超細重質(zhì)碳酸鈣的母粒加工及在塑料中的應(yīng)用
發(fā)布時間：
2023-04-17
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超細重質(zhì)碳酸鈣的母粒加工及在塑料中的應(yīng)用
1 超細重鈣母粒的加工
由于除聚氯乙烯樹脂以外的多數(shù)塑料原料都是幾毫米的顆粒料,而超細重鈣只有幾微米,兩者的體積差別大,密度相差懸殊，很難混合均勻。而且擠出機和注塑機對物料是沿軸向運動的加工設(shè)備,進入擠出機和注塑機的物料在軸向方向的混合均勻性是很有限的。加工設(shè)備的震動,樹脂顆粒上浮,造成料斗下料時組分不均勻,致使成型制品中的組分不均勻,不能得到合格產(chǎn)品,所以采用超細重鈣母粒的辦法,就可使成型制品中組分不均勻問題得到解決。
超細重鈣母粒主要是將超細重鈣與載體樹脂混合、混煉造粒,制成與塑料制品的基料樹脂體積相近的顆粒。這種母粒中包括有超細重鈣、載體樹脂和助劑等。在母粒加工前首先應(yīng)對超細重鈣進行表面改性處理,增加其分散性,提高與樹脂的交聯(lián)性等。然后與載體樹脂混合、混煉、造粒而成。
1.1 超細重鈣的表面改性處理
由于超細重鈣粉與有機樹脂的極性不同,相互之間的親合性差,造成在載體樹脂中的分散不均勻。因此首先要對超細重鈣進行表面改性處理,降低超細重鈣顆粒的表面能,阻止顆粒相互聚集,提高在樹脂中的分散性和與樹脂的親合性。經(jīng)表面改性處理后的超細重鈣粉體即可與樹脂進行混合。超細重鈣粉體的表面改性可用高速捏合機和連續(xù)改性機組進行改性。
用高速捏合機改性,是將一定量的超細重鈣加到高速捏合機中,在葉片高速轉(zhuǎn)動下,高速旋轉(zhuǎn)的料流撞擊到折流板上,改變流動的方向,強化物料混合與分散效果,當(dāng)溫度升高后,加入助劑,然后加入改性劑,可達到改性的目的。用連續(xù)式改性機組改性:SLG三筒連續(xù)改性機組是將超細重鈣和復(fù)合改性劑同時按一定的比例輸送到改性腔中,在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動下,呈流化狀態(tài)旋轉(zhuǎn),進行充分混合和強制改性。
改性劑可采用偶聯(lián)劑、硬脂酸和其他改性劑。一般改性劑的用量是基料的0.5%～1.5%。
1.2 載體樹脂的選擇及混料
載體樹脂的選擇:首先應(yīng)根據(jù)填充母粒應(yīng)用于某種樹脂的制品,來確定采用其相同類別的樹脂做為載體樹脂。一般選擇熔體流動速率高,熔點較低的樹脂。特別是用于聚乙烯膜的母粒更應(yīng)注意載體樹脂的選擇,載體樹脂的熔融粘度應(yīng)盡可能與所要填充的基體樹脂接近，也可將兩種以上樹脂復(fù)合后使用。
混合:超細重鈣母粒中載體樹脂占15%～50%,超細改性重鈣50%～85%。將兩種物料按比例加入到高速捏合機中,同時加入其他助劑,進行攪拌混合,混合均勻即可加工母粒。
1.3 母粒加工
母粒加工設(shè)備:最佳設(shè)備的選擇是同向雙螺桿擠出機,其特點是:連續(xù)、密閉、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高。同時螺桿上轉(zhuǎn)送、混合、塑化、混煉功能的螺紋是根據(jù)需要制成組合的塊狀元件，稱之為積木組合式螺桿。
將改性超細重鈣粉體與載體樹脂等的混合料送入造粒機料倉,選擇不同的加工溫度及螺桿的轉(zhuǎn)速等。螺桿擠出機的排氣口最好使用真空泵排氣,主要考慮到物料在螺桿與筒體之間的熔融、剪切、擠壓混煉過程中,將產(chǎn)生許多氣體(水蒸氣、低分子物氣體),如果不及時排除這些氣體,則很容易使有用物料降解、性能變差、降低產(chǎn)品的內(nèi)在和外觀質(zhì)量,同時生產(chǎn)的母粒中產(chǎn)生小氣孔,直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。
2 應(yīng)用效果
用400目重鈣加工的母粒,是以填充料在塑料制品中使用,達到增量降低成本的效果,難以滿足部分塑料制品的要求,特別是在塑料薄膜、降解塑料、工程塑料等方面的應(yīng)用中受到限制。而超細重鈣經(jīng)表面改性加工成母粒后,以中間產(chǎn)品的方式,很好地彌補了這些缺陷。
2.1 對PE薄膜的影響
下表是將3種粒度的重鈣母粒填加到PE樹脂中,吹膜后的試驗結(jié)果。該試驗填加的重鈣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為26%,從表中的數(shù)據(jù)可以看出,填加重鈣的粒度越小,PE薄膜的拉伸強度越高。這一現(xiàn)象的出現(xiàn),可以說明,并非所有填充體系的拉伸強度就永遠低于基體樹脂。因為所填加的重鈣粉體細、比表面積大,通過有針對性的表面改性處理和造粒,能與基體樹脂的界面有更好的結(jié)合,在拉伸應(yīng)力作用下重鈣顆粒可能與基體樹脂一起移動、變形、受外界負荷的有效截面就增加,所以填充體系拉伸強度是有可能高于基體拉伸強度。