在工(gōng)業(yè)級碳酸鈣母粒的制備工(gōng)藝中,除了載體樹脂和碳酸鈣粉體之外,配方中必須要添加的助劑有鋁酸酯偶聯劑、聚合物(wù)蠟類分散劑、潤滑劑等。一(yī)般無機(jī)粉體越細,上(shàng)述其加入量相(xiàng)對增加。 (1)穩定劑 最好加入鈣/鋅複合穩定劑,但因價格原因一(yī)般加入硬脂酸鋅作為(wèi)熱穩定劑,并且兼有内潤滑劑的作用。如果産品的賣價可以,還(hái)可以加入少量鈣鋅穩定劑。抗氧劑一(yī)般可以不加入,除非填充制品的強度要求很高(gāo),或者制品要求很白(bái)。 (2)抗靜(jìng)電(diàn)劑 可以及時消除高(gāo)速混合物(wù)料的靜(jìng)電(diàn),還(hái)可以對後續産品提供抗靜(jìng)電(diàn)作用,具體産品如編織袋、無紡布等等。 上(shàng)面介紹了各類助劑的選用原則,最後談談小(xiǎo)分子助劑的問題。小(xiǎo)分子助劑是為(wèi)了偶聯包覆、潤滑和分散而添加的,具體品種有鋁酸酯、白(bái)油、石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸鋅、EBS等等。但是小(xiǎo)分子助劑有兩個(gè)緻命缺點:一(yī)是小(xiǎo)分子助劑會(huì)降低(dī)複合材料的強度,填充薄膜還(hái)可以允許适量小(xiǎo)分子助劑,填充管材則要嚴格控制小(xiǎo)分子助劑含量,否則強度下(xià)降大;二是小(xiǎo)分子助劑都會(huì)釋放(fàng)VOC氣體,嚴重影響環境的清潔度。因此應該盡可能(néng)降低(dī)小(xiǎo)分子助劑的使用量,這當然需要專用設備進行配合。 (3)分散劑 分散劑的作用是促進粉體在基材中分散均勻,不同的載體選擇不同的分散劑,主要用載體樹脂對應的蠟類,PE類用PE蠟或者PP蠟,PP類用PP蠟,中等極性樹脂如PS、ABS用氧化聚乙烯蠟,極性樹脂如PC、PET、PA等用EVA蠟。 蠟的質量主要體現在分子量大小(xiǎo)上(shàng),分子量在5000左右最好,一(yī)般不要低(dī)于3000。檢測方法為(wèi)正常質量的蠟熔點在110-120℃範圍内,如果加入100℃水(shuǐ)中就(jiù)融化了質量就(jiù)不合格。蠟的熔點要大于110℃,防止蠟的分子量過低(dī)或者摻雜(zá)小(xiǎo)分子量石蠟。但是,低(dī)檔次産品也可以全部加入58度石蠟作為(wèi)分散劑,能(néng)夠保證充足的潤滑使粉體擠出,但大量低(dī)分子量石蠟潤滑會(huì)影響熱封強度、表面印刷性能(néng),口膜擠出殘留物(wù)增加,機(jī)頭揮發煙(yān)霧增大。 很多(duō)潤滑劑如硬脂酸、EBS等都具有不同程度的分散劑作用,如果配方含有就(jiù)可以減少分散劑用量。分散蠟還(hái)具有一(yī)定的内、外潤滑劑作用,配方中如果含有分散劑蠟,可以減少潤滑劑用量。分散劑的加入量與下(xià)列因素有關: ◆顆粒粒度:粒度越大,比表面積越小(xiǎo)越容易分散,加入的分散劑量可以減少,如果粒度大于800目就(jiù)可以考慮不用加入分散劑。粉體的粒度越細,比表面積越大,就(jiù)越難以分散均勻,就(jiù)越需要多(duō)加入分散劑。 ◆顆粒形狀:碳酸鈣粉體球形狀度越高(gāo)越容易分散,分散好壞順序為(wèi)顆粒(大理石碳酸鈣)>柱狀(輕質碳酸鈣、方解石碳酸鈣),因此碳酸鈣顆粒外觀形狀球形度越高(gāo),分散劑用量越少。
(4)偶聯劑 配方中加入偶聯劑的目的為(wèi)将無機(jī)粉體由親水(shuǐ)性變成親油性,增加與親油性樹脂的兼容性,增加界面的厚度,提高(gāo)填充材料性能(néng)或者降低(dī)對填充材料性能(néng)的影響度。 偶聯處理前要注意買來粉體的處理狀況: ◆如果用硬脂酸處理過,注意不同再用钛酸酯偶聯劑處理,這樣會(huì)降低(dī)偶聯效果; ◆如果加入水(shuǐ)性助磨劑處理過,再用親油的偶聯劑處理,可以形成雙親功能(néng),處理效果好,例如可以使碳酸鈣的吸油值降低(dī)到(dào)22%,粘度下(xià)降3倍之多(duō),電(diàn)鏡圖片顯示界面厚度明顯增厚。 ◆如果表面沒有進行過處理,可以采用任何方法進行後續處理。 對于配方中是否加入偶聯劑,如果添加無機(jī)粉體的複合材料對強度不意,也可以考慮不用添加。 對工(gōng)業(yè)級碳酸鈣而言偶聯劑最好的品種為(wèi)鋁酸酯,本身為(wèi)粉體供應,加入量為(wèi)粉體的1%左右。另一(yī)個(gè)可以使用的偶聯劑為(wèi)钛酸酯,效果與鋁酸酯相(xiàng)當,缺點是産品有味道,産品液體供應難以加入粉體中。也可以兩種偶聯劑複合加入,效果有所提升。 偶聯劑的加入量一(yī)般控制在粉體的1%左右。粒度越細比表面積越大,偶聯劑的用量也要相(xiàng)應加大。吸油值大的碳酸鈣粉體,會(huì)導緻需要處理的偶聯劑量增大。例如碳酸鈣的吸油值由40ml/100mg增大到(dào)50ml/100mg,會(huì)導緻偶聯劑用量增加30%。 (5)潤滑劑 内潤滑可以降低(dī)物(wù)料之間的摩擦力,促進物(wù)料的流動性;外潤滑可以降低(dī)物(wù)料與設備之間的摩擦力,可以減少制品表面劃痕,保證母料和填充制品的表面光(guāng)亮度。配方設計時内外潤滑搭配使用,保持内外潤滑之間的平衡關系。外潤滑主要用石蠟、硬脂酸和EBS等,内潤滑一(yī)般用硬脂酸鋅、硬脂酸鈣,分散劑聚乙烯蠟也起到(dào)外潤滑劑作用,因此有分散劑的配方潤滑劑可以減量。與輕質碳酸鈣相(xiàng)比,重質碳酸鈣的潤滑劑可以少加入,因為(wèi)輕質碳酸鈣的吸油值大、輕質碳酸鈣的流動性不好,因此内、外潤滑劑都要多(duō)加入。如果從(cóng)母料外觀光(guāng)亮上(shàng)考慮,可以加入1份白(bái)油或者1-2份石蠟,更有利于提高(gāo)産品光(guāng)亮度。 對于外潤滑劑加入量應該包括兩個(gè)部分:一(yī)是在加工(gōng)母料過程中需要的外潤滑劑使用量,二是在後續加工(gōng)制品如薄膜過程中需要的外潤滑劑使用量。但是外潤滑劑如果加入過多(duō),會(huì)影響薄膜産品的印刷性和熱合性