微粉蜡在油墨中的应用

   摘要：本文报告了高分子蜡及聚乙烯微粉蜡在涂料中的应用，介绍了应用中的注意事项。

　　关键词：聚乙烯蜡，微粉蜡，涂料，应用

　　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泽和加工性能。高分子蜡是炸药良好的钝感剂，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。
       高分子蜡是一种无毒、无味、无腐蚀、白色或略带微黄的固体，相对分子质量为1800-8000。具有良好的化学稳定性，在室温下抗温性、耐药性和电气性优异，应用范围比较广，可作为氯化聚乙烯的原料、塑料的改性剂，纺织品的涂布剂以及改善原油和燃料油粘性的添加剂。

一、高分子蜡在涂料中的应用及作用机理

　　油墨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，它的加入可以使银墨中铝粉这类的固体颗粒的取向变得均匀。

　　它还可以作为消光剂，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，蜡添加剂即有适于需要透明度及光泽的也有适用于消光油墨产品的。微晶化改性聚乙烯蜡，可用于改善水性油墨的表面性质。加入后主要对平滑性、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，添加量一般控制为0.25%-2.0%。

1、蜡的应用方式：

　　蜡的使用方法常见的有四种：熔融法、乳化法、分散法、微粉化法。
熔融法是以溶剂在密闭、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。乳化法，可得到又细又圆的粒子，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。分散法则是将蜡加入树蜡/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。微粉化的方式可采用喷射微粉机（Jet-Microniser）或微粉/分级机（Microniser/Classifier）生产工艺，即是利用粗蜡在高速状态下，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蜡；PE蜡有各种不同的密度，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。

二、蜡在油墨、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：起霜效果、球轴效果及漂浮效果。

　　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。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。漂浮效应，则不论蜡的粒子形态，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，增加油墨涂料储存安定性。
7、防止金属刮痕（Anti Metal 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。

四、聚乙烯微粉蜡的研究

　　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。制备微粉的主要工艺过程是物理方法。

1、蜡微粉的应用

　　涂料用聚乙烯蜡可以制备高光泽溶剂性涂料水性涂料、粉末涂料、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。还可以用于油墨、套印光油、打印油墨。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。

2、改性聚乙烯蜡的发展

　　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。

五、对聚乙烯蜡在油墨涂料工业中应用的调查

　　聚乙烯蜡做为一种添加剂，主要应用在消光漆等高档涂料上，一般添加量为5%~6%。以微粉和乳液，用高速搅拌的方式加入，蜡在其它涂料中的添加量在0.25~2.0%。

　　由于技术水平的限制，国内的聚乙烯蜡在质量上与国外同类产品还有一定差距，所以造成了国外产品尽管价格较高仍占有很大一部分市场份额，大约在48%左右。这是由于制造厂家越来越注重质量，不再单纯的追求效益把产品质量和顾客满意放在第一位。

　　随着人们的生活水平提高，人们对涂料的要求也发生改变，越来越多的低档涂料被淘汰，美观实用的高中档涂料占据大部分市场，而蜡类添加剂的市场也日益扩大。我国的聚乙烯蜡生产厂家只有加快技术改革，严把质量关，才能面对“入世”，才能占有更大的市场份额，才能把我们的产品推向世界。

　　目前境外研究生产合成蜡的厂家有美国的allied、chemical，德国的hoechst、basf、beba、chen，日本的三洋化成株式会社、石油化学工业株式会社、石油化学三菱化工和安源油脂，台湾的德谦。境内主要有上海金山石化、广州的金富德等，其中研究成功并得到应用的主要合成蜡产品有脂蜡、酰胺蜡、聚乙烯脂肪酸调配蜡等，但其乳化性不理想，我国研究生产高质量的合成蜡有广阔的市场前景。

六、结束语

　　高分子蜡的优异性能为新产品开发提供了良好的物理化学性能，为适应油墨、涂料等各种领域要求也将有更多的系列蜡问世。高分子蜡已经发展成为一类新型的功能材料，有机高分子微粉的功能化也正成为研究热点，以高分子微粉的制备、应用及深度开发，必将开拓其更多的新性能、新应用，形成功能高分子及智能材料的新领域。

信息来源：中国印刷港