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，使用黑三原色母粒

，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. 黑三原色母粒是由哪些材料組成的？

組成黑三原色母粒的材料有：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. 黑三原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

，真正能作為黑三原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。這樣制造的黑三原色母粒與塑料原料相容性較好

。如：PS(聚苯乙烯)塑料制品

，其使用的黑三原色母粒載體就是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只能制造低濃度黑三原色母粒

。對于PP(聚丙烯)塑料制品

，只能使用PP和LDPE為載體的黑三原色母粒

，但不能使用HDPE和LLDPE及其他塑料為載體的黑三原色母粒

，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三原色母粒。

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. 碳三原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

。

低檔黑三原色母粒使用無機(jī)分散劑，常用有碳酸鈣?div id="d48novz" class="flower left">

？梢詮哪噶０b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)分散劑的黑三原色母粒。使用無機(jī)分散劑可以大大降低黑三原色母粒成本

，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三原色母粒

。

1.6. 黑三原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. 黑三原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三原色母粒，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. 黑三原色母粒在哪些方面具有突出表現(xiàn)

？

在塑料制品染色方面，黑三原色母粒只需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

，如需要依靠黑三原色母粒防老化，只要使用優(yōu)質(zhì)黑三原色母粒(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份左右黑三原色母粒，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

，也決定黑三原色母粒使用量適當(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

。

如加入黑三原色母粒太少

，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. 怎樣從黑三原色母粒外觀判斷其質(zhì)量

？

質(zhì)量好的黑三原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)量好的黑三原色母粒用牙咬，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)使用濃度較低的黑三原色母粒;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，使用這類黑三原色母粒

，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三原色母粒降低成本嗎？

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. 黑三原色母粒中添加防老化劑是怎么回事

？

這與黑三原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三原色母粒

，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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