润滑剂TAF在改性工程塑料中的应用在改性工程塑料中,用途最广,用量最大的是玻纤增强、阻燃增强和填充改性复合材料如玻纤增强PA6和PA66、阻燃 增强PBT、填充PP等等这些改性工程塑料由于具有优异的力学性能、电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐侯性、易加工等诸多优 点,而广泛用于汽车零部件,家电,电子,通讯,电脑等设备部件随着家电,电子,汽车产业不断地发展及需要,对工程塑料的要求不仅仅是力学性能,用户更注意材料的表观性能、加工 流动性、产品性能的均一性这也正是改性工程塑料界的一大课题如玻纤增强尼龙表面粗糙,高填充PP的光洁度差等针 对这一难题,苏州兴泰国光化学助剂有限公司开发了改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF),经国内改性工程塑料企业使用表明TAF 对改善玻纤外露具有十分明显的效果,提高了玻纤增强工程塑料的表面光洁度而且随着产品性能的不断改进与用途的扩展, 已形成了系列化产品,分别用于玻纤增强尼龙、玻纤增强PBT、填充PP、高填充色母粒、PC流动改性等一.润滑剂TAF结构特征与作用机理:润滑剂TAF是以乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)为基料,在催化剂的作用下,含有极性基团的反应性单体与EBS反应形成BAB 型共聚物。
这种共聚物既保持了 EBS 的润滑特性,又具有能与玻纤、无机填料表面部分极性基团相结合的极性基团结构在 玻纤增强或无机填充PA6、PA66、PBT等复合体系中,TAF在玻璃纤维、无机填料与基体树脂之间形成了类似锚固结点改 善了玻璃纤维、无机填料与基体树脂的粘结状态进而改善了玻璃纤维、无机填料在基体树脂中的分散性同时,润滑剂TAF 又具有润滑特性,改进复合材料的加工流动性,提高复合材料的表面光洁度润滑剂TAF系列产品的基本特性: 产品 TAF TAF-A熔点(°C):>135>135C热失重C(3%)>279.07>308.70热失重C(5%)>307.33>325.62最大热分解温度C>415>435二.润滑剂TAF在工程塑料中的用途如前所述:TAF系润滑分散剂,具有优异的耐热性能,适合PA、PBT、PET、PP、PC等工程塑料改性与加工业已证明,TAF在改性工程塑料中具有以下功能:1、改善玻纤与基体树脂的粘结性与分散性,有效防止玻纤外露现象2、改善阻燃剂在基体树脂中的均匀分散3、改善无机填料或颜料在基体树脂中的分散状态4、改善复合材料的流动性,减少机械磨损5、提高产品表面光洁度在工程塑料加工过程中,TAF在不同的组成体系有不同的应用效果。
根据体系组成及制件外观要求,可以采用单一的TAF, 也可采用TAF与其他的润滑分散剂共同使用,能收到理想的效果我公司已根据树脂特性开发出一系列的产品主要用途有以下几方面:1、 用于玻纤增强PA6、PA66、PA46,提高玻纤分散性及制品表面光洁度2、 用于阻燃增强PA6、PA66,改善制品表面光洁度3、 用于阻燃增强PBT、PET,改善制品表面光洁度4、 用于阻燃PC、PC/ABS体系,提高阻燃剂的分散性和加工流动性5、 用于高温色母分散剂,提高颜料在载体中的分散性和制件力学性能6、 用于高温填充复合材料体系,提高无机填充的用量与复合材料的加工流动性三•润滑剂TAF的应用实例:1.在玻纤增强 PA6、 PA66 中的应用①在玻纤增强 PA6、 PA66 中几种不同润滑剂的应用比较列于表—1 表—2表— 1TAF与几种润滑剂在GFPA6、GFPA66体系中的应用比较:123456PA6707070PA66--707070TAF0.50.5芥酸酰胺0.5--0.5EBS0.5--0.5GF303030303030螺杆扭矩484742494941光洁度一般较好好一般较好好玻纤外露有少量无有少量微量从表1看出,TAF的润滑、分散作用十分明显。
TAF 在玻纤增强 PA66 中还体现在产品力学性能的影响表一2TAF对GFPA66力学性能的影响PA66+33%GF测试目的:TAF在PA66中的使用效果测试环境:23°C 50%H检测项目单位PA66/33 GF[1]PA66/33 GF[2]材料外观一般光亮圆滑材料颜色浅黄微黄玻纤外露状况稍微没有挤出电流A118105熔体流动速率275 C 0 .375kgMPa17.818.4拉伸强度(干燥)MPa184193弯曲强度MPa255261简支梁无缺口冲击强度KJ/m2132144高温烘烤后表面有析出表面尢析出[1]使用 EBS [2]使用 TAF 加入量均为 0.5%以上测试结果表明TAF具有良好的热稳定性与加工性,使用其做出的玻纤增强尼龙外观光亮,无玻纤外露流动性与加 工性优于EBS,减小螺杆磨损,降低电流,各项机械力学性能均优于EBSTAF在一定程度上提高了材料的力学性能②造粒过程及工艺:将秤量好的树脂、TAF及其他助剂经混合后进入同向双螺杆挤出机中由第一个加料口加入,受热熔 融后的玻纤从第二个加料口引入,在螺杆旋动下纤维连续地进入料筒中,并剪断成所需长度,同时均匀地与熔融聚合物混合, 通过排气口排除挥发物,再从口膜挤出,经冷却、切粒、干燥,即得到增强粒料。
2.TAF 在阻燃增强 PA46 体系中的应用众所周知,PA46是高熔点、耐高温材料,PA46的熔点为285C-290C,玻纤增强阻燃PA46的热变形温度达280C,其加 工温度太低时,材料塑化不良,制件表现出脆性、开裂,而加工温度过高,如超过300C,会产生部分分解,从而导致材料力学性能下降,因此,润滑剂的作用十分重要,,选用TAF作加工流动改性剂,可适度降低PA46的加工温度,提高其加工流动 性,并保持良好的力学性能;如表-3所示,TAF与硅酮具有同等效果,但TAF在使用成本上比硅酮更具竞争力表一3TAF与几种润滑剂在GFPA46体系中的应用比较:项目123PA46484848GF404040阻燃剂121212硅酮0.500EBS00.50TAF000.5拉伸强度Mpa180.0175.6186.1弯曲强度Mpa240.0235. 0242.0简支梁缺口冲击强度KJ/m28.77.58.9玻纤外露情况少量玻纤流纹明显微量外观光亮表面光泽略差光亮3. TAF在阻燃增强PET中的应用:阻燃增强PET作为电子接插件应用十分广泛,这是由于PET具有优良的加工流动性,特别适合制造结构复杂的薄壁制件。
阻燃增强PET接插件专用料要求材料具有极好的加工流动性熔融指数在40g/10min以上同时,对制件外观光亮度要求极高 在加工过程中,要求材料具有优异的脱膜性否则,会出现由于壁薄容易被顶针顶穿或不易脱膜等问题因此,润滑剂的应用 尤为重要表—4 TAF与硅酮在阻燃增强PBT中的应用项目123PBT555555GF252525阻燃剂202020TAF0.600硅酮00.60TAF+硅酮000.6熔融指数g/10min353037非缺口冲击强度 KJ/m2484547脱膜性较好较好很好外观光泽好光泽好光泽好玻纤外露无无无4.润滑剂 TAF 在 PET 色母料中的应用①. 基本配方:PET 30 份钛白粉 60 份TAF 5-8 份②加工工艺:将秤量好的载体PET、钛白粉、TAF及其他助剂倒入100L高速捏合机中高速混合20分钟,混合均匀后出料, 将物料加入少45挤出机中进行造粒加料段一180°C压缩段一250°C均化段一280°C机头一290°C物料经口膜成条通过冷却,料条表面光滑,再经切粒机 切粒将PET母粒与PET按5: 100比例混合,然后在XS-ZY-125注射机中成型少10cm、厚3mm的塑料圆片,表面光亮,色泽 分布均匀。
四.结果:TAF 作为耐高温润滑分散剂,在改性工程塑料中,能有效改善玻纤增强材料外观质量,提高复合材料的加工流动性,与硅 酮具有良好的性价比因此,这种极性润滑剂具有很好的应用前景1. 润滑剂TAF主要应用于GF增强产品为主(阻燃增强、增韧增强、增强、阻燃产品)具有提高产品MFR,防止玻纤 外露,提高制品外观,降低制品加工温度,降低机械设备磨损的作用较EBS、芥酸酰胺有更优异的性能2. 润滑剂 TAF 适用树脂:PP、ABS、PA6、PA66、PBT、PET、PC、AS、PPO 等树脂3. 润滑剂TAF对树脂色泽,透明度影响不大,适用于本色及染色增强产品•在增强染色中建议使用分散性较好的色粉或色母 粒对于加工温度高(如300°C以上)及色泽要求特别高的工程塑料建议使用TAF-A4. 润滑剂TAF是一种高温色母料的分散剂,可用于涤纶纤维、色母生产、也可用于PP、ABS色母分散剂5. 润滑剂TAF与各种偶联剂配合用于塑料填充改性中能提高填充剂与基体树脂的结合力,使制品的加工性更趋完善,各 项机械性能综合提高如滑石粉改性 PP 用于汽车配件6. 润滑剂 TAF 具有一定的爽滑性,可与油酸酰胺,芥酸酰胺复配使用,作为开口剂或脱膜剂。