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威海云清--水性材料领航者

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周良清 高级工程师 13181145213 专业从事化学清洗,清洗各类不锈钢、钢铁、铜铝等工程设备,在金属表面处理行业有着10年的工作经验,现在任职于威海云清化工开发院。云清企业将全力发展成为最著名的精细化工专业集团,为各行各业源源不断地提供更好的理念、商品和服务,推动世界精细化工行业不断走上新台阶!加我QQ:330739094

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塑料光亮母料  

2011-12-26 10:54:40|  分类: 新型功能材料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 塑料光亮母料
       塑料光亮母料,是一种适用于多种树脂挤出工艺的聚合物加工助剂。塑料光亮母料可以用于吹塑薄膜,挤出丝、膜、板、管、型材、电线电缆,也适用于BOPP和CPP薄膜生产工艺,适用于聚乙烯(包括LLDPE、HDPE、HMW-HDPE、MLLDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、尼龙、聚酯(PET)、交联聚乙烯(PEX)等树脂原料的加工。
      1. 塑料光亮母料作用的原理
      今天在欧洲和美洲,工业上广泛采用的是添加塑料光亮母料聚合物。当塑料光亮母料在挤出机中混入熔体后,在表面张力的作用下,塑料光亮母料向熔体表面移动并附着在挤出机金属表面上的趋势,在塑料熔体流经时,提供一个润滑层。这里必须指出:金属表面的塑料光亮母料润滑层是动态的:塑料光亮母料不断被带走同时又不断地补充。最低的添加量要保证在挤出机头的金属表面上形成连续的润滑层。润滑层的存在相当于在不平滑的金属表面添加了一层特氟龙镀层,当过程达到动态平衡以后,挤出机的挤出压力、扭矩和熔体的表观粘度将下降。此时如果提高挤出机的转速,使挤出压力达到原始值时,挤出机的产量将得到提高;润滑层的存在极其明显地改善了塑料制品的表面性能(表面光泽度、着色性和可印刷性)和熔体本身的均匀度,提高了产品的质量。
      2.塑料光亮母料在塑料加工中所起的作用
      (1) 塑料光亮母料 改善塑料挤出加工性能
?   塑料光亮母料能减少或消除口模积料,减少停车维修时间,适用于加工PE、PP、PEX、PA、PS、PET;降低挤出压力,允许用窄口模间隙并可降低操作温度,降低能耗;利于改善树脂的热稳定性。塑料光亮母料对系统有清洗作用,在生产不同产品时,改换颜色快、换料快。
      (2)塑料光亮母料提高挤出产品质量
?   减少凝胶形成,产品均匀性好,质量高,对PE、PP、PEX及色母粒加工有利;
?   塑料光亮母料可以消除熔体破裂现象,并因此消除造成的表面缺陷现象,消除鲨鱼皮,结果是提高了产品的抗冲击强度、提高了制品表面的光泽度,使产品的厚度均匀;对多层共挤膜挤出加工有利;
?   利于颜料分散;适合做分散剂,颜色更亮丽均匀,换色更快。
      (3)塑料光亮母料拓宽原料选用范围
?  使较低熔融指数的聚合物(例如:MI<1.0=容易加工、加工的薄膜更薄并具有相同的强度,减少用料,利于降低生产成本;
?  可以提高LLDPE/LDPE中LLDPE的比例(可以全部使用LLDPE),以提高机械性能;
?  使茂金属聚烯烃、6个C或8个C的LLDPE、PEX、HMW-HDPE等高粘度树脂变得容易加工;
      3. 塑料光亮母料适用的加工方法:
      吹膜;流延薄膜;中空吹塑模塑;挤出管道/管线;纤维拉丝;电线电缆挤出;型材挤出。
      4. 塑料光亮母料的添加方法
       ?  要使充分发挥作用,塑料光亮母料粒子必须均匀分散在聚合物熔融流体中:塑料光亮母料分散在聚合物中的粒子应当小于2微米;以利于分散并充分发挥塑料光亮母料的效能。
       ?  将您使用的低MI树脂与塑料光亮母料混合,初始浓度从塑料光亮母料1kg开始逐步降低,确定最佳塑料光亮母料含量。为了在挤出机口模壁保持塑料光亮母料润滑涂层的动态平衡,所加工的树脂内塑料光亮母料含量必须维持一个最低含量;
        用塑料光亮母料涂覆挤出机口模,需要一定的时间。达到平衡时间,影响因素有:塑料光亮母料浓度、物料流量、设备情况、树脂流变性能、树脂中其他添加剂等;可以用高浓度塑料光亮母料2kg运行30分钟,来缩短到达平衡的时间;或者用提高挤出机产量的方法缩短调节的时间;
       ?  要注意其他添加剂的副作用。这种副作用有物理的、也有化学的。小心选用树脂所用的其他加工添加剂,防止抵消塑料光亮母料的作用。建议,首先核对挤出原料树脂中的添加剂。
       ?  在试用塑料光亮母料前,生产线必须清洗干净,没有聚合物积料。有污染物可能会在初次使用塑料光亮母料时被塑料光亮母料清洗下来,产生凝胶、弄黑样品,导致削弱塑料光亮母料的作用,得到错误的信息。
      5. 塑料光亮母料适用不同的场所:
       ?  在HDPE流延膜中用塑料光亮母料连续运行时间增加;用于HDPE管改善表面性能;
       ?  用1-2kg塑料光亮母料于吹膜:减少熔体破裂,提高产量10%;
       ?  塑料光亮母料是低MI树脂的最佳伙伴,适用于降低高分子量树脂的挤出压力:PEX、HMW-HDPE及其它高分子量膜、管、吹塑模塑;
       ?  用于BOPP及其它PP膜;
       ?  用于PP纤维,提高拉丝速度,消除丝表面缺陷,增加强度,减少断丝;
       ?  用于PVC 明显减少口膜积料、提高生产能力;
       ?  用于色母粒帮助颜料分散;
      6. 塑料光亮母料用于管材挤出
?   ?  改善管材表面;
?   ?  降低熔体表观粘度、降低剪切力、降低挤出压力,
?   ?  增加产量:在相同挤出压力下,提高产量,节省能源,减少及消除口模积料;
?   ?  减少并消除熔体破裂;
?   ?  塑料光亮母料能够保持管子的物理机械性能,由ASTM D2837实验1,000小时、ISO TR-9080在20℃,60℃,80℃ 10,000小时检测结果证实, 对保持管材长期静液压应力没有任何影响。
      7.加工PP用塑料光亮母料的优势
?   ?  消除口模积料;
?   ?  膜的质量好,膜的厚度均匀;
?   ?  能比较好地控制管壁厚度,可选择更低的加工温度;(管材挤出)
?   ?  换颜料时间短;
?   ?  不破坏纤维;
?   ?  容易控制纤维的细度;
?   ?  由于口模隆起少,能做更细的纤维;
?   ?  物料流动稳定,捻丝时没有初期共振;
     
     塑料光亮母料对PP管材挤出的效用:
       塑料光亮母料用于制备壁厚1.5”、直径4英尺PP管子(Ф1200×38),
       ?  加工温度降低,约15℃
       ?  管子壁厚均匀,明显减少熔体凹凸不平现象,管子强度好;
       ?  管壁光滑;
       ?  用塑料光亮母料不改变管材的物理性能及涂复性、密封性、印染性等;

     8.用塑料光亮母料减少口模积料:
       挤出过程中,挤出物的组分逐渐沉积在模口出口,形成口膜积料,会影响产品的质量,使产品的光学性能、机械性能及外观变差;严重积料导致停车清理,影响产量。在吹膜、流延薄膜、电线电缆及型材挤出中都会出现口膜积料,应当予以关注。用塑料光亮母料可以避免物料在模口滞留和积累。

     引起口膜积料的原因分为两类:
?   由于原料:
     ?  低分子量物质;
     ?  湿气及挥发物;
     ?  填料;
     ?  颜料分散不好;
     ?  组份粘度不同,分散不均匀;
由于设备及加工中的问题:
     ?  口模清洁度
     ?  口模的几何尺寸:进口尺寸、出口角度、长度、收缩情况,
     ?  流出速度、模口膨胀;
     ?  螺杆压力波动;
     ?  熔融温度不当;
     ?  速度下降和停止;
     ?  大气环境影响。

     9. 用塑料光亮母料可以减少凝胶
     凝胶的种类:
?   ? 未混合/未熔化的凝胶,设备缺陷(螺杆结构、口模尺寸)使料混合不均匀,会导致凝胶生成。用塑料光亮母料可以减少凝胶;
?   ? 交联凝胶:设备的“死角”是降解点,容易产生凝胶;操作温度不当,也引发产生交联凝胶。碳自由基中心使PE交联成高分子量PE,用塑料光亮母料可以减少;
?   ? 氧化凝胶:用塑料光亮母料可以减少;
?   ? 纤维或其他树脂污染;
?   ? 无机添加剂凝聚;
?   ? 聚合物中的凝胶;
     用塑料光亮母料减少交联及氧化凝胶。
       氧化凝胶生成的过程:
? 氧化物粘到口模壁,作为对聚合物发生其他氧化作用的一个点,
? 产生高浓度氧化物,导致交联,
用塑料光亮母料涂复口模壁,处于动态平衡,避免口模壁积料滞留;热稳定性好的塑料光亮母料不交联低分子组份;
    10. 鲨鱼皮现象产生的原因及克服方法]:
        塑料在高速挤出时产生鲨鱼皮,是因为口模壁的摩擦力,使出口处的塑料熔体外层受高张力作用,流体发生弹性回缩。高速挤出时的强张力,引起熔体破裂,产生鲨鱼皮,流体发生弹性回缩。高速挤出时的强张力,引起熔体破裂,产生鲨鱼皮,
高速挤出 → 尖的流体断面 → 高张力,极端情况下,表现为熔体破裂,出现鲨鱼皮。
用塑料光亮母料涂复口模后,口模壁有润滑性,给出稳定平缓的流动断面,给出平滑的制品。
     控制鲨鱼皮现象的方法:
     ?  降低张力(压力),降低产量;
     ?  降低分子量;
     ?  改变树脂成分;
     ?  提高加工温度;
     ?  改变口模尺寸;
     ?  用加工助剂。
      用塑料光亮母料的好处:提高产量,改善低MI树脂的加工性,允许用更窄的口模缝挤出,改善表面平滑度,减少停车时间,可以在较低温度加工、节能。
     11. 其它添加剂对塑料光亮母料的影响
      其它添加剂可能发生的作用:刮掉、吸附、化学反应、争抢占有金属口模壁
      可能发生作用的其它添加剂:抗粘剂、硬酯酸盐、爽滑剂、TiO2 不同晶型对塑料光亮母料的影响不同。
为塑料光亮母料使达到良好的分散并发挥最大效能,一般使用含量2~5%的母粒。

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