加入高填充母粒可显著降低塑料制品的原材料成本,为企业带来经济效益,因而日益受到塑料加工企业的青睐。但高填充母粒的制备,却因高含量的填料,而具有相当大的挑战性。那么,如何高效高质量地实现高填充母粒的配混造粒呢?
聚烯烃高填充母粒是常用的高填充母粒,其填料一般为无机填料,如碳酸钙、滑石粉等,含量可达85%。
在聚合物中加入填料,既改善了聚合物的性能,又降低了配混料的成本。
但是,凡用到粉体填料的领域,都可以用高填充母粒来替代。
填充母粒改善了塑料改性和塑料加工成型的生产环境,提高了物料的处理效率和生产线的自动化程度,从而提高了劳动生产率,因而在塑料行业中得到越来越广泛的应用。
以碳酸钙填充母粒为例,它可在透气膜、尿不湿和管材等生产领域得到应用。
以高达85%的碳酸钙聚烯烃高填充母粒为例,碳酸钙作为功能性填料或矿物改性剂加入聚合物中,可以增加异型材的耐久性和刚性,或者用于生产透气膜,亦或作为填料降低配混料的成本。
一般,需要根据最终应用要求来选择合适的碳酸钙类型,如白垩、石灰石或者大理石。
与石灰石型相比,大理石型的碳酸钙不易湿润和分散,很难混入聚烯烃熔体中,因此,大理石型的碳酸钙不宜用于高填充母粒。
碳酸钙表面应经过处理,以改善其湿润和分散性,减少团聚,从而提高流动性和力学性能,降低吸湿性并提高抗紫外性。
另外,碳酸钙粒径对其在聚合物载体内的湿润和分散性影响很大,会影响母粒的加工性,如最高的填充量和产量等。较小粒径的碳酸钙,对其湿润和分散会更困难。
除粒径外,粒径分布以及填料的表面特性(如比表面的大小)对母粒的性能也有影响。
一般,应将碳酸钙原料的含湿量控制在0.1%~0.2%之间。
聚合物基料的熔融;
聚合物基料熔体对填料的湿润;
附聚体和集聚体的分散(分散混合);
填料在基料中的均匀混合;
熔体的脱排气和均化。
能将大量的碳酸钙粉料加入挤出机;
能对填料进行出色分散,并使之与聚合物载体混合均匀。
要充分满足上述工艺要求,圆满地完成工艺步骤,必须对整条生产线进行科学设计,这包括:物料的处理输送,要考虑不同的原材料供料形式:25kg、大包和料仓;
配方可控的预混料吸料系统;
稳定准确的失重计量喂料,比如,在补料过程中不允许有任何冲料现象,也不允许因架桥和振动而引起计量的波动;
挤出机工艺加工段中,螺杆应有较高的扭矩,机筒应实现高效率的加热和冷却,在达到出色分散和分布混合效果的同时,能实现高产量,且设备运行安全可靠、高效节能;
配套的下游设备,如齿轮泵、在线换网器和水下切粒机等;