填充母料制備的成本和關(guān)鍵技術(shù)控制

填充母料制備的成本和關(guān)鍵技術(shù)掌控填充改性母料自二十世紀(jì)八十時(shí)代初進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，由于其價(jià)格低廉，產(chǎn)品性能優(yōu)異，同時(shí)還可以改善塑料制品的某些物理機(jī)械特性。并且替代合成樹脂節(jié)省資源，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，投資較小，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因而塑料填充改性母料是近年來(lái)進(jìn)展較快的行業(yè)，已成為塑料加工工業(yè)的緊要和塑料制品的重要添加材料之一。隨著塑料工業(yè)的進(jìn)展，制品的多樣化及功能化對(duì)填充要求越來(lái)越高，因此在填充母粒加工過(guò)程中，對(duì)粉體表面改性及母料加工技術(shù)等要求更高了，由于這直接關(guān)系到產(chǎn)品的功能發(fā)揮，提高附加值及產(chǎn)品的成本掌控等問(wèn)題。由于粉體顆粒很細(xì)，比表面積大，表面能高，相互之間簡(jiǎn)單團(tuán)聚，假如粉體不改性就對(duì)材料制品的功能性提高不大甚至起負(fù)作用。所以為了減小粉體顆粒的團(tuán)聚，提高其分散性，降低其表面能，同時(shí)考慮到它與基體樹脂能起到很好的交聯(lián)作用等，就肯定要對(duì)其粉體顆粒進(jìn)行表面改性，由此可改善粉體顆粒與基體樹脂之間的界面交聯(lián)性，提高它在基體樹脂中的分散性，這對(duì)塑料制品的成型加工和產(chǎn)品質(zhì)量及長(zhǎng)期使用都非常有益。南京金來(lái)旺公司開發(fā)的JL—T01新型復(fù)合改性劑是一種多功能的超分散偶聯(lián)改性劑，對(duì)粉體的表面改性及填充母料加工產(chǎn)品在材料里面的應(yīng)用都非常有效。1載體樹脂的選擇載體樹脂的選擇一般要與塑料制品選用的樹脂基本相同或接近，熔體流動(dòng)速率略大于制品選用的樹脂。除了PP、PE等樹脂，PS、EVA、ABS等樹脂也可作為生產(chǎn)專用母料的載體，目前，已得到開發(fā)應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域和使用量正在不斷擴(kuò)大。以重鈣為填料的填充母料應(yīng)用范圍很廣，因此針對(duì)母料用途選擇載體樹脂是獲得最佳性能價(jià)格比母料產(chǎn)品的關(guān)鍵。比如塑編制品的原材料是聚丙烯，用于聚丙烯編織制品的填充母料的最佳載體樹脂當(dāng)屬粉料聚丙烯。a與基料聚丙烯的相容性良好，價(jià)格低于聚乙烯、粒料聚丙烯，既使用上抗氧劑和潤(rùn)滑劑依舊價(jià)格優(yōu)勢(shì)顯著；b密度低（0.9g/cm3左右），同樣質(zhì)量份數(shù)的聚丙烯較之聚乙烯擁有更大的體積，從而可增大與重鈣粉體接觸的面積；2填料的選擇非金屬礦物資源豐富，價(jià)格低廉，加工便利，已成為填充母料生產(chǎn)的重要原材料。在母料中使用量最多的是重質(zhì)碳酸鈣，一般要求含量98%以上，含水量0.3%,Fe、Si02等雜質(zhì)的含量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響較大,Fe含量高時(shí)，影響產(chǎn)品的白度，Si02對(duì)加工設(shè)備帶來(lái)磨損。CaCO3白度好、易加工、價(jià)格低廉，粒徑呈顆粒狀，是填充母料時(shí)應(yīng)用最大，用途最廣的無(wú)機(jī)材料，用量最多的是400目?1250目，隨著材料工業(yè)的進(jìn)展,目前已經(jīng)向微細(xì)化、功能化及環(huán)境友好等方向進(jìn)展。填充母料的生產(chǎn)與應(yīng)用實(shí)踐表明，400目的重鈣粉是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的原材料，但并非全部的重鈣粉都受到母料生產(chǎn)企業(yè)的歡迎，關(guān)鍵之處在于重鈣粉的白度、色相和對(duì)金屬部件（螺筒、螺桿、模具、刀片等）的磨損輕重等。使用粒度更細(xì)的重鈣，在得到充分分散的情況下，塑料制品會(huì)具有更佳的力學(xué)性能，但隨側(cè)重鈣粉目數(shù)的加添，必需加添助劑和載體樹脂的使用量，導(dǎo)致填充母料原材料成本的提高，因此要從技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面考慮其綜合效果，針對(duì)不同用戶供給個(gè)性化產(chǎn)品。討論表明，使用經(jīng)過(guò)特別改性的超細(xì)重鈣母粒，應(yīng)用于PE加工中制品的拉伸和沖擊強(qiáng)度就越高。并非全部的填充非金屬粉體的樹脂體系的拉伸強(qiáng)度都低于基體樹脂。由于所填加的母粒中的非金屬粉體的粒度細(xì)、比表面積大，又通過(guò)我們開發(fā)的JL—G02FX型端胺基多元醇酯填料改性劑（Modifier）有針對(duì)性的表面改性處理，其分散性能提高，并能與基體樹脂的界面有更好的結(jié)合，在拉伸應(yīng)力的作用下微細(xì)非金屬粉體顆粒可能與基體樹脂一起移動(dòng)和變形，且受外界負(fù)荷的有效截面加添。所以，經(jīng)表面改性的粒度細(xì)、分散性好、交聯(lián)性好的非金屬粉體加工成母粒后，按肯定比例加到樹脂中，其體系的拉伸強(qiáng)度是有可能高于基體樹脂的。但不是填加量越高越好，而是在肯定的填加范圍內(nèi)可以達(dá)到這一效果。下面是測(cè)試結(jié)果：PE產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果比較把PE樹脂、加工助劑及一般碳酸鈣或改性超細(xì)碳酸鈣按肯定比例,經(jīng)擠出造粒、注射制樣，測(cè)試結(jié)果見表。測(cè)試結(jié)果比較名稱缺口沖擊強(qiáng)度J/m拉伸強(qiáng)度Mpa斷裂伸長(zhǎng)率%一般碳酸鈣132.019.0669.7改性碳酸鈣406.521.0809.2注:配方PE80份，一般或改性碳酸鈣20份，加工助劑適量。從測(cè)試結(jié)果可以看出，JL-G02FX改性劑處理碳酸鈣用于聚烯燒填充體系，制品的力學(xué)性能得到明顯的改善和提高，PE試條的缺口沖擊強(qiáng)度提高三倍多，說(shuō)明經(jīng)JL—G02FX改性劑改性后碳酸鈣能更加均勻的分散到制品中，具有很好的相容性，通過(guò)化學(xué)鍵合作用，達(dá)到增韌補(bǔ)強(qiáng)效果，因此可以進(jìn)行高填充，降低織品成本。而且物料易塑化，表面亮度高，綜合加工性能優(yōu)良。這是由于一般碳酸鈣表面極性強(qiáng)，表面能高，聚烯煌樹脂中易于團(tuán)聚，不易分散，從而影響制品加工性，并破壞制品的力學(xué)性能。而改性碳酸鈣表面已有機(jī)化改性，表面能顯著降低，不易團(tuán)聚，基本上是以原生粒子狀態(tài)分散到聚烯燒樹脂中，并通過(guò)有機(jī)改性劑的分子橋架作用，在界面上產(chǎn)生強(qiáng)的粘合作用，而其中以納米狀態(tài)分散的剛性粒子滲透到聚烯爆樹脂三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。依據(jù)非彈性體增韌改性觀點(diǎn)，剛性納米級(jí)碳酸鈣粒子表面缺陷少，非配對(duì)原子多，與聚烯燒樹脂結(jié)合堅(jiān)固，在受到外力作用時(shí)，引起基體樹脂銀紋化汲取能量，發(fā)生脆一韌變化，從而避開局部應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋化，使復(fù)合材料達(dá)到增韌補(bǔ)強(qiáng)效果，具有較好的力學(xué)性能。3助劑和工藝的優(yōu)化選擇填充母料使用的助劑品種重要是分散劑和粉體表面改性劑（偶聯(lián)劑）。分散劑的作用是改善母料加工流動(dòng)性，有利于母料在基體樹脂中更均勻地分散。常用的分散劑有：白油(液體石蠟)、石蠟、鄰苯二甲酸二辛酯(BOP)、低相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(聚乙烯蠟)、JL—M01A/B分散改性劑等。粉體表面改性劑(偶聯(lián)劑)可以更改無(wú)機(jī)填料表面活性,使之由親水性轉(zhuǎn)化為親油性，以利于和載體樹脂混合，重要有粉體表面改性(偶聯(lián))劑和硬脂酸等兩類。選擇助劑及使用要注意以下幾點(diǎn)就可以有效降低生產(chǎn)成本：(1)合理的助劑用量，助劑并不是用量越大越好a諳習(xí)填充母料中常用助劑的功能，防止不正當(dāng)使用；b了解助劑之間的協(xié)同效果，對(duì)降低成本非常緊要；c學(xué)會(huì)辨別助劑的偽劣，防止高處與低處品質(zhì)的摻假；(2)合理的無(wú)機(jī)粉體的目數(shù)a目數(shù)并不是越細(xì)越好，要依據(jù)不同的產(chǎn)品用途來(lái)選擇目數(shù)，而且不同的目數(shù)對(duì)助劑的用量要求不同，要學(xué)會(huì)鑒定目數(shù)的簡(jiǎn)單方法防止供應(yīng)商的質(zhì)量作假。b可以選擇不同的無(wú)機(jī)粉體復(fù)合不僅降低成本非常有效而且可以給與產(chǎn)品特別的性能。比如我們開發(fā)的鈣粉搭配滑石粉或者高嶺土一起經(jīng)JL—G03多元羥醇酯超分散偶聯(lián)劑進(jìn)行復(fù)合改性，生產(chǎn)的產(chǎn)品就具有填充加強(qiáng)增韌抗電擊等多種功能！(3)原材料中適當(dāng)?shù)奶砑觾?yōu)質(zhì)回收料，好的回收料完全可以替代新料使用，但必需掌控好回收料質(zhì)量穩(wěn)定性。(4)工藝上的優(yōu)化選擇a混料工藝的優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率；b造粒溫度優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本；(5)生產(chǎn)過(guò)程中的管理可以有效的降低生產(chǎn)成本，合理避開用電的高峰期，直接降低成本。4加工設(shè)備與工藝掌控填充母粒加工時(shí)要依據(jù)不同比例的配料量以及樹脂的技術(shù)參數(shù)，選擇不同的加工溫度及螺桿的轉(zhuǎn)速等。擠出機(jī)的排氣口最好使用真空泵排氣，并宜安裝兩個(gè)排氣口。這重要是考慮到物料在螺桿與筒體之間熔融、剪切、混煉、擠壓過(guò)程中溫度上升后，將產(chǎn)生很多氣體(包括水蒸氣、低分子物的氣體等)，若不適時(shí)排出則易使有用的物料降解，性能變差，降低產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)生產(chǎn)出的母粒易產(chǎn)生小氣孔，直接影響到塑料制品的質(zhì)量。重鈣粉的干燥和表面處理使用高速混合機(jī)。近年來(lái)高速混合機(jī)的結(jié)構(gòu)已依據(jù)粉體加工的特點(diǎn)做了很大改進(jìn)。在混煉造粒階段，加工設(shè)備可以有不同的選擇，如積木式同向平行雙螺桿擠出機(jī)、密煉加單螺桿擠出機(jī)等。近來(lái)三螺桿擠出機(jī)也開始用于母料的混煉和造粒，具有混煉效果好、產(chǎn)能高等優(yōu)勢(shì)。選擇設(shè)備的啟程點(diǎn)是混煉效果要好、同樣的人力、能耗的前提下產(chǎn)量要高、對(duì)物料的種類及組份變化的適應(yīng)性強(qiáng)、連續(xù)運(yùn)行平穩(wěn)、長(zhǎng)期等方面，而對(duì)于溫度掌控系統(tǒng)的要求相對(duì)可以寬松一些。當(dāng)填充母粒的配方確定之后造粒工藝是決議母粒質(zhì)量好壞緊要因素。(a)加熱溫度加熱溫度取決于載體樹脂的軟化點(diǎn)或熔融溫度，載體樹脂軟化點(diǎn)或熔融溫度越高，加熱溫度也就越高，一般應(yīng)高出樹脂的熔融溫度5C左右。加熱溫度過(guò)低樹脂不能充分熔化，有限的載體樹脂也就無(wú)法將無(wú)機(jī)粉完全包覆，母粒的表面粗糙粒子中心顯現(xiàn)空洞，樹脂和無(wú)機(jī)粉體無(wú)法成均勻體系。加熱溫度過(guò)高，助劑易揮發(fā)樣，螺桿剪切力降低不宜塑化，同樣影響母粒的質(zhì)量。一般情況下，二區(qū)溫度應(yīng)是造粒最高溫度，一區(qū)比二區(qū)溫度低10℃左右，三區(qū)、四區(qū)溫度與二區(qū)基本相同，從五區(qū)開始直至機(jī)頭按5?i(rc的梯度漸漸降低。(b)主機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)于肯定規(guī)格的雙螺桿擠出機(jī)，主機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q議于產(chǎn)量，主機(jī)轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)量越大。實(shí)踐證明，對(duì)于任何雙螺桿擠出機(jī)來(lái)說(shuō)，并非產(chǎn)量越大越好，一般掌控在主機(jī)最高轉(zhuǎn)速60?70%為宜。轉(zhuǎn)速過(guò)大，物粒在螺桿中停留時(shí)間小，自然也就塑化不好。主機(jī)的轉(zhuǎn)速還應(yīng)與喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速和切粒機(jī)轉(zhuǎn)速相匹配，否則會(huì)顯現(xiàn)冒料或粒子過(guò)大或過(guò)小等異常現(xiàn)象。比如說(shuō)過(guò)高的轉(zhuǎn)速(100%的主機(jī)最高轉(zhuǎn)速)，機(jī)器高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，可能會(huì)降低機(jī)器使用壽命等問(wèn)題。(c)水泵和真空泵的使用水泵是用來(lái)調(diào)整螺桿溫度的裝置，除非某一區(qū)域溫度過(guò)高，一般情況下應(yīng)盡可能關(guān)閉水閥，可節(jié)省電耗，只要各區(qū)溫度調(diào)整的合理，水泵可以不用。真空泵是用來(lái)排出低揮發(fā)組分的裝置，一般用于接枝反應(yīng)或淀粉填充母粒的生產(chǎn)。對(duì)于生產(chǎn)無(wú)機(jī)粉填充母粒來(lái)說(shuō)，最好不用或少用。抽真空簡(jiǎn)單將物料中的助劑抽走，影響母粒在基體樹脂中分散或加工成型?？傊?，填充母料生產(chǎn)是一個(gè)多而雜的系統(tǒng)工程，需要大家用心討論廣泛交流，掌控好生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)才可以生產(chǎn)出高品質(zhì)低成本的產(chǎn)品。以上只是本人結(jié)合資料和閱歷做了一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)，供大家參考共同學(xué)習(xí)一起探討為行列進(jìn)展一起努力！推介一個(gè)比較應(yīng)用簡(jiǎn)單的生產(chǎn)方法供大家參考，采納JL-T01填料母料復(fù)合改性劑(Modifier),這個(gè)產(chǎn)品是采納特別的化學(xué)合成技術(shù)及功能性復(fù)合技術(shù)，將多種合成的新型大分子高活性物質(zhì)，在專用設(shè)備上采納“一包化”勻化技術(shù)，因此產(chǎn)品集偶聯(lián)劑、高效分散劑及加工助劑等多種功能于一體。在填料母料加工過(guò)程中添加JL—T01填料母料復(fù)合改性劑，不僅能使無(wú)機(jī)填料得到完全包覆，同時(shí)保證在基體樹脂中高度分散，而且能改善填料母料體系各組分的相容性，促進(jìn)塑化，降低熔體粘度，改善加工流動(dòng)性，提高生產(chǎn)效率。使用方法：.復(fù)合改性填料母料制備一般拉絲、注塑產(chǎn)品選用400-800目重質(zhì)碳酸鈣，白度大于95%,水份小于0.5%即可；吹膜產(chǎn)品選用1250目以上微細(xì)重質(zhì)碳酸鈣或滑石粉（透亮性和剛