黑色色母在塑料制品中的应用

微微

在塑料制品成型加工中，黑色母粒几乎人人都用过，用于染色，用于防老化，用于导电制品等，使用中出现的许多问题也常常困扰我们。



1、黑色母粒是由哪些材料组成的？
组成黑色母粒的材料有：A.碳黑;B.碳黑载体;C.碳黑润湿剂;D.碳黑分散剂;E.其他加工助剂。

2、请介绍一下黑色母粒用碳黑。
按照国际分类，我国有三十多个品种。主要分为橡胶用和非橡胶用两大类。在橡胶用碳黑中主要是耐磨碳黑，能有效地提高橡胶轮胎的耐磨性;在非橡胶用碳黑中，真正能作为黑色母粒得碳黑只有几种。以槽法碳黑在塑料中应用最为广泛，这主要由于其来源丰富，纯度高，粒径小。

3、碳黑载体是怎么回事？
载体就是承载碳黑的物质。一般塑料制品使用什么原料，载体就使用什么原料。这样制造的黑色母粒与塑料原料相容性较好。如：PS(聚苯乙烯)塑料制品，其使用的黑色母粒载体就是PS。
对于聚乙烯塑料制品，载体就是聚乙烯。但是，一般选用LDPE(高压聚乙烯)，因为LDPE承载碳黑能力最强，且加工性能好。而其他聚乙烯HDPE和LLDPE只能制造低浓度黑色母粒。对于PP(聚丙烯)塑料制品，只能使用PP和LDPE为载体的黑色母粒，但不能使用HDPE和LLDPE及其他塑料为载体的黑色母粒。当然也有用回收料做载体的黑色母粒。

4、为什么碳黑需要润湿剂？
碳黑比重约2g/cm，由于碳黑粒径很小，表现密度就很小，显得蓬松，似乎很轻。要顺利加工，就必须先将碳黑润湿。润湿剂的选择非常关键。为降低成本，大量使用白油或石蜡之类的产品的企业不在少数，将会严重影响所加工制品的强度。

5、碳黑母料使用的分散剂有哪些？
分有机分散剂和无机分散剂两类。高档黑色母料使用有机分散剂，主要用于使用环境要求较高的塑料制品。低档黑色母粒使用无机分散剂，常用有碳酸钙。可以从母粒包装判断，25公斤只有半袋的肯定是使用无机分散剂;满袋的是使用有机分散剂的黑色母粒。使用无机分散剂可以大大降低黑色母粒成本，但很致命的是碳酸钙具有加速塑料制品老化的作用。

6、黑色母粒也需要加工助剂吗？
当然需要。顺利的加工过程需要正确选择抗氧剂，内润滑剂，外润滑剂，改性剂和抗静电剂。

7、黑色母粒有哪些加工方法？
有三种：单螺杆法，双螺杆法和密炼法。单螺杆法：使用拌料机将物料混合后，由单螺杆挤出机拉条造粒，一般碳黑浓度在18-20%，工艺落后，生产现场环境条件差，属被淘汰工艺，不排除一些刚起步小厂仍使用此法加工。
双螺杆法：使用拌料机将物料混合后，由双螺杆挤出机拉条或水环造粒，由于双螺杆机本身混炼能力有限，母粒一般碳黑浓度在25-32%。密炼法：使用拌料机将物料混合后，加入密炼机捏合后，再由喂料机喂入双螺杆挤出机，经水环或水下切粒，母料一般碳黑浓度在40-45%。

8、加工方法对母粒性能有影响吗？
是的。显然，密炼法提高了载体对碳黑的承载能力，同时碳黑能更均匀地进入载体。发挥密炼机机械捏合优势，破碎团聚粒子，使碳黑粒子团聚粒度大大降低，母粒中碳黑粒径及其分布均匀，是其他两种方法不能替代的。

9、黑色母粒在哪些方面具有突出表现？
在塑料制品染色方面，黑色母粒只需0.6%-0.8%，就会奇黑无比，再多加也不会更黑了。
据试验数据显示，在新疆地区户外使用的制品，如需要依靠黑色母粒防老化，只要使用优质黑色母粒(而不是回料做载体，白油润湿，碳酸钙分散等等的那种)，碳黑在制品中含量达到2-2.5%，即：每100公斤原料中，有5-6份(重量)含碳黑40%的母粒，所起到的作用远远超过任何防老化产品，产品寿命可以达到10年以上。这就是为什么滴灌产品，输水产品，通信电缆产品都是黑色的。另外，碳黑对制品强度增加，导电性增强等方面都有特殊贡献。

10、实际生产中好像没有使用这么多份数的黑色母料？
没错。实际生产中一般使用2份左右黑色母粒，再添加防老化助剂，利用防老化和碳黑的协同作用防老化，来降低产品成本。另外，在户外使用时间长短，产品寿命得要求，也决定黑色母粒使用量适当降低，前提是碳黑在产品中必须形成连续相，即有碳黑“膜”保护塑料。
如加入黑色母粒太少，碳黑相(即小片浓度高的部分)在制品中不连续，在相与相的分界处，塑料分子最脆弱，受紫外光直接打击，加速氧老化反应，此时碳黑在制品中如同杂质，还不如不加。

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