（）、（）、（）對顏料的分散和同很接近 （） （） 圖幾種超低分子量蠟咀及對自顏料的分散的相差照片 ）（），【） （）一（）：（）一：（）一（：）靜電對遣蓋力髟響 對白母粒來說連蓋力是其重要的性能指標(biāo)顏辯的分敲水平是影響建蓋力的主要因素用不屈含量、不同種類的蠟作為升敬劑制成母粒然后吹膜。測定薄膜的遺射率換葬成標(biāo)準(zhǔn)膜厚 （）的光密度

8、值（以下稱光彥值）。用光巒值可以衰征遮蓋力的大小也從另一十角度反應(yīng)丁蠟對顏料的丹散狀況。顏料分散越均勻，粒子越細(xì)，、，光密值越大，反之越小。圖為各種不同聚乙烯蠟及其不同古量對白顏料遮蓋力的髟響曲線 由圉可以看出除咀外的各種低分子蠟都使鱖辯的遺蓋力提高了左右，但蠟古量和茸蓋力之間并投有特定的比例關(guān)系而是一種復(fù)雜的折線變化蠟的最佳古量只有通過實驗確定 的對遮蓋力彭響穗優(yōu)于其它超低分子量蠟但是總體上最佳連蓋力差別不大在音量較低時稍有差別但隨著蠟含量的增加，各種蠟之問的差別在拉近以后基本上達(dá)到了同一效果。古量以下時。由于其它蠟的升子量較低對顏料顆粒的有效潤濕下降故建蓋力輔低可以看到蠟音量多為或比較合適

9、最大光密值都在左右，除在其低古量以外其它都對顫料的有鼓分被趨了積極作用。其中在音量舯塒光密值達(dá)”這和化大盹【的最好效果幾乎一樣，這說明其比較適臺作為色母粒用分戢劑 四 ；囂精確】 一峨一托可 圈不同類型蠟的不同含量對避蓋力的影響對樣板白度的影響 白度是表征白母粒質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。用不同蠟作分散劑制成白母粒然后制成樣板，用鍘色色差計測量其白度（以坦伯白度為準(zhǔn)）、明度（）、黃度（）等值如果分散劑對顏料分散的均勻且分散劑本身較白，則相應(yīng)的母粒白度應(yīng)該高，反之則低留為兩種蠟對母粒白度髟響比較?？梢钥闯霾煌康暮汀尽繉Π锥龋ǎ┑挠绊戨S著培古量的增加對白度的影響很小，反而略有提高，而含量在時對白度影響

10、不顯著但總體呈下降趨勢，含量為時出現(xiàn)了一個最低點這說明就向度而言一優(yōu)于 ） 。 口量（） 圈不同蠟含量的對白度的影響 圖幾種蠟對白母粒白度的影響論文疊魚一 圖為各種不同蝤及其不同含量對白度的影響?？梢钥吹较灥募尤胧鼓噶０锥扔辛艘欢ǔ潭鹊奶岣?。含蝴刪白度值是其中最好的比空白樣提高了。其它蠟也使白度得到了不同程度的提高，這說明分子量更低的分散劑蠟的加入，不會影響到白母粒的自度而使白度有一定程度的 可以看到分散劑可以在一定程度上提高母粒白度，可是提高的幅度并不大，最多為左右，這說明母粒白度主要還是由顏料本身的屬性所控制。低分子蠟在混煉的時會潤濕顏料表面，也就是說頓料最終的粒子被一層分散劑蠟所包圍，同

11、時蠟使顏料粒子細(xì)化、均一化且使其尺寸穩(wěn)定化。顏料粒子的減小和均一，使其對光有了更強的反射和散射尤其顏料粒子的減小使散射光增加對母粒流變性能的影響 聚乙烯蠟的加入不僅可以幫助顏料有效的分散還可以提高顏料與樹脂的相容性改善母粒的流動性。圖是用不同超低分子量蠟作分散劑，按照母粒的配方由布拉本德流變儀測得的流變曲線。由圖可以看出添加分散劑蠟后最大轉(zhuǎn)矩和平衡轉(zhuǎn)矩得到大幅度下降且分子量更低的超低分子量蠟是轉(zhuǎn)矩下降的更多。這有利于顏料更迅速而均勻的分散在母粒和被著色基體樹脂中 重竣鬈 時閱（） 一一 含純；含塒；扣一 【】一不含分散荊 沒有標(biāo)注的含超低分子量蠟 圖分散劑對母粒的流變性能影響 圖應(yīng)力一應(yīng)變曲線

12、對材料力學(xué)性能的影響 色母粒在整個制品中含量比較低就分散劑來說，其含量更低一般為百分之零點幾所以色母粒的加入一般不對體系的力學(xué)性能產(chǎn)生影響。但是選用超低分子量蠟后，是否會對體系的力學(xué)性能產(chǎn)生影響為了考察這一點選用蠟含量為的色母粒，添加到中（顏料濃度）混煉后壓片、裁樣，然后測其拉伸性能。圖為純和其添加各種以低分子蠟為分散劑的母粒后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。 由圖可以看到加入各種低分子蠟為分散劑的母粒后，材料的拉伸曲線基本上沒有變化，且比純稍高但是斷裂伸長率略有下降，然而的斷裂伸長率很高，稍降低斷裂伸長率不會對材料使用產(chǎn)生影響?？梢钥吹匠头肿恿肯灥募尤雽w系的力學(xué)性能沒有影響或者影響不大有些還可以使體系的

13、某些力學(xué)性能得以提高和普通低分子蠟作用效果幾乎一樣結(jié)論 （）研究了種超低分子量蠟（分子量）在白母粒中的應(yīng)用效果并與國內(nèi)通用品質(zhì)較 論文交流好的低分子蠟進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，種超低分子量蠟可用于白色母粒中，其母粒性能指標(biāo)沒有降低或降低很少，甚至有些性能指標(biāo)還得到一定的提高。 （）用相差顯微鏡表征分散劑對顏料的分散能力。結(jié)果表明，各種低分子蠟對白顏料的分散性能沒有明顯的差別。但超低分子量蠟為分散劑的母粒，引起的“白點”稍多，即被著色基體樹脂分散不是非常好，但是這些白點屬于制品的亞微觀結(jié)構(gòu)，不影響制品的外觀；此外，這可能與選擇的基體樹脂和加工工藝有關(guān)，可以通過改進(jìn)加工工藝使“白點”減少。用遮蓋力表征，除以外，其它分散劑都使光密值比空白樣增加了，而且基本接近相同含量的。 （）各種低分子蠟可明顯的提高母粒的白度，而且種超低分子量蠟對白度的提高優(yōu)于 （）使用超低分子量蠟使母粒的加工流變性能更優(yōu)良、熔體粘度更低。最大轉(zhuǎn)矩和平衡轉(zhuǎn)矩明顯的比普通低分子蠟（如：）小，故就加工性能來說，試驗所選種超低分子量蠟可使母粒獲得良好的加工流動性。母粒的熔體指數(shù)也比普通低分子蠟作分散劑的母粒的高，使母粒和顏料更迅速而均勻的分散在被著色的基體樹脂中 （）試驗的種超低分子量蠟沒有造成被著色