填充母料制备的成本和关键技术控制.docx

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1、填充母料制备的成本和关键技术掌控填充改性母料自二十世纪八十时代初进入市场以来，由于其价格 低廉，产品性能优异，同时还可以改善塑料制品的某些物理机械特性。 并且替代合成树脂节省资源，生产工艺简单，投资较小，具有显著的经 济效益和社会效益。因而塑料填充改性母料是近年来进展较快的行业， 已成为塑料加工工业的紧要和塑料制品的重要添加材料之一。随着塑料工业的进展，制品的多样化及功能化对填充要求越来越 高，因此在填充母粒加工过程中，对粉体表面改性及母料加工技术等要 求更高了，由于这直接关系到产品的功能发挥，提高附加值及产品的成 本掌控等问题。由于粉体颗粒很细，比表面积大，表面能高，相互之间 简单团聚，假如

2、粉体不改性就对材料制品的功能性提高不大甚至起负作 用。所以为了减小粉体颗粒的团聚，提高其分散性，降低其表面能，同 时考虑到它与基体树脂能起到很好的交联作用等，就肯定要对其粉体颗 粒进行表面改性，由此可改善粉体颗粒与基体树脂之间的界面交联性， 提高它在基体树脂中的分散性，这对塑料制品的成型加工和产品质量及 长期使用都非常有益。南京金来旺公司开发的JLT01新型复合改性剂 是一种多功能的超分散偶联改性剂，对粉体的表面改性及填充母料加工 产品在材料里面的应用都非常有效。1载体树脂的选择载体树脂的选择一般要与塑料制品选用的树脂基本相同或接近， 熔体流动速率略大于制品选用的树脂。除了 PP、PE等树脂，

3、PS、EVA、 ABS等树脂也可作为生产专用母料的载体，目前，已得到开发应用，应 用领域和使用量正在不断扩大。以重钙为填料的填充母料应用范围很广，因此针对母料用途选择 载体树脂是获得最佳性能价格比母料产品的关键。比如塑编制品的原材料是聚丙烯，用于聚丙烯编织制品的填充母 料的最佳载体树脂当属粉料聚丙烯。a与基料聚丙烯的相容性良好，价格低于聚乙烯、粒料聚丙烯，既 使用上抗氧剂和润滑剂依旧价格优势显著；b密度低（0.9g/cm3左右），同样质量份数的聚丙烯较之聚乙烯 拥有更大的体积，从而可增大与重钙粉体接触的面积；2填料的选择非金属矿物资源丰富，价格低廉，加工便利，已成为填充母料生 产的重要原材料。

4、在母料中使用量最多的是重质碳酸钙，一般要求含量 98%以上，含水量0.3%, Fe、Si02等杂质的含量对产品质量的影响较大, Fe含量高时，影响产品的白度，Si02对加工设备带来磨损。CaCO3白度 好、易加工、价格低廉，粒径呈颗粒状，是填充母料时应用最大，用途 最广的无机材料，用量最多的是400目1250目，随着材料工业的进展, 目前已经向微细化、功能化及环境友好等方向进展。填充母料的生产与应用实践表明，400目的重钙粉是最经济实惠的 原材料，但并非全部的重钙粉都受到母料生产企业的欢迎，关键之处在 于重钙粉的白度、色相和对金属部件（螺筒、螺杆、模具、刀片等）的 磨损轻重等。使用粒度更细的重

5、钙，在得到充分分散的情况下，塑料制品会具 有更佳的力学性能，但随侧重钙粉目数的加添，必需加添助剂和载体树 脂的使用量，导致填充母料原材料成本的提高，因此要从技术经济两方 面考虑其综合效果，针对不同用户供给个性化产品。讨论表明，使用经过特别改性的超细重钙母粒，应用于PE加工中 制品的拉伸和冲击强度就越高。并非全部的填充非金属粉体的树脂体系 的拉伸强度都低于基体树脂。由于所填加的母粒中的非金属粉体的粒度 细、比表面积大，又通过我们开发的JLG02FX型端胺基多元醇酯填料 改性剂（Modifier）有针对性的表面改性处理，其分散性能提高，并能 与基体树脂的界面有更好的结合，在拉伸应力的作用下微细非金

6、属粉体 颗粒可能与基体树脂一起移动和变形，且受外界负荷的有效截面加添。 所以，经表面改性的粒度细、分散性好、交联性好的非金属粉体加工成母粒后，按肯定比例加到树脂中，其体系的拉伸强度是有可能高于基体 树脂的。但不是填加量越高越好，而是在肯定的填加范围内可以达到这 一效果。下面是测试结果：PE产品测试结果比较把PE树脂、加工助剂及一般碳酸钙或改性超细碳酸钙按肯定比例, 经挤出造粒、注射制样，测试结果见表。测试结果比较名称缺口冲击强度J/m拉伸强度Mpa断裂伸长率%一般碳酸钙 132. 019. 0669. 7 改性碳酸钙 406. 521.0809. 2 注:配方 PE80 份，一般或 改性碳酸钙

7、20份，加工助剂适量。从测试结果可以看出，JL-G02FX改性剂处理碳酸钙用于聚烯烧填 充体系，制品的力学性能得到明显的改善和提高，PE试条的缺口冲击强 度提高三倍多，说明经JLG02FX改性剂改性后碳酸钙能更加均匀的分 散到制品中，具有很好的相容性，通过化学键合作用，达到增韧补强效 果，因此可以进行高填充，降低织品成本。而且物料易塑化，表面亮度 高，综合加工性能优良。这是由于一般碳酸钙表面极性强，表面能高， 聚烯煌树脂中易于团聚，不易分散，从而影响制品加工性，并破坏制品 的力学性能。而改性碳酸钙表面已有机化改性，表面能显著降低，不易 团聚，基本上是以原生粒子状态分散到聚烯烧树脂中，并通过有机

8、改性 剂的分子桥架作用，在界面上产生强的粘合作用，而其中以纳米状态分 散的刚性粒子渗透到聚烯爆树脂三维网络结构中。依据非弹性体增韧改 性观点，刚性纳米级碳酸钙粒子表面缺陷少，非配对原子多，与聚烯烧 树脂结合坚固，在受到外力作用时，引起基体树脂银纹化汲取能量，发 生脆一韧变化，从而避开局部应力集中产生裂纹化，使复合材料达到增 韧补强效果，具有较好的力学性能。3助剂和工艺的优化选择填充母料使用的助剂品种重要是分散剂和粉体表面改性剂（偶联 剂）。分散剂的作用是改善母料加工流动性，有利于母料在基体树脂中更均匀地分散。常用的分散剂有：白油(液体石蜡)、石蜡、邻苯二甲 酸二辛酯(BOP)、低相对分子质量聚

9、乙烯(聚乙烯蜡)、JLM01A/B 分散改性剂等。粉体表面改性剂(偶联剂)可以更改无机填料表面活性, 使之由亲水性转化为亲油性，以利于和载体树脂混合，重要有粉体表面 改性(偶联)剂和硬脂酸等两类。选择助剂及使用要注意以下几点就可 以有效降低生产成本：(1)合理的助剂用量，助剂并不是用量越大越好a谙习填充母料中常用助剂的功能，防止不正当使用；b 了解助剂之间的协同效果，对降低成本非常紧要；c学会辨别助剂的伪劣，防止高处与低处品质的掺假；(2)合理的无机粉体的目数a目数并不是越细越好，要依据不同的产品用途来选择目数，而且 不同的目数对助剂的用量要求不同，要学会鉴定目数的简单方法防止供 应商的质量作

10、假。b可以选择不同的无机粉体复合不仅降低成本非常有效而且可以给 与产品特别的性能。比如我们开发的钙粉搭配滑石粉或者高岭土一起经 JLG03多元羟醇酯超分散偶联剂进行复合改性，生产的产品就具有填 充加强增韧抗电击等多种功能！(3)原材料中适当的添加优质回收料，好的回收料完全可以替代 新料使用，但必需掌控好回收料质量稳定性。(4)工艺上的优化选择a混料工艺的优化，提高生产效率；b造粒温度优化，降低生产成本；(5)生产过程中的管理可以有效的降低生产成本，合理避开用电 的高峰期，直接降低成本。4加工设备与工艺掌控填充母粒加工时要依据不同比例的配料量以及树脂的技术参数， 选择不同的加工温度及螺杆的转速等

11、。挤出机的排气口最好使用真空泵 排气，并宜安装两个排气口。这重要是考虑到物料在螺杆与筒体之间熔 融、剪切、混炼、挤压过程中温度上升后，将产生很多气体(包括水蒸 气、低分子物的气体等)，若不适时排出则易使有用的物料降解，性能 变差，降低产品质量，同时生产出的母粒易产生小气孔，直接影响到塑 料制品的质量。重钙粉的干燥和表面处理使用高速混合机。近年来高速混合机的 结构已依据粉体加工的特点做了很大改进。在混炼造粒阶段，加工设备可以有不同的选择，如积木式同向平 行双螺杆挤出机、密炼加单螺杆挤出机等。近来三螺杆挤出机也开始用 于母料的混炼和造粒，具有混炼效果好、产能高等优势。选择设备的启 程点是混炼效果要

12、好、同样的人力、能耗的前提下产量要高、对物料的 种类及组份变化的适应性强、连续运行平稳、长期等方面，而对于温度 掌控系统的要求相对可以宽松一些。当填充母粒的配方确定之后造粒工 艺是决议母粒质量好坏紧要因素。(a)加热温度加热温度取决于载体树脂的软化点或熔融温度，载体树脂软化点 或熔融温度越高，加热温度也就越高，一般应高出树脂的熔融温度5C 左右。加热温度过低树脂不能充分熔化，有限的载体树脂也就无法将无 机粉完全包覆，母粒的表面粗糙粒子中心显现空洞，树脂和无机粉体无 法成均匀体系。加热温度过高，助剂易挥发样，螺杆剪切力降低不宜塑 化，同样影响母粒的质量。一般情况下，二区温度应是造粒最高温度， 一

13、区比二区温度低10左右，三区、四区温度与二区基本相同，从五区 开始直至机头按5i(rc的梯度渐渐降低。(b)主机的转速对于肯定规格的双螺杆挤出机，主机转速决议于产量，主机转速 越高，产量越大。实践证明，对于任何双螺杆挤出机来说，并非产量越 大越好，一般掌控在主机最高转速6070%为宜。转速过大，物粒在螺 杆中停留时间小，自然也就塑化不好。主机的转速还应与喂料机的转速 和切粒机转速相匹配，否则会显现冒料或粒子过大或过小等异常现象。 比如说过高的转速(100%的主机最高转速)，机器高负荷运转，可能会降 低机器使用寿命等问题。(c)水泵和真空泵的使用水泵是用来调整螺杆温度的装置，除非某一区域温度过高

14、，一般 情况下应尽可能关闭水阀，可节省电耗，只要各区温度调整的合理，水 泵可以不用。真空泵是用来排出低挥发组分的装置，一般用于接枝反应或淀粉 填充母粒的生产。对于生产无机粉填充母粒来说，最好不用或少用。抽 真空简单将物料中的助剂抽走，影响母粒在基体树脂中分散或加工成型。总之，填充母料生产是一个多而杂的系统工程，需要大家用心讨 论广泛交流，掌控好生产的各个环节才可以生产出高品质低成本的产品。 以上只是本人结合资料和阅历做了一个简单的总结，供大家参考共同学 习一起探讨为行列进展一起努力！推介一个比较应用简单的生产方法供大家参考，采纳JL-T01填 料母料复合改性剂(Modifier),这个产品是采

15、纳特别的化学合成技术 及功能性复合技术，将多种合成的新型大分子高活性物质，在专用设备 上采纳“一包化”匀化技术，因此产品集偶联剂、高效分散剂及加工助 剂等多种功能于一体。在填料母料加工过程中添加JLT01填料母料复 合改性剂，不仅能使无机填料得到完全包覆，同时保证在基体树脂中高 度分散，而且能改善填料母料体系各组分的相容性，促进塑化，降低熔 体粘度，改善加工流动性，提高生产效率。使用方法：1 .复合改性填料母料制备一般拉丝、注塑产品选用400-800目重质碳酸钙，白度大于95%, 水份小于0. 5%即可；吹膜产品选用1250目以上微细重质碳酸钙或滑石粉（透亮性和刚 性好），白度大于95%即可；增韧母料选用2500目以上超细重质碳酸钙，白度大于95%即可；高速混合机中，按lOOKg重质碳酸钙或滑石粉依据细度不同添加 几一丁01填料母料复合改性剂3.05.0%,再加基体树脂（可搭配适量 分散剂），混至10014CTC,混1015分钟，即为改性填料，可直接进 行挤出造粒。2 .常用配方聚烯煌载体树脂515 （选择适当熔指的搭配）无机填料8090JLT01填料母料复合改性剂35 （考虑成本可以适当搭配PE蜡）3 南京金来旺汪老师，