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炭黑很黑,不要忘记碳黑在塑料应用中劳苦功高
文章作者:admin 更新时间:2018/12/10 14:11:12
炭黑是塑料的着色剂、防紫外线老化剂和抗静电剂。随着塑料行业的发展,炭黑在塑料行业的用量也越来越大,从普通的日用塑料到高档的工程塑料都离不开炭黑。和橡胶行业用炭黑相比,塑料的炭黑用量虽然不多,但它对塑料性能的影响很大,因此,对塑料用炭黑的性能要求更加严格,不同用途的塑料制品对炭黑性能有不同的要求,现对炭黑在塑料中应用作一介绍。
炭黑在塑料中的常用的分散设备
1.1 砂磨机
从某种意义上讲,砂磨机是球磨机的延伸。砂磨机的研磨方法类似于球磨机,其分散需要的剪切力均来自颜料中的分散介质。砂磨机是依靠高速旋转的分散盘作用于分散介质所产生的离心力来提供分散剪切力;而球磨机是依靠重力来提供分散剪切力。
砂磨机的优点为分散时间快,效率高,能够连续生产,可以分散低粘度的体系。
砂磨机的缺点是分散前都需要预混和。砂磨机所用分散介质有钢珠、玻璃珠以及陶瓷珠等。当砂磨机分散时,分散介质趋向于均匀地分布。
当减少分散介质在体系中的质量分数时,分散介质之间的距离将会增大,这样就会降低碳黑的分散效率。但如果用太多分散介质,则会增加分散介质之间的磨损,造成分散介质粒径的减小:有时还会导致分散介质的破碎,影响产品的质量。一般根据生产经验,调整分散介质的数量和粒径,使碳黑的分散效率达到好高。砂磨机比较适合处理低粘度的浆料,不适合处理高粘度的浆料。
1.2 三辊机
三辊机的主要作用是依靠压力和剪切力来克服碳黑的内聚力,达到粉碎和分散碳黑的目的。要使三辊机达到好好的分散水平,下列条件必须得到满足:剪切表面(辊子)之间的距离务必仔细调整好,并能够稳定下来,使辊筒之间的压力达到一个恒定的状态;辊筒的温度应严格控制,避免忽高忽低,影响体系的粘度,影响炭黑的分散;对要求生产高光泽、高分散、黑度深的制品时,事先应对三辊机表面进行重点的清洗;在进行同样产品不同批号的生产时,务必对剪切表面(辊子)进行重新清洗。三辊机比较适合处理高粘度的浆料,不适合处理低粘度的浆料。
1.3 注意事项
(1)为了能充分发挥炭黑的特性,分散研磨前应完成下列几方面工作:
①将碳黑和树脂混合均匀;
②用树脂代替炭黑孔隙内的空气和水分;
③用分散设备提供的剪切力,将炭黑中大的附聚体研磨分散成小的附聚体或聚集体。如果在炭黑的分散过程中能很好地按照上述步骤操作,碳黑一定能达到令人满意的黑度、色相、着色力、光泽、稳定性和流动性。
(2)预混合
从表1可知:不是所有的分散设备都需要预先将炭黑和树脂进行预混合。但为了确保塑料在挤出时达到好好的效果,必要的预混合还是需要的,以确保树脂熔融时和炭黑充分混合,有效减少达到分散要求的研磨时间。
为降低塑料的成本,炭黑的用量要求尽可能地高,但是,研磨设备的性能和类型将对炭黑的分散产生重要的影响。不同的塑料要求不同的分散水平。在许多情况下,塑料性能的不足可以直接归因于炭黑分散的不足,如电缆外壳和光纤等塑料产品,要求炭黑的分散水平能达到更高层次。对于性能要求很高的塑料,炭黑的充分分散是非常重要的。如果能好大限度地提高炭黑的分散水平,可以使塑料的颜色、色相、粘度、光泽、稳定性以及挤出特性等达到更好的要求。