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2A-3 新型TAS-2A分散潤滑劑在塑料改性中的應用

2015-11-19 00:00:00 來源:未知 作者:admin 點擊:

福彩快3群骗局 www.ynufdv.com.cn 摘要:在分析TAS-2A結構特征的基礎上.指出其結構為極性基團處于中央的BAB型嵌段共聚物。介紹了TAS-2A在塑料母粒中具有良好的分散潤滑性,在塑料改性中與偶聯劑有協同作用,可起相容劑作用。
關建詞:分散性 潤滑性 極性基團 架橋絮凝 相容劑
近年來筆者開發成功的TAS-2A助劑是新型的分散潤滑劑,它對顏料(尤其是炭黑)、填料(包括納米級TiO2)、阻燃劑、珠光粉等具有獨特的分散性,與各種樹脂有良好的相容性,并能提高樹脂的熔體流動速率(MFR)。
目前,TAS-2A已廣泛用于聚烯烴、ABS、PVC、PS等塑料色母及丙綸色母中作分散劑,還可用于阻燃母料、珠光母粒、高光澤填充改性材料及納米TiO2/PS復合材料。細粉級TAS -2A可以與顏料混合配制各種色粉。
1 TAS-2A結構特征及性能
TAS-2A是在亞乙基雙脂肪酸酰胺的基礎上進行結構調整,引入了極性基團,該極性基團與炭黑、無機顏料、填料、滑石粉及其它材料能牢固地結合。TAS-2A分子主鏈是溶劑化鏈段親油基團,與樹脂有一定的相容性。若與偶聯劑配合使用,則TAS-2A在填料顆粒、偶聯劑與基體樹脂之間形成相容劑層,還可以在填料顆粒表面形成一定的吸附層。當含有極性基團的填料顆粒因范德華力相互作用時.由于吸附層間的空間障礙,而使顆?;ハ嗯懦?,從而實現填料顆粒在樹脂中的穩定分散。TAS-2A為有規共聚物,其結構為極性基團處于中央的BAB型嵌段共聚物,極性基團處于分子鏈的同一側,吸附形狀類似于尾形吸附,對于空間位阻的影響較大,避免了填料的架橋絮凝,起到良好的分散作用。
TAS-2A熔點為65℃,這種熔點的分散劑適用于色母料加工及材料改性時填料的表面活性處理;它的熱失重率為:250℃時≤1.8%,300℃時≤4.8%:閃點≥275℃.因此在許多樹脂改性中均能適用,是耐高溫的助劑。加入TAS-2A的改性塑料,其MFR大大提高,因此它又是良好的潤滑劑。
2 TAS - 2A在色母料中的應用
2.1 ABS色母料
色母料基本配方為:ABS 32%-56%;鈦白粉 40%(60%);TAS-2A 4%-8%,將秤量好的ABS與鈦白粉在高速捏合機中高速混合20 min.當料溫升到90℃時.加入TAS-2A使鈦白粉均勻地粘附在樹脂表面,然后出料,待料冷卻后用擠出機造粒,得到表面平滑光亮的色母粒。
將ABS色母粒按GB/T 3682-1989進行MFR測試,測試溫度200℃,負荷5000 g,測試結果見表l。

1 ABS色母料性能

配方號

鈦白粉含量 %

TAS-2A含量 %

MFR g/10min

1#

2#

3#

4#

5#

40

40

40

40

60

4

5

6

7

8

2.2

2.1

3.4

5.0

13.5

將ABS:ABS色母粒(5#)按100:5的比例混合,然后在注塑機上成型?10cm×3mm圓片,其表面光亮,色澤均勻。
2.2 PP阻燃母料
PP阻燃母?;九浞轎篖DPE l5%-20%;PP 5%;TAS-2A 4%;十溴聯苯醚 50%-60%;其它助劑10%-15%。將按配方秤量好的所有物料一起放入高速捏合機內混合20min,當料溫升到到100℃時,TAS-2A在高速混合下被剪切熱完全熔化,使十溴聯苯醚均勻地粘附在樹脂表面,即可出料,然后擠出造粒。
將PP阻燃母粒進行MFR測試.測試溫度190℃,負荷2160g,測得MFR為l8g/l0min。將PP:PP阻燃母粒以9:1的比例混合均勻,在注塑機上成型?10cm×3mm圓片,其表面光亮,色澤均勻,無條紋,按GB/T 2406-l993測得圓片氧指數為27%。
2.3 PE珠光母粒
PE珠光母?;九浞轎篖DPE 56%;珠光粉 38%;TAS-2A 6%。其制備過程與PP阻燃母?;鞠嘟?,只是阻燃劑改為珠光粉,攪拌過程稍有不同,先將樹脂與TAS-2A混合5-7min,再將珠光粉加入混合,目的是減少珠光粉的攪拌時間,以免破壞珠光效果。
將珠光母粒:PE按5︰100的比例混合均勻.在注塑視上成型?10cm×3mm圓片.其表面色澤均勻,光亮。測得珠光母粒的MFR為6g/10min(測試條件同PP阻燃母粒)。
2.4 丙綸黑母粒
丙綸黑母?;九浞轎篜P(MFR 20~24g/10min)38%;炭黑 33%;PE蠟 25%-30%;TAS-2A 3%-5%。將PP、炭黑、PE蠟放入高速捏合機中混合,待溫度升到100℃后加入TAS -2A.混合5-7min后,放料,置于擠出機中造粒,然后將PP︰丙綸母料按l︰3的比例混合紡絲,所得丙綸絲粗細均勻,光澤較好。
2.5 PE特黑母料
PE特黑母料基本配方為:PE 35%-45%;炭黑 33%;PE蠟 25%-30%;TAS-2A 3%-5%。造粒過程及工藝同PP阻燃母粒。測得PE特黑母粒的MFR為9.6g/10min,將HDPE︰PE特黑母粒按100︰3的比例混合后吹塑成型,可形成0.06mm厚的薄膜,觀察薄膜色澤均勻,無大色點,而且厚薄均勻。
3 TAS-2A在納米塑料復合材料中的應用
汪信等使用高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、納米二氧化鈦(Ti02)、鈦酸酯偶聯劑、TAS-2A制備復合材料。操作步驟為,先用偶聯劑處理納米Ti02(含2%偶聯劑),然看在l00℃下將其與TAS-2A 一起裝入高速捏合機中混合,再與HIPS混合制得母粒。將母料與HIPS以一定比例共混制成納米Ti02/HIPS復合材料.其中TAS-2A含量為3%。為了對比,他們還用直接法制備了納米Ti02/HIPS復合材料。
將兩種方法制備的材料分別按ISO I80,GB/T 1040-92測試沖擊強度和拉伸強度,結果見表2。

2 制備方法對納米Ti02/HIPS復合材料性能的影響

工藝

缺口沖擊強度 KJ/m2

拉伸強度 MPa

直接法

母粒法

10.2

11.6

29.2

31.6

他們發現,用直接法制備的納米Ti02/HIPS材料中Ti02以較大團聚顆粒分布于HIPS基體中,且分布不均勻;而母料法制備的納米Ti02/HIPS材料中,Ti02以較小顆粒均勻分布在HIPS基體中,表明TAS-2A在制備Ti02母料中起非常大的作用。
4 TAS-2A在無機填料填充PP中的應用
改進PP的低溫脆性和尺寸穩定性,往往是通過加入助劑或填料的方法來實現的,但是會降低PP的表面光澤度,也會因填料分散不均勻而導致條紋出現,因此往往需要加入光亮分散劑來提高表面性能及內在質量。TAS-2A是一種既能提高PP表面光澤度、又有助于填料分散及潤滑的助劑,用TAS-2A改性的PP能用于家用電器及汽車的零部件等高檔產品。筆者用TAS-2A改性PP,材料的加工性能、缺口沖擊性能都得很好的改善。
4.1 TAS-A改性PP
筆者使用PP(EPS30R)100份;載體樹脂5份;抗氧劑1010 0.1份;抗氧劑l68 0.1份;降溫母料3份;鈦白粉(R903)3份;滑石粉40份;TAS-2A 0.5~3份組成的配方,制備了改性PP。工藝過程為先熱處理滑石粉.然后將熱處理后的滑石粉加入到高速攪拌機中,當溫度升到120℃時,分三次加入TAS-2A,再攪拌3-5 min后出料,最后與樹脂及其他助劑混合并通過雙螺桿擠出機造粒。
經測試,隨TAS-2A含量不同,無機填料填充PP粒料的MFR變化見圖l。

從圖1可以看出,在滑石粉填充PP體系中加入TAS-2A后,填充體系的MFR明顯提高,而且隨著TAS-2A含量的增加,MFR逐漸提高,含量達到2.5份時,其MFR變化不再明顯。
TAS-2A對加工性能的影響見表3。從表3可以看出,隨著TAS-2A含量增加,平衡扭矩相應降低,當TAS-2A含量大于l份時,平衡扭矩變化不大。同時,在造粒過程中發現螺桿轉速一定時,隨著TAS-2A含量不斷增加,擠出機電流不斷降低,其產量也有所增加,填料對造粒設備的磨損減小。

3 TAS-2A含量與平衡扭矩的關系

TAS-2A含量 份

最小平衡扭矩 N·m

0

0.5

1

2

3

2.6

2.5

2.2

2.1

2

圖2為TAS-2A含量對填充PP缺口沖擊強度的影響,由圖2可見,TAS-2A含量對填充PP缺口沖擊強度的影響很大,當TAS-2A含量為l份時,其缺口沖擊強度達到最大值。

圖2 TAS-2A含量對填充PP缺口沖擊強度的影響
圖3示出TA-2A含量對填充PP拉伸強度和斷裂伸長率的影響。由圖3可見,拉伸強度有逐漸升高的趨勢,但斷裂伸長率則變化不大,這是由于TAS-2A在填料與樹脂之間起了相容劑的作用。

圖3 TAS-2A含量對填充PP拉伸強度和斷裂伸長率的影響
TAS-2A含量對填充PP表面光澤度的影響見表4。

TAS-2A含量 份

表面光澤度

0

0.5

1

2

3

一般

較好

較好

較好

表4 TAS-2A含量對填充PP表面光澤度的影響
從表4看出,TAS - 2A對PP的表面光澤度有較大的改善。從上述試驗結果來看,在滑石粉含量為40%的改性PP中加入TAS-2A的最佳量為0.5-1.0份,若加入量大,一方面不經濟,另外因小分子TAS-2A滲人樹脂中反而會引起力學性能下降。
4.2 TAS-2A與偶聯劑并用改性PP
目前,各生產廠家一般將TAS-2A與偶聯劑配合用于PP改性專用料,這樣能取得更好的效果。表5是TAS-2A與鋁酸酯并用改性PP的配方,這兩組配方(1#、2#和3#、4#)為家電專用料配方,分別用作兩種下同的家電零件。
表5 TAS-2A與鋁酸酯并用改性PP配方

配方號

PP

鋁酸酯 份

滑石粉與鋁酸酯復配 份

TAS-2A

A

B

1#

2#

3#

4#

100

100

100

100

0.4

0.4

0.4

40

40

40

40

0.5

0.5

工藝過程為將熱處理后的無機復配體系加入高速攪拌機中,當溫度升到120℃時,加入偶聯劑活化,然后加入TAS-2A,混合3-5 min后出料,最后與PP及其他助劑共混,擠出造粒。表6TAS-2A與鋁酸酯并用改性PP的性能。

6 TAS-2AZA與鋁酸酯并用改性PP配方

 由表6可見,TAS-2A與鋁酸酯并用使改性PP的光澤度、MFR及各項力學性能均有大幅度提高。

結論

⑴TAS-2APE、PP、ABS、丙綸色母料,阻燃、珠光母料中使用,有提高母粒MFR和表面光澤度、增加顏料及其他助劑的分散性的作用,是色母料、功能母料的良好光亮分散潤滑劑。

⑵TAS-2A在納米TiO/HIPS材料中起分散、相容劑作用,能提高材料的力學強度。

⑶TAS-2A與鋁酸酯偶聯劑配合使用,能提高改性PPMFR,全面提高各項力學性能,并有明顯的增光作用,是生產高光澤、注射級PP的良好光亮分散潤滑劑。