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      PE蜡

       PE蜡微粉技术是近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。一般制备超细PE蜡有机械粉碎法和化工合成法两种,尤其是机械法制备微粉PE蜡是目前市场首选,相对于化学法从生产成本和节能降耗上更加能体现其优越性。
        超细PE蜡以其独特的热敏性,让一般粉体设备达不到市场其所需的粒度要求,捷罡公司生产的JCSM系列内分级磨和JFJM型对喷式气流磨,加上独特的低温预冷系统有效组合,是该工艺可以工业应用。

      PE微粉蜡的产品: 
      ●   涂料、油墨、卷材和表面包覆材料; 
      ●化妆品、个人护理品。PEWax可以作为粉饼、防汗剂/祛臭剂原材料;  
      ●塑料加工添加剂、热熔粘合剂 、发泡部件的隔离剂、橡塑片材、PVC管材添加剂,还可以用作改性剂和电流变体,也可以作为色母料的载体和润滑剂;  

       

      微粉蜡在印刷油墨涂料中的应用
      微粉蜡在印刷油墨中的应用
      摘要:本文分析了微粉蜡的市场、生产技术,国内外厂家的产品技术指标。并且对在应用中的一些问题提供了有益的解决方法。一、微粉蜡的市场概况超细微粉技术是近些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以下的粒子称为微粒子,超细粒子的集合体称为超微粉体。
      微粉化蜡以其优异的性能广泛应用于印刷油墨、油漆、涂料中,提高其表面的抗划伤性、耐磨性、增加滑度、耐回粘、不贴合、改善手感;提高抗粘连、抗污性能,可以控制印刷油墨的光泽度,防止颜料沉降,配合亚光粉生产高性能亚光油墨和油漆等,已经成为油漆、油墨生产中不可缺少的重要助剂。微粉蜡为超微细粉体,粒径范围2~30μm,分子量分布较宽,从600~6000左右,用途广泛。
      大部分微粉蜡是由聚乙烯蜡、费—托蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯、及其改性蜡等,通过各种的微粉化工艺制得。还有一部分是酰胺蜡、微晶蜡、天然蜡通过微粉化工艺生产的。(1)聚乙烯蜡:由乙烯单体直接聚合或者通过聚乙烯裂解制成,分子量在1000-5000左右,熔点100-120℃,具有优异的抗摩擦、抗划伤、防粘连及保光性,适用范围广。支链结构多,耐磨性比较好。高密度和低密度聚乙烯微粉蜡的性质有差异。(2)费—托蜡:是由煤气为原料,采用Ficher-Tropsch工艺聚合成无支链的线性蜡,分子量在500~1000左右。熔点较低,具有极佳的平滑性,改善手感。蜡的滑度好,手感强,容易分散。(3)聚丙烯蜡:和聚乙烯蜡相比,软化点、硬度更高,抗粘连性能突出、耐磨性能突出,改善抗金属划痕效果好,可防止颜料及二氧化硅在油墨和涂料中的沉降,但相容性稍差,分散困难。(4)聚四氟乙烯蜡:软化点更高,密度更大,具有优异的耐热性能,提供突出的滑度、耐磨性、耐刮伤性、抗粘性。疏水抗污性,综合性能优异,很难分散,价位高。(5)改性微粉蜡:用聚四氟乙烯对聚乙烯蜡或合成蜡改性,提高聚乙烯蜡的软化点和硬度,增加平滑性、耐磨性、耐划伤、抗粘连性,同时改善聚四氟乙烯蜡难分散、价位高等缺点。由高分子蜡制备超微粉蜡主要有了3种途径:
      一是由粗粒子出发,用机械粉碎法,蒸发与沉淀法和熔融喷雾法等物理的方法;
      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所需粒径的微粒,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微粉蜡、热裂解、辐射裂解制PTFE微粉。
      在国内,生产厂家主要采用物理方法制备各种微粉蜡。国内对微粉蜡的研究和生产的启步较晚,但是需求量在逐年增加,生产规模比较大的有北京化工大学精细化工厂、齐齐哈尔大学材料所等。
      国外聚乙烯微粉蜡的应用很广,需求量较大,仅日本每年就生产约3000吨,售价比普通的树脂高一倍左右。
      现在由于我国的微粉蜡的产量较低,只能满足一部分市场需要。另一部分市场需求,主要靠进口德国、美国的聚乙烯微粉蜡产品,如:美国的联信、三叶,德国的德固萨、赫司特、巴斯夫、科莱恩,日本的三洋化成株式会社、日本的石油化学、日本的三菱化工、台湾的德谦,但一般价格较高,市场上微粉聚乙烯蜡价格一般都在23000~35000元/吨左右。  二、各个厂家的技术指标虽然蜡的生产方法颇多,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。
      1、北京化工大学精细化工厂聚乙烯微粉蜡的技术指标如下:

      牌 号
      MP1425
      MP520
      粒 径(μm)
      5-7 
      8
      分子量(粘均)
      2500-3000 
      2500-3000
       软化点(℃)
      106-108 
      106-108
       外 观 
      白色细微粉末
      白色细微粉末组分
      组份
      低分子量聚乙烯 
       低分子量聚乙烯
       用 量(%) 
      0.8-3 
      1-3
      用 途
      印刷油墨中提高滑爽度,耐刮伤,耐磨,防粘连
      粉末涂料提高硬度和滑爽度,超过3%用量,消光作用

       
      2、齐齐哈尔大学材料所聚乙烯微粉蜡的技术指标如下:

      牌 号
      PEW-0201 
      PEW-0301
      粒 径(μm)D50
        6   
      16
      熔 点(℃)
      116 
      116
      外 观
      白色粉末 
       白色粉末组 分
      组份
      低分子量聚乙烯 
      低分子量聚乙烯
       密 度(g/cm3) 
      0.95
      0.95
      用 量(%)
      0.5-1.5
      1-3
      用 途
       溶剂型涂料和油墨,具有消光,爽滑、抗滑伤、防粘连及耐蹭污   
       溶剂型油墨和涂料,提供好的硬度,耐磨性、抗回粘性,特别应用在凹版及凸版油墨和涂料较厚的涂料配方中。

       
      3、德国科莱恩公司微粉蜡技术指标

      牌 号
      9615A 
      5551 
      3910 
      3920F
      3715 
      9610F
      9205F
      粒 径(μm)
      6.5 
       ~8.5 
      ~6.5 
       ~6.0 
      ~7.5
         ~7.5 
       ~8.0
      酸 值 
       <8 
      <15 
       <8 
       <1
      <5
      <0 
      <0
       软化点(℃)
      137 
      100 
      139
      125 
      122 
      122 
      320
      外 观 
       白色细微粉末
       微黄色粉末 
      白色细微粉末
      白色细微粉末 
      白色细微粉末
      白色细微粉末 
      白色细微粉末组分
      组份
      PE/Amid
      酯蜡
       酰胺蜡
      PE/PTFE
      极性PE
      PE/PTFE 
      PTFE
      用量% 
      0.5-3
      0.5-2 
      0.5-3 
      0.5-3 
      0.5-3 
      0.5-3 
      0.2-0. 8
      比重
      0.97 
      1.00
      0.99 
      1.00 
      0.96 
      0.98
      2.20
      用 途 
      木器涂料,凹版油墨。改善触感,耐划伤
      水性、油性凹版油墨。促进油墨流动性和色强度
      水性、油性油墨,粉末涂料。提高耐磨性
      油墨、木器涂料。提高防回粘性。
       
      皮革油墨,凹版油墨。提高手感性能,平滑性,耐磨擦。
      凹版油墨、网印油墨。耐刮伤,耐磨擦。
      凹版涂料、钢卷涂料。提高平滑性,防回粘,耐热,耐酸碱。

       
       4、三叶公司微粉蜡技术指标

      牌 号
      U -675A
      FS-421
      EP-100
      S-394N
      S-232
      SST系列
      TEXTRU E
       外 观
      白色细微粉末
      白色粉末
      白色细微粉末
      白色细微粉末
      白色细微粉末
      白色细微粉末
      白色细微粉末
      组 分
       改性PE
      PE/PTFE
      PE
      PE
      PE/棕榈蜡
      PTFE
      PP
      用 量(%) 
      1-3
      1-3
      1-3
      1-3
      1-3
      0.5-2
      5-7
      用 途 
       亚光木器涂料,凹版油墨。改善触感,增滑、耐划伤   
      水性、油性凹版油墨。抗回粘、增滑、耐划伤 
      塑料油墨,一般工业漆。抗回粘、增滑、耐磨   
      油墨、工业漆。提高防回粘性、保光。
      透明制罐漆、油墨、一般工业漆提高平滑性,保光。 
      卷钢漆、胶印油墨、粉末涂料,抗回粘、增滑、抗污染。 
       礼品包装丝网油墨,塑料美术油墨。产生立体凹凸的砂面效果

       
      5、德固萨公司的微粉蜡主要技术指标如下

      牌 号
      SH112
      X4118
      FM1012
      AW1060
      AV5012
       酸 值
       <2  
      - 
      16-20
      12-14
      粘 度(mpas)
      <20(120℃)
      <140(120℃)
      <20(150℃)
      <90(120℃)
      400-600(140℃)
       软化点(℃)
      112-120
      132-142  
        112-120
        83-89
      99-104
      外 观
      白色粉末 
      白色粉末
       白色粉末 
      白色粉末 
      白色粉末组 分
      组份
      费-托蜡 
      PE
      PE/PTFE
      乳化蜡 
      EVA蜡
      用 途
      油墨体系、亚光漆。提高耐磨性、也可用于消光。       
      涂膜有丝滑感。提高硬度 
      印刷油墨中,罩光漆中。抗污、性能、疏水性能好。
      水性油墨、光油等。提高光泽和流平性能。
      油墨,凹版油墨。
       

       
      6、BYK(毕克)公司的微粉蜡主要指标

      牌 号
      Aquaflour 400
      Ceraflour 920
      Ceraflour940
      Ceraflour991
      粒 径(μm)D50
      7
      6
      3.5
      3
      熔 点(℃)
      115
      200
      105
      105
      外 观
      白色粉末
      白色粉末
      白色粉末
      白色粉末组分
      组份
      改性PE
      有机聚合物
      费-脱蜡
      PE
      用 量(%)
      1-5
      1
      1-5
      1-5
      用 途
      用在水性油墨中。耐磨性好、抗划伤、有柔软感。
      家具和地板涂料,建筑涂料。有亚光效果。
      溶剂型印刷油墨,提高耐划伤性,耐磨性和疏水性。
      溶剂型印刷油墨,耐划伤性,耐磨性,滑爽性。

       
      三、应用中的注意事项
      为了方便运输,微粉蜡常常以粉体形式供货,油墨厂要充分发挥并利用蜡粉的特性,必须有良好的分散工艺来保证。虽然微粉蜡一般情况下都有比较好的分散性和细度,比较容易分散在油墨、油漆和涂料中,但是为了特殊的工艺要求和质量要求,还有以下的分散方式:      (1)熔融分散法:将蜡粉高温熔融后,慢慢喷洒在冷的溶剂中(一般选用非极性溶剂,如甲苯),使蜡液遇骤冷,呈现小粒子析出,冷却速度越快,形成的蜡乳液越细腻,这样分散的蜡粉耐磨性,滑度最好,并且对光泽影响最小。缺点是需要特殊设备,有火灾危险。主要用于高档漆和涂料生产中。
      (2)冷分散法:冷分散的方法可以用于制备高浓度的微粉蜡分散体,固含量取决于所使用的溶剂,常用非极性或弱极性溶剂如矿物油、甲苯等分散蜡粉,可以制得高浓度的蜡浆,流动性好,储存稳定性高,可以直接加入油墨和油漆中。分散方法如下:先以较低速度搅拌至树脂液产生漩涡,再将蜡粉慢慢加入漩涡内,待蜡粉全部加入后,提高搅拌速度至1000rpm,充分搅拌10~30 min,细度合格即可。
      (3)冷研磨蜡粉分散注意事项A温度控制:低分子量的聚乙烯蜡,在分散过程中,如果温度过高,容易引起蜡粉部分溶解,溶剂渗透蜡粉,引起溶涨,导致再絮凝返粗,形成粗粒,蜡粉失效。一般分散温度不高于40℃即可。B一般以酯类、酮类或者醚醇类作蜡粉的分散溶剂,比较理想,避免使用苯类溶剂,因为苯类溶剂对蜡粉渗透力强,容易引起蜡粉高温下溶涨。
      (4)直接加入法:容易分散的费—托蜡和PE蜡可直接加入高度搅拌分散即可,这样生产工艺简单,成本降低。
      在使用粉状的微粉化蜡用于油墨和油漆时,应注意以下几个主要问题:
      1、温度控制:聚乙烯蜡由于在较高温度会被溶解,导致在凝聚而反粗,无法再分散开,因此,搅拌温度应该控制在45摄氏度以下。聚乙烯微粉蜡在芳香族、脂肪族、氯化物溶剂中溶解;在乙二醇醚、酯类、乙醇、丙酮溶剂中有较小的溶解性。
      2、添加方式:先将20-30%的蜡粉和70-80%的树脂制成蜡浆,再按所需比例添加或,在后段直接添加,需要适当的剪切力,至少用螺旋搅拌器混合时要有足够的漩涡,保证蜡微粉颗粒,特别是二次粒子,有一个合适的分数。也可以在研磨色料时最后一次加入一起研磨,但需注意控制温度。
      3、分散方式:先以较低的速度搅拌至有漩涡产生,再将蜡粉分批少量加入漩涡中心;待蜡粉全部加入后,再将搅拌速度提升到1200rpm,并充分地搅拌至完全地分散均匀。
      4、 溶剂:制备蜡微粉分散体,一般使用酯类或醇类做蜡微粉的分散溶剂是较为理想的;尽量避免使用甲苯或二甲苯与蜡微粉直接混合,因过强之溶解力将使蜡粉被溶解,再结晶时反粗。
      5、润湿:FTPE因表面自由能低(0.0184N/m)不容易在溶剂中分散,可先用小量乙醚湿润然后添加。

      聚乙烯微粉蜡的探究
      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种途径摘要: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功能,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。
      PEWax微粉的应用
      涂料用聚乙烯蜡可以制备高光泽溶剂性涂料水性涂料、粉未涂料、
      罐头涂料、UV固化、金属装饰涂料等,还可以作为纸板等日用防潮涂料。
      (2)油墨、套印光油、打印油墨。PEWax可以用来制备凸版水性油墨,溶剂性凹版油墨,石印/胶印、油墨、套印光油等。
      (3)化妆品、个人护理品。PEWax可以作为粉饼、防汗剂/祛臭剂原材料。
      (4)卷材用微粉蜡。卷材用蜡有两个要求摘要:即在提高涂膜表面滑度和硬度时,不能影响涂料的流平和对水的敏感性。
      (5)热熔粘合剂。PEWax微粉可以制备烫印用热熔粘合剂。
      (6)其它应用。PEWax还可以作铸压金属部件、发泡部件的隔离剂、橡塑片材、管材添加剂,还可以用作紫油流变改性剂和电流变体,也可以作为母料的载体和润滑剂。
      2. 2改性聚乙烯蜡的发展
      我们在20世纪90年代初进行了低相对分子质量聚乙烯蜡的改性工作,有关羧化,接枝也有不少报道。国外申请专利的有德国、法国、波兰、日本。国内也申请了两相相关专利。
      从文献调研和市场分析看,聚乙烯蜡和改性聚乙烯蜡,非凡是微粉化后将会有更长足的发展。
      聚乙烯微粉蜡的表面效应、体积效应为在各新产品开发提供了优异的物理化学性能,为适应油墨、涂料、整理剂等各种领域要求也将有更多的系列超细微粉问世。[4
      3、 对聚乙烯蜡在涂料工业中应用的调查
      1中国涂料工业目前状况
      我国涂料工业伴随着共和国的成长走过了50年不平凡的道路,非凡是改
      革开放20年来,随着经济建设和化学工业的迅速发展,涂料工业获得了长足发展。1992年我国涂料产量首次突破100万t达到105.84万t,1995年我国涂料产量增长到169.61万t为历史最高纪录。1999年涂料产量为115万t,2000年国内市场对涂料的总需求量达到190万t左右。
      涂料的种类繁多,根据组分中的主要成膜物分类分为十八大类;根据含有或下含颜料可分为清漆和色漆,基本品种有底漆、面漆、腻子等。我国涂料的生产基本能满足国民经济各部门发展的需要产量已位居世界第四。
      目前我国生产的涂料产品有18大类,近千个花色品种,在六五和七五计划期间,调整产品结构,限制油基漆的生产,大力发展合成树脂漆,使涂料结构发生了根本的变化。合成树脂漆占涂料总产量的比例由1980年的48%提高到了1990年的57%,1998年进一步提高到72%以上。
      改革开放以后,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,我国涂料的消费量一直稳步增长。而且逐渐向高档、无污染涂料方向发展。
      聚乙烯蜡做为一种添加剂,主要应用在消光漆等高档涂料上,一般添加量为5%~6%。以微粉和乳液,用高速搅拌的方式加入。蜡在其它涂料中的添加量在0.25~2.0%。价格每吨在3万~5万元之间。
      3. 2聚乙烯蜡市场
      由于技术水平的限制,国内的聚乙烯蜡在质量上和国外同类产品还有一定差距。所以造成了国外产品尽管价格较高仍占有很大一部分市场份额,大约在48%左右。这是由于制造厂家越来越注重质量,不再单纯的追求效益把产品质量和顾客满足放在第一位。
      随着人们的生活水平提高,人们对涂料的要求也发生改变,越来越多的低档涂料被淘汰,美观实用的高中档涂料占据大部分市场。而蜡类添加剂的市场也日益扩大。
      我国的聚乙烯蜡生产厂家只有加快技术改革,严把质量关,才能面对“入世”,才能占有更大的市场份额,才能把我们的产品推向世界。预计2001年我国的聚乙烯蜡市场在2200吨~2500砘左右。目前境外探究生产合成蜡的厂家有美国的allied、chemicakl,德国的hoechst、basf、beba、chen和Corporathon,日本的三样化成株式会社、日本的石油化学工业株式会社、日本的石油化学、日本的三菱化工、安源油脂、台湾的德谦。境内主要有上海金山石化、广州的金富德等其中探究成功并得到应用的主要合成蜡产品有脂蜡、酰胺蜡、聚乙烯脂肪酸调配蜡等。但其乳化性不理想,我国探究生产高质量的合成蜡有广阔的市场前景。[6
      4、 结束语
      高分子蜡已经发展成为一类新型的功能材料,有机高分子微粉的功能化也正成为探究热点,以高分子微粉的制备、应用及深度开发,必将开拓其更多的新性能、新应用,形成功能高分子及智能材料的新领域。
      高分子蜡的优异性能为新产品开发提供了良好的物理化学性能,为适应油墨、涂料、整理剂等各种领域要求也将有更多的系列蜡问世。我国的高分子蜡工业也将走向世界。

       

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