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，擠出設備要求連續生產，減少能耗，減少清洗設備和換網的時間；塑料制品方面，在保持原有薄膜的物理性質上，市場對薄膜的透光性和薄膜的厚度也提出了更高的要求。注塑件生產廠家也面臨同樣的要求，制品的復雜程度和體積都根據市場的要求在提高，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過程中有更好的助劑能夠幫助生產廠家解決這些問題。在這種市場背景下，最先研發相關助劑的是3M公司。該公司研發出以含氟聚合物為基礎的塑料加工助劑,并且成為大家現在比較熟悉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品。現在這類產品主要分為兩種體系，一種是以PVDF （聚偏二氟乙烯）為材料的系列產品。另一種是以無機產品為材料的系列產品，（改良型羥基硬脂酸鎂）。由于PVDF 系列的PPA 產品已經為大眾所熟知，并且由于PVDF 在高溫會散發PFOA (全氟辛酸銨)，目前被認為是對人體有害的物質。但是現在各大公司，都根據市場要求，對PVDF進行改進，已經研發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產品已無機粉體為材料的產品進行一下介紹。

關鍵詞：新型環保加工助劑  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 

   ▪化學結構特點：

1）非線性的C18脂肪酸長鏈形成一個獨特的分子結構，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）比傳統的Mg-St,發揮更強的機體作用，因為獨特的非線性化學結構與鎂的功能緊密聯系。

   ▪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 試驗結果：

1） 分散性試驗：

2.1 試驗目的：

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

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 三層共擠薄膜生產設備   廣東金明精機股份有限公司

2.  設備產能每小時 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，就發現產品出現了因流道口產生磨具壓力不同的拼分線現象。

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，產品的拼分線現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%，繼續生產60分鐘，薄膜的質量良好。

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

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

2.5 試驗結果與結論

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%.