全新助剂开启物料应用新领域

作者:本网编辑 文章来源:瓦克集团 发布时间:2014-06-09

在K 2013展会中,瓦克集团展示了3款改善物料性能的全新助剂解决方案:用于生物塑料的增强粘合剂系统VINNEX,用于食品接触塑料材料的通用型有机硅助剂GENIOPLAST Pellet P plus,以及用于缩合交联型有机硅制模材料的不含锡催化剂ELASTOSIL NEO,为物料开启了一个更加广泛的应用领域。

用于生物塑料的增强粘合剂系统

位于德国慕尼黑的化学集团瓦克,在K 2013展会中展出了一种用于下一代生物塑料的增强型粘合剂——VINNEX粘合剂系统。该系统使得基于可再生原材料的聚合物能够获得与传统热塑性塑料一样的易加工性。同时,还提高了生物塑料的物理性能并可使不同的材料相互兼容。

生物塑料代表着对石油基产品充满前景且可持续的替代。它们广泛地由可再生原材料制成,而且理想情况下可生物降解。然而,到目前为止,与传统热塑性塑料相比,生物塑料在加工上存在的劣势阻止了其自身的广泛应用。通过采用瓦克全新的醋酸乙烯酯基的聚合物粘合剂系统VINNEX,生产商们可以开发出高性能的生物塑料配混料。该材料可采用传统的设备进行加工而无需改性,从而使得注塑、挤出、真空成型、热成型和压延成型更加容易。


图1 在K 2013展会中,瓦克展示了其VINNEX粘合剂系统,它使得所谓的“生物聚合物混合料”易于加工,该材料被用于制造可生物降解的生物塑料,以用于生产食品包装及容器。

该粘合剂系统适用于许多生物塑料。不同的VINNEX?级别能够在一个模块系统中与一种或多种生物聚酯和填料相结合。例如,根据应用要求,聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和淀粉能够被用于创造各种不同的聚合物配混料。这显著提高了生物聚合物的物理性能,否则它将难以加工。通过调整材料组成及VINNEX的含量,可使聚合物配混料拥有较高的冲击强度,比传统的生物聚合物更加柔韧或拥有更高的熔体强度。因此,可根据应用要求对聚合物配混料的性能进行调整。

初期的应用测试,对PLA本身就是很好的说明:虽然PLA是一种很硬的材料,但借助于VINNEX,非常薄的PLA薄膜也可被较容易地制成,而且更易于焊接。在添加了瓦克的粘合剂后,该薄膜仍可保持高透明性。此外,VINNEX使得不相容生物聚合物如PLA和PBS的组合成为可能,这一组合可获得两种材料组分的优点。

不仅如此,VINNEX可使生物塑料热成型以满足热灌装应用,因此可将该新的粘合剂应用在制造咖啡杯和汤容器的原材料中。瓦克已为针对该应用所选的VINNEX级别取得了欧盟和美国食品药品管理局的必要食品认证。

VINNEX为生物聚合物开启了一个更加广泛的应用领域。例如,这种新的混合物可被加工成食品包装材料、电子部件或自身可降解的园艺及农用容器。在工业堆肥环境下,含有10%~30%典型粘合剂含量的试验用VINNEX聚合物混合料可在不到180d的时间内生物降解。专家们预测,未来,生物塑料可替代90%的传统塑料。


图2 颗粒虽小,效用非凡:GENIOPLAST Pellet P plus能够改善热塑性塑料物料的生产与加工,尤其是食品接触塑料的理想选择。

用于食品接触塑料材料的通用型有机硅助剂

用于混合和加工热塑性塑料的高性能助剂—GENIOPLAST Pellet P plus也是瓦克在K 2013展会中展出的新产品。该助剂能够通过改善塑料共混物的黏度和流动性,来提高加工效率、降低加工成本,并使制成品的表面极为光滑,且易于清洁。GENIOPLAST Pellet P plus作为塑料助剂,可与食品直接发生接触,因此适用于厨房、包装等领域的食品接触塑料。

GENIOPLAST Pellet P plus是一种颗粒状的高浓缩型有机硅助剂。该产品含有一种未经交联的超高分子量线型结构有机硅聚合物作为活性组分,这种活性成分的载体则是一种与有机硅相匹配的气相SiO2。由于气相SiO2可与各种热塑性塑料兼容,因此,不同于传统的有机硅母料,GENIOPLAST Pellet P plus能够与任何一种热塑性塑料共混,不再需要使用与相应热塑性塑料相匹配的不同类型的母料。

热塑性塑料在使用GENIOPLAST助剂后,能够生成光滑、具有防划伤性能的表面,而塑料的抗张强度、硬度和热稳定性却不会受到影响,聚合物可继续采用常规方式进行打印或焊接。此外,GENIOPLAST还可提高矿物填充热塑性塑料的冲击强度和断裂伸长率,提升阻燃添加剂的功效。

不同于针对汽车车厢内及电缆护套等技术应用的GENIOPLAST Pellet S产品,GENIOPLAST Pellet P plus是专为食品工业用混合物研发而成的。这种助剂能够使制成品表面光洁,因此,对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)制成的冰箱插件,或对聚丙烯(PP)化合物制成的食品包装等的清洁或清空将更为简便。而葡萄酒塑料瓶塞在使用该有机硅助剂后,开瓶时会更加省力,开瓶声会更轻。


图3 GENIOPLAST Pellet  P plus是专为厨房用具、食品包装等食品接触塑料研发而成的有机硅助剂。它能够简化热塑性塑料物料的生产和加工,使塑料表面更为光滑,且易于清洁。

GENIOPLAST Pellet P plus便于计量,易于同热塑性塑料以及矿物填料混合,其有机硅活性成分能够在混合物的生产过程中改善填料乳液的性能,提高聚合物熔体的流动性;而后者又有利于加工商对材料进行成型加工。因此,GENIOPLAST Pellet P plus为有机硅混合物生产商提供了一种有效的加工助剂。

它能够降低能耗、提高产量、减少废料,以进一步发掘节约成本的潜力。

此外,GENIOPLAST Pellet P plus还能够简化成型件的注射成型生产工艺,帮助加工商提高在单位时间内注入模具的材料量,缩短周期时间,同时使成型件更易于脱模,从而降低成型件生产的单位成本。即使物料加工使用的不是注射成型,而是挤出成型工艺(比如在生产电缆护套时),加入GENIOPLAST 助剂后,同样能够改善工艺性能,降低成本。

GENIOPLAST Pellet P plus有机硅含量的质量百分比约为70%,这一比例高于母料,产品因此极为高效:用量的重量百分比达0.1%~1%时,即可提高工艺性能;将用量的重量百分比加大到1%~5%时,则可改善塑料的特性。


图4 瓦克ELASTOSIL NEO品牌的不含锡催化剂。该催化剂专为ELASTOSIL M系列双组分缩合交联型有机硅制模材料开发而成。这种有机硅橡胶能够用来复制或制作技术用品、艺术品或出土文物的模型。

用于缩合交联型有机硅制模材料的不含锡催化剂

在K 2013展会中,瓦克还展出了一种用于缩合交联型有机硅橡胶的不含锡的催化剂。这种ELASTOSIL NEO品牌的催化剂是专门针对ELASTOSIL M系列的制模材料的基础组分研发而成的。经ELASTOSIL NEO催化剂催化后的有机硅橡胶具有与传统交联型硫化胶相同的力学性能,可以以常规方式对其进行加工。该新型不含锡催化剂的使用不受任何法规的限制,是传统含锡催化剂理想而实用的替代品。

瓦克以ELASTOSIL M品牌销售一系列双组分有机硅弹性体,这些产品可广泛应用于制模和封装工艺。在过去的几年时间里,瓦克对这一系列的产品不断地进行开发。此次开发的ELASTOSIL NEO品牌的催化剂进一步完善了室温交联型制模材料用催化剂产品系列。瓦克的这种新型催化剂能够帮助工商业用户完全摆脱制模和封装工艺对锡的依赖。这种新产品不含有机锡,因此不受欧盟从2012年年初开始实施的对含有二丁基或二丁基锡的制模材料的限制。根据欧盟相关条例规定,锡含量超过0.1%的产品不得销售给私家用户或业余手工爱好者。

催化剂通常是室温交联有机硅橡胶中用料较少的第二组分,内含交联剂和催化剂,用以调节应用所需的交联速度。ELASTOSIL NEO品牌催化剂的配方使其具有足够长的有效使用时间,可以用来制作大型模制件,同时还可以确保制模材料在24h之内固化。

经ELASTOSIL NEO催化剂催化后的缩合交联型两组分制模材料能够在室温下通过与空气中的水分接触进行固化,因此,加工时不需要复杂的设备。这种有机硅橡胶主要用于制作技术用品、艺术品或出土文物的模型,用它可以制作复制品的阴模。此外,这种室温交联型双组分制模材料也可用来封装电子部件和组件。

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