防玻纤外露剂TAF在改性工程塑料中的应用
发表时间：2011/6/18 来源：喜嘉化工（广州）有限公司
防玻纤外露剂TAF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/℃ ≥135 ≥135℃
热失重（3%）时的温度/℃ ≥279.07 ≥308.70
热失重（5%）时的温度/℃ ≥307.33 ≥325.62
最大热分解温度/℃ ≥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。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，都能收到理想的效果。
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。 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
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表-1 TAF与几种润滑剂在GFPA6、GFPA66体系中的应用比较
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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PA6 |
70 |
70 |
70 |
-- |
-- |
-- |
|
PA66 |
-- |
-- |
-- |
70 |
70 |
70 |
|
TAF |
-- |
-- |
0.5 |
-- |
-- |
-- |
|
芥酸酰胺 |
-- |
0.5 |
-- |
-- |
0.5 |
-- |
|
EBS |
0.5 |
-- |
-- |
0.5 |
-- |
-- |
|
GF |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
|
螺杆扭矩 |
48 |
47 |
42 |
49 |
49 |
41 |
|
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 |
|
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，再从口模挤出，经冷却、切粒、干燥，即得到增强粒料。 |
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表-2 TAF与几种润滑剂在GFPA46体系中的应用比较
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项目 |
1 |
2 |
3 |
|
PA46
GF
阻燃剂
硅酮
EBS
TAF |
48
40
12
0.5
0
0 |
48
40
12
0
0.5
0 |
48
40
12
0
0
0.5 |
|
各项
性能 |
拉伸强度/MPa
弯曲强度/MPa
简支梁缺口冲击强度/KJ/m2
玻纤外露情况
外观 |
180.0
240.0
8.7
少量
光亮 |
175.6
235．0
7.5
玻纤流纹明显
表面光泽略差 |
186.1
242.0
8.9
微量
光亮 |
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|
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2、TAF在阻燃增强PBT中的应用
阻燃增强PBT作为电子接插件应用十分广泛，这是由于PBT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PBT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模性。否则会出现由于壁薄容易被顶针顶穿或不易脱模等问题。因此润滑剂的应用尤为重要。 |
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表-3 TAF与硅酮在阻燃增强PBT中的应用
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项目 |
1 |
2 |
3 |
|
PBT
GF
阻燃剂
TAF
硅酮
TAF+硅酮 |
55
25
20
0.6
0
0 |
55
25
20
0
0.6
0 |
55
25
20
0
0
0.6 |
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各项
性能 |
熔融指数 g/10min
非缺口冲击强度 KJ/m2
脱膜性
外观
玻纤外露 |
35
48
较好
光泽好
无 |
30
45
较好
光泽好
无 |
37
47
很好
光泽好
无 |
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3、润滑剂TAF在PBT色母料中的应用
① 基本配方
PBT 30份
钛白粉 60份
TAF 5~8份
② 加工工艺
将秤量好的载体PBT、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Ф45mm挤出机中进行造粒。加料段——180℃，压缩段——250℃，均化段——280℃，机头——290℃。物料经口模成条通过冷却，料条表面光滑，再经切粒机切粒。
将PBT母粒与PBT按5：100比例混合，然后在XS-ZY-125注射机中成型Ф10cm、厚3mm的塑料圆片，表面光亮，色泽分布均匀。
四、结果与讨论
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℃以上）及色泽要求特别高的工程塑料建议使用TAF-A。
4、润滑剂TAF是一种高温色母料的分散剂，可用于涤纶纤维、聚酯、聚碳酸酯等色母料及PP、ABS染色中。还可用于高温吹膜制品中（TAF加量不能高于吹膜制品总量的0.5%,否则会影响透明性）。
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可用作PA、聚酯等切片的润滑剂（加量应低于0.5%否则影响透明度），对提高塑料的MFR有很大帮助。
7、润滑剂TAF有一定的爽滑性，可与油酸酰胺，芥酸酰胺复配使用，作为开口剂或脱模剂。 |
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