改良型羥基硬脂酸鎂的塑料應用

                                 張新民  王曉霞  李磊

(淄博海曼拓邦化工科技有限公司  山東，淄博 ，255400 )

摘要： 隨著塑料材料的發(fā)展，塑料制品在民用，航天，軍工等領域的應用越來越廣泛，但是市場應用對塑料制品的精密程度和耐高溫、耐候等方面也提出了更高的要求。成本方面，大型吹膜，拉絲，注塑，擠出設備要求連續(xù)生產(chǎn)，減少能耗，減少清洗設備和換網(wǎng)的時間；塑料制品方面，在保持原有薄膜的物理性質(zhì)上，市場對薄膜的透光性和薄膜的厚度也提出了更高的要求。注塑件生產(chǎn)廠家也面臨同樣的要求，制品的復雜程度和體積都根據(jù)市場的要求在提高，但是制品的壁厚在降低。所有的這些都要求塑料制品在生產(chǎn)過程中有更好的助劑能夠幫助生產(chǎn)廠家解決這些問題。在這種市場背景下，最先研發(fā)相關助劑的是3M公司。該公司研發(fā)出以含氟聚合物為基礎的塑料加工助劑,并且成為大家現(xiàn)在比較熟悉PPA( Polymer  Processing  Additive )。日本大金，日本勝田，Akmar 公司也進入了這一領域的研究，并相應的推出了不同牌號的產(chǎn)品。現(xiàn)在這類產(chǎn)品主要分為兩種體系，一種是以PVDF （聚偏二氟乙烯）為材料的系列產(chǎn)品。另一種是以無機產(chǎn)品為材料的系列產(chǎn)品，（改良型羥基硬脂酸鎂）。由于PVDF 系列的PPA 產(chǎn)品已經(jīng)為大眾所熟知，并且由于PVDF 在高溫會散發(fā)PFOA (全氟辛酸銨)，目前被認為是對人體有害的物質(zhì)。但是現(xiàn)在各大公司，都根據(jù)市場要求，對PVDF進行改進，已經(jīng)研發(fā)出可以與人體接觸的食品及藥品級的PPA。本論文就第二種PPA產(chǎn)品已無機粉體為材料的產(chǎn)品進行一下介紹。

關鍵詞：新型環(huán)保加工助劑  改良型羥基硬脂酸鎂  模口堆積 分散

一、 聚合物名稱：改良型羥基硬脂酸鎂化合物 

   ▪化學結(jié)構(gòu)特點：

1）非線性的C18脂肪酸長鏈形成一個獨特的分子結(jié)構(gòu)，比起線性鏈具有更高效的潤滑性。

2）金屬Mg的前端部位（Mg頭）比傳統(tǒng)的Mg-St,發(fā)揮更強的機體作用，因為獨特的非線性化學結(jié)構(gòu)與鎂的功能緊密聯(lián)系。

   ▪物理特性：

           外觀               白色粉體

           密度               1.09

           Mg(%)            4.3-5.3

           平均粒徑          80 µm

           熔點              180～200 ℃ 

一、 作用機理：

1.加強樹脂和無機填充物，添加劑以及色粉的兼容性 

（改良型羥基硬脂酸鎂發(fā)揮橋梁的作用）

- Mg頭會牢固地吸附在無機填充物、添加劑以及色粉上。

- Mg的另一端是非線性長鏈，與PE,PP等樹脂相扣

2. 增強無機填充物，添加劑以及色粉的分散性

- Mg頭具有高度活性，隨著Mg頭的活躍擴散，把無機填充物、添加劑以及色粉均勻擴散開來（無機的填充物本身會阻礙和減弱PPA的作用）

3.改良型羥基硬脂酸鎂不會析出：

- 由于改良型羥基硬脂酸鎂具有的橋梁作用，使到改良型羥基硬脂酸鎂與樹脂，以及無機填充物，添加劑，色粉形成一個整體

一、 應用的范圍：

1） 按照塑料的材質(zhì)來分：廣泛應用于聚乙烯（包括LLDPE，MLLDPE, MDPE, HDPE,HMW-HDPE,LDPE,VLDPE）,乙烯-醋酸乙烯酯（EVA），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC），聚苯乙烯（PS），尼龍，ABS 等工程塑料的加工。

2） 按照塑料的加工方式來分： 可以用于薄膜（吹塑，拉伸和流延）的加工；絲、板、管、型材、線纜包覆的擠出工藝；也適用于顏料的分散工藝和薄壁制品的中空吹塑工藝。

二、 應用試驗：

1） 清除模口堆積試驗

1.1 試驗原材料 ：

PP 樹脂 : 天津聯(lián)合  EPS30R  溶指 1.5

填充物：  色粉  酞青藍BGS 15：3  常州亞邦

1.2 試驗設備和儀器：

螺桿Φ：  65mm

模頭溫度：230℃

流速：    100Kg/hr

1.3 試驗結(jié)果：

1） 分散性試驗：

2.1 試驗目的：

吹膜廠家在吹膜時，會出現(xiàn)吹膜制品因流道口產(chǎn)生磨具壓力不同的拼分線現(xiàn)象。測試使用改良型羥基硬脂酸鎂對這一現(xiàn)象的解決。

2.2 試驗的原材料：

1.  75%  LLDPE  ExxonMobil  LL 1001X26

2.  25%  LDPE  中海殼牌 2426H

3.  1%  改良型羥基硬脂酸鎂母粒  自制

2.3 主要設備和儀器：

1. 金明牌 三層共擠薄膜生產(chǎn)設備   廣東金明精機股份有限公司

2.  設備產(chǎn)能每小時 250公斤

    3.  模頭間隙：  1.5-2mm

    4.  薄膜厚度：25-125 um

2.4 試驗步驟：

a) 在試驗生產(chǎn)15分鐘，按照原有的配方  75%  LLDPE  ExxonMobil  LL 1001X26+25%  LDPE  中海殼牌 2426H

15分鐘后，就發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品出現(xiàn)了因流道口產(chǎn)生磨具壓力不同的拼分線現(xiàn)象。

b) 在15分鐘后，開始加入 5%的改良型羥基硬脂酸鎂母粒，30分鐘后，產(chǎn)品的拼分線現(xiàn)象有非常明顯的改善。

c) 在30分鐘后，開始把添加比例降到2%，繼續(xù)生產(chǎn)60分鐘，薄膜的質(zhì)量良好。

d) 在生產(chǎn)60分鐘后，停止在三層共擠薄膜的生產(chǎn)中間層改良型羥基硬脂酸鎂的添加。生產(chǎn)15分鐘后，薄膜質(zhì)量良好。

e) 在生產(chǎn)15分鐘后，把添加比例降到 1%，薄膜生產(chǎn)質(zhì)量良好。生產(chǎn)7分鐘后改良型羥基硬脂酸鎂母粒使用完畢。

2.5 試驗結(jié)果與結(jié)論

1.整個試驗耗時 140分鐘

2.添加改良型羥基硬脂酸鎂沒有影響客戶薄膜的厚度，客戶要求的薄膜厚度為△E = ± 5%.