一文了解:塑料母粒概念、组成及生产工艺
01概述
塑料母粒(Plastic Master batch)是把塑料助剂超常量地载附于树脂中而制成的浓缩体,在制造塑料制品时,不必再加入该种塑料助剂,只需按比例加入这种带有超常量的母粒即可。母粒品种多样,例如填充母粒、色母粒、阻燃母粒、抗静电母粒、耐磨母粒、多功能母粒等。

02品类与结构
2.1 塑料母粒品类
填充母粒、色母粒、阻燃母粒、聚烯烃稳定化母粒、农膜用功能性母粒、其他专用母粒。产业化方面,细分已有几十种塑料母料。而且随着塑料品种和应用的扩大,对塑料加工产品性能要求的细化,塑料母料的品种和数量还会上升。
2.2 塑料母粒结构
第一层:填料核
主要起提高刚性、降低成本等作用。填料核的选择:碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石、粉煤灰、玻璃微珠等等都可以作为填料核。
一般要求粒度细些好,最好是1250目以上,添加量高达50%—80%。
第二层:偶联层 由偶联剂或交联剂组成。目的是提高填料与树脂的结合力。
偶联层的选择:一般采用钛酸酯、硅烷、磷酸酯、硼酸酯、铝酸酯等偶联剂进行包覆处理,一般用量为填料量的0.5%~3%,有时为了起协同作用,适当加些交联剂如双马来亚胺,以提高协同作用。
另为处理均匀,常再加些稀释剂,如乙醇、甲苯等,使偶联剂包覆的效果更好。
第三层:分散层
由一些低聚物及分散剂组成。目的是混合均匀,避免填料聚集,提高造粒过程中流动性。
分散层的选择:一般选硬脂酸、硬脂酸盐、低分子量聚乙烯、低分子量聚苯乙烯及其它低分子量聚合物,其用量一般在5%以内。
第四层:增混层
由具有一定双键的共聚物或兼容剂组成。目的是与要填充的树脂能更好地结合。
增混层的选择:一般多用无规聚丙烯(APP),其软化点低,包覆填料效果好,也有用其它树脂如LDPE、HDPE、LLDPE、PS、CPE、EVA等,有时可选用上述树脂的共混物作载体树脂,如LDPE和LLDPE共混,协同效果好。
若母粒用于PVC树脂,则可选择AMS树脂作为母粒载体,填充效果较好。除此之外,还可用无水马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯等处理填料,效果也很好。增混层用量为15%—30%。
03塑料母粒生产工艺
3.1 基本加工技术
传统塑料母粒加工方法按工艺路线可分为两辊开炼法、密炼法、挤出法三种,常用设备有双辊机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机等混炼设备。采用这种方法制得的母粒存在助剂在载体树脂分撒不均匀、助剂和载体树脂的截面粘结性差,生产工序复杂等缺点。
针对上述不足,研发出许多新的加工技术,新母粒加工技术有(1)载体树脂的选择和处理技术;(2)聚合物的包裹技术;(3)液相共混法;(4)熔融相共混法;(5)分子自组装术等。
3.2一般工艺流程
原料称重→配比→混合→挤出→冷却→切粒→检验→包装计量→入库
3.3常规工艺设备
称→计算→密炼机混炼→单/双螺杆挤出机→水/风冷→切粒机→包装机
05结语
随着塑料工业的发展和技术的进步,塑料加工中对母料的定义和内涵已经扩大和深化,不局限于像色料一类小剂量的原料使用母料,也可添加量极大的填料,如钙塑制品也使用填充母料技术。可以说塑料母料已成为当今世界塑料助剂应用的最主要形式之一。