АзовСинтезАзовСинтез

Поліетиленовий віск: що це, як його роблять і де він працює: ПВХ, мастербатч, лаки

Поліетиленовий віск це той самий поліетилен з ланцюгом на кілька тисяч г/моль: він не тягнеться, а плавиться й тече, тому працює в рецептурі як мастило. Два воски з однаковим краплепадінням 106 °C можуть відрізнятися за в’язкістю розплаву в 7 разів. У жорсткий ПВХ кладуть 0,2–0,5 %, у мастербатч близько 10 %, у лак 0,5–2 % для напівмату.

Стаття: Поліетиленовий віск: що це, як його роблять і де він працюєПоліетиленовий віск CERALENE 2E — ціна та наявність

Розділи відео

  1. 0:00Поліетиленовий віск: одна цифра в прайсі бреше
  2. 0:54Що таке поліетиленовий віск і чим він не парафін
  3. 2:06Як його отримують: полімеризація, деструкція, окиснення
  4. 3:18Як прочитати паспорт: краплепадіння, в'язкість, кислотне число
  5. 4:38Поліетиленовий віск у ПВХ: зовнішнє мастило
  6. 5:34Навіщо віск у мастербатчі
  7. 6:36Лаки й фарби: матування й стійкість до подряпин
  8. 7:37Паркет, деревно-полімерний композит, клеї, бітум, свічки
  9. 8:43Виробник EuroCeras і лінійка марок
  10. 9:49Як вводити і де взяти CERALENE 2E

Текст відео

0:00 · Поліетиленовий віск: одна цифра в прайсі бреше

Поліетиленовий віск не родич парафіну й бджолиного воску, хоча в прайсах вони стоять поруч. Це той самий поліетилен, з якого роблять плівку й труби, тільки вкорочений. Замість ланцюгів на сотні тисяч одиниць молекулярної маси тут кілька тисяч. Довгий полімер тягнеться, короткий плавиться й тече. Тому один іде у виріб, а другий у рецептуру як мастило. У прайсі його зазвичай описують однією цифрою, температурою краплепадіння. А працює він здебільшого завдяки другій, в'язкості розплаву, яку часто й не вказують. Два воски з однаковою точкою краплепадіння можуть відрізнятися за в'язкістю в 7 разів. Сьогодні розберемо, що це за матеріал, як його отримують, які три рядки паспорта щось означають і скільки його кладуть у ПВХ, мастербатч, лак і деревно-полімерний композит.

0:54 · Що таке поліетиленовий віск і чим він не парафін

Хімічно поліетиленовий віск це низькомолекулярний поліетилен. Його середня молекулярна маса від 500 до 5000 г/моль, у нашої марки CERALENE 2E близько 3000. Ступінь кристалічності від 60 до 95 %. Матеріал неполярний, кислотне число 0. У хімію рецептури він не втручається, а працює фізично, як мастило й диспергатор пігменту. Порівняння з парафіном показує різницю найшвидше. У нафтовому парафіні ланцюги на 20–40 атомів вуглецю, він плавиться при 50–65 °C. У поліетиленовому воску ланцюг на порядок довший, тому точка краплепадіння вище 100 °C. І це не косметика. У переробці полімерів у циліндрі від 180 до 210 °C. Парафін там просто вигоряє, а поліетиленовий віск лишається робочим мастилом. Звідси й головне обмеження. Неполярний віск із водою не змішується в принципі. У водну лакову систему його вводять тільки готовою мікродисперсією, і жоден порошок цю проблему не вирішить.

2:06 · Як його отримують: полімеризація, деструкція, окиснення

Як його отримують? Маршрутів три. Перший: пряма полімеризація етилену. Це синтез з нуля, і головна властивість такого воску повторюваність. Реактор щоразу дає ту саму в'язкість, бо параметри задані процесом, а не успадковані від сировини. Другий: термічна деструкція готового поліетилену при температурі від 290 до 425 °C. Довгі ланцюги ріжуться на короткі. Це дешевше, але розкид молекул ширший, і в'язкість між партіями гуляє. Третій: окиснення повітрям. Воно пришиває до молекули полярні групи й перетворює неполярний віск на полярний, із кислотним числом до 15. Окиснений віск емульгується у воді, але це вже інший продукт. Найдешевший варіант це віск як побічна фракція або з крекінгу вторинного поліетилену. Колір, запах і склад там непередбачувані, бо сировина щоразу інша. Ще тип поліетилену задає температурний клас. Воски низької густини каплють близько 101–109 °C, високої густини близько 122 °C, поліолефінові до 150 °C.

3:18 · Як прочитати паспорт: краплепадіння, в'язкість, кислотне число

Тепер паспорт. Рішення ухвалюють за трьома рядками. Перший: температура краплепадіння, верхня межа, де віск перестає тримати форму. У марки CERALENE 2E норма від 103 до 110 °C, у нашій партії 107,8 °C. Другий: в'язкість розплаву при 120 °C. Вона непрямо задає молекулярну масу, а з нею баланс: віск більше змащує чи більше диспергує. Норма від 500 до 600 мПа·с, у партії 536. Третій: кислотне число. Воно відповідає на одне питання: полярний матеріал чи ні. У нашого 0. Тут є дві пастки. Віск не має справжньої температури плавлення, він м'якшає поступово. Тому число за методом краплепадіння не збігається з числом за методом кільця й кулі. І в'язкість європейці міряють при 120 °C, а американці часто при 140 °C. Той самий віск при 140 °C покаже помітно менше число. В'язкість без температури це не характеристика, а просто цифра. І приймання на складі. Прили мають бути сипкими. Мішок, де віск узявся грудкою, стояв біля джерела тепла: підплавлятися віск починає задавго до краплепадіння.

4:38 · Поліетиленовий віск у ПВХ: зовнішнє мастило

У жорсткому ПВХ поліетиленовий віск працює зовнішнім мастилом. Він виходить до стінки шнека й фільєри і знімає налипання розплаву разом із підгоранням. Норма мала: від 0,2 до 0,5 % від маси суміші. Для труб і профілю ще менше, від 0,1 до 0,4 частини на 100 частин смоли. Окиснених марок ще менше. Важливо не плутати зовнішнє і внутрішнє мастило. Зовнішнє створює шар між розплавом і металом і водночас притримує злиття зерен смоли. Внутрішнє, наприклад стеарат кальцію, навпаки допомагає злиттю. Вони тягнуть у різні боки, і рівновага між ними і є налаштуванням мастильної системи. Перебір видно за симптомами: розплав виходить недоплавленим, падає міцність зварного шва. Тому дозу підбирають знизу, кроком 0,05 %, і дивляться не на амперметр екструдера, а на зріз профілю.

5:34 · Навіщо віск у мастербатчі

У мастербатчі, концентраті барвника, поліетиленовий віск займає близько 10 %. Типова рецептура: 25 % пігменту, 10 % воску й 65 % полімеру-носія. Механіка тут повністю фізична. Агломерат пігменту це не суцільна частинка, а губка з дрібних кристалів, між якими сидить повітря. Розплавлений віск із низькою в'язкістю затікає в пори швидше за в'язкий полімер і витісняє повітря. Далі зсув у екструдері рве вже змочену частинку, пігмент розходиться дрібніше, і колір лягає без розводів. Звідси правило вибору марки. Для диспергування хочеться в'язкість нижче, для мастила вище. CERALENE 2E із в'язкістю близько 550 мПа·с стоїть посередині й закриває обидві задачі помірно. Поруч у рецептурі концентрату часто стоїть стеарат цинку: він теж розводить частинки пігменту й дає рівний тон.

6:36 · Лаки й фарби: матування й стійкість до подряпин

У лаках і фарбах беруть мікронізований віск: від 0,5 до 2 % від маси лаку дають напівматовий блиск, а для глибокого матування беруть до 3 % разом з мікротальком або матуючим кремнеземом. Працює це так. Поки плівка сохне, частинки воску виштовхуються до поверхні й лягають тонким шаром. Коефіцієнт тертя падає, і предмет ковзає, замість того щоб дерти плівку. Звідси стійкість до подряпин і стирання. Матовістю керують часткою й розміром частинок. У паркетних і меблевих лаках беруть 5–10 мкм. Надто дрібний помел, навпаки, вирівнює поверхню й піднімає блиск. Головна помилка введення в температурі. Віск не можна перетирати на бісерному млині разом із пігментом. Тертя гріє камеру, частинка підплавляється, і матовість зникає разом із грошима за мікронізацію. Вводять його на стадії розведення, у зібрану систему.

7:37 · Паркет, деревно-полімерний композит, клеї, бітум, свічки

Тепер дерево. У фінішних покриттях паркету віск відповідає за чотири речі: ковзання, стійкість до подряпин, шліфуємість ґрунту й антиблокування. У деревно-полімерному композиті задача інша, там це технологічне мастило. Деревне борошно поводиться як абразив і тягне вологу. При вмісті борошна 50–60 % у поліетилен високої густини кладуть 4–5 % мастильної системи, у поліпропілен 1–2 %, у ПВХ 5–10 %. Але перебір тут карається інакше, ніж у ПВХ. Мастило сідає на волокно й погіршує його зчеплення з матрицею. Міцність на злам просідає, і дошка несподівано слабка. Ще кілька суміжних задач. У термоплавких клеях віск задає в'язкість і час відкритого шару. У бітумі частіше беруть марки високої густини. У свічках поліетиленовий віск додають 1–3 % для твердості й глянцю, але наша марка зроблена для полімерів і покриттів. Для свічки логічніше починати з церезину.

8:43 · Виробник EuroCeras і лінійка марок

CERALENE 2E синтезує EuroCeras у Кендзежині-Козьле, польський виробник, який більше 45 років робить саме поліетиленові воски. Власні реактори, сертифікація ISO на якість і екологію, реєстрація REACH. Для покупця тут важливі не роки, а сусідні марки. У лінійці низької густини поряд із 2E стоять марки з в'язкістю від 170 до 1100. Вище лежать марки високої густини з краплепадінням 121 °C і поліолефінові до 150 °C. Що це дає на практиці. Якщо на пробній партії віск виявився занадто в'язким для диспергування або занадто м'яким для вашої температури переробки, змінюється марка, а не постачальник. Кваліфікувати матеріал заново з нуля не треба, а для переробника полімерів це зазвичай дорожче за різницю в ціні кілограма. І ще одна річ. Окиснений віск не універсально кращий, хоча продають його часто саме так. У прозорих плівках і лаках його полярність дає каламуть, а з чутливими пігментами може змінити відтінок.

9:49 · Як вводити і де взяти CERALENE 2E

Як вводити. Дозу завжди підбирають знизу. У ПВХ пробну серію ставлять на 0,2 % й піднімають кроком 0,05 %. У лаку беруть 0,5 % й оцінюють блиск на викрасі через добу після сушіння. Зберігають прили сухими, нижче 40 °C, не біля печей і не під сонцем. Поліетиленовий віск CERALENE 2E лежить на нашому складі в Києві, мішками по 20 кг. На кожну партію даємо паспорт якості з фактичними краплепадінням і в'язкістю, паспорт безпеки й специфікацію українською. Посилання на картку товару в описі під відео. До зустрічі на складі АзовСинтез.