微粉蠟的性能及應(yīng)用
微粉蠟的性能及應(yīng)用
超細(xì)微粉技術(shù)是近些年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，一般把粒徑小于0.5μm的粒子稱為超微粒子，20μm以下的粒子稱為微粒子，超細(xì)粒子的集合體稱為超微粉體。微粉化蠟以其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于印刷油墨、油漆、涂料中，提高其表面的抗劃傷性、耐磨性、增加滑度、耐回粘、不貼合、改善手感；提高抗粘連、抗污性能，可以控制印刷油墨的光澤度，防止顏料沉降，配合亞光粉生產(chǎn)高性能亞光油墨和油漆等，已經(jīng)成為油漆、油墨生產(chǎn)中不可缺少的重要助劑。
微粉蠟為超微細(xì)粉體，粒徑范圍2～30μm，分子量分布較寬，從600～6000左右，用途廣泛。大部分微粉蠟是由聚乙烯蠟、費(fèi)—托蠟、聚丙烯蠟、聚四氟乙烯、及其改性蠟等，通過(guò)各種的微粉化工藝制得。還有一部分是酰胺蠟、微晶蠟、天然蠟通過(guò)微粉化工藝生產(chǎn)的。
(1)聚乙烯蠟：由乙烯單體直接聚合或者通過(guò)聚乙烯裂解制成，分子量在1000-5000左右，熔點(diǎn)100－120℃，具有優(yōu)異的抗摩擦、抗劃傷、防粘連及保光性，適用范圍廣。支鏈結(jié)構(gòu)多，耐磨性比較好。高密度和低密度聚乙烯微粉蠟的性質(zhì)有差異。
(2)費(fèi)—托蠟：是由煤氣為原料，采用Ficher-Tropsch工藝聚合成無(wú)支鏈的線性蠟，分子量在500～1000左右。熔點(diǎn)較低，具有**的平滑性，改善手感。蠟的滑度好，手感強(qiáng)，容易分散。
(3)聚丙烯蠟：和聚乙烯蠟相比，軟化點(diǎn)、硬度更高，抗粘連性能突出、耐磨性能突出，改善抗金屬劃痕效果好，可防止顏料及二氧化硅在油墨和涂料中的沉降，但相容性稍差，分散困難。
(4)聚四氟乙烯蠟：軟化點(diǎn)更高，密度更大，具有優(yōu)異的耐熱性能，提供突出的滑度、耐磨性、耐刮傷性、抗粘性。疏水抗污性，綜合性能優(yōu)異，很難分散，價(jià)位高。(5)改性微粉蠟：用聚四氟乙烯對(duì)聚乙烯蠟或合成蠟改性，提高聚乙烯蠟的軟化點(diǎn)和硬度，增加平滑性、耐磨性、耐劃傷、抗粘連性，同時(shí)改善聚四氟乙烯蠟難分散、價(jià)位高等缺點(diǎn)。
由高分子蠟制備超微粉蠟主要有了3種途徑：一是由粗粒子出發(fā)，用機(jī)械粉碎法，蒸發(fā)與沉淀法和熔融噴霧法等物理的方法；二是利用化學(xué)試劑的作用，使形成的各種分散狀態(tài)的分子逐漸長(zhǎng)成所需粒徑的微粒，可分為溶解和乳化兩種分散方法；三是直接調(diào)節(jié)聚合或降解制備。如PMMA微粉、可控分子量PP、分散聚合制備PS微粉蠟、熱裂解、輻射裂解制PTFE微粉。在國(guó)內(nèi)，生產(chǎn)廠家主要采用物理方法制備各種微粉蠟。
微粉蠟的性能及應(yīng)用：國(guó)內(nèi)對(duì)微粉蠟的研究和生產(chǎn)的啟步較晚，但是需求量在逐年增加，生產(chǎn)規(guī)模比較大的有北京化工大學(xué)精細(xì)化工廠、齊齊哈爾大學(xué)材料所等。國(guó)外聚乙烯微粉蠟的應(yīng)用很廣，需求量較大，僅日本每年就生產(chǎn)約3000噸，售價(jià)比普通的樹(shù)脂高一倍左右?，F(xiàn)在由于我國(guó)的微粉蠟的產(chǎn)量較低，只能滿足一部分市場(chǎng)需要。另一部分市場(chǎng)需求，主要靠進(jìn)口德國(guó)、美國(guó)的聚乙烯微粉蠟產(chǎn)品，如：美國(guó)的聯(lián)信、三葉，德國(guó)的德固薩、赫司特、巴斯夫、科萊恩，日本的三洋化成株式會(huì)社、日本的石油化學(xué)、日本的三菱化工、臺(tái)灣的德謙。
微粉蠟的性能及應(yīng)用-應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
為了方便運(yùn)輸，微粉蠟常常以粉體形式供貨，油墨廠要充分發(fā)揮并利用蠟粉的特性，必須有良好的分散工藝來(lái)保證。雖然微粉蠟一般情況下都有比較好的分散性和細(xì)度，比較容易分散在油墨、油漆和涂料中，但是為了特殊的工藝要求和質(zhì)量要求，還有以下的分散方式：(1)熔融分散法：將蠟粉高溫熔融后，慢慢噴灑在冷的溶劑中(一般選用非極性溶劑，如甲苯)，使蠟液遇驟冷，呈現(xiàn)小粒子析出，冷卻速度越快，形成的蠟乳液越細(xì)膩，這樣分散的蠟粉耐磨性，滑度*好，并且對(duì)光澤影響*小。缺點(diǎn)是需要特殊設(shè)備，有火災(zāi)危險(xiǎn)。主要用于**漆和涂料生產(chǎn)中。
(2)冷分散法：冷分散的方法可以用于制備高濃度的微粉蠟分散體，固含量取決于所使用的溶劑，常用非極性或弱極性溶劑如礦物油、甲苯等分散蠟粉，可以制得高濃度的蠟漿，流動(dòng)性好，儲(chǔ)存穩(wěn)定性高，可以直接加入油墨和油漆中。分散方法如下：先以較低速度攪拌至樹(shù)脂液產(chǎn)生漩渦，再將蠟粉慢慢加入漩渦內(nèi)，待蠟粉全部加入后，提高攪拌速度至1000rpm，充分?jǐn)嚢?0～30 min，細(xì)度合格即可。
(3)冷研磨蠟粉分散注意事項(xiàng)
A溫度控制：低分子量的聚乙烯蠟，在分散過(guò)程中，如果溫度過(guò)高，容易引起蠟粉部分溶解，溶劑滲透蠟粉，引起溶漲，導(dǎo)致再絮凝返粗，形成粗粒，蠟粉失效。一般分散溫度不高于40℃即可。
B一般以酯類、酮類或者醚醇類作蠟粉的分散溶劑，比較理想，避免使用苯類溶劑，因?yàn)楸筋惾軇?duì)蠟粉滲透力強(qiáng)，容易引起蠟粉高溫下溶漲。
(4)直接加入法：容易分散的費(fèi)—托蠟和PE蠟可直接加入高度攪拌分散即可，這樣生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本降低。
在使用粉狀的微粉化蠟用于油墨和油漆時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)主要問(wèn)題：
1、溫度控制：聚乙烯蠟由于在較高溫度會(huì)被溶解，導(dǎo)致在凝聚而反粗，無(wú)法再分散開(kāi)，因此，攪拌溫度應(yīng)該控制在45攝氏度以下。
聚乙烯微粉蠟在芳香族、脂肪族、氯化物溶劑中溶解；在乙二醇醚、酯類、乙醇、丙酮溶劑中有較小的溶解性。
2、添加方式：先將20-30%的蠟粉和70-80%的樹(shù)脂制成蠟漿，再按所需比例添加
或，在后段直接添加，需要適當(dāng)?shù)募羟辛?，至少用螺旋攪拌器混合時(shí)要有足夠的漩渦，保證蠟微粉顆粒，特別是二次粒子，有一個(gè)合適的分?jǐn)?shù)。也可以在研磨色料時(shí)*后一次加入一起研磨，但需注意控制溫度。
3、分散方式：先以較低的速度攪拌至有漩渦產(chǎn)生，再將蠟粉分批少量加入漩渦中心；待蠟粉全部加入后，再將攪拌速度提升到1200rpm，并充分地?cái)嚢柚镣耆胤稚⒕鶆颉?/span>
4、 溶劑：制備蠟微粉分散體，一般使用酯類或醇類做蠟微粉的分散溶劑是較為理想的；盡量避免使用甲苯或二甲苯與蠟微粉直接混合，因過(guò)強(qiáng)之溶解力將使蠟粉被溶解，再結(jié)晶時(shí)反粗。
5、潤(rùn)濕：FTPE因表面自由能低（0.0184N/m）不容易在溶劑中分散，可先用小量 乙 醚濕潤(rùn)然后添加。
