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        多功能環(huán)保氣相防銹薄膜的研制

        2013-09-07 07:51:14劉建容方彩珍郎豐軍石爭鳴黃先球張萬靈
        關(guān)鍵詞:塑料薄膜緩蝕劑氣相

        馬 穎 劉建容 方彩珍 郎豐軍 石爭鳴 黃先球張萬靈 何 銳 王 靚

        (1.武漢鋼鐵(集團(tuán))公司研究院 湖北 武漢:430080;2.武漢市海鷗防銹包裝材料有限公司 湖北 武漢:430050)

        0 前 言

        為了解決傳統(tǒng)金屬制品包裝材料存在的缺陷,提高薄膜類包裝材料的物理強(qiáng)度和防銹性能,適應(yīng)冶金板材、卷材和大型機(jī)電產(chǎn)品重載包裝的需要,本文研制了一種功能環(huán)保氣相防銹薄膜,由基體塑料與氣相緩蝕劑、分散潤滑劑和載體塑料組成混合共擠吹塑而成,無毒性成份、防銹效果好、成本低廉、既能適于黑色金屬、又能適于有色金屬防銹包裝。不僅有利于國內(nèi)敞蓬運(yùn)輸,露天存放條件下的冷軋產(chǎn)品防銹,尤其是高附加值的硅鋼片、極薄板的封存防銹;而且包裝成本低于現(xiàn)在使用的防銹紙-塑料薄膜復(fù)合包裝成本,不但能給本企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益,符合節(jié)約型企業(yè)原則,而且能回收再次利用,對環(huán)境保護(hù),節(jié)約國家資源具有重大的社會效益。

        1 試 驗(yàn)

        1.1 試驗(yàn)材質(zhì)

        IF鋼冷軋鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、硅鋼片,剪切成50mm×50mm×0.8mm等規(guī)格試樣。

        1.2 組分的配比

        多功能環(huán)保氣相防銹薄膜的組分,按重量配比由基體塑料與添加劑混合共擠吹塑而成,添加劑按重量配比由氣相緩蝕劑、分散潤滑劑和載體塑料組成。

        通過系列篩選試驗(yàn),前后制作了五種氣相防銹塑料薄膜小樣。

        1.3 多功能環(huán)保氣相防銹薄膜的制備

        多功能環(huán)保氣相防銹薄膜的制備方法,包括以下步驟:

        (1)基體塑料原料的選?。喊此鲋亓颗浔冗x擇吹塑溫度在130℃~200℃范圍內(nèi)的塑料顆粒備用;

        (2)添加劑原料的選?。喊此鲋亓颗浔冗x擇氣相緩蝕劑、分散潤滑劑和載體塑料備用;其中,氣相緩蝕劑選擇四硼酸鈉、鉬酸銨和月桂酸環(huán)己胺三種物質(zhì)的組合,鉬酸銨和月桂酸環(huán)己胺熔點(diǎn)在170℃~200℃范圍內(nèi),載體塑料也選擇吹塑溫度在130℃~200℃范圍內(nèi)的塑料顆粒;

        (3)添加劑的制備:將步驟(2)所選擇的載體塑料、氣相緩蝕劑和分散潤滑劑投入到高速捏合機(jī)中混合15~30分鐘,通過高速捏合機(jī)產(chǎn)生的磨擦熱使載體塑料顆粒發(fā)粘、使分散潤滑劑在剪切熱的作用下熔化,當(dāng)氣相緩蝕劑均勻地粘附在載體塑料上時出料,自然冷卻,再投入造粒機(jī)中進(jìn)行造粒;

        (4)氣相防銹薄膜的制備:將步驟(3)所獲得的添加劑顆粒與步驟(1)選擇好的塑料顆?;旌暇鶆?,投入到吹塑機(jī)的擠出料桶中,在150℃~180℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行共擠吹膜,即可制成多功能環(huán)保氣相防銹薄膜。

        1.4 多功能環(huán)保氣相防銹薄膜的性能評定

        對五種環(huán)保氣相防銹薄膜進(jìn)行了防銹性能和物理性能評定

        制作的五種環(huán)保氣相防銹薄膜外觀見表1。

        表1 五種環(huán)保氣相防銹薄膜外觀評定結(jié)果

        表1結(jié)果表明,由5#配方制作的環(huán)保氣相防銹薄膜外觀最好,緩蝕劑未析出,膜透明。

        對五種環(huán)保氣相防銹薄膜進(jìn)行了性能評定,由于物理性能試驗(yàn)項(xiàng)目多且試驗(yàn)方法較復(fù)雜,所以首先進(jìn)行防銹性能試驗(yàn),之后再將篩選出防銹性能好的防銹塑料薄膜進(jìn)行其它性能試驗(yàn)。

        對五種環(huán)保氣相防銹薄膜進(jìn)行了氣相防銹甄別試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表2:

        表2 五種環(huán)保氣相防銹薄膜甄別試驗(yàn)結(jié)果

        表2結(jié)果表明,1#~5#環(huán)保氣相防銹薄膜該項(xiàng)性能均達(dá)到JB/T6067(氣相防銹塑料薄膜技術(shù)條件)中7周期的指標(biāo),但現(xiàn)用防銹紙武鋼驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為9周期,所以除1#、2#防銹塑料薄膜外,其余三種薄膜均達(dá)到武鋼指標(biāo)要求,其中5#環(huán)保氣相防銹薄膜防銹性又優(yōu)于其它防銹塑料薄膜,4#防銹塑料薄膜次之。

        對五種環(huán)保氣相防銹薄膜進(jìn)行了濕熱試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表3:

        表3 五種防銹塑料薄膜濕熱試驗(yàn)結(jié)果

        由濕熱結(jié)果可見,1#、3#環(huán)保氣相防銹薄膜耐濕熱性能不合格,2#環(huán)保氣相防銹薄膜耐濕熱性能達(dá)到JB/T6067指標(biāo),4#、5#環(huán)保氣相防銹薄膜則分別達(dá)到和超過武鋼技術(shù)指標(biāo),表明5#環(huán)保氣相防銹薄膜耐濕熱性能最好,其次是4#環(huán)保氣相防銹薄膜。

        對五種環(huán)保氣相防銹薄膜進(jìn)行了氣相緩蝕能力試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表4:

        表4 五種環(huán)保氣相防銹薄膜氣相緩蝕能力試驗(yàn)結(jié)果

        表4結(jié)果表明,1#、4#環(huán)保氣相防銹薄膜氣相緩蝕能力不合格,其余環(huán)保氣相防銹薄膜均達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。

        綜合上述性能指標(biāo),可以看出5#環(huán)保氣相防銹薄膜無論在外觀、防銹性能、濕熱性能還是氣相緩蝕能力均高于其他。

        進(jìn)一步對5#環(huán)保氣相防銹薄膜進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率的檢測,結(jié)果如表5所示:

        表5 5#環(huán)保氣相防銹薄膜拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率檢測結(jié)果

        結(jié)果表明,5#環(huán)保氣相防銹薄膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均超過GB13022規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值,完全合格之后將5#環(huán)保氣相防銹薄膜與現(xiàn)用防銹紙一起進(jìn)行了防銹性對比試驗(yàn),結(jié)果見表6。

        表6 5#保氣相防銹薄膜與防銹紙防銹性試驗(yàn)結(jié)果

        表6結(jié)果表明,5#環(huán)保氣相防銹薄膜的防銹性優(yōu)于現(xiàn)用氣相防銹紙。

        1.5 與國內(nèi)外同類產(chǎn)品性能對比

        以國內(nèi)外同類產(chǎn)品為對比,對5#環(huán)保氣相防銹薄膜進(jìn)行各類性能試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表7。

        從對比試驗(yàn)結(jié)果可知,制備的5#防銹薄膜在氣相防銹甄別試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)和氣相緩蝕能力試驗(yàn)中均優(yōu)于或等于國外同類產(chǎn)品,但其售價只有國外同類產(chǎn)品的二分之一或三分之一,且無毒副作用,不污染環(huán)境,符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求,完全可以取代進(jìn)口產(chǎn)品

        綜上所述,多功能環(huán)保氣相防銹薄膜具有優(yōu)良的防銹性能,其防銹性能優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。同時薄膜透明,具有良好的防水、耐油性能,并具有低溫不發(fā)生性質(zhì)改變,粘合性好,強(qiáng)度高,韌性好的優(yōu)點(diǎn)。

        表7 5#與國內(nèi)外氣相防銹塑料薄膜性能對比試驗(yàn)

        因此,最終確定多功能環(huán)保氣相防銹薄膜的主要組分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):

        聚乙烯 92%

        四硼酸鈉 1%

        鉬酸銨 2%

        月桂酸環(huán)己胺 3%

        聚乙烯蠟 0.2%

        乙烯—醋酸乙烯共聚物 1.8%

        2 環(huán)保及安全

        包裝使用過程中不會排放有毒有害氣體、不生產(chǎn)異味、不污染環(huán)境,完全滿足國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求,確保工作人員健康。而且由于材料單一,成本低于傳統(tǒng)的紙—塑復(fù)合薄膜包裝材料,屬于無公害節(jié)約型包裝材料,不僅能給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益,而且能回收再次利用,對環(huán)境保護(hù)和國家資源的節(jié)省具有重大的社會效益。

        3 結(jié) 論

        (1)制備薄膜所采用的氣相緩蝕劑與塑料基材的熔點(diǎn)接近,容易滲透到塑料基材中與其融合為一體,具有強(qiáng)度高、密封性能穩(wěn)定、防銹性能好的特點(diǎn),不僅能長時間防水、防潮和防銹,而且能耐鹽堿、化學(xué)介質(zhì)及高溫高濕,對被包裝產(chǎn)品的隔離或屏蔽性好,使外界有害氣體、水份等腐蝕介質(zhì)難以滲透到包裝內(nèi)。

        (2)制備的薄膜適合于多種金屬材料如鋼材、銅材、鋁材、鍍鋅板、鍍錫板、硅鋼板等的防銹包裝,有利于國內(nèi)敞蓬運(yùn)輸、露天存放條件下的冷軋產(chǎn)品防銹,尤其是高附加值的硅鋼片、極薄板的封存防銹。

        (3)由物理性能試驗(yàn)結(jié)果表明,研制的氣相防銹塑料薄膜透明,具有良好的防水、耐油、耐熱老化性能,并具有低溫不發(fā)生性質(zhì)改變,粘合性好,強(qiáng)度高,韌性好的優(yōu)點(diǎn)。

        [1]劉建容,盧 鷹.多金屬用氣相防銹塑料薄膜的研制[J].材料保護(hù),2006,39(增刊):188-189.

        [2]李漢春,方彩珍.多功能氣相防銹塑料薄膜的研制[J].表面工程資訊,2004,(3):37-37.

        [3]陳 勇,盧 鷹.冷軋鋼板用氣相防銹薄膜的研制[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),2005,(B12):497-499.

        [4]劉和全.金屬防銹塑料包裝薄膜[J].塑料科技,1995,(2):24.

        [5]孫 凱.氣相防銹塑料薄膜關(guān)鍵技術(shù)[J].塑料包裝,2004,14(3):10-13,29.

        [6]肖懷斌.氣相緩蝕劑的研究與發(fā)展[J].材料保護(hù),2000,33(1):35-37.

        [7]何新快,陳白珍.氣相緩蝕劑的研究現(xiàn)狀與展望[J].中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報,24,(4):54-57.

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