在塑料、熱塑性彈性體材料改性和產(chǎn)品加工成型領域,總是使用黑色母料。與直接使用炭黑相比,黑色母粒更方便,對環(huán)境更友好。本文主要談
黑色母粒常見的問題以及決定黑色母粒質(zhì)量的關鍵因素:
黑色母粒由什么材料制成?
黑色母粒的材質(zhì)有:a .炭黑;b .炭黑載體;c .炭黑潤濕劑;d .炭黑分散劑;其他加工助劑。
黑色母粒用的炭黑是什么?
按照國際分類,我國有30多個品種,主要分為橡膠和非橡膠兩大類。
耐磨炭黑是橡膠用的主要炭黑,能有效提高橡膠輪胎的耐磨性。在非橡膠炭黑中,真正能作為黑色母粒的只有少數(shù)。
槽法炭黑在塑料中應用最廣泛,主要是因為其來源豐富、純度高、粒徑小。其中有高顏料炭黑(粒徑9-17mm)、中顏料炭黑(粒徑18-25mm)、低顏料炭黑(粒徑26-37mm)。
由于炭黑品種不同,價格相差很大。炭黑粒子很少以初級粒子的形式存在,但是由于它們的活性,幾乎所有的炭黑粒子都以具有一定粒徑范圍的聚集粒子的形式存在。
炭黑載體是什么?
載體是一種攜帶炭黑的物質(zhì)。一般塑料制品用什么原料,載體用什么原料。制造的黑色母粒與塑料原料具有良好的相容性。
比如PS(聚苯乙烯)塑料制品,它的黑色母粒載體就是PS。對于聚乙烯塑料產(chǎn)品,載體是聚乙烯。但一般選擇LDPE(高壓聚乙烯),因為LDPE的炭黑承載能力最強,加工性好。
而其他聚乙烯HDPE和LLDPE只能產(chǎn)生低濃度黑色母粒。對于PP(聚丙烯)塑料制品,只能使用以PP和LDPE為載體的黑色母粒,而不能使用以HDPE、LLDPE等塑料為載體的黑色母粒,主要是考慮到PP與HDPE、LLDPE的相容性更差,會導致PP的脆性,當然也可以使用以回收料為載體的黑色母粒。
一般會用EVA作為通用載體,其他乙烯基彈性體作為更高級的載體,氣味較小。
炭黑為什么需要潤濕劑?
炭黑的比重約為2g/cm3。因為炭黑的粒徑很小,所以它的表觀密度很小,看起來很蓬松,看起來很輕。為了順利加工,必須先潤濕炭黑。潤濕劑的選擇非常關鍵。
為了降低成本,有許多企業(yè)大量使用白油或石蠟等產(chǎn)品,這將嚴重影響加工產(chǎn)品的強度。
炭黑母粒用什么分散劑?
有兩種類型的有機分散劑和無機分散劑。高檔黑色母粒使用有機分散劑,主要用于環(huán)保要求高的塑料制品,如滴灌產(chǎn)品。
低級黑色母粒使用無機分散劑,通常為碳酸鈣。從母料包裝來看,只有半袋25kg的必須使用無機分散劑;袋子里裝滿了黑色母粒和有機分散劑。使用無機分散劑可以大大降低黑色母粒成本,但是碳酸鈣會加速塑料制品的老化是致命的。
注意:另外,碳酸鈣在阻燃場合對阻燃劑有一定的抑制作用,所以,一般阻燃材料,如阻燃熱塑性彈性體,不能添加黑色母粒含碳酸鈣。
黑色母粒還需要加工助劑嗎?
當然了。平穩(wěn)的加工過程需要正確選擇抗氧化劑、內(nèi)部潤滑劑、外部潤滑劑、改性劑和抗靜電劑。
黑色母粒有哪些處理方法?
有三種:單螺桿法、雙螺桿法和密煉機法:
單螺桿法:將原料用混合機混合,然后用單螺桿擠出機造粒。一般炭黑濃度在18-20%,所以技術落后,生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境條件差。是過時的技術,不排除一些剛起步的小廠還在用這種方法加工。
目前部分企業(yè)采用往復式單螺桿混煉擠出機。該機型螺桿一邊旋轉一邊來回運動,機筒上設有銷釘,混合分散效果非常好。
雙螺桿法:將原料用混合機混合,然后用雙螺桿擠出機造粒。由于雙螺桿擠出機的混合能力有限,母料的炭黑濃度一般為25-32%。
混合方法:將原料用密煉機混合,在密煉機中捏合,然后用喂料機喂入雙螺桿擠出機,用水環(huán)或水下造粒。一般來說,母料中炭黑的濃度為40-45%。