光亮分散润滑剂HX-A在塑料加工中的应用.doc

光亮分散润滑剂HX-A在塑料加工中的应用 HX-A是一种兼有润滑、分散、偶联、光亮等多功能于一身的表面处理剂； HX-A对难分散的颜料（尤其是碳黑、酞箐兰、酞箐绿）填料（钛白粉、碳酸钙、滑石粉）阻燃剂，珠光粉等具有特殊的良好的分散作用；与各种树脂（聚烯烃、ABS、PS、PVC）有良好的相容性，润滑性。广泛应用于聚烯烃、ABS、PS、PVC等塑料色母，丙纶色母；阻燃母粒；珠光母粒；高光泽PP填充改性材料；纳米级钛白粉填充分散用的助剂。 HX-A能有效降低材料的流动阻力，降低加工机械扭矩； HX-A能有效提高材料的冲击性能和表面光泽度，对于高填充体系更适用。1. HX-A与传统处理剂的区别传统表面处理剂的特点传统表面处理剂的分子结构含有两类性质不同的化学基团，一类是亲无机基团，另一类是亲有机基团，其分子结构可用下式表示： （RO）x-M-AyRO代表易进行水解或交换反应的短链烷氧基；M代表中心原子，可以是硅、钛、铝、硼等；A代表与中心原子结合稳定的较长链亲有机基团，如酯酰基、长链烷氧基等。传统表面处理剂的作用机理大致分两类：一是表面物理作用，包括表面涂覆和表面吸附；二是表面化学作用，包括表面取代、水解、聚合和接枝等。前一类表面处理剂与填料的结合是分子间作用力，后一类是通过化学反应与表面处理剂相结合。表面处理剂的作用机理取决于填料的成分，结构，特别是填料表面的官能团类型、数量、及活性，也与表面处理剂的类型、表面处理方法、工艺条件有关。一般来说，填料比表面积越大、表面官能团反应活性越高，选用的表面处理剂与填料表面官能团反应活性越高，空间位阻小，表面处理温度适宜，则填料表面处理以化学反应为主，反之以物理作用为主。HX-A的结构特征及作用机理（1） HX-A的结构特征 HX-A是一种新型分散润滑剂，熔点为65.比传统表面处理剂在分子结构上有两大改进，一是用锚固基团取代表面活性剂的亲水基团。它们通过离子键、共价键、氢键及范德化力等相互作用，紧紧吸附在无机颗粒表面。二是以溶剂化链取代表面活性剂的亲油基团，且为聚合物链。这些溶剂化链能够与分散介质有良好的相容性，且具有较好的伸展构想，在固体颗粒表面形成足够厚的保护层。（2） HX-A的作用机理HX-A与传统表面处理剂的区别表现在:是锚固基团的引进，保证了其在固体颗粒表面上的牢固吸附，且多位不可逆吸附，很难解吸。主链式溶剂化链亲油基团，与树脂有一定的相容性，保证其在固体颗粒表面形成一定厚度的保护层，这样吸附有HX-A的固体颗粒因范德化力相互作用时，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非水介质中的稳定分散。而传统的表面处理剂一般为无规聚合物，其吸附基团无规的分布在聚合物长链上，在固体颗粒表面的吸附形态有卧形、环形和尾形，这三种形态中，卧形吸附对空间的位阻贡献几乎为零，只有环形、尾形吸附才能形成有效的空间厚度。由于卧形吸附的存在，降低了溶剂化链的有效利用率。而HX-A分子中锚固基团处于分子链的同一端且紧紧相连，相互之间没有足够的距离，它与固体颗粒之间的吸附形态多位尾形，因此大大提高了溶剂化链的有效利用率。2. HX-A的性能指标HX-A熔点为65，闪点275，热失重：250时1.8；300时4.8（wt%）,是一种耐热性较好的助剂。不溶于水、乙醇、丙酮、四氯化碳等溶剂，但溶于热的卤代烃，耐酸、碱，无毒。3HX-A的应用试验一HX-A在色母料、功能母料中的应用（1）在ABS色母料中基本配方： ABS 30-35份 钛白粉 60份 HX-A 8份将配方称量好的载体树脂ABS与钛白粉在高速捏合锅中混合20分钟，当温度升到90时将HX-A加入，是钛白粉均匀的黏附在载体表面，即可出料，冷却后进入挤出机造粒，料条表面光亮平滑。将ABS色母粒安GB3682-83标准进行熔体流动速率测试（温度为200，负荷为5000g）测得MFR 13.5(g/10min)。将ABS:ABS色母粒按100：5混合注塑成型，其样品表面光亮，色泽均匀。现在，用HX-A作分散剂，钛白粉的含量可达80%，分散性依然很好。（3） 在PP阻燃母料中：基本配方： LDPE 15-20份 PP 5份 HX-A 4份 阻燃剂（十溴联苯醚） 50-60份将配方称量好的载体树脂LDPE.PP,HX-A,阻燃剂一起放在高速捏合锅内20分钟，当料温升到95-100时，HX-A被高速剪切热完全熔化，阻燃剂均匀地黏附在载体表面，即可出料，冷却后进入挤出机造粒，将PP阻燃母粒按GB3682-83标准进行熔体流动速率（温度为190，负荷为2160g）测得MFR 18(g/10min)。将PP:PP阻燃母粒以9：1配方混合后注塑成型，其样品表面光亮，色泽均匀，无条文。按GB2460-80标准测试，其氧指数达到27。（4） 在PE珠光母粒中： 基本配方： LDPE 56份 珠光粉 38份 HX-A 6份其过程与PP阻燃母粒基本相似，只是主体材料由阻燃剂改为珠光粉。将载体树脂与HX-A混合5-7分钟，再将珠光粉倒入混合，避免珠光粉加热时间过长，破坏珠光效果。将珠光母粒：PE按5：100混合后注射成型，样品表面珠光分布均匀，按GB3682-83标准进行熔体速率测试，得MFR6(g/10min)(4)在丙纶黑母粒中：基本配方： PP载体树脂（MFR20-24） 33份 碳黑 33份 HX-A 3-5份 PE蜡 25-30份 降温母粒 少量将PP树脂，碳黑，PE蜡放入高速捏合锅中混合，待温度升到100后加入HX-A,混合5-7分钟后，放料，进入挤出机造粒，料条光滑均匀。将丙纶：丙纶色母按100：3比例混合放丝，丙纶丝粗细均匀，光泽很好。（5） 在PE特黑母料中基本配方： PE 45份 碳黑 35-40份 PE蜡 10-15份 HX-A 3-5份造粒过程及工艺同PP阻燃母粒。将PE特黑母粒按GB3682-83标准进行测定，测得MFR9.6g/10min,将HDPE:PE母粒按100：3混合后吹塑成膜，形成0.06mm薄膜，观察薄膜色泽均匀，无明显黑点，薄膜厚度均匀。二HX-A 在塑料配色、色粉中的应用：HX-A能提高颜料的分散性，着色力。使用工艺非常简单，可在颜料研磨前加入，与颜料一起碾磨预混。在配色粉时与各种颜料工混，再配浅色料时，可多加填充料，降低成本。加入量参考：颜料比表面积/5 *100% = HX-A加入量一般情况下可参考如下:有机颜料： 5-12% 无机颜料： 3-8%钛白粉/无机填料 0.5-% 普通碳黑： 8-20%高表面碳黑： 40-60% HX-A对难分散颜料酞箐兰、酞箐绿、碳黑等有特殊的作用三HX-A在无机填充聚丙烯共混体系中的应用（1）在无机填充物表面活化中：传统无机填充物（如碳酸钙、滑石粉、硫酸钡等）均用偶联剂进行表面活化处理，将聚丙烯与分别经偶联剂及HX-A（含量0.5%）活化处理过的无机填充物（含量40%），其他助剂按一定比例混合，挤出造粒。按ISO180,GB1040-92制作试样及测试，结果如下：性能硅烷KH-570铝酸酯DL-411钛酸酯NDZ-102HX-A邵氏硬度75.873.276.777.5缺口冲击强度J/M(2353.460.955.463.2弯曲模量 MPa2165223325162642(2)在高光泽无机填充共混聚丙烯中：基本配方: 聚丙烯 100份 载体树脂 5份 抗氧剂1010 0.1份 抗氧剂168 0.1份 降温母料 3份 钛白粉 3份 滑石粉 40份 成核剂 微量 HX-A 1-1.5%(WT)变化将配方中的各种物料混合均匀后进入挤出机造粒，挤出机各段温度控制如下表一段二段三段四段五段六段七段八段机头140170180200205210220210210将试样按ISO180,GB1040-92制作及测试HX-A的含量为1.5%时光泽度为59%，当含量为1%时，缺口冲击强度最大，为108J/M，熔体指数为14.2（g/10min）.空白样光泽度为50.9%，缺口冲击强度为95J/M,熔体指数为1