潤(rùn)滑劑TAF在改性工程塑料中的應(yīng)用
發(fā)布日期:2015-08-18 00:00 來(lái)源:http://uyghuriya.com 點(diǎn)擊:
在改性工程塑料中,用途最廣,用量最大的是玻纖增強(qiáng)、阻燃增強(qiáng)和填充改性復(fù)合材料。如玻纖增強(qiáng)PA6和PA66、阻燃增強(qiáng)PBT、填充PP等等。這些改性工程塑料由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性、耐侯性、易加工等諸多優(yōu)點(diǎn),而廣泛用于汽車零部件,家電,電子,通訊,電腦等設(shè)備部件。
隨著家電,電子,汽車產(chǎn)業(yè)不斷地發(fā)展及需要,對(duì)工程塑料的要求不僅僅是力學(xué)性能,用戶更注意材料的表觀性能、加工流動(dòng)性、產(chǎn)品性能的均一性。這也正是改性工程塑料界的一大課題。如玻纖增強(qiáng)尼龍表面粗糙,高填充PP的光潔度差等。針對(duì)這一難題,蘇州興泰國(guó)光化學(xué)助劑有限公司開(kāi)發(fā)了改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF),經(jīng)國(guó)內(nèi)改性工程塑料企業(yè)使用表明TAF對(duì)改善玻纖外露具有十分明顯的效果,提高了玻纖增強(qiáng)工程塑料的表面光潔度。而且隨著產(chǎn)品性能的不斷改進(jìn)與用途的擴(kuò)展,已形成了系列化產(chǎn)品,分別用于玻纖增強(qiáng)尼龍、玻纖增強(qiáng)PBT、填充PP、高填充色母粒、PC流動(dòng)改性等。
一. 潤(rùn)滑劑TAF結(jié)構(gòu)特征與作用機(jī)理:
潤(rùn)滑劑TAF是以乙撐雙脂肪酸酰胺(EBS)為基料,在催化劑的作用下,含有極性基團(tuán)的反應(yīng)性單體與EBS反應(yīng)形成BAB型共聚物。這種共聚物既保持了EBS的潤(rùn)滑特性,又具有能與玻纖、無(wú)機(jī)填料表面部分極性基團(tuán)相結(jié)合的極性基團(tuán)結(jié)構(gòu)。在玻纖增強(qiáng)或無(wú)機(jī)填充PA6、PA66、PBT等復(fù)合體系中,TAF在玻璃纖維、無(wú)機(jī)填料與基體樹(shù)脂之間形成了類似錨固結(jié)點(diǎn)。改善了玻璃纖維、無(wú)機(jī)填料與基體樹(shù)脂的粘結(jié)狀態(tài)。進(jìn)而改善了玻璃纖維、無(wú)機(jī)填料在基體樹(shù)脂中的分散性。同時(shí),潤(rùn)滑劑TAF又具有潤(rùn)滑特性,改進(jìn)復(fù)合材料的加工流動(dòng)性,提高復(fù)合材料的表面光潔度。
潤(rùn)滑劑TAF系列產(chǎn)品的基本特性:
二. 潤(rùn)滑劑TAF在工程塑料中的用途
如前所述:TAF系潤(rùn)滑分散劑,具有優(yōu)異的耐熱性能,適合PA、PBT、PET、PP、PC等工程塑料改性與加工。業(yè)已證明,TAF在改性工程塑料中具有以下功能:
1、改善玻纖與基體樹(shù)脂的粘結(jié)性與分散性,有效防止玻纖外露現(xiàn)象。
2、改善阻燃劑在基體樹(shù)脂中的均勻分散。
3、改善無(wú)機(jī)填料或顏料在基體樹(shù)脂中的分散狀態(tài)。
4、改善復(fù)合材料的流動(dòng)性,減少機(jī)械磨損。
5、提高產(chǎn)品表面光潔度。
在工程塑料加工過(guò)程中,TAF在不同的組成體系有不同的應(yīng)用效果。根據(jù)體系組成及制件外觀要求,可以采用單一的TAF,也可采用TAF與其他的潤(rùn)滑分散劑共同使用,能收到理想的效果。我公司已根據(jù)樹(shù)脂特性開(kāi)發(fā)出一系列的產(chǎn)品。
主要用途有以下幾方面:
1、用于玻纖增強(qiáng)PA6、PA66、PA46,提高玻纖分散性及制品表面光潔度。
2、用于阻燃增強(qiáng)PA6、PA66,改善制品表面光潔度。
3、用于阻燃增強(qiáng)PBT、PET,改善制品表面光潔度。
4、用于阻燃PC、PC/ABS體系,提高阻燃劑的分散性和加工流動(dòng)性。
5、用于高溫色母分散劑,提高顏料在載體中的分散性和制件力學(xué)性能。
6、用于高溫填充復(fù)合材料體系,提高無(wú)機(jī)填充的用量與復(fù)合材料的加工流動(dòng)性。
三.潤(rùn)滑劑TAF的應(yīng)用實(shí)例:
1.在玻纖增強(qiáng)PA6、PA66中的應(yīng)用。
?、僭诓@w增強(qiáng)PA6、PA66中幾種不同潤(rùn)滑劑的應(yīng)用比較列于表—1表—2
表—1TAF與幾種潤(rùn)滑劑在GFPA6、GFPA66體系中的應(yīng)用比較:
從表1看出,TAF的潤(rùn)滑、分散作用十分明顯。
TAF在玻纖增強(qiáng)PA66中還體現(xiàn)在產(chǎn)品力學(xué)性能的影響,
表—2TAF對(duì)GFPA66力學(xué)性能的影響
PA66+33%GF
測(cè)試目的:TAF在PA66中的使用效果
測(cè)試環(huán)境:23℃ 50%H
[1]使用EBS [2]使用TAF 加入量均為0.5%
以上測(cè)試結(jié)果表明TAF具有良好的熱穩(wěn)定性與加工性,使用其做出的玻纖增強(qiáng)尼龍外觀光亮,無(wú)玻纖外露。流動(dòng)性與加工性優(yōu)于EBS,減小螺桿磨損,降低電流,各項(xiàng)機(jī)械力學(xué)性能均優(yōu)于EBS。TAF在一定程度上提高了材料的力學(xué)性能。
② 造粒過(guò)程及工藝:將秤量好的樹(shù)脂、TAF及其他助劑經(jīng)混合后進(jìn)入同向雙螺桿擠出機(jī)中由第一個(gè)加料口加入,受熱熔融后的玻纖從第二個(gè)加料口引入,在螺桿旋動(dòng)下纖維連續(xù)地進(jìn)入料筒中,并剪斷成所需長(zhǎng)度,同時(shí)均勻地與熔融聚合物混合,通過(guò)排氣口排除揮發(fā)物,再?gòu)目谀D出,經(jīng)冷卻、切粒、干燥,即得到增強(qiáng)粒料。
2.TAF在阻燃增強(qiáng)PA46體系中的應(yīng)用
眾所周知,PA46是高熔點(diǎn)、耐高溫材料,PA46的熔點(diǎn)為285℃-290℃,玻纖增強(qiáng)阻燃PA46的熱變形溫度達(dá)280℃,其加工溫度太低時(shí),材料塑化不良,制件表現(xiàn)出脆性、開(kāi)裂,而加工溫度過(guò)高,如超過(guò)300℃,會(huì)產(chǎn)生部分分解,從而導(dǎo)致材料力學(xué)性能下降,因此,潤(rùn)滑劑的作用十分重要,,選用TAF作加工流動(dòng)改性劑,可適度降低PA46的加工溫度,提高其加工流動(dòng)性,并保持良好的力學(xué)性能;如表-3所示,TAF與硅酮具有同等效果,但TAF在使用成本上比硅酮更具競(jìng)爭(zhēng)力。
表—3TAF與幾種潤(rùn)滑劑在GFPA46體系中的應(yīng)用比較:
4.潤(rùn)滑劑TAF在PET色母料中的應(yīng)用。3.TAF在阻燃增強(qiáng)PET中的應(yīng)用:
阻燃增強(qiáng)PET作為電子接插件應(yīng)用十分廣泛,這是由于PET具有優(yōu)良的加工流動(dòng)性,特別適合制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁制件。阻燃增強(qiáng)PET接插件專用料要求材料具有極好的加工流動(dòng)性熔融指數(shù)在40g/10min以上。同時(shí),對(duì)制件外觀光亮度要求極高。在加工過(guò)程中,要求材料具有優(yōu)異的脫膜性。否則,會(huì)出現(xiàn)由于壁薄容易被頂針頂穿或不易脫膜等問(wèn)題。因此,潤(rùn)滑劑的應(yīng)用尤為重要。
表—4 TAF與硅酮在阻燃增強(qiáng)PBT中的應(yīng)用
①. 基本配方:
PET 30份
鈦白粉 60份
TAF 5-8份
②加工工藝:將秤量好的載體PET、鈦白粉、TAF及其他助劑倒入100L高速捏合機(jī)中高速混合20分鐘,混合均勻后出料,將物料加入∮45擠出機(jī)中進(jìn)行造粒。
加料段—180℃ 壓縮段—250℃ 均化段—280℃ 機(jī)頭—290℃。物料經(jīng)口膜成條通過(guò)冷卻,料條表面光滑,再經(jīng)切粒機(jī)切粒。
將PET母粒與PET按5:100比例混合,然后在XS-ZY-125注射機(jī)中成型∮10cm、厚3mm的塑料圓片,表面光亮,色澤分布均勻。
四.結(jié)果:
TAF作為耐高溫潤(rùn)滑分散劑,在改性工程塑料中,能有效改善玻纖增強(qiáng)材料外觀質(zhì)量,提高復(fù)合材料的加工流動(dòng)性,與硅酮具有良好的性價(jià)比。因此,這種極性潤(rùn)滑劑具有很好的應(yīng)用前景。
1. 潤(rùn)滑劑TAF主要應(yīng)用于GF增強(qiáng)產(chǎn)品為主(阻燃增強(qiáng)、增韌增強(qiáng)、增強(qiáng)、阻燃產(chǎn)品)。具有提高產(chǎn)品MFR,防止玻纖外露,提高制品外觀,降低制品加工溫度,降低機(jī)械設(shè)備磨損的作用。較EBS、芥酸酰胺有更優(yōu)異的性能。
2. 潤(rùn)滑劑TAF適用樹(shù)脂:PP、ABS、PA6 、PA66 、PBT 、PET 、PC 、AS、PPO等樹(shù)脂。
3. 潤(rùn)滑劑TAF對(duì)樹(shù)脂色澤,透明度影響不大,適用于本色及染色增強(qiáng)產(chǎn)品.在增強(qiáng)染色中建議使用分散性較好的色粉或色母粒。對(duì)于加工溫度高(如300℃以上)及色澤要求特別高的工程塑料建議使用TAF-A。
4. 潤(rùn)滑劑TAF是一種高溫色母料的分散劑,可用于滌綸纖維、色母生產(chǎn)、也可用于PP、ABS色母分散劑。
5. 潤(rùn)滑劑TAF與各種偶聯(lián)劑配合用于塑料填充改性中能提高填充劑與基體樹(shù)脂的結(jié)合力,使制品的加工性更趨完善,各項(xiàng)機(jī)械性能綜合提高。如滑石粉改性PP用于汽車配件。
6. 潤(rùn)滑劑TAF具有一定的爽滑性,可與油酸酰胺,芥酸酰胺復(fù)配使用,作為開(kāi)口劑或脫膜劑。