在塑料、熱塑性彈性體材料改性及制品加工成型領(lǐng)域，都會(huì)用到黑色母，相對(duì)于直接使用炭黑比，使用黑當(dāng)涂色母粒，更加方便，環(huán)境更友好，本文主要講述黑色母的常見問(wèn)題，及決定黑色母質(zhì)量的關(guān)鍵因素：

一、17個(gè)黑色母的常見問(wèn)題

1.1. 黑當(dāng)涂色母粒是由哪些材料組成的？

組成黑當(dāng)涂色母粒的材料有：A. 碳黑；B. 碳黑載體；C. 碳黑潤(rùn)濕劑；D. 碳黑分散劑；E. 其他加工助劑。

1.2. 黑當(dāng)涂色母粒用碳黑有哪些？

      按照國(guó)際分類，我國(guó)有三十多個(gè)品種，主要分為橡膠用和非橡膠用兩大類。

      在橡膠用碳黑中主要是耐磨碳黑，能有效地提高橡膠輪胎的耐磨性;在非橡膠用碳黑中，真正能作為黑當(dāng)涂色母粒得碳黑只有幾種。

      以槽法碳黑在塑料中應(yīng)用最為廣泛，這主要由于其來(lái)源豐富，純度高，粒徑小。這其中，又分為高色素碳黑(粒徑9-17mm)，中色素碳黑(粒徑18-25mm)和低色素碳黑(粒徑26-37mm)。

      由于碳黑品種不同，價(jià)格差異很大。碳黑粒子由于其本身具有多活潑性，很少以原生粒子存在，幾乎都以一定范圍粒徑得團(tuán)聚粒子存在。

1.3. 碳黑載體是怎么回事？

      載體就是承載碳黑的物質(zhì)。一般塑料制品使用什么原料，載體就使用什么原料。這樣制造的黑當(dāng)涂色母粒與塑料原料相容性較好。如：PS(聚苯乙烯)塑料制品，其使用的黑當(dāng)涂色母粒載體就是PS。對(duì)于聚乙烯塑料制品，載體就是聚乙烯。但是，一般選用LDPE(高壓聚乙烯)，因?yàn)長(zhǎng)DPE承載碳黑能力最強(qiáng)，且加工性能好。

      而其他聚乙烯HDPE和LLDPE只能制造低濃度黑當(dāng)涂色母粒。對(duì)于PP(聚丙烯)塑料制品，只能使用PP和LDPE為載體的黑當(dāng)涂色母粒，但不能使用HDPE和LLDPE及其他塑料為載體的黑當(dāng)涂色母粒，主要還是考慮到PP與HDPE、LLDPE的相容性要更差點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致PP變脆。當(dāng)然也有用回收料做載體的黑當(dāng)涂色母粒。

      通用的載體一般會(huì)選擇EVA，更的載體會(huì)選擇其它乙烯基彈性體，氣味更小。

1.4. 為什么碳黑需要潤(rùn)濕劑？

      碳黑比重約2g/cm3，由于碳黑粒徑很小，表現(xiàn)密度就很小，顯得蓬松，似乎很輕。要順利加工，就必須先將碳黑潤(rùn)濕。潤(rùn)濕劑的選擇非常關(guān)鍵。

為降低成本，大量使用白油或石蠟之類的產(chǎn)品的企業(yè)不在少數(shù)，將會(huì)嚴(yán)重影響所加工制品的強(qiáng)度。

1.5. 碳當(dāng)涂黑母料使用的分散劑有哪些？

      分有機(jī)分散劑和無(wú)機(jī)分散劑兩類。黑色母料使用有機(jī)分散劑，主要用于使用環(huán)境要求較高的塑料制品，如滴灌產(chǎn)品。

      低檔黑當(dāng)涂色母粒使用無(wú)機(jī)分散劑，常用有碳酸鈣?？梢詮哪噶０b判斷，25公斤只有半袋的肯定是使用無(wú)機(jī)分散劑;滿袋的是使用有機(jī)分散劑的黑當(dāng)涂色母粒。使用無(wú)機(jī)分散劑可以大大降低黑當(dāng)涂色母粒成本，但很致命的是碳酸鈣具有加速塑料制品老化的作用。

      韌普利小編注：另外碳酸鈣在阻燃場(chǎng)合，對(duì)阻燃劑的起到一定的抑制，所以，一般阻燃級(jí)材料，比如阻燃熱塑性彈性體中，都不能添加含有碳酸鈣的黑當(dāng)涂色母粒。

1.6. 黑當(dāng)涂色母粒也需要加工助劑嗎？

      當(dāng)然需要。順利的加工過(guò)程需要正確選擇抗氧劑、內(nèi)潤(rùn)滑劑、外潤(rùn)滑劑、改性劑和抗靜電劑。

1.7. 黑當(dāng)涂色母粒有哪些加工方法？

      有三種：?jiǎn)温輻U法，雙螺桿法和密煉法：

1.7.1. 單螺桿法：使用拌料機(jī)將物料混合后，由單螺桿擠出機(jī)拉條造粒，一般碳黑濃度在18-20%，工藝落后，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件差，屬被淘汰工藝，不排除一些剛起步小廠仍使用此法加工。

韌普利小編注：目前有一部分企業(yè)采用的是往復(fù)式單螺桿混煉擠出機(jī)，該種機(jī)型，螺桿一邊旋轉(zhuǎn)，一邊前后運(yùn)動(dòng)，并且筒體上銷釘，混煉分散的效果非常好。

1.7.2. 雙螺桿法：使用拌料機(jī)將物料混合后，由雙螺桿擠出機(jī)拉條或水環(huán)造粒，由于雙螺桿機(jī)本身混煉能力有限，母粒一般碳黑濃度在25-32%。

1.7.3. 密煉法：使用拌料機(jī)將物料混合后，加入密煉機(jī)捏合后，再由喂料機(jī)喂入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)水環(huán)或水下切粒，母料一般碳黑濃度在40-45%。

1.8. 加工方法對(duì)母粒性能有影響嗎？

      是的。顯然，密煉法提高了載體對(duì)碳黑的承載能力，同時(shí)碳黑能更均勻地進(jìn)入載體。

發(fā)揮密煉機(jī)機(jī)械捏合優(yōu)勢(shì)，破碎團(tuán)聚粒子，使碳黑粒子團(tuán)聚粒度大大降低，母粒中碳黑粒徑及其分布均勻，是其他兩種方法不能替代的。

韌普利小編注：曾經(jīng)在15年前使用過(guò)單螺桿做的黑當(dāng)涂色母粒，添加到熱塑性橡膠TPV中，客戶直接擠出建筑密封條。發(fā)現(xiàn)表觀有顆粒，后來(lái)一檢查，原來(lái)是黑色母里面的炭黑沒(méi)有分散開，用手直接摳那個(gè)顆粒，感覺(jué)有點(diǎn)硬，但一用力，就完全是黑粉。

1.9. 黑當(dāng)涂色母粒在哪些方面具有突出表現(xiàn)？

      在塑料制品染色方面，黑當(dāng)涂色母粒只需0.6%-0.8%，就會(huì)奇黑無(wú)比，再多加也不會(huì)更黑了。

      據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在新疆地區(qū)戶外使用的制品，如需要依靠黑當(dāng)涂色母粒防老化，只要使用優(yōu)質(zhì)黑當(dāng)涂色母粒(而不是回料做載體，白油潤(rùn)濕，碳酸鈣分散等等的那種)，碳黑在制品中含量達(dá)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，所起到的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任何防老化產(chǎn)品，產(chǎn)品壽命可以達(dá)到10年以上。

1.10. 實(shí)際生產(chǎn)中黑色母料的份數(shù)有什么要求？

      實(shí)際生產(chǎn)中一般使用2份左右黑當(dāng)涂色母粒，再添加防老化助劑，利用防老化和碳黑的協(xié)同作用防老化，來(lái)降低產(chǎn)品成本。

      韌普利小編注：對(duì)于阻燃改性塑料或者熱塑性彈性體來(lái)說(shuō)，添加2%的黑色母，通常是不夠黑的，一般會(huì)添加到5%左右。

      另外，在戶外使用時(shí)間長(zhǎng)短，產(chǎn)品壽命的要求，也決定黑當(dāng)涂色母粒使用量適當(dāng)降低，前提是碳黑在產(chǎn)品中必須形成連續(xù)相，即有碳黑“膜”保護(hù)塑料。

      如加入黑當(dāng)涂色母粒太少，碳黑相(即小片濃度高的部分)在制品中不連續(xù)，在相與相的分界處，塑料分子最脆弱，受紫外光直接打擊，加速氧老化反應(yīng)，此時(shí)碳黑在制品中如同雜質(zhì)，還不如不加。

      相與相的分界處小于280mm時(shí)，可以躲避紫外光打擊，制品是安全的。

1.11. 怎樣從黑當(dāng)涂色母粒外觀判斷其質(zhì)量？

      質(zhì)量好的黑當(dāng)涂色母粒光澤及軟硬適度。過(guò)油過(guò)亮，說(shuō)明油放得太多，光澤黯淡說(shuō)明載體是回料或碳酸鈣過(guò)量。

      質(zhì)量好的黑當(dāng)涂色母粒用牙咬，柔中帶脆。太軟說(shuō)明有機(jī)分散劑過(guò)多，軟而松散說(shuō)明碳黑濃度低含碳酸鈣較多，過(guò)脆說(shuō)明碳黑含量過(guò)高，或載體是回料。

1.12. 使用黑色母料后制品表面有小麻面是怎么回事？

      如果麻面是突起的小尖，說(shuō)明制品加工設(shè)備分散母料能力有限，不能將母料中碳黑團(tuán)聚顆粒剪切均勻，應(yīng)使用濃度較低的黑當(dāng)涂色母粒;或者母粒有過(guò)多的碳酸鈣和過(guò)多的白油，被單螺桿及雙螺桿機(jī)，在高壓下擠出，形成小僵塊，無(wú)法分散。如果麻面是凹下的，是母料中小分子物質(zhì)揮發(fā)造成，說(shuō)明白油多了。

1.13. 含碳酸鈣的黑色母料能否使用？

      要綜合來(lái)看。首先，黑色母料中如果碳酸鈣細(xì)度1000目，含量在10%以內(nèi)，對(duì)于無(wú)戶外暴露使用要求的制品，是不錯(cuò)的選擇，價(jià)格低。產(chǎn)品外觀光澤好，加工中碳黑分散均勻，黑度不受影響，對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度影響較小。

      如果碳酸鈣細(xì)度低于1000目，可能出現(xiàn)光澤黯淡，表面粗糙，制品強(qiáng)度下降。如果1000目的碳酸鈣用量超過(guò)10%，制品表面無(wú)光發(fā)灰白，黑度不夠，制品強(qiáng)度下降。

      其次，在任何有防老化要求的戶外使用的制品中，含有碳酸鈣都是不好的，視產(chǎn)品使用壽命選擇是否使用。最后，使用這類黑當(dāng)涂色母粒，需要舍得使用高剪切能力的設(shè)備。

1.14. 選擇碳黑含量高的黑當(dāng)涂色母粒降低成本嗎？

      碳黑含量較高，意味著分散越困難，對(duì)設(shè)備剪切能力的要求也提高，需要配大長(zhǎng)徑比、帶混煉段、耐磨蝕的螺桿，這要視設(shè)備情況而定。

      對(duì)混煉效果好的設(shè)備，使用碳黑濃度高的母粒，相應(yīng)加入量少，當(dāng)然省錢。對(duì)于混煉能力有限的設(shè)備，使用碳黑濃度高的母粒，分散不均，麻點(diǎn)突出，造成廢品率較高，得不償失。也許使用碳黑含量40%的母粒時(shí)生產(chǎn)不正常，改用35%后，效果卻很好。

1.15. 黑當(dāng)涂色母粒中添加防老化劑是怎么回事？

      這與黑當(dāng)涂色母粒儲(chǔ)存及使用加工有關(guān)。我國(guó)生產(chǎn)的塑料用碳黑，無(wú)論高色素、中色素還是低色素，都存在含氧元素較高的問(wèn)題。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，達(dá)3-8%。這直接影響到母粒加工和儲(chǔ)存過(guò)程中，載體的氧化老化，這種老化一旦發(fā)生，將直接導(dǎo)致未來(lái)使用該母料的產(chǎn)品，提前老化，氧化誘導(dǎo)期試驗(yàn)充分證明這一點(diǎn)。為避免和減輕這種現(xiàn)象，采取添加適量的防老化劑，是保證黑色母料質(zhì)量的更佳選擇。

1.16. 如使用橡膠用耐磨碳黑制造的黑當(dāng)涂色母粒，有什么不妥？

      這種母粒，耐磨是位的，有一定的抗老化作用，染色能力較差，價(jià)格非常便宜。最主要的是你的設(shè)備要足夠耐磨。

1.17. 如何分辨橡膠用耐磨碳黑制造的黑色母料？

      從包裝上看，只有半袋，很黑很重，價(jià)格也很低。加入設(shè)備后，立即出現(xiàn)電流加大，扭矩加大，提高塑料加工溫度流動(dòng)性仍然較差，制品著色難，十有八九是它。