专家支招碳酸钙填充母料配方如何设计


来源:中国粉体网   黑金

[导读]  2021年6月29-30日,安徽池州,“2021全国碳酸钙产业高值化发展交流大会”,来自深圳市高分子行业协会的王文广教授级高工将作《碳酸钙填充母料配方设计》报告。

中国粉体网讯  母料具有简化塑料制品生产工艺、减少粉尘飞扬、减少对设备的磨损、混合方便,混炼均匀,提高制品性能指标、延长原料储存的保质期等特点。根据应用领域,母料主要可分为塑料母料、橡胶母料和纤维母料,根据具体用途,母料主要分为填充母料、色母料和功能母料。其中填充母料是一种以填料为主,加入其他组分而制成的母料。填充母料的主要作用是降低产品的成本,并适当提高制品的某些性能,如刚性及耐热性等。而碳酸钙以资源丰富、价格低廉、色泽洁白、综合性能良好等常成为填料中的首选品种。


图片来源:山东华翔塑胶有限公司


碳酸钙作为填充母料填料的优势


(1)降低产品的成本,提高生产效率,获得良好的经济效益。

(2)增强制品的刚性及增加制品的重量。

(3)减少制品收缩性及因收缩引起的变形。

(4)分散性好:与聚丙烯,聚乙烯相溶性优良,因此即使加入较大填充量,仍可获得外观光洁度很好的外观。

(5)白度高:纯白色粒料,可灵活配制生产各种颜色制品。

(6)使用偶联剂处理:在填充量较大的情况下,使制品仍保持良好机械性能。

(7)工艺适应性广:客户可用原来的加工的设备和生产工艺进行生产。

(8)含有抗氧化剂和耐老化剂,可延长制品的使用寿命。


碳酸钙填充母料配方设计


一个完整的填充母料配方由:载体树脂、无机粉体、分散剂、偶联剂、相容剂、润滑剂、抗静电剂、抗氧剂、热稳定剂等10多种以上成分组成。其中功能组分是母料的核心组分。碳酸钙填充母料配方设计的起点也要从钙粉开始,就像盖楼的地基一样。


总体来说碳酸钙影响填充母料的质量因素有无机粉体的选择、粉体水分的控制、粉体粒度的选择、粉体形状的选择、粉体含量的确定。


首先,填充母料的功能取决于母料中无机粉体的性能。选定品种后还需注意细分品种选择。


从吸油值上考虑:轻质碳酸钙的吸油值远远大于重质碳酸钙,如果配方含有液体助剂,应该选用重质碳酸钙。

从性能上考虑:轻质碳酸钙对冲击强度改性有利,而重质碳酸钙对拉伸强度的贡献大。

价格上考虑:同等粒度的重质碳酸钙要比轻质碳酸钙便宜30%左右。

从所填充的树脂上考虑:PVC制品中首选轻质碳酸钙,原因为轻质碳酸钙的碱性能更强,可以及时吸收分解的酸性物质HCl,提高PVC加工中的热稳定性。


其次,碳酸钙的含水量。矿石需要经过清洗后再进入磨机,立磨研磨的时候还需要再加水或者助剂,磨好的钙粉未改性,本身就容易吸收空气中的水分而受潮。有些研磨改性助剂为了增加润湿性分散性,添加后钙粉更容易亲水,运输大多以海运,碰上雨季,仓储运输过程也很容易受潮。


以上种种原因造成钙粉含水量往往超标,钙粉水分超标后,下游母料制造企业,特别是一股脑混料工艺的客户,常常会出现堵网、母料颗粒不融化、母料质量出现不稳定的情况。主要原因是因为受潮钙粉颗粒团聚严重,第二偶联剂特别是铝酸酯和钛酸酯,和游离水水解失效没和钙粉表面羟基起作用。


再者,碳酸钙的粒径分布是决定钙粉质量的一个关键因素,其粒径分布是由钙粉设备、钙粉的生产工艺、经验、设备调试水平决定的。制品要求越高,粒度越细越好。对于粉体形状的选择,提高冲击强度,圆形度越高越好;提高拉伸强度,长径比越大越好。


除了功能组分,成型组分、分散组分、美观组分、稳定组分、相容组分等均是碳酸钙填充母料配方设计应考虑的因素。2021年6月29-30日,由中国粉体网主办的“2021全国碳酸钙产业高值化发展交流大会”将在安徽池州举行,届时来自深圳市高分子行业协会的王文广教授级高工将作《碳酸钙填充母料配方设计》报告,详细阐述填充母料的功能组分设计、成型组分设计、分散组分设计、美观组分设计、稳定组分设计、相容组分设计,以及填充母料配方设计原则。


专家简介


王文广,教授级工程师。中国合成树脂协会执行副会长、深圳市高分子行业协会常务副会长兼秘书长、高分子改性领域专家和行家。


从事塑料行业35年,主编专著6本

获得科技进步一等奖1项

授权塑料发明专利4项

三个国标委会委员,编写国家标准6项


参考资料:

王文广.塑料填充母料配方设计

广东拾传拾美新材料有限公司.碳酸钙作为填充料的八大优势

青岛集思高分子材料有限公司.碳酸钙粉对填充母料的质量影响


(中国粉体网编辑整理/黑金)

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