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    塑料母料知識科普

    作者:佳利工貿點擊量:發布時間:2015-11-25
     

    母料是指在塑料加工成型過程中,為了操作上的方便,將所需要的各種助劑、填料與少量載體樹脂先進行混合混煉,制得的粒料稱為母料。
        母料是由載體樹脂、填料和各種助劑組成的。母料中助劑的限度或填料的含量比實際塑料制品中的需要量要高數倍至十幾倍。在成型加工過程中,必須根據母料中有關組分的含量和實際制品中需要加入的量,調節母料與基體樹脂的配比。母料通??梢苑譃槠胀ㄌ畛淠噶希ê喎Q填充母料)和功能性母料,如色母料、防霧滴母料等。填充母料的主要組分是填料,主要用于聚烯烴(聚乙烯和聚丙烯)的加工成型,又稱為聚烯烴填充母料。
        聚烯烴填充母料原輔材料的選用:

        聚烯烴填充母料是由載體樹脂、填料和各種助劑三部分組成,其中填料占主要成分,最多可達90%。聚烯烴填充母料主要用于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴塑料的生產。如:聚乙烯中空吹塑制品、聚乙烯注塑制品和聚乙烯薄膜、聚丙烯編織袋、編織布和打包帶等。一般選擇烯烴填充母料的原輔材料時,要考慮到其使用性能好、成本低。

        (1)填料

        聚烯烴填充母料所用的填料主要是重質碳酸鈣,其次是滑石粉、高嶺土、硅灰石粉等無機填料。對任何無機填料、粒徑和粒徑分布是重要的技術指標。通常粒徑越小、分布越窄,填充效果越好。此外,填充效果好壞還與分散性有關,粒徑越小分散越困難,價格也越高。純度是無機填料另一項重要技術指標,雜質含量越少、純度越高越好。一般選用重質碳酸鈣選用時,其含量盡可能要高,一般要求在94%以上。保證其它各項指標達到要求后,價格要低,以利于降低母料成本。

        (2)載體樹脂

        聚烯烴填充母料的使用性能和成本主要取決于載體樹脂,通常根據母料的用途不同,載體樹脂一般含量為10%~20%。聚烯烴填充母料所用載體樹脂應當與所填充的塑料基體樹脂具有良好的相容性。從這一方面考慮,一般載體樹脂最好選用基體樹脂。此外,選用填充目料載體時,還要考慮其熔點和熔體流動性,載體樹脂的熔點不得高于基體樹脂。目前,仍有部分企業至今還在采用LDPE(1F7B)作為載體樹脂,這主要是因為這種牌號的樹脂熔點低、熔體流動速率高(7g/10min)。但是由于聚丙烯熔融溫度高(比一般聚乙烯高20~40℃)限制了它在聚乙烯塑料中使用,而無規聚丙烯或用液相本體法合成的粉狀聚丙烯的熔點不超過100℃,所以被廣泛用作聚烯烴填充母料的載體。

        用LDPE(1F7B)作聚烯烴填充母體載體樹脂,其最大優點是熔點低,熔體流動速率高,熔體強度大,但突出的缺點是價格高。如果選用成本低的熔體流動速率較低的低密度聚乙烯樹脂,如1I2A-1或2F2B等,由于它們的熔體流動速率低,一般為2g/10min左右,在加工時,需要加入更多的石蠟等助劑,以利于母料在基體樹脂更好地分散。通常用聚乙烯作載體制作的填充母料,更適用于聚乙烯塑料制品,主要原因是載體樹脂與基體樹脂性能相同,相容性好。用于聚乙烯薄膜的填充母料對載體樹脂的要求更高更嚴些。

        用于聚丙烯制品的填充母料,其載體樹脂最好選用聚丙烯。從理論上講,無規聚丙烯最好,因為它的熔點低、熔體流動性好,分散性好。但具體到我國國情,選擇液相本體法合成的粉狀聚丙烯更為合適,因為它的價格低廉,本身又是粉狀,極易與無機填料混合均勻,即使在加料斗中也不會分層。采用聚丙烯作載體,由于聚丙烯熱穩定性差,必須同時加入抗氧劑和潤滑劑。為了使只占樹脂總量千分之幾的助劑能均勻分布在樹脂中,最好先將樹脂與各種助劑混合均勻,再按一定比例與填料混合造粒。

        回收聚苯乙烯廣泛用在合成革制造工藝中,即使載體樹脂與基體樹脂相容性不夠好,但是載體樹脂對塑料制品性能影響遠比填料的影響要小,能帶來可觀的經濟效益。在用其它樹脂作載體制作填充母料時,為了提高填充母料的加工流動性和在基體樹脂中的分散性,常常加入少量的回收聚苯乙烯。

        由于填充母料的生產成本主要取決于載體樹脂,又因載體樹脂在母料中的含量較少,對一般填充改性的塑料制品的性能影響不大,為了降低母料成本,常常選用廢舊聚乙烯、聚丙烯塑料或聚乙烯一聚丙烯復合膜的邊角料作載體。

        (3)助劑

        聚烯烴填充母料使用的助劑品種主要是分散劑和表面處理劑。分散劑的作用是改善母料加工流動性,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)、低相對分子質量聚乙烯(聚乙烯蠟)及硬脂酸等。常用分散劑的主要性能,可以根據填料和載體樹脂的性能特征選擇使用。表面處理劑可以改變無機填料表面活性,使之由親水性轉化為親油性,以利于和載體樹脂混合,主要有偶聯劑和硬脂酸兩類。

        聚烯烴填充母料加工工藝:

        聚烯烴填充母料加工工藝及相關設備隨著載體樹脂的不斷變更也隨之發生變化。

        第一代聚烯烴填充母料(APP母料)所采用的載體樹脂是國產無規聚丙烯(實際是生產聚丙烯副產品),加工工藝為:混煉——開煉拉片——水冷切粒,為間歇性生產,使用設備有密煉機、開煉機和平板切粒機。

        第二代聚烯烴填充母料是以LDPE(1F7B)為載體樹脂,生產出的母料稱為PEP母料。該工藝過程必須采用具有大長徑比、高混煉性能的特殊設計制作的單螺桿擠出機,才能獲得較好的效果。

        以聚丙烯粉料為載體的填充母料,即PPM母料稱為我國第三代填充母料。一般采用聚丙烯與聚乙烯共混物作載體樹脂的辦法,效果才會很好。產品既保持了PPM母料的特色和使用范圍,又可采用模面熱切風冷工藝,提高了生產效率,降低了原材料成本。

        制作填充母料最好加工設備是同向旋轉雙螺桿擠出機。該機的優點是可連續生產、質量穩定、生產效率高、能耗低、工人勞動強度低、操作環境好。

        填充母料中含填料和助劑的濃度大,使用時必須加入一定量的基體樹脂經混煉后再加工成型,填料主要起填充作用。填料和助劑能賦予塑料制品特殊功能,如:光、電、阻燃、降解等,稱為功能性填充母料。功能性母料通常包括色母料、光轉化母料、高效保溫膜母料、防霧滴母料和降解母料等。

        色母料是使塑料制品著色的一種專用粒料。其根據著色的塑料品種可分為聚烯烴類、ABS類、PS類和AS類等。色母料的生產工藝通常分為兩步:第一步是制取顏料預分散體,即用分散劑或其它助劑對顏料進行表面處理;第二步是將顏料預分散體與載體樹脂混熔造粒后制得色母料。色母料是由顏料、分散劑、載體樹脂和適量助劑構成。分散劑的主要作用是使顏料充分分散,均勻地分散在載體樹脂和基體樹脂中,最終獲得色澤均勻的塑料制品。用于色母料的載體樹脂首先應與被著色樹脂具有良好的相容性,其次載體樹脂的流動性應大于被著色樹脂,以便顏料更好地分散。色母料的組成、顏料的選擇和用量取決于被著色塑料的性質,通常用于聚烯烴塑料著色的色母料中顏料的含量為20%~40%(質量分數)。

     

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