碳酸钙作为大无机粉体材料,在塑料中的应用曾因尘土飞扬及亲水性与亲油性树脂的相容性问题而受到限制。为解决这些问题,通常将碳酸钙加工成母料提供给客户,从而优化生产环境和相容性。
1. 碳酸钙粉的选择
碳酸钙粉体的性质决定了母料的基本性能。在生产过程中,碳酸钙的含量根据不同工艺有所差异,双螺杆挤出机生产一般含有较高比例的碳酸钙,而连续密炼机生产则含量更高。
碳酸钙品种繁多,大致可分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。在选择具体设计配方时,需考虑吸油值、性能以及所填充的树脂种类等因素。
2. 载体树脂的选择原则
选择碳酸钙母料载体树脂时,需遵循几个基本原则:与基体树脂相容性好、流动性高于基体树脂、熔融温度低于基体树脂等。
为平衡分散性和复合材料强度,通常会选择与基体树脂相近MI的载体树脂,以保证母料在基体树脂中具有良好的分散性。为增加载体的功能性,常采用多种树脂组成混合载体。
3. 助剂的选择与作用
除了载体树脂和无机粉体,配方中还需添加铝酸酯偶联剂、聚合物蜡类分散剂、润滑剂等助剂。这些助剂的作用包括改善相容性、提高分散性、增加润滑性等。
表2:不同粒度碳酸钙母料配方
(1) 偶联剂
偶联剂的作用是将无机粉体由亲水性变为亲油性,增加与亲油性树脂的相容性。在使用偶联剂时,需注意粉体的处理状况以及与其他助剂的配合使用。
对于碳酸钙而言,偶联剂的品种主要为铝酸酯和钛酸酯。加入量一般为粉体的1%左右,但粒度越细、吸油值越大,偶联剂用量需相应增加。
(2) 分散剂与润滑剂
分散剂的作用是促进粉体在基材中均匀分散。选择分散剂时需考虑载体树脂的种类。润滑剂则用于降低物料之间的摩擦力,提高母料和填充制品的表面光亮度。
内、外润滑剂需搭配使用,以保持内外润滑之间的平衡。对于重质和轻质碳酸钙,因其性质不同,润滑剂的加入量也有所差异。
(3) 稳定剂及其他助剂
为提高产品的稳定性,通常会加入钙/锌复合稳定剂或硬脂酸锌等热稳定剂。根据产品需求,还可能加入抗氧剂等其他助剂。
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