首先,我们先简单了解一下什么是费托合成蜡,费托蜡主要由相对分子质量在500-1000的直链、饱和的高碳烷烃组成,这就赋予了这种化学品精细的晶体结构、高熔点、窄熔点范围、低油含量、低针入度、低迁移率、低熔融粘度、坚硬、耐磨及稳定性高。费托合成蜡与通用的聚乙烯蜡(PE蜡)相比,二者的显著区别在于(1.)分子量。费托蜡分子量远低于PE蜡,支链也较少,结晶度高,易于渗入高粘度大分子链之中,显著降低熔体粘度,在加工过程中迁移性小,后期润滑效果明显。(2.)费托蜡为饱和直连烷烃,不含双键,抗氧化能力强,产品耐候性好。(3.)费托蜡粘度远低于PE蜡。只有10左右。较少用量即可达到同样润滑效果。使用量仅为PE蜡的70-80%。费托蜡与PVC相容性较好,作为内外润滑剂都可胜任。可作为良好的内润滑剂有效控制剪切条件、促进流动、控制摩擦和熔融性能,从而提高热稳定性。同时,费托蜡因其高结晶度和高线性度的结构,使PVC产品获得最佳的物理及加工性能。 根据需要,费托工艺可以合成不同链长度的烷烃改变最终产品分子量大小,形成系列化产品。
其次,我们了解一下费托蜡的具体用途;PVC常用的热稳定剂、润滑剂、抗冲剂、加工助剂、颜料等不同用途的助剂依据产品性能要求进行配方设计,在保证产品质量和加工工艺要求的前提下,尽可能地降低配方成本。润滑剂是影响PVC树脂硬制品加工非常重要的影响因素之一,主要是改善PVC树脂加工的流动性和制品的脱模性,防止在机内或模内因粘附而产生制品缺陷。由于PVC树脂具有极性分子结构,分子链之间作用力大,加工时在热、光、氧以及高剪切力作用下容易分解,所以,PVC树脂加工过程中需要加入润滑剂,加入内润滑剂减弱PVC分子间作用力,减少内摩擦热的生成,使之易于塑化。加入外润滑剂降低PVC与钢铁间摩擦力以及粘附性,调控塑化速率,改善PVC加工的流动性使其容易熔融和成型。一般来讲,内润滑剂促进塑化,外润滑剂延迟塑化。PVC-U塑化程度在65%左右,其各项力学性能最好。因此,合理兼顾PVC树脂流动性、防粘性和塑化速率,也就是要使内、外润滑作用平衡,达到能经济连续生产的目的。
然后,我们看一下费托蜡如何改善PVC加工性能的;VC树脂加工具有流动性差、热稳定性差、易分解等特点,生产的产品具有脆性且抗冲性差,因此,需要在加工过程中添加各种辅助性材料以改善其产品性能。在PVC树脂加工中的,润滑剂的选择至关重要,添加量少又能达到同样的润滑效果是对润滑剂的一项重要要求,费托合成蜡正好符合这一要求。这降低了配方设计的难度,有效提高抗冲剂以及加工助剂的使用效率。费托合成蜡与PVC加工用稳定剂协同效果明显,可以有效延长热稳定时间,增加工艺温度的调节幅度,高熔点的费托合成蜡在CPVC树脂加工时尤为明显,由于CPVC树脂加工工艺参数调节范围窄增加了产品的加工难度,选用高熔点的费托合成蜡可有效改善CPVC产品加工的后期润滑,提升产品的外观以及力学性能。 费托合成蜡可有效改善产品加工过程中小分子杂质析出。提到小分子杂质析出,很多人认为是润滑剂用量过多导致的,其实,也不尽然。润滑剂过多,肯定会迁移到产品表面,特别是PVC管材的生产,杂质会粘附口模并聚集焦烧,使产品表面失去光泽。PVC加工表面杂质析出更多地是所用稳定剂中小分子物质的析出,特别是钙锌稳定剂,生产一段时间后都会出现杂质析出现象,有的甚至更严重,析出的杂质甚至粘附在定径套上。如果配方中加入适宜的费托合成蜡,保持内外润滑平衡,就可有效减少杂质的表面析出。
综合来看,理论上,费托蜡貌似占据了天时地利人和的优势,但具体效益还需要实际的论证,终端能否快速接受,下游受众群体有限,环保资源如何治理,都是亟待解决的当务之急,但煤制油对于保障中国能源和化工原料合理的自给率具有不可替代的作用,技术研发和必要的项目示范至关重要。中国煤制油产能在2020年之后能否继续保持增长,取决于国际油价走势、中国成品油供需平衡以及煤制油下游高附加值产品开发。下一期,具体介绍国内上马的装置和影响,敬请期待!