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    产品应用

    2A-1 TAS-2A分散剂在塑料加工中应用研究

    2015-11-19 00:00:00 来源:未知 作者:admin 点击:

    江苏技术师范学院化学化工学院  周健
    苏州兴泰国光化学助剂有限公司  孙寅


    摘要:TAS-2A分散剂是一种新型的塑料加工助剂,其在塑料加工中具有高效的润滑、光亮和分散作用。本研究采用该助剂用于功能母粒、无机高填充改性塑料的生产。研究结果表明:TAS-2A分散剂能改善塑料色母粒的成型加工性和色母粒的分散性,提高高填充改性塑料的成型加工性和力学性能。
    关键词:分散剂,光亮度,润滑性,相溶性
    Study on TAS-2A Dispersant Applied in Plastics Process
    ZhouJian1SunYin2
    (1.The school of Chemistry and Chemical Engineering, Jiangsu Teachers University of Technology, Changzhou 213001,Jiangsu Province,China;2.Xingtai Guoguang Chemical Agent Co. Lit., SuZhou 215132,Jiangsu Province,China)
    Abstract: TAS-2A dispersant is the new kind of plastics process agent. It has high effective lubricity, brightness and dispersion ability in plastics process. This agent was used for manufacture of function master batch and inorganic high filled plastics. The research results have shown that TAS-2A dispersant could improve molding process ability and dispersion ability of plastics color master batch, and advance molding process ability and mechanics property of inorganic high filled plastics.
    Keys: dispersant, brightness, lubricity, dissolving ability
    随着塑料加工业的不断发展,塑料功能母粒(色母粒、阻燃母粒、抗静电母粒)应用日趋广泛,各种高填充改性塑料的需要越来越多。因此,提高色母粒的品质(分散性、成型加工性)和提高高填充改性塑料加工性和力学性能非常重要。TAS-2A助剂是一种新型的塑料加工助剂,与聚乙烯腊、EBS等分散剂相比,具有明显的分散效率高、加工流动性高、热稳定性好、产品表面光泽好使用方便等特点。现大量被用于高档功能母粒、改性塑料的生产和加工。其性能已达到进口同类产品的性能,但价格只有进口产品的三分之二。
    1、实验过程
    1.1 基本原料
      TAS-2A分散剂,苏州兴泰国光化学助剂有限公司;ABS(757),台湾奇美;钛白粉(TiO2,902),美国杜邦;低密度聚乙烯LDPE(1C7A),北京燕山石化;聚丙烯(PP,F401),扬子石化;PP-R管材专用料:RP-2400(本色),大韩油化工业株式会社;RA130E(灰色)北欧化工。
    1.2 基本设备
      TSE-57双螺杆挤出机一台,南京瑞华机械电子有限公司;200L高速捏合机一台,阜新塑机厂;BOLE125/80A-1注射机一台,宁波天马塑机厂;MZ-2054简支梁冲击试验机一台,江都市明珠实验机械厂;WQB-500B型拉力试验机一台,江都市明珠实验机械厂;分光仪3600D一台,日本美能达;XR-400型熔体流动测定仪一台,吉林大学科教仪器厂,高分辨光学显微镜E600型,日本尼康公司。
    1.3 TAS-2A助剂的基本分子结构和性质
      分散剂TAS—2A为新型改性塑料润滑剂,它是在国产N,N-亚乙基双硬脂酰胺(又称EBS)基础上发展起来的,其分子式为:RCONXCH2-CH2NXCOR
      式中:X为高级脂肪酸根;R为高级烷烃。
      从TAS-2A分散剂分子结构可以看出,由于酯基(RCOO-)极性基团和酯基(RCOO-)中的烷基的非极性基团引入,使得TAS-2A分散剂的分子极性相对适中,具有一定的表面活性作用,使其既可用于ABS、PVC等极性塑料,又可以用于PE、PP等非极性材料,它在塑料加工过程中既可作为润滑剂又能作为分散剂[1]。
      TAS-2A的基本性质是熔点为65℃,闪点275℃,热失重:250℃时≤1.8;300℃时≤4.8(wt%),不溶于水,乙醇,丙酮,四氯化碳等溶剂,但溶于热的卤代烃,耐酸,碱,无毒。
    1.4 功能母粒的制备工艺
    (1)PP-R管材料专用色母粒制造
      基本配方:载体LDPE,25~30份;TAS-2A分散剂,2~5份;颜料,30~70份;抗氧剂,适量。
    将按配方称量好的载体与颜料、分散剂、抗氧剂按一定次序倒入高速捏合机中进行高速混合约20min,通过高速捏合机产生的摩擦热使PE发粘、TAS-2A分散剂在剪切热的作用下熔化,使颜料均匀地粘附在载体上,出料温度约100℃。然后用TSE-57双螺杆挤出机进行挤出,挤出料条经水槽冷却、空气冷却、引入切?;辛?、包装。
      挤出造粒温度:Ⅰ区,90~120℃;Ⅱ区,120~130℃;Ⅲ区,130~140℃;Ⅳ区,140~150℃?;罚?30℃。
    (2)ABS白色色母料的制造
      基本配方:ABS,30—35份;钛白粉,60-70份;TAS-2A分散剂,7-10份。
      将配方称量好的载体树脂ABS与钛白粉在高速捏合锅中混合20分钟,当料温升到90℃时将TAS-2A加入,使钛白粉均匀地黏附在载体表面,即可出料,冷却。用TSE-57双螺杆挤出机进行挤出,挤出条料经空气冷却、引入切?;辛?、包装。
      挤出造粒温度:Ⅰ区,120~140℃;Ⅱ区,160~180℃;Ⅲ区,180~190℃;Ⅳ区,190~200℃;机头,190℃。
    (3)PE珠光母粒的制备
      基本配方:LDPE,56份;珠光粉,38份;TAS-2A分散剂,6份。
      将按配方称量好的载体树脂LDPE、TAS-2A分散剂一起倒入高速混合机中高速混合5-7分钟,再将珠光粉倒入混合3~4分钟。注意避免珠光粉加热时间过长,破坏珠光效果。出料冷却后,用TSE-57双螺杆挤出机进行挤出,挤出条料经水槽冷却、空气冷却、引入切?;辛?、包装。
      挤出造粒温度:Ⅰ区,90~120℃;Ⅱ区,120~130℃;Ⅲ区,130~140℃;Ⅳ区,140~150℃?;罚?30℃。
    (4)PP阻燃母料的制造
      基本配方:LDPE,15-20份;PP,10-8份;TAS-2A分散剂,4-5份;阻燃剂(十溴联苯醚与Sb2O3混合物),50-60份。
    将按配方称量好的载体树脂LDPE、PP,TAS-2A分散剂和阻燃剂一起放在高速捏合机内混合20分钟,当料温升到95℃-100℃时,TAS-2A分散剂受高速剪切热完全熔化,阻燃剂均匀地黏附在载体表面,即可出料,然后用TSE-57双螺杆挤出机进行挤出,挤出条料经水槽冷却、空气冷却、引入切?;辛?、包装。
      挤出造粒温度:Ⅰ区,90~120℃;Ⅱ区,120~130℃;Ⅲ区,130~140℃;Ⅳ区,140~150℃,机头:130℃。
    1.5高填充改性PP塑料的制备工艺
      TAS-2A分散剂可作为表面活性剂对填充料进行表面处理,以改善无机填料与有机高分子材料的界面结合力,提高无机填充改性塑料的力学性能、成型加工性能和制品的表面光泽。以高光泽无机填充共混聚丙烯改性塑料为例:
      基本配方:PP,100份;POE树脂,5份;抗氧剂1010,0.1份;抗氧剂168,0.1份;降温母料,3份;钛白粉,3份;滑石粉,40份;成核剂,微量;TAS-2A分散剂,1-1.5%
      将按配方称量好的各种物料放入高速混合机中进行高速混合20分钟,出料冷却后用双螺杆挤出机造粒。物料经双螺杆挤出机熔融塑化挤出,经水槽、空气冷却,引入切?;辛0?。
      挤出造粒温度:Ⅰ区,120~140℃;Ⅱ区,160~180℃;Ⅲ区,180~200℃;Ⅳ区,200~210℃?;罚?00℃。
    2.结果与讨论
    2.1 PP-R管材料专用色母粒的应用性能
      本研究制备了四种颜色的PP-R管材料专用色母粒,分别与本色PP-R专用料RP-2400进行混合,观察其力学性能、总色差与进口灰色PP-R专用料RA130E(灰色)力学性能、总色差的比较。物料配比见表一,力学性能和总色差结果见表二。
    表1试样配方

    Tab 1 The sample formulation

    编号

    配方

    1
    2
    3
    4
    5
    6

    纯RP130E(灰色)
    纯RP2400(本色)
    RP2400∶白色母粒=100∶2
    RP2400∶灰色母粒=100∶2
    RP2400∶蓝色母粒=100∶2
    RP2400∶橘黄色母粒=100∶2

    表2PP-R专用料综合性能
    Tab 2The synthesis property used PP-R expert material

    由表2可见,TAS-2A分散剂用于PP-R管材专用色母粒生产后,对色母粒在PP-R管材中的使用不会产生不利影响,对材料的力学性能有所提高。
    22ABS、PE珠光母粒的基本性能
      TAS-2A分散剂用于ABS白色母粒和PE珠光母粒制造,得到的色母粒的性能见表3。

    3   ABS白色母粒和PE珠光母粒性能

    Tab 3 The property of ABS white master batch and PE pearl master batch

     

    注:ABS白色母粒MFR测定条件:温度230℃,负载5000g;PE珠光母粒MFR测定条件:温度190℃,负载2160g。
      由表3可见,TAS-2A分散剂在色母粒的制造中,能得到流动性较高的色母粒,有利于色母粒在基料中的均匀分散。因此TAS-2A分散剂可用于要求流动性高的色母粒生产。如流延色母粒、大型、结构复杂注射制品生产使用的色母粒制造。

    2.3 PP阻燃母粒的基本性能
      PP阻燃母粒按GB3682-83标准进行熔体流动速率测试,测试温度;190,负荷:2160g;测得MFR 18g/10min)。将PPPP阻燃母粒以91配方混合后注射成型,其样品表面光亮,色泽均匀,无条纹。按GB2460-80标准测试,其氧指数达到27。

    .4 高填充改性PP塑料的基本性能
      本研究做了两组实验,一组改性PP不加TAS-2A分散剂,另一组填加1.5%(重量百分比)TAS-2A分散剂,比较两组材料的性能,见表4。

    表4    改性PP塑料性能
    Tab 4 The property of modified PP plastics

     

    由表4可见,TAS-2A分散剂在高填充改性PP塑料中,不仅能提高制品的表面光洁度,而且能提高制品的力学性能。

    2.5 TAS-2A分散剂与不同品种润滑剂的性能比较
      将相同比例的聚丙烯与无机物混合分别加入1.5%WT)不同品种的润滑剂挤出造粒,测试结果见表5。

    表5  TAS-2A分散剂与几种不同润滑剂性能结果比较
    Tab 5The compares property result of TAS-2A dispersant with different kinds of dispersant

     

    由表5可见,TAS-2A 分散剂与其它几种润滑剂相比,能明显降低PP塑料熔体的扭距,提高制品的表面光泽。

    3.结论
      TAS-2A 分散剂在塑料母粒和阻燃母粒的制造中,能很好地分散颜料和阻燃剂,提高塑料母粒和阻燃母粒在使用过程中的流动性和成型加工性;在高填充改性PP塑料制造中,提高高填充改性PP塑料的表面光泽和力学性能;与其它塑料润滑剂相比,具有更低的熔体扭距和更高的表面光泽性。
    参考文献
    1.周健.改性EBS类润滑剂在塑料母粒制造中的应用研究.现代塑料加工应用,1999,11(6):35-37.
    作者简介:周?。?959-),男,副教授,从事高分子材料改性与加工的教学与研究工作。
    联系人:周健
    联系电话:13961136606,(0519)6999826
    联系地址:江苏省常州市育英路2号江苏技术师范学院化学化工学院
    邮编:213001

     

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