潤滑劑TAF在改性工程塑料中的應用
發(fā)布日期:2015-08-18 00:00 來源:http://www.lairdsmay.com 點擊:
在改性工程塑料中,用途最廣,用量最大的是玻纖增強、阻燃增強和填充改性復合材料。如玻纖增強PA6和PA66、阻燃增強PBT、填充PP等等。這些改性工程塑料由于具有優(yōu)異的力學性能、電絕緣性、耐化學腐蝕性、耐侯性、易加工等諸多優(yōu)點,而廣泛用于汽車零部件,家電,電子,通訊,電腦等設備部件。
隨著家電,電子,汽車產業(yè)不斷地發(fā)展及需要,對工程塑料的要求不僅僅是力學性能,用戶更注意材料的表觀性能、加工流動性、產品性能的均一性。這也正是改性工程塑料界的一大課題。如玻纖增強尼龍表面粗糙,高填充PP的光潔度差等。針對這一難題,蘇州興泰國光化學助劑有限公司開發(fā)了改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF),經國內改性工程塑料企業(yè)使用表明TAF對改善玻纖外露具有十分明顯的效果,提高了玻纖增強工程塑料的表面光潔度。而且隨著產品性能的不斷改進與用途的擴展,已形成了系列化產品,分別用于玻纖增強尼龍、玻纖增強PBT、填充PP、高填充色母粒、PC流動改性等。
一. 潤滑劑TAF結構特征與作用機理:
潤滑劑TAF是以乙撐雙脂肪酸酰胺(EBS)為基料,在催化劑的作用下,含有極性基團的反應性單體與EBS反應形成BAB型共聚物。這種共聚物既保持了EBS的潤滑特性,又具有能與玻纖、無機填料表面部分極性基團相結合的極性基團結構。在玻纖增強或無機填充PA6、PA66、PBT等復合體系中,TAF在玻璃纖維、無機填料與基體樹脂之間形成了類似錨固結點。改善了玻璃纖維、無機填料與基體樹脂的粘結狀態(tài)。進而改善了玻璃纖維、無機填料在基體樹脂中的分散性。同時,潤滑劑TAF又具有潤滑特性,改進復合材料的加工流動性,提高復合材料的表面光潔度。
潤滑劑TAF系列產品的基本特性:
二. 潤滑劑TAF在工程塑料中的用途
如前所述:TAF系潤滑分散劑,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、改善玻纖與基體樹脂的粘結性與分散性,有效防止玻纖外露現(xiàn)象。
2、改善阻燃劑在基體樹脂中的均勻分散。
3、改善無機填料或顏料在基體樹脂中的分散狀態(tài)。
4、改善復合材料的流動性,減少機械磨損。
5、提高產品表面光潔度。
在工程塑料加工過程中,TAF在不同的組成體系有不同的應用效果。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與其他的潤滑分散劑共同使用,能收到理想的效果。我公司已根據(jù)樹脂特性開發(fā)出一系列的產品。
主要用途有以下幾方面:
1、用于玻纖增強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PA6、PA66,改善制品表面光潔度。
3、用于阻燃增強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性能。
6、用于高溫填充復合材料體系,提高無機填充的用量與復合材料的加工流動性。
三.潤滑劑TAF的應用實例:
1.在玻纖增強PA6、PA66中的應用。
①在玻纖增強PA6、PA66中幾種不同潤滑劑的應用比較列于表—1表—2
表—1TAF與幾種潤滑劑在GFPA6、GFPA66體系中的應用比較:
從表1看出,TAF的潤滑、分散作用十分明顯。
TAF在玻纖增強PA66中還體現(xiàn)在產品力學性能的影響,
表—2TAF對GFPA66力學性能的影響
PA66+33%GF
測試目的:TAF在PA66中的使用效果
測試環(huán)境:23℃ 50%H
[1]使用EBS [2]使用TAF 加入量均為0.5%
以上測試結果表明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尼龍外觀光亮,無玻纖外露。流動性與加工性優(yōu)于EBS,減小螺桿磨損,降低電流,各項機械力學性能均優(yōu)于EBS。TAF在一定程度上提高了材料的力學性能。
② 造粒過程及工藝:將秤量好的樹脂、TAF及其他助劑經混合后進入同向雙螺桿擠出機中由第一個加料口加入,受熱熔融后的玻纖從第二個加料口引入,在螺桿旋動下纖維連續(xù)地進入料筒中,并剪斷成所需長度,同時均勻地與熔融聚合物混合,通過排氣口排除揮發(fā)物,再從口膜擠出,經冷卻、切粒、干燥,即得到增強粒料。
2.TAF在阻燃增強PA46體系中的應用
眾所周知,PA46是高熔點、耐高溫材料,PA46的熔點為285℃-290℃,玻纖增強阻燃PA46的熱變形溫度達280℃,其加工溫度太低時,材料塑化不良,制件表現(xiàn)出脆性、開裂,而加工溫度過高,如超過300℃,會產生部分分解,從而導致材料力學性能下降,因此,潤滑劑的作用十分重要,,選用TAF作加工流動改性劑,可適度降低PA46的加工溫度,提高其加工流動性,并保持良好的力學性能;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爭力。
表—3TAF與幾種潤滑劑在GFPA46體系中的應用比較:
4.潤滑劑TAF在PET色母料中的應用。3.TAF在阻燃增強PET中的應用:
阻燃增強PET作為電子接插件應用十分廣泛,這是由于PET具有優(yōu)良的加工流動性,特別適合制造結構復雜的薄壁制件。阻燃增強PET接插件專用料要求材料具有極好的加工流動性熔融指數(shù)在40g/10min以上。同時,對制件外觀光亮度要求極高。在加工過程中,要求材料具有優(yōu)異的脫膜性。否則,會出現(xiàn)由于壁薄容易被頂針頂穿或不易脫膜等問題。因此,潤滑劑的應用尤為重要。
表—4 TAF與硅酮在阻燃增強PBT中的應用
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高速捏合機中高速混合20分鐘,混合均勻后出料,將物料加入∮45擠出機中進行造粒。
加料段—180℃ 壓縮段—250℃ 均化段—280℃ 機頭—290℃。物料經口膜成條通過冷卻,料條表面光滑,再經切粒機切粒。
將PET母粒與PET按5:100比例混合,然后在XS-ZY-125注射機中成型∮10cm、厚3mm的塑料圓片,表面光亮,色澤分布均勻。
四.結果:
TAF作為耐高溫潤滑分散劑,在改性工程塑料中,能有效改善玻纖增強材料外觀質量,提高復合材料的加工流動性,與硅酮具有良好的性價比。因此,這種極性潤滑劑具有很好的應用前景。
1. 潤滑劑TAF主要應用于GF增強產品為主(阻燃增強、增韌增強、增強、阻燃產品)。具有提高產品MFR,防止玻纖外露,提高制品外觀,降低制品加工溫度,降低機械設備磨損的作用。較EBS、芥酸酰胺有更優(yōu)異的性能。
2. 潤滑劑TAF適用樹脂:PP、ABS、PA6 、PA66 、PBT 、PET 、PC 、AS、PPO等樹脂。
3. 潤滑劑TAF對樹脂色澤,透明度影響不大,適用于本色及染色增強產品.在增強染色中建議使用分散性較好的色粉或色母粒。對于加工溫度高(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、也可用于PP、ABS色母分散劑。
5. 潤滑劑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脂的結合力,使制品的加工性更趨完善,各項機械性能綜合提高。如滑石粉改性PP用于汽車配件。
6. 潤滑劑TAF具有一定的爽滑性,可與油酸酰胺,芥酸酰胺復配使用,作為開口劑或脫膜劑。