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2017-03-06 183
碳黑用途颇为广泛,它不但是塑料橡胶制品的理想黑色着色剂,而且是光稳定剂和制品的补强剂。它价格低廉且色泽纯正,在较高的加工温度下具有较好的稳定性,还能与其他无机着色剂相结合,制成紫色、灰色、琥珀色、棕色等多种色泽的制品。
碳黑的制造方法主要由炉法和槽法两种。一般塑料用碳黑是经槽法制得的高耐磨碳黑。
1碳黑在PVC压延膜应用中出现的问题及原因
在PVC压延膜生产中,应用槽法制得的高耐磨碳黑作为着色剂时,其使用方法使:将一定量的碳黑,按比例与增塑剂混合成浆料,经三辊研磨机研磨,当细度达到150μm以上时,将磨好的浆料根据配方与PVC树脂和其他加工助剂高速混合,两辊开炼机塑化,三辊压延机加工成PVC薄膜。在正常加工情况下,制品厚度在0.11mm压延辊表面温度在165-170℃时,薄膜表面出现大小不等的晶点颗粒,严重的可导致制品有孔洞,用手摸制品表面有严重的粗糙感。如果温度低于170℃,晶点颗粒堆积成块状,导致生产无法进行。出现这种现象后,可将压延温度提高到175-180℃,继续加工塑化。如果制成0.11mm厚的塑料膜,晶点存在仍然严重,但颗粒减少。加工温度继续提高到190℃,薄膜晶点明显减少且晶粒变更小。直到加工温度升为200℃时晶点消失,但原料出现降解。
根据以上出现的问题,分析结果人文碳黑颗粒大。再次将碳黑浆在三辊研磨机上研磨,直到细度在80μm以下,然后再按配方要求与PVC树脂和其他加工助剂高速混合,两辊塑化,三辊压延,在大约170℃加工成0.11mm厚的PVC膜。这时,制品表面晶点颗粒消除,偶尔也有一两个晶点。但是在标准允许范围内,制品外观色黑且光亮,制品的物理机械性能符合标准要求。
在生产中除了出现以上情况外,当碳黑加量过多(一般在0.08-5%),混合塑化不十分好时,制成薄膜会出现严重的碳黑析出现象,污染设备和制品。当与其他制品堆放一起时,也会污染其他制品,出现制品色泽严重迁移的问题。
应用碳黑作为PVC压延膜的着色剂,在生产中出现以上问题的原因在于碳黑本身的结构以及分子间力而造成。再加上原料制造的颗粒大,更增加了问题的严重性和加工难度。
PVC压延膜对色浆的要求,在理论上,细度应在10μm左右。但实际所用的生产设备很难达到。一般经三次以上研磨的细度只能达到80μm以下即可。而碳黑本身的颗粒较大(100目以上),在PVC树脂中分散较差,碳黑本身又是极性分子,极易与PVC树脂结合成团粒破坏。所以,在实际生产中,在高于180℃的加工温度下,经理都不能完全消除。
碳黑是一个多核的芳烃结构,含有邻羟基芳酮、酚、醌型结构。其间甚至有氢键,分子间的引力较大,也导致分散不好,这也是碳黑形成团粒的主要原因。因此没有较强的外力很难使团粒解体。
由于碳黑是一种晶体型结构吗,这也是碳黑强度高的内在因素。综上所述碳黑要比一般无机着色剂耐高温,因此,应用于PVC膜加工时的温度要比其他无机着色剂高(一般高5-10℃)。
2结论
从实际生产的情况得出:如果应用碳黑作为PVC压延膜的着色剂或光稳定剂,必须注意以下三点:
(1)色浆细度必须小于80μm,油漆是制做黑色薄膜时尤为重要;(2)无论加工何种品种,一定要注意加工温度要比其它的着色剂或光稳定剂高。否则,所制成的制品会有晶点颗粒出现;(3)作为补强剂,当用量较多时,必须加强与树脂的混合,避免析出。