色母：黑色母是色母粒的一種，但它的地位與其他色母粒又有些不同。黑色母是塑膠加工

  黑色母

中最常用的一種色母粒，也是量最大的一種色母粒。

黑色母廣泛應用于塑料加工行業，如注塑成型、擠出成型和吹塑成型等。在現實生活中，它廣泛應用于汽車塑料件的注塑成型中，塑料管材的擠出成型中，農地膜及土工材料的生產中。

近年來，聚乙烯管材(PE)已成為繼PVC之后，世界上消費量第二大的塑料管道品種，廣泛用于給水、農業灌溉、燃氣輸送、排污、礦山砂漿輸送等工程施工等戶外條件下，本色聚乙烯管材會發生老化降解、機械性能下降，一年內就會變脆。資料表明，炭黑是聚乙烯管材的紫外線吸收劑和光屏蔽劑。炭黑含量(質量)和炭黑分散性對聚乙烯管材的耐候性起著至關重要的作用。目前所有的ISO、EN及國家標準都規定，生產PE100級的燃氣管道及給水管道必須使用黑色混配料?；炫淞系奶亢诤繎捎昧叫∮?5 nm的炭黑，炭黑含量不低于2.0%，炭黑分散性≤3級。

國內生產炭黑色母的企業很多，但產品主要定位于農地膜、垃圾包裝袋等傳統產品。目前我國PE100黑色混配料全部使用國外進口的專用炭黑色母生產。由于技術壁壘，商業壟斷，國外PE100炭黑色母價格高，影響了我國PE100黑色混配料的推廣應用。本文研究了一種聚乙烯炭黑多母粒PECB4025，對其技術指標、管材性能及加工應用分別加以介紹。

炭黑含量:

    為保證制品的長期耐老化性能，標準規定聚乙烯管材的炭黑含量必須在2%以上。色母中的炭黑含量越高，色母添加量越低，對本色樹脂性能的影響也就越小，成本也越低。由于炭黑是一種納米材料，表面的結構度很高，在熔融共混的過程中，基體樹脂的分子鏈會纏繞在炭黑表面形成物理交聯，使整個體系的黏度提高。炭黑的粒徑越小，炭黑含量越高，這種效應越顯著。對應于同一種粒徑的炭黑，當炭黑的含量增加到一定程度時色母料的黏度過高，流動性太差而最終無法加工。圖2為炭黑含量對色母熔體流動速率的影響，其中炭黑的粒徑為20 nm，測試條件為190℃/5kg。從圖2中可以看出，不含炭黑的基體樹脂本身的熔體流動速率很高，為21.5 g/10min。隨著炭黑含黑，炭黑含量不低于2.0%，炭黑分散性≤3級。采用PECB 4025炭黑色母與本色樹脂采用單螺桿擠出機共混，混配料的物理性能指標見表2。

炭黑分散：

炭黑色母的黏度與基體樹脂本身的流動性能、炭黑的粒徑及含量都會對其熔體流動速率產生影響。將不同熔體流動速率的炭黑色母與本色樹脂混合直接擠出，從管材上取樣在顯微鏡下觀察炭黑色母的分散情況，放大倍數為“×70”。圖3為不同熔體流動速率炭黑色母的分散情況。(a)MI=8 g/10min (b) MI=35 g/10min

圖3 不同熔體流動速率炭黑色母的分散情況

從圖3中可以看出，炭黑色母的熔體流動速率為MI=8 g/10min (21.6 kg/190℃)的樣品，出現了明顯的流動的波紋痕跡和比較大污點；MI=35 g/10min (21.6kg/190℃)的管材樣品的條紋很輕微，炭黑的分散更好。相對而言，炭黑色母的高黏度的有利于提高混合料的物理性能。但是黏度太高，色母的流動性變差，會使其在本色樹脂中的分散變得困難。

補充說明：

碳黑的分散確實比較難． ——顏料在應用過程中都必須分散到符合光學性能的微粒子狀態，炭黑是所有顏料中最難分散的一種顏料之一，因此炭黑分散的好壞會直接影響到炭黑的黑度、色相和遮蓋能力，直接影響到用戶最終的使用效果。 （顏料黑越細，炭黑聚集體之間接觸點便越多，結果它們之間內聚力越強，當把顏料黑摻入料，即開始進行始炭黑均勻分布時，則對分散要作的功便大，以把炭黑粒子分隔開來，最終達到最高的黑度和著色。與高結構炭黑相比，低結構炭黑較有可能達到高的濃度，但在分散過程中卻因此需要較大分散力。炭黑的分散性能受結構程度的影響，由于高結構炭黑具有良好的分散性能，所以其著色強度也就自然較強。在使用粉狀炭黑時，會出現分散及令人頭疼的灰塵問題，因此，可使用母?；驖{狀物。預制炭黑的價格要比單純使用顏料黑要高，但若考慮到清潔的工序、高的效率及技術投資少的優點，炭黑制劑是有其價值的。

    提供一流檢測儀器，引領行業標準，構建一站式采購服務平臺——安徽華標檢測儀器有限公司，24小時服務熱線：13855106112。

相關下載