2024.03.22
黑色母粒常見問題17個及決定黑色母質(zhì)量關(guān)鍵因素
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在塑料
、熱塑性彈性體材料改性及制品加工成型領(lǐng)域 ，都會用到黑色母，相對于直接使用炭黑比，使用黑克什克騰色母粒，更加方便，環(huán)境更友好，本文主要講述黑色母的常見問題，及決定黑色母質(zhì)量的關(guān)鍵因素：
一
、17個黑色母的常見問題1.1. 黑克什克騰色母粒是由哪些材料組成的
？組成黑克什克騰色母粒的材料有：A. 碳黑
；B. 碳黑載體；C. 碳黑潤濕劑；D. 碳黑分散劑；E. 其他加工助劑。1.2. 黑克什克騰色母粒用碳黑有哪些
？
按照國際分類
，我國有三十多個品種，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
，真正能作為黑克什克騰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。這樣制造的黑克什克騰色母粒與塑料原料相容性較好。如：PS(聚苯乙烯)塑料制品，其使用的黑克什克騰色母粒載體就是PS。對于聚乙烯塑料制品，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只能制造低濃度黑克什克騰色母粒
。對于PP(聚丙烯)塑料制品，只能使用PP和LDPE為載體的黑克什克騰色母粒，但不能使用HDPE和LLDPE及其他塑料為載體的黑克什克騰色母粒，主要還是考慮到PP與HDPE、LLDPE的相容性要更差點(diǎn)，會導(dǎo)致PP變脆。當(dāng)然也有用回收料做載體的黑克什克騰色母粒。通用的載體一般會選擇EVA
，更的載體會選擇其它乙烯基彈性體，氣味更小。
1.4. 為什么碳黑需要潤濕劑
？
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
，就必須先將碳黑潤濕。潤濕劑的選擇非常關(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)，將會嚴(yán)重影響所加工制品的強(qiáng)度
。
1.5. 碳克什克騰黑母料使用的分散劑有哪些
？
分有機(jī)分散劑和無機(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。低檔黑克什克騰色母粒使用無機(jī)分散劑
，常用有碳酸鈣。可以從母粒包裝判斷，25公斤只有半袋的肯定是使用無機(jī)分散劑;滿袋的是使用有機(jī)分散劑的黑克什克騰色母粒。使用無機(jī)分散劑可以大大降低黑克什克騰色母粒成本，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合
，對阻燃劑的起到一定的抑制，所以，一般阻燃級材料，比如阻燃熱塑性彈性體中，都不能添加含有碳酸鈣的黑克什克騰色母粒。1.6. 黑克什克騰色母粒也需要加工助劑嗎
？當(dāng)然需要
。順利的加工過程需要正確選擇抗氧劑、內(nèi)潤滑劑、外潤滑劑、改性劑和抗靜電劑。1.7. 黑克什克騰色母粒有哪些加工方法
？
有三種：單螺桿法
，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
，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. 加工方法對母粒性能有影響嗎
？
是的。顯然
，密煉法提高了載體對碳黑的承載能力
，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
，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年前使用過單螺桿做的黑克什克騰色母粒
，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
，后來一檢查，原來是黑色母里面的炭黑沒有分散開
，用手直接摳那個顆粒
，感覺有點(diǎn)硬，但一用力
，就完全是黑粉
。
1.9. 黑克什克騰色母粒在哪些方面具有突出表現(xiàn)？
在塑料制品染色方面
，黑克什克騰色母粒只需0.6%-0.8%
，就會奇黑無比，再多加也不會更黑了
。
據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示
，在新疆地區(qū)戶外使用的制品，如需要依靠黑克什克騰色母粒防老化
，只要使用優(yōu)質(zhì)黑克什克騰色母粒(而不是回料做載體
，白油潤濕，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份左右黑克什克騰色母粒
，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
，來降低產(chǎn)品成本
。
韌普利小編注：對于阻燃改性塑料或者熱塑性彈性體來說，添加2%的黑色母
，通常是不夠黑的
，一般會添加到5%左右。
另外
，在戶外使用時(shí)間長短
，產(chǎn)品壽命的要求，也決定黑克什克騰色母粒使用量適當(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
。
如加入黑克什克騰色母粒太少，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. 怎樣從黑克什克騰色母粒外觀判斷其質(zhì)量
？
質(zhì)量好的黑克什克騰色母粒光澤及軟硬適度。過油過亮
，說明油放得太多
，光澤黯淡說明載體是回料或碳酸鈣過量。
質(zhì)量好的黑克什克騰色母粒用牙咬
，柔中帶脆
。太軟說明有機(jī)分散劑過多，軟而松散說明碳黑濃度低含碳酸鈣較多
，過脆說明碳黑含量過高，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)使用濃度較低的黑克什克騰色母粒;或者母粒有過多的碳酸鈣和過多的白油，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，說明白油多了。
1.13. 含碳酸鈣的黑色母料能否使用
？要綜合來看。首先，黑色母料中如果碳酸鈣細(xì)度1000目
，含量在10%以內(nèi)，對于無戶外暴露使用要求的制品，是不錯的選擇，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10%
，制品表面無光發(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
，使用這類黑克什克騰色母粒
，需要舍得使用高剪切能力的設(shè)備。
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1.14. 選擇碳黑含量高的黑克什克騰色母粒降低成本嗎
？
碳黑含量較高
，意味著分散越困難，對設(shè)備剪切能力的要求也提高
，需要配大長徑比
、帶混煉段、耐磨蝕的螺桿，這要視設(shè)備情況而定。
對混煉效果好的設(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. 黑克什克騰色母粒中添加防老化劑是怎么回事？
這與黑克什克騰色母粒儲存及使用加工有關(guān)
。我國生產(chǎn)的塑料用碳黑，無論高色素、中色素還是低色素，都存在含氧元素較高的問題。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存過程中，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克什克騰色母粒
，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性仍然較差，制品著色難，十有八九是它。
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