褐煤蠟的簡介和應(yīng)用

一.簡介
褐煤蠟是一類從褐煤中，通過苯、甲苯等有機(jī)溶劑萃取后獲得的棕褐色的蠟狀物質(zhì)，國外也稱為蒙旦蠟。其組成通常為長鏈脂肪蠟酸（C16-C35）和多元羥基脂肪醇（C20-C34）組成的酯，并含有少量游離的脂肪酸，蠟酸，蠟醇，樹脂和地瀝青等物質(zhì)。隨著其中地瀝青等雜質(zhì)含量的減少，褐煤蠟的顏色由黑棕色逐漸變?yōu)闇\褐色。
褐煤蠟為礦物蠟，其生產(chǎn)原料褐煤礦為不可再生的天然化石資源，目前國際上有著豐富礦物資源和穩(wěn)定成熟生產(chǎn)技術(shù)的有德國，烏克蘭和美國。其中德國為褐煤蠟的生產(chǎn)大國，占國際市場85%的市場份額。我國國內(nèi)主要褐煤蠟生產(chǎn)位于云南和內(nèi)蒙古等地，但精制技術(shù)遠(yuǎn)不如德國成熟，無法獲得精制淺色的褐煤酯蠟。
WARADUR ® E：褐煤酯蠟
WARADUR ® OP：部分皂化的褐煤酯蠟
德國Voelpker公司的WARADUR ®系列褐煤蠟，原為BASF集團(tuán)的精制褐煤蠟系列，2015年有BASF轉(zhuǎn)給了Voelpker公司。WARADUR ®系列依托于德國成熟的褐煤蠟生產(chǎn)精制技術(shù)，其雜質(zhì)含量較少顏色為淺黃色，能夠應(yīng)用于各種透明或者淺色塑料制品中。

二.褐煤蠟的優(yōu)點(diǎn)
褐煤蠟是目前最堅(jiān)硬的天然蠟，其硬度高，熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，拋光度高，絕緣性能好等特點(diǎn)。
褐煤酯蠟易溶于常見的有機(jī)溶劑，并且能與微晶蠟，石蠟等混合，相容性好。其本身能自乳化和皂化反應(yīng)。
褐煤酯皂化蠟對溶劑有著較高的保持力，可以吸收自身10-20倍重量的有機(jī)溶劑，形成的膏體穩(wěn)定，不易析出溶劑。
 
三.應(yīng)用
褐煤蠟其理化性質(zhì)穩(wěn)定，相容性好，能作為高性能的添加劑用于各種塑料加工工業(yè)中，通常作為潤滑劑，成核劑以及分散劑用于各種塑料的加工中。褐煤蠟提高了各種塑料的流動(dòng)性以及降低其脫膜力，用于產(chǎn)品有較低的揮發(fā)性，較好的熱穩(wěn)定性，以及較低的表面遷移率。在目前已知的各類行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)中，褐煤蠟沒有被列入為致癌，致畸或者有生殖毒性的物質(zhì)。
褐煤蠟作為助劑可以廣泛應(yīng)用于工程塑料，熱塑性彈性體和PVC等各種塑料加工領(lǐng)域。主要可以用于：
橡膠，塑料工業(yè)中的加工助劑涂層工業(yè)用乳液藥物應(yīng)用中的基質(zhì)皮革，家具，塑料等制品表面的拋光蠟
溶劑型分散劑在符合FDA的標(biāo)準(zhǔn)中用于食品包裝和化妝品
 
四.褐煤酯蠟在母粒制造中的應(yīng)用
1.母粒中的顏料分散劑：
褐煤蠟是有效的母粒中的顏料分散劑。蠟?zāi)軌蚝芎玫臐櫇耦伭媳砻?，使得顏料能夠很好的分散在塑料樹脂中，并且防止顏料重新結(jié)塊團(tuán)聚。
褐煤酯蠟的分散機(jī)理稱為錨固機(jī)理。褐煤酯蠟結(jié)構(gòu)中含有的酯基，羧基能夠像錨一樣，以電子相互作用的形式吸附固定在顏料的表面，其他的有機(jī)分子長鏈，以鏈伸展的形式在顏料表面形成一層保護(hù)層，由于保護(hù)層的電子相互排斥作用，使得顏料粒子能有效的分散在塑料樹脂中。褐煤酯蠟適用于生產(chǎn)高透明度的產(chǎn)品。
影響褐煤酯蠟分散的效果主要的因素有：
顏料的種類，可分散性以及規(guī)格
母粒中顏料添加的量
加工和生產(chǎn)工藝
母粒的應(yīng)用方向
各成分的混溶性
基體樹脂
褐煤酯蠟除了炭黑和鈦白粉等之外，對于其他的有機(jī)和無機(jī)顏料都有十分優(yōu)秀的適用性。具體的分散效果需要在擠出機(jī)和密煉機(jī)上做具體的應(yīng)用測試。在某些特定場合，復(fù)配使用不同種類的蠟，可以達(dá)到更好的分散效果。

五.褐煤酯蠟在PVC加工上的應(yīng)用
1.PVC的加工：
PVC在加工過程中，潤滑劑是十分重要的助劑之一。由于PVC是不能在純的樹脂狀態(tài)下進(jìn)行密煉和擠出加工的，因此，PVC在加工過程中需要添加各種助劑。選擇合適的助劑，不但能夠提升加工工藝，而且還能改進(jìn)最終產(chǎn)品的性能。
 
2.褐煤酯蠟在PVC加工中的應(yīng)用：
由于褐煤酯蠟在結(jié)構(gòu)中含有羧基和酯基等極性基團(tuán)，因此根據(jù)相似相溶的原理，褐煤酯蠟?zāi)芎芎玫叵嗳萦赑VC中，在PVC加工中主要作為內(nèi)潤滑劑來使用。褐煤酯蠟在PVC體系中，主要可以降低PVC分子間的內(nèi)摩擦，降低粘度，并以此能促進(jìn)較高的流量。其結(jié)果能降低PVC加工時(shí)的能量消耗，并且有效增加了PVC的生產(chǎn)效率。

對比傳統(tǒng)的脂肪酸酯或者硬脂酸鹽作為內(nèi)潤滑劑，褐煤蠟既不會使產(chǎn)品增塑，也不會向產(chǎn)品表面遷移，這對產(chǎn)品的加工和表面性能有著十分優(yōu)秀的益處
 
3.帶來的益處以及產(chǎn)品配方的選擇
褐煤酯蠟作為內(nèi)潤滑劑應(yīng)用于PVC體系中，最主要的作用就是降低PVC聚合物分子間內(nèi)聚力的作用，從而改善塑料熔體的內(nèi)摩擦生熱和熔體的流動(dòng)性，這在擠出和注塑成型加工中有著十分重要的效果：可以降低生產(chǎn)時(shí)的能量消耗，減少停機(jī)清機(jī)的頻率以此能夠有效提高PVC的生產(chǎn)加工效率。

褐煤酯蠟可以應(yīng)用于高透明PVC的膜材和型材的擠出加工中，具體的使用效果需要在在擠出機(jī)和注塑機(jī)上做具體的應(yīng)用測試，特定情況下，與其他品種的潤滑劑復(fù)合使用能夠獲得更好的潤滑效果。

六.褐煤酯蠟在其他塑料加工上的應(yīng)用
隨著目前工程塑料或其他類塑料的迅速發(fā)展，對于塑料加工助劑選擇的要求越來越高。有些塑料因具有非常高的分子量而流動(dòng)性極差，有些塑料在低溫時(shí)流動(dòng)性較好但高溫加工后粘度急速上升。對于此類的塑料，褐煤酯蠟由于其在極性和非極性塑料中，兼具內(nèi)潤滑和外潤滑，低揮發(fā)性，高透明度，額外的脫模作用以及抗遷移性等特點(diǎn)，已成為最具有價(jià)值的塑料加工助劑之一。其中低揮發(fā)性對于壓延加工和真空脫氣十分重要，而高透明度能應(yīng)用于對于制品外觀有嚴(yán)格要求的制品中。

對于目前市場上主流應(yīng)用的塑料，褐煤酯蠟在其體系中的潤滑作用和推薦添加量**如下表所示。

*聚酯中的應(yīng)用主要為注塑和吹塑，不涉及紡絲。聚酯由于分子量分布較廣和加工工藝多變的原因，并沒有明確的推薦用量。
**以上的推薦使用量為在單一組份添加得到的推薦添加量，具體的添加量視客戶配方和加工工藝而定。

摘自：網(wǎng)絡(luò)

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