一、術(shù)語和定義
聚乙烯蠟(PE蠟)又名高分子蠟,根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和性能要求,可以分為低分子量PE蠟、高分子量聚PE蠟和改性PE蠟等,按照合成方法還可分為裂解PE蠟和合成PE蠟。
在涂料行業(yè)中,PE蠟是廣泛應(yīng)用于涂料的低分子量聚乙烯均聚物或共聚體,包括改性的PE蠟和共聚的PE蠟。所謂蠟,意指以微晶形式浮布在涂料表層中、起著類似石蠟作用、但又比石蠟有更多樣而實(shí)際作用的聚合物。PE蠟在涂料中的主要作用為:消光、抗劃傷、抗耐磨、抗拋光、抗刻印、防粘連、防沉淀等,具有良好的潤滑性和加工性。
二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
HG/T 6038-2022《聚乙烯蠟微粉》
該標(biāo)準(zhǔn)于2022年9月30日發(fā)布,于2023年4月1日實(shí)施,規(guī)定了在油墨、塑料、涂料等常規(guī)應(yīng)用場(chǎng)景中聚乙烯蠟微粉的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志和隨行文件以及包裝、運(yùn)輸和貯存。
▼HG/T 6038-2022中規(guī)定的聚乙烯蠟微粉技術(shù)指標(biāo)
▼HG/T 6038-2022中規(guī)定的聚乙烯蠟微粉試驗(yàn)方法
三、PE蠟的作用原理
1. 觸變性
PE蠟在高溫下(約100~140 ℃)溶解于溶劑中,而在冷卻至常溫時(shí)析出,以微晶形式存在于涂料中,能改善涂料的貯存穩(wěn)定性和施工流平性。
2. 表面保護(hù)
涂料施工應(yīng)用之后,在溶劑揮發(fā)過程中蠟層遷移到涂膜表面,最終與涂料其他組分形成一個(gè)“蠟化”的表層,形成抗劃傷、抗磨損的蠟化層。
四、PE蠟在涂料中的應(yīng)用
1. 消光性、控制光澤度、提高豐滿度
PE蠟作為消光劑常用在硝基清漆、酸固化清漆、聚氨酯清漆、聚酯清漆中,可用于制取高質(zhì)量平光清漆。
PE蠟通過微晶結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)增光或消光效果,保持低光澤耐久性。消光作用的大小取決于被分散的PE蠟的顆粒細(xì)度和遷移至漆膜表層的能力。
選擇適當(dāng)?shù)南?,依不同添加量而有不同的消光效果,從而控制涂料的光澤度。加量小時(shí),PE蠟對(duì)涂層光澤影響很小;加量大時(shí),可以單獨(dú)或者和消光粉一起使用作為消光劑。和單獨(dú)用二氧化硅類產(chǎn)品相比,蠟粉提供了更加飽滿的涂層,不容易沉降;還可以均勻分散到涂膜表面來控制光澤,還能提高涂層的致密性。
2. 耐磨性、防刮傷、防擦傷
蠟分布在涂膜中能保護(hù)涂膜,防止刮傷、擦傷并提供耐磨損性,集裝箱涂料、木器涂料、高裝飾涂料等均需此功能。耐磨性、防刮傷、防擦傷對(duì)高檔木器漆及其他裝飾性強(qiáng)對(duì)涂料尤其重要。
涂膜固化過程中,蠟粉粒子會(huì)上浮到涂膜表面,成為表面摩擦的接觸點(diǎn),降低了摩擦對(duì)于涂膜的傷害,所以蠟粉的滑度和抗摩擦性能是相互關(guān)聯(lián)的,但是低摩擦系數(shù)的蠟并不一定能賦予好的耐磨性能。蠟的熔點(diǎn)和粒徑是影響耐磨性的重要因素,高熔點(diǎn)的PE蠟通常好于低熔點(diǎn)的,粒徑大的通常好于粒徑小的,大粒徑的蠟表現(xiàn)出的耐磨性通常更為明顯。
PE蠟的作用近似硅油,不同之處是前者以細(xì)小的分散顆粒形式存在于涂層表面,能使物體接觸涂層表面時(shí),滑動(dòng)傾向大于劃傷傾向,從而降低涂層表面摩擦系數(shù),減少劃傷和磨損。PE蠟利用它的低摩擦系數(shù),提供涂膜優(yōu)異的滑度,同時(shí)因不同種類的蠟而有特殊絲綢柔和的觸感。
3. 抗粘連性
木器漆、罐聽涂料、包裝涂料等應(yīng)用于某些工件(如木質(zhì)件或金屬物件)時(shí),涂覆后往往需在短時(shí)間內(nèi)疊壘起來。當(dāng)兩個(gè)表面貼近時(shí),尤其是在受熱和擠壓的情況下,涂膜很容易粘連在一起,PE蠟?zāi)芊乐褂捎诠ぜ鄯e重疊而造成的粘連、蹭污。
4. 抗沉淀性、抗流掛性、觸變性
PE蠟分散于芳香族和脂肪族溶劑中,能增加涂料的抗沉淀性,同時(shí)也顯示出不同程度的觸變性、抗流掛性。
5. 改善硬度
硬度是涂膜性能的一個(gè)重要指標(biāo),高熔點(diǎn)的PE蠟和聚丙烯、聚四氟對(duì)應(yīng)改性的PE蠟都可以提高涂層的硬度。
6. 耐化學(xué)性
PE蠟還可增強(qiáng)涂料對(duì)基材的潤濕性,提升附著力,賦予涂膜更佳的耐水、耐鹽霧等性能,用在卷材、木器涂料中可制得防潮涂層,能提升耐久性。
7. 分散顏料
PE蠟用在有色涂料中,能防止顏料沉淀,提升色澤的均勻性和穩(wěn)定性。
五、發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)前隨著技術(shù)的普及成熟,布局PE蠟賽道的廠家單位也越來越多,相關(guān)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。為提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,有廠家開發(fā)了微晶化PE蠟,用以增強(qiáng)水性涂料的表面平滑性、抗粘連性和消光效果,同時(shí)能減少對(duì)環(huán)境的影響。亦有團(tuán)隊(duì)通過改性技術(shù),提升了PE蠟的耐化學(xué)品性和耐溫性,從而滿足高端涂料需求。
涂料用PE蠟的發(fā)展,一方面需要研發(fā)者通過鉆研新技術(shù)來提高產(chǎn)品的創(chuàng)新性;另一方面,商家需密切關(guān)注消費(fèi)端的使用需求,充分考慮其成本、實(shí)用性、高效性、易操作性、安全環(huán)保性等。在多個(gè)角度中取得最佳平衡點(diǎn),方能促進(jìn)PE蠟產(chǎn)品在涂料市場(chǎng)的良性發(fā)展。