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找塑料新材料2018-08-23 15:16:32

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1. 问:本人想做到炭黑含量40%以上的PP色母粒,很容易断条,而且污染大,请各位指导一下工艺或配方


答:从工艺角度分析原因及解决问题方法主要有:

  • 由于炭黑难分散,如果用普通双螺杆挤出机制备色母粒,炭黑含量达30%以上很困难。可以采用两次造粒的方法,并分批加人炭黑;

  • 干法做炭黑母粒确实很脏,如果条件允许的话最好用密炼机做,炭黑含量可以达到50%;

  • 可以考虑热切,就不存在断条问题了。


从配方的角度解决问题的方法有:

  • 采用流动性能高的基料;

  • 高分子分散剂与普通分散剂复配;

  • 可以考虑使用黑浆生产,灰尘会少很多。


 

2. 问:将改性ASA色母粒用于表面共挤,抛光后会有很多小麻点一样的小坑,很细小,偶尔就会出现,用不同设备加工时表现出来的严重程度不一致,这是什么原因造成的?有解决方法吗?


答:问题产生的原因如下:

  • 可能是共混的问题,如搅拌不均匀、分散不好等;

  • 相容性不好。


对此问题提供以下解决方案:

  • 将材料彻底干燥;

  • 调试合适的共挤温度;

  • 挤出的ASA层不能太薄;

  • 挤出的操作手法要正确;

  • 要避免浮钙影响。

 

3. 问:色母粒中采用的抗氧剂好像很少,有做耐候色母粒的吗?


答:做色母粒一般要添加一些抗氧剂体系,润滑剂也会加一些,不过量都很少。在高剪切的作用下,母粒没有抗氧体系保护会使颜色黄变,而且母粒也会降解,同时材料的性能降低,将不能拉条造粒。


抗氧剂的一个主要用途就是防止色变,防止氧化分解。但由于抗氧剂的价格较贵,考虑到成本等因素,色母粒中是否添加抗氧剂及添加量主要取决于下游客户加工时的需要以及要将色母粒应用在哪些制品中。如果产品用在室外,除了添加UV稳定剂外,也要添加抗氧剂;如果客户对抗老化有要求的话,还要将色母抗氧体系做成浓缩型的。


总之,在没有特殊要求和保证性能的前提下,为了增加企业的利润空间,色母中的抗氧剂原则上是能不加就不加,但用于PA、ABS等工程塑料的色母粒中还是要添加抗氧剂的,工程塑料用的耐候色母粒也较多。此外,一般做纤维级的色母料都要添加一些抗氧剂。

 

4. 问:色母粒的密度如何测试?行内有很多种方法,采用不同的方法做出来的结果差异很大,请问有没有比较好的正确的测试方法能快速测出色母粒的密度?


答:色母粒密度的精确测试方法如下:

  • 采用密度瓶法测量,此法对操作的要求很高,不能有气泡,测试温度对密度也有一定影响;

  • 采用密度梯度仪测量,测量准确,操作简单;

  • 采用适用于固体的电子比重计测量,也叫电子比重天平,原理是阿基米德定律,可精确到四位数。

 

5. 问:做色母粒采用什么基料?是通用一种还是根据不同的材料选用不同的基料?


答:做色母粒的基料有通用的,也有指定的。


做基料的材料一般要有很好的加工性和热稳定性。通用的基料中PE和EVA用的较多,也有用PP和PvC的;ABS色母应该是本体;SAN一般很少用本体,成本高;无载体的用蜡;如果做化纤色母,基本没有通用的基料,需用指定的基料,其他的基料都会对丝的强度造成很大影响。


通用色母的好处是使用方便,但其缺点是“通用”范围很狭小,技术指标、经济效益也较差,具体表现在:


  • 着色效果的预见性差。色母是用来着色的,通用色母的颜料在不同的塑料中会呈现出不同的颜色,因此着色效果的预见性较差;

  • 影响塑料制品的其他性能。尤其是影响强度,产品容易变形、扭曲,对工程塑料的影响更为明显;

  • 成本相对较高。通用色母为了能够“通用”,往往选用较高耐热等级的颜料,造成浪费。


从产品的性能角度考虑,最好是做什么材料就用同样的材料做基料,这样相容性好,但是每个厂家不可能都自己去做色母粒,那样也很麻烦。所以一般要看对性能怎么要求,要求高的就用同一基料,要求不高的可以用通用基料。

 

6. 问:提高色母粒和其他树脂相容性的助剂有哪些?其作用原理是什么?


答:色母粒和树脂的相容助剂有:

  • 偶联剂。两端分别与颜料和树脂反应,用化学键使颜料树脂连接;

  • 相容剂。一端与颜料相容,一端与树脂相容,以分子间作用力相互作用,类似于洗涤剂亲油亲水的作用原理;

  • 德固赛有机硅类塑料添加剂Tegonler;既有相容剂作用,又增加了一个润滑主链起润滑作用。


此外,可以考虑直接用相容剂作为色母的载体树脂,如乙烯一丙烯酸酯共聚物,其对PE、PS、PP、PP等均有良好的相容性。

 

7. 问:我给一个客户提供色母生产ABS挤出板材,但挤出板材上总是有很多小色点,感觉像没有塑化好一样,色母里只有奇美ABS挤出级基料、颜料(钦白粉等),有什么办法能解决呢?


答:问题的原因及解决方案如下:


  • 色点可能是分散不均所致。螺杆剪切太弱会导致色母粒中某种颜料没有分散好,可以用双螺杆剪切强一些的设备;采用分散性好的分散剂,还要注意分散剂的用量,否则会产生冒料;在色母料生产过程中适当添加一些硅酮类的助剂,这样会很好地改善色粉的均匀分散问题,而且色粉应选用易分散染料;


  • 载体流动性不好。可以考虑替换载体树脂,采用熔体流动速率高的树脂作载体,可以用50%ABS加50%SAN(均为粉料)作载体,再添加一些润滑剂(如EBS),也可以用SAN添加一些PE作载体;


  • 钛白粉的流动性有问题。钦白粉可以用金红石的。也可能是配方中TiO2的用量过高,将机器里面杂质带出。因此也要保证机器的洁净程度,也可以在模头加密过滤网;


  • 也可能是原料没有干燥好,产生气泡造成的。

 

8. 问:最近遇到一个奇怪的现象,客户用我们的白色母粒吹膜,制品放置一个月后,整个薄膜变红,红色的分布从边缘到里面逐渐变浅;以前遇到的情况是,使用白色母粒后,吹出的薄膜会随着时间变长,颜色变黄。什么原因导致塑料薄膜变红或者变黄?白色母粒的主要成份是载体树脂LDPE,60%钛白粉,还加有少量碳酸钙和分散剂。


答:可以用以下方法寻找变黄的原因:


用相同的配方试吹透明和乳白膜,即透明不加色母。在高温的敞开环境下放置一个月左右,如果只有乳白膜发生变黄,就是色母使用了锐钛型的钦白粉。如果都发生变黄,就要怀疑树脂的抗氧剂是不是有BHT或者其他不稳定的类型,或者另外添加了其他抗氧剂;同时可以比较不印刷和印刷的薄膜的变黄情况,比较的时候尽量用100-200层重叠,这样色差比较明显。


薄膜变黄的解决方法如下:


  • 注意抗氧剂和钛白粉的匹配及配比。抗氧剂有一部分是酚类的,酚基很容易被氧化变成醌基,导致产品变黄,可以添加一些辅助抗氧剂,如:168。国产的抗氧剂不是很稳定。除抗氧剂本身质量的问题外,与使用抗氧剂的用量和品种也有关系,抗氧剂和钛白粉作用会产生影响。国产的钦白粉很容易发生黄变,建议换用进口耐黄变的钦白粉,如,欧洲KONUSS公司的2220钦白粉;锐钦型的钛白粉很易发生黄变,在室外用的时候最好用金红石型钛白粉,但是颜色没有锐钛型的好看,可以考虑多加些钛白粉;


  • 碳酸钙也有可能出问题,因为母粒里的碳酸钙一般都是硬脂酸包覆过的。碳酸钙一般都加了增白剂不会变色,但是必须是进口的。碳酸钙中含有的微量金属做为催化剂,加速氧化反应。普通抗氧剂效果不明显,金属钝化剂的作用也很有限;


  • 其他方面也可能与载体树脂、加工温度、加工环境、钛白粉不纯、吹膜原料不干、原材料使用及保存问题等有一定的关系。


薄膜变红的原因及解决方法可能有以下几种:


  • 受阻酚抗氧剂给出氢自由基后容易异构成醌类物质,而醌表现出来就是变黄或者变红;也可能是抗氧剂及原料含水;

  • 可能是吹膜用PE中的抗氧剂比例的问题,换个牌号应该可以解决;

  • 添加一些硬脂酸盐可以解决变红问题。

 

9. 问:开口剂芥酸酞胺能添加到色母粒中吗?这样就可以不用专门做开口母粒了。


答:可以将开口剂芥酸酞胺添加到色母粒中,还可以起到润滑剂和分散剂的作用,更有助于助剂、色料的均匀分散,但要控制使用量,否则会有不希望发生的结果出现。做多合一的助剂母料,只要浓度和加工性做下来没有问题即可。但在生产时,一般是单独制备开口母粒,不和色母粒一起制备。

 

10. 问:白色母添加在LDPE中吹制成胶袋,发现纵向拉伸强度低于标准,请问有什么好办法能使母料的纵向拉伸强度加强?


答:提供以下解决方案:


  • 用LLDPE作基料,或者把一部分基料用HDPE替换(但是要注意相容性和分散性);

  • 换金红石TiO2;并换更细的TiO2;可以先用偶联剂处理一下钛白粉;

  • 色母的分散性好对强度提升也有好处。有机硅类可以应用于色母做分散剂,对拉伸强度有所帮助;

  • 此外,膜的厚度、钛白粉的指标、钛白粉处理助剂的选择和处理程度也对拉伸强度有影响。

 

11. 问:可以用长径比为28:1的30双螺杆挤出机做色母吗?


答:长径比28:1是短了点但也能用,只是存在一些问题:


  • 生产量小。如果做PP或PE,产量大约在25一40kg/h;

  • 分散效果不理想。要使产品分散性好,建议长径比为40:1,利于粉体混炼分散。一般作工程改性长径比为30:1就可以,但作高填充粉体物料建议加大长径比,例如淀粉降解料的长径比都达到48:1以上了;

  • 可能生产出来的色母粒在材料中的效果要差些,色母粒的机器的长径比最好要大些,最好用50的。

 

12. 问:原来一直用得很好的色母料和填充母料在机械设备大幅提速后,发现色母料在基体树脂中分散不匀,具体表现为颜色一屡深一屡浅,好像塑化不理想一样,填充母料也是一样。同样的添加比例在提速后出现了小水泡一样的东西,而且看上去像云雾状,所有这些问题在未提速以前是不存在的。是什么原因?怎样提高色母料和填充母料的熔体流动速率?


答:原因及解决方法如下:


  • 可能是螺杆转速提高后,母料在机筒中的停留时间缩短,与基体树脂混合分散不均匀,尤其是针对高填充的母粒,因为粉体的增加,使流动性下降,熔体的性质改变了。为了提高两相的分散,可考虑适当提高机筒温度、选择更容易分散的母粒、添加有助于分散的助剂如蜡等、增强机械混炼功能如强剪切等。这个问题同时和螺杆结构也有一定关系,可以考虑调整螺杆组合,保证产量与塑化效果最优化;


  • 添加一些熔体流动速率大的树脂做载体树脂,20、50、70g/10min的都可以,同时增加背压,提高温度;


  • 添加硅酮塑料添加剂和PPA(含氟聚合物加工助剂)。两者共同点是都可以提高流动性,而且有助于色母料的分散均匀,从而提高着色制品的整体质量,而且对消除塑胶制品的起泡现象也有作用。两者不同点是起效时间不一样,PPA从加入开始到出现效果需要一定时间(大概半个小时以后),但其后效果要略好于有机硅酮类的助剂。但要控制助剂的用量,助剂加多了对最终制品的加工性能有时有影响。

 

13. 问:PE(PP)色母中添加熔体流动速率高的MAH接枝PE(PP)以提高分散性和相容性,这样成本提高了,可以这样用吗?


答:好像有人这样用过,不过在一般的色母中是没必要用的,一般的色母没有必要再改性,但如果客户有要求则有时会根据客户的要求做些调整,附加一些特殊的功能。在色母中加接枝物要小心,因为接枝物中高活性的酸酐或环氧基团要与染料/颜料反应,会造成偏色,当然不是所有的都会偏色,而接枝物的添加会改善分散性。

 

14. 问:我准备要做PE的色母粒配方里有30%的碳酸钙,要添加些什么助剂?添加哪种分散剂和润滑剂比较好?


答:提供以下方案供参考:


  • 30%的碳酸钙含量不算很高,添加低相对分子质量聚乙烯蜡即可,氧化聚乙烯蜡由于带有极性,与树脂的相容性不是很好,降低了分散性,可以尝试霍尼韦尔的AC6A或者科莱恩的AC520;

  • 载体熔体流动性要好,除主分散剂外还要加辅助分散剂DOP,润滑剂添加石蜡或硬脂酸锌等;

  • 根据客户要求确定助剂,客户要求低的用石蜡即可,要求高的添加一些相对分子质量分布窄的聚乙烯蜡或氧化聚乙烯;

  • 如采用酞青蓝等比较难分散的色粉,则多加些EBS,或换用好的蜡和分散剂,添加1%一2%的PE蜡即可,不过要看碳酸钙的型号。

 

15. 问:添加白色母14%,填充20%,吹膜,模口总是有糊料影响稳定性,有什么办法能解决?


答:问题的原因及解决方案如下:


  • 母料析出。母料中的组分与主料相容性不好,换一种与原料相容性好的母料,载体树脂的相容性很重要;

  • 白母料或填充剂里含有太多的低分子物,如PE蜡等,相容性不好则低相对分子质量低熔点的物质容易溢出,降解,加点相容剂有一定的效果,添加PPA可以改善模口积料;

  • 填充的比例没有必要这么高,白色母一般的极限添加量是10%,有20%填充的话,加5%一6%的白色母应该足够了,最多加到8%,这样可以避免整个配方中无机物和低分子物的含量偏高而导致的一系列加工问题。如果还不行就得更换色母和填充料了。

 

16. 问:我们生产的黑色母是用EVA包覆炭黑的,不知用于PC方面会不会影响PC的相关性能,PC主要是阻燃的,听说加入阻燃剂后会影响黑色母的黑度。另外,其他性能会不会受到影响?


答:提供以下答案供参考:


  • 黑色母选用不当会导致材料外观有料花、麻点;性能都会大幅度的下降;

  • 一般无载体的通用级的黑色母基本上就是炭黑和蜡,对基体性能影响不大,如果是有载体的,就要注意相容性的问题了;

  • EVA作载体的母粒用于PC相容性不好,会出现分层现象,肯定会使性能下降;要求高的制品要考虑色母料与所用树脂的相容性问题,特别是非通用材料,可以直接用炭黑;

  • 不相容阻燃剂的加人会减弱黑色母的着色效果。

(根据网络资料整理)

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