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黑色色母在塑料制品中的應(yīng)用
????????在塑料制品成型加工中,黑色母粒幾乎人人都用過,用于染色,用于防老化,用于導(dǎo)電制品等,使用中出現(xiàn)的許多問題也常常困擾我們。
????????1、黑色母粒是由哪些材料組成的?
????????組成黑色母粒的材料有:A.碳黑;B.碳黑載體;C.碳黑潤(rùn)濕劑;D.碳黑分散劑;E.其他加工助劑。
????????2、請(qǐng)介紹一下黑色母粒用碳黑。
????????按照國(guó)際分類,我國(guó)有三十多個(gè)品種。主要分為橡膠用和非橡膠用兩大類。在橡膠用碳黑中主要是耐磨碳黑,能有效地提高橡膠輪胎的耐磨性;在非橡膠用碳黑中,真正能作為黑色母粒得碳黑只有幾種。以槽法碳黑在塑料中應(yīng)用最為廣泛,這主要由于其來(lái)源豐富,純度高,粒徑小。
????????3、碳黑載體是怎么回事?
????????載體就是承載碳黑的物質(zhì)。一般塑料制品使用什么原料,載體就使用什么原料。這樣制造的黑色母粒與塑料原料相容性較好。如:PS(聚苯乙烯)塑料制品,其使用的黑色母粒載體就是PS。
????????對(duì)于聚乙烯塑料制品,載體就是聚乙烯。但是,一般選用LDPE(高壓聚乙烯),因?yàn)長(zhǎng)DPE承載碳黑能力最強(qiáng),且加工性能好。而其他聚乙烯HDPE和LLDPE只能制造低濃度黑色母粒。對(duì)于PP(聚丙烯)塑料制品,只能使用PP和LDPE為載體的黑色母粒,但不能使用HDPE和LLDPE及其他塑料為載體的黑色母粒。當(dāng)然也有用回收料做載體的黑色母粒。
????????4、為什么碳黑需要潤(rùn)濕劑?
????????碳黑比重約2g/cm,由于碳黑粒徑很小,表現(xiàn)密度就很小,顯得蓬松,似乎很輕。要順利加工,就必須先將碳黑潤(rùn)濕。潤(rùn)濕劑的選擇非常關(guān)鍵。為降低成本,大量使用白油或石蠟之類的產(chǎn)品的企業(yè)不在少數(shù),將會(huì)嚴(yán)重影響所加工制品的強(qiáng)度。
????????5、碳黑母料使用的分散劑有哪些?
????????分有機(jī)分散劑和無(wú)機(jī)分散劑兩類。高檔黑色母料使用有機(jī)分散劑,主要用于使用環(huán)境要求較高的塑料制品。低檔黑色母粒使用無(wú)機(jī)分散劑,常用有碳酸鈣。可以從母粒包裝判斷,25公斤只有半袋的肯定是使用無(wú)機(jī)分散劑;滿袋的是使用有機(jī)分散劑的黑色母粒。使用無(wú)機(jī)分散劑可以大大降低黑色母粒成本,但很致命的是碳酸鈣具有加速塑料制品老化的作用。
????????6、黑色母粒也需要加工助劑嗎?
????????當(dāng)然需要。順利的加工過程需要正確選擇抗氧劑,內(nèi)潤(rùn)滑劑,外潤(rùn)滑劑,改性劑和抗靜電劑。
????????7、黑色母粒有哪些加工方法?
????????有三種:?jiǎn)温輻U法,雙螺桿法和密煉法。單螺桿法:使用拌料機(jī)將物料混合后,由單螺桿擠出機(jī)拉條造粒,一般碳黑濃度在18-20%,工藝落后,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件差,屬被淘汰工藝,不排除一些剛起步小廠仍使用此法加工。
????????雙螺桿法:使用拌料機(jī)將物料混合后,由雙螺桿擠出機(jī)拉條或水環(huán)造粒,由于雙螺桿機(jī)本身混煉能力有限,母粒一般碳黑濃度在25-32%。密煉法:使用拌料機(jī)將物料混合后,加入密煉機(jī)捏合后,再由喂料機(jī)喂入雙螺桿擠出機(jī),經(jīng)水環(huán)或水下切粒,母料一般碳黑濃度在40-45%。
????????8、加工方法對(duì)母粒性能有影響嗎?
????????是的。顯然,密煉法提高了載體對(duì)碳黑的承載能力,同時(shí)碳黑能更均勻地進(jìn)入載體。發(fā)揮密煉機(jī)機(jī)械捏合優(yōu)勢(shì),破碎團(tuán)聚粒子,使碳黑粒子團(tuán)聚粒度大大降低,母粒中碳黑粒徑及其分布均勻,是其他兩種方法不能替代的。
????????9、黑色母粒在哪些方面具有突出表現(xiàn)?
????????在塑料制品染色方面,黑色母粒只需0.6%-0.8%,就會(huì)奇黑無(wú)比,再多加也不會(huì)更黑了。
????????據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,在新疆地區(qū)戶外使用的制品,如需要依靠黑色母粒防老化,只要使用優(yōu)質(zhì)黑色母粒(而不是回料做載體,白油潤(rùn)濕,碳酸鈣分散等等的那種),碳黑在制品中含量達(dá)到2-2.5%,即:每100公斤原料中,有5-6份(重量)含碳黑40%的母粒,所起到的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何防老化產(chǎn)品,產(chǎn)品壽命可以達(dá)到10年以上。這就是為什么滴灌產(chǎn)品,輸水產(chǎn)品,通信電纜產(chǎn)品都是黑色的。另外,碳黑對(duì)制品強(qiáng)度增加,導(dǎo)電性增強(qiáng)等方面都有特殊貢獻(xiàn)。
????????10、實(shí)際生產(chǎn)中好像沒有使用這么多份數(shù)的黑色母料?
????????沒錯(cuò)。實(shí)際生產(chǎn)中一般使用2份左右黑色母粒,再添加防老化助劑,利用防老化和碳黑的協(xié)同作用防老化,來(lái)降低產(chǎn)品成本。另外,在戶外使用時(shí)間長(zhǎng)短,產(chǎn)品壽命得要求,也決定黑色母粒使用量適當(dāng)降低,前提是碳黑在產(chǎn)品中必須形成連續(xù)相,即有碳黑“膜”保護(hù)塑料。
????????如加入黑色母粒太少,碳黑相(即小片濃度高的部分)在制品中不連續(xù),在相與相的分界處,塑料分子最脆弱,受紫外光直接打擊,加速氧老化反應(yīng),此時(shí)碳黑在制品中如同雜質(zhì),還不如不加。