请问聚乙烯蜡在粉末涂料中的作用是什么

聚乙烯蜡用于水基油墨和涂料时，通常采用氧化聚乙烯蜡，加入乳化剂制成乳液或分散与丙烯酸树脂中.氧化聚乙烯蜡在某种程度上提高了它的亲水性。本基乙烯蜡水基分散体是将聚乙烯蜡微粉用超强分散FA处理，通过均质，分散于含氨的去离子水中，呈浓浆状。氨随水一起挥发后，聚乙烯蜡微粒失去了它的亲水性，浮于涂层上面，发挥着它的蜡的作用。分散体极易分散于水基油墨、色浆及涂料中，可在任何阶段加入，可与涂料组分一起研磨，也可在后期直接加入。用量按经过验证的配方。聚乙烯蜡微粉水分散体在油墨和涂料中的作用如下：

一、防滑、防粘连、耐污渍

粘连是漆膜表面与外界物质的粘着与粘附性、漆膜之间的相互接触而粘着，暴露在大气中沾灰、沾污以及受压而粘合。乳胶漆挥发性漆都具有压粘性及热粘性及热、光、化学和生物化学引起都老化降解产生的回粘性，如油性基料的氧化和分解，纤维素料的细菌分解等。印刷速度的加快更增加涂膜防粘连的要求。蜡助剂是防粘连的最佳选择。在涂膜中，蜡助剂从膜内均匀分散状态逐步迁移到膜的表面上来。由于这种迁移，可以使膜的表面抗粘连，同时产生抗磨损、抗划伤等同步效应。蜡在涂膜中如何迁移到表面上来，这和蜡与涂料到相互作用、干燥形式、膜的厚度，蜡的力度、分散状态以及蜡的密度有关，涂膜中氨挥发，或氨离子被金属离子取代，使蜡微粒失去亲水性。具有疏水性的蜡微粒容易从漆膜中析出。蜡从漆膜中析出，改变了漆膜的表面组成，涂膜的表面张力由一般树脂的表面张力40-50mN/m，降低到30mN/m左右。用含聚四氟乙烯蜡，表面张力可降低到18.5mN/m左右，有明显的抗粘连和抗污渍作用

二、耐磨擦、抗划伤

提高抗摩擦、抗划伤的一个因素是降低涂层表面的摩擦系数，使物体接触涂层表面时，滑动倾向大于划伤倾向。蜡微粉迁移至涂膜表面可使涂膜表面可使涂膜表面的动态摩擦系数大幅度降低，达到抗划伤只需要很少的用量。蜡微粉加入涂料中，可使涂膜大大减轻受摩擦而被抛光的倾向，而保持低光泽的耐久性。

三、防流挂、抗沉淀

聚乙烯蜡密度低0.95g/cm3)，微粉比表面积大。当浆料中当离子被涂料组分中的金属离子取代，对涂料组分（金属颜料）具有定位性。聚乙烯蜡浆料的加入，增加了涂料的抗沉淀、抗流挂性能。

四、消光

光泽度是漆膜表面把投射其上的光线向一个方向反射出去的能力，反射光量越大，则光泽度越高。迁移到涂膜表面到蜡微粒，通过折射，扩散等，使投射在涂膜表面等光线向同一个方向的反射减弱，达到消光效果。不同粒度和品种的蜡微粉，其消光效果大不相同，从完全保持光泽到深度消光。

7.1 物理消光

即采用无机填料充填法降低涂膜光泽。但由于填料比树脂密度大1/4以上，要达到破坏涂膜平整度，得到粗糙表面的效果，则填料的用量比较大，其直接后果将是涂层的流平性、机械性能大大降低，故采用此方法不能将光泽降得很低。另外添加硬脂酸盐、蜡和金属盐复合物、金属有机化合物、与体系不容的聚合物等方法也可以实现物理消光的目的。

7.2 化学消光

主要方法是添加IPN消光剂、使用消光固化剂、混合不同树脂或固化剂等。然而针对聚氨酯体系开发的消光剂很少，国内市场上少有销售，国内某研究所研制的消光剂最低可制得5%~9%光泽的涂膜，但是该产品适用的配方成本太高，所得涂膜在低光泽时平整性差。消光固化剂更多的是应用于环氧粉末涂料。Bayer公司推出一种消光聚氨酯粉末涂料专用固化剂，它是一种接枝化合物，工作原理是一方面使带有羟基的聚酯和己内酰胺封闭的异氰酸酯进行反应，另一方面使某些羟基或环氧基团与固化剂上的羧基反应，从而使涂膜光泽降至30%以下，甚至可得到无光涂层，但重现性较差，易受颜填料等因素的影响。混合固化剂消光的方法其消光效果不明显，加之目前国内的聚氨酯固化剂主要依靠进口，种类少，难以选择合适的品种。

目前主要采用高低羟值树脂搭配的方法生产消光聚氨酯粉末涂料，涂料参考配方见表2和表3。

表2 消光PU粉末涂料试验配方及结果(I)

项目 1 2 3 4

树脂1(羟值50mg KOH/g) 167 160 150 100

树脂2(羟值300 mg KOH/g)33 40 50 100

固化剂A(NCO含量15%)80 88 100 160

光泽 ，% 62 55 37 22

冲击，50cm 通过 40cm 30cm 20cm

表3 消光PU粉末涂料试验配方及结果(II)

项目 1 2 3 4

树脂1(羟值50mg KOH/g) 100 125 136.3 138.9

树脂2(羟值300 mg KOH/g)50 41.67 36 34.7

固化剂B(NCO含量14%) 100 83.33 77.7 76.4

光泽，%7 11 15.5 18

冲击，50cm 40cm 通过 通过 通过

混合树脂法消光聚氨酯粉末涂料在大批量生产中比较容易控制，比较两种不同固化剂的配方体系时可以发现，固化剂A的涂层外观效果更加平整，固化剂B的消光效果更加稳定，而且所得到的涂层光泽更低，机械性能比较稳定，在生产中可以根据光泽需要适当选择。

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在聚乙烯生产过程中，会产生少量的低聚物即低相对分子质量聚乙烯，又称高分子蜡简称聚乙烯蜡。因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到应泛的应用。正常生产中，这部分蜡作为一种添加剂可直接加到聚烯烃加工中，它可以增加产品的光译和加工性能。高分子蜡是*良好的钝感剂，同时也可作塑料、颜料的分散润滑剂，瓦楞纸防潮剂，热熔粘合剂及地蜡，汽车美容蜡等。

二、化学性质

聚乙烯蜡R-（CH2-CH2）n-CH3，分子量1000-5000，是白色、无味、无臭的惰性物质，可在104-130℃下熔融，也可以在高温时溶解于溶剂和树脂中，但在降温时仍会析出，它的析出细度与冷却速度有关：慢速冷却得到较粗的颗粒（5-10u），快速冷却析出较细的颗粒（1.5-3u）。在粉末涂料的成膜过程中，当涂膜冷却，聚乙烯蜡从涂液中析出，形成细微颗粒，浮在涂膜表面，起到纹理、消光、滑爽、抗擦划伤作用；适当地选择微粉蜡和涂料体系可得到各种花纹。

三、技术发展

微粉技术是近10年发展起来的一项高新技术，一般把粒径小于0.5μm的粒子称为超微粒子20μm以下的称为微粒子，超微粒子的集合体称为超微粉体。

高分子微粒制备主要有了3种途径：一是由粗粒子出发，用机械粉碎法，蒸发凝缩法和熔融法等物理的方法；二是利用化学试剂的作用，使形成的各种分散状态的分子逐渐长成期望大小的微粒，可分为溶解和乳化两种分散方法；三是直接调节聚合或降解制备。如PMMA微粉、可控分子量PP、分散聚合制备PS微粒子、热裂解成辐射裂解制PTF微粉。我们在国内首先制备出PWEax微粉，经上海市粉体工程中试基地测定达到国外同类产品先进水平。主要工艺过程是物理方法。

（一）PEWax微粉的应用

1、涂料用聚乙烯蜡可以制备高光泽溶剂性涂料水性涂料、粉未涂料、罐头涂料、UV固化、金属装饰涂料等，还可以作为纸板等日用防潮涂料。

2、油墨、套印光油、打印油墨。PEWax可以用来制备凸版水性油墨，溶剂性凹版油墨，石印/胶印、油墨、套印光油等。

3、化妆品、个人护理品。PEWax可以作为粉饼、防汗剂/祛臭剂原材料。

4、卷材用微粉蜡。卷材用蜡有两个要求：即在提高涂膜表面滑度和硬度时，不能影响涂料的流平和对水的敏感性。

5、热熔粘合剂。PEWax微粉可以制备烫印用热熔粘合剂。

6、其它应用。PEWax还可以作铸压金属部件、发泡部件的隔离剂、橡塑片材、管材添加剂，还可以用作紫油流变改性剂和电流变体，也可以作为母料的载体和润滑剂。

（二）改性聚乙烯蜡的发展

我们在20世纪90年代初进行了低相对分子质量聚乙烯蜡的改性工作，关于羧化，接枝也有不少报道。国外申请专利的有德国、法国、波兰、日本。国内也申请了两相相关专利。

从文献调研和市场分析看，聚乙烯蜡和改性聚乙烯蜡，特别是微粉化后将会有更长足的发展。聚乙烯微粉蜡的表面效应、体积效应为在各新产品开发提供了优异的物理化学性能，为适应油墨、涂料、整理剂等各种领域要求也将有更多的系列超细微粉问世。

四、在涂料中的应用及作用机理

涂料用蜡主要以添加剂的形式加入，蜡类添加剂一般以水乳液形式存在，最初是用于改善涂膜的表面防扩性能。主要包括提高涂膜的平滑性、抗划性以及改善防水性。此外，它还可以影响涂料的流变性能，它的加入可以使金属闪光漆中铝粉这类的固体颗粒的取向变得均匀。在无光漆中它可以作为消光剂，根据其粒径和粒径分布，蜡类添加剂的消光效力也各不相同。因此，蜡添加剂即有适于有光漆的也有适用于无光漆的。微晶化改性聚乙烯蜡，可用于改善水性工业涂料的表面性质。如Ffka-906，加入后平滑性、抗粘连性、抗划伤性及消光作用都有加强，而且可以有效抑制颜料沉淀。添加量为0.25%-2.0%。

（一）蜡在涂膜中所提供的特点

1、耐磨、防刮伤、防擦伤：蜡分布在涂膜中借此保护涂膜、防止刮伤、擦伤并提供耐磨损性；譬如集装箱涂料、木器涂料、装饰涂料等均需此功能。

2、控制磨擦系数：通常利用它的低摩擦系数，提供涂膜优异的滑度，同时因不同种类的蜡而有特殊丝绸柔和的触感。

3、耐化学品性：由于蜡的安定性而能赋予涂膜更佳的耐水，耐盐水喷雾等性能。

4、防止贴合：避免涂装物或被印刷物有回粘、贴合现象。

5、控制光泽度：选择适当的蜡，依不同添加量而有不同的消光效果。

6、防止二氧化硅等硬结沉积，增加涂料储存安定性。

7、防止金属刮痕（Antimetal Marking）：尤其在印罐涂料，除了提供良好的加工性，更可以起到保护印罐储存物的储存安定。

（二）蜡在涂料中的特点与机理

蜡的种类繁多，而其展现在涂膜的形态我们大致可分成下列三种：

1、起霜效果：例如选用的蜡的熔点低于烘烤温度时，由于蜡在烘烤时熔融成液态，成膜冷却后，即在涂面上形成似霜的薄层。

2、球轴效果：此效应在于蜡由其本身的粒径大小与涂层膜厚相近，甚至大一些，而显露在外，使得腊的耐刮、防擦伤性能可以显现。

3、漂浮效应：不论蜡的粒子形态，蜡在成膜过程中漂移至涂膜表面均匀的分散开来，使得涂膜最上层有蜡的保护，显现蜡的特点。

（三）蜡生产方法

1、熔融法：以溶剂在密闭、高压的容器下加热熔融，然后在适当的冷却条件下出料，获得成品；缺点是质量不易控制，操作成本高且危险，同时某些蜡并不适用这种方法。

2、乳化法：可得又细又圆的粒子，适用于水性系统，但所加入的表面活性剂会对涂膜的耐水性造成影响。

3、分散法：将蜡加入树蜡/溶液中，利用球磨机、滚筒或其他分散设备分散；缺点是难获得高质量的产品，且成本高。

4、微粉化法：可采用喷射微粉机（Jet-Microniser）或微粉/分级机（Microniser/Classifier）生产工艺，即是利用粗腊在高速状态下相互间激烈碰撞后逐渐碎裂成微粒状，然后再由离心离心力作用，在失重下被吹逸出来收集而得。此为目前应用最多的制造方法。

虽然蜡的使用方法颇多，但仍以微粉化蜡为最多，而市面上微粉化腊的种类繁多，且各制造厂家生产工艺也均有差异，使得各厂微粉化蜡的粒径分布，相对分子质量、密度、熔点、硬度等性质均有些差异。

聚乙烯蜡的制造，一般有高压、低压聚合法；其中高压法的制得的聚乙烯蜡带支链，密度与熔融温度均较低，而低压法则可制得直链的低比重的腊；PE腊有各种不同的密度，例如同为低压法制得的非极性PE蜡而言，通常低密度者（低支链、高结晶度）较坚硬，有较佳的耐磨损及抗创痕性，但在滑性及降低摩擦系数上则稍差。

用的蜡不耐温，有的用的聚乙烯蜡掺杂低聚物或裂解蜡

蜡粉在粉末涂料添加量非常小，但是作用非常关键！所以选择一款好的PE蜡非常关键

分散性好；好的蜡粉让原料充分混合均匀，冷却成膜后，更加艳丽饱满

抗刮擦；抗刮伤。硬度达到2H

耐高温；纯聚乙烯蜡做的粉末涂料不会冒烟，除非掺杂低聚物

耐候性好

润滑性好

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1。

根据粉末涂料的用途，用于户内的产品一般选择环氧和环氧—聚酯粉末涂料，用户要求高的也可以选择耐候性的聚酯粉末涂料；

用于户外的选择耐候性的聚酯、聚氨酯和丙烯酸粉末涂料，而且选择的粉末涂料品种的固化条件应符合用户所具备的条件。

2。

成膜物体系确定以后，在设计粉末涂料配方时，从以下方面去考虑。

①在配方中添加具有消光效果的填料，例如添加消光硫酸钡、

超细高岭土，超细硅微粉、超细云母粉等。

消光方法有一定的局限性，填料加多了涂膜外观不好，加少了消光效果差。

这种方法适用于所有树脂品种粉末涂料。

②在配方中添加具有消光效果的消光剂。

在粉末涂料中常用的消光剂有蜡型消光

剂和树脂型消光剂。

蜡型的加多了粉末涂料的干粉流动性不好，涂膜表面容易形成蜡状加少了消光效果限。

树脂型的消光剂虽然没有像蜡型消光剂那样的缺

点，但添加多了涂膜的冲击强度等物理力学性能不好，也有一定的局限性。

各种树脂类型的粉末涂料都有以下类型的消光剂，即用于耐候性粉末涂料中的消光剂可以用在户内型粉末涂料中，但户内型粉末涂料的消光剂不一定能用在户外型粉末涂料中。

近年来还开发了消光剂与粉末涂料干混合消光的消光剂，这种粉末涂料的配制和使用比较方便，但涂膜外观的平整性不如内加熔融挤出混合的消光粉末涂料。

③在配方中添加消光固化剂，

这种消光方法在环氧和环氧—聚酯体系中的消光范围宽，调节涂膜光泽比较容易，涂膜外观的平整性比较好；

从涂料成本考虑，用填料和消光剂无法达到用户所要求的光泽时，配方设计可以考虑采用消光固化剂。

④不同反应活性两种粉末涂料的干混合方法。

这种方法得到的涂膜外观平整性和细腻性不如其他方法得到的涂膜外观，涂膜的耐污染性不好，而且涂膜光泽范围比较窄。

根据用户对粉末涂料品种和涂膜光泽的要求，结合上述消光方法选择合适的填

料、助剂、固化剂及树脂

1）采用环氧值高的，或者酸值高的树脂，提高交联密度，交联密度提高后，涂膜硬度增加，抗划痕能力提高。

2）适当加一些聚乙烯蜡，增加表面的爽滑度，也能有限的提高抗划痕。

好处1、因为粉末涂装的基材外表有小分子物质，格外是运用在多孔的基材如铸铁、铸铝、和锌基底材，这类蜡处理以上基材带来的比如毛孔、气泡和洼陷等涂层缺陷。2、进步流平性一些氮基改性聚乙烯蜡，因为跟粉末涂料运用的流平剂归于同类型，所以在树脂包覆填料和颜料的中有非常好的潮湿作用。然后外表的流平也随之改进。