| 碳酸鈣作為第一大無機(jī)粉體材料，在塑料中直接利用會造成塵土飛揚，嚴(yán)重破壞生產(chǎn)環(huán)境。同時，由于其為親水性材料，直接加入親油性樹脂中分散性很不好。因此，對于碳酸鈣粉體而言，一般需要事先將其加工成母料提供給客戶，這樣可以解決生產(chǎn)環(huán)境和相容性問題。在本文上部分，筆者主要介紹了碳酸鈣母料配方設(shè)計基本原則及對典型碳酸鈣母料配方設(shè)計舉例，本文下部分則接著對碳酸鈣母料生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行介紹。
三、碳酸鈣母料生產(chǎn)技術(shù)
◆1、熔融混煉設(shè)備
選用往復(fù)式單螺桿擠出機(jī)、對稱或者非對稱雙螺桿擠出機(jī)、連續(xù)或者雙轉(zhuǎn)子密煉機(jī)、雙接擠出機(jī)組都可以，水下拉條、磨面熱切都可以。
如果載體物料適合，設(shè)備最好選用連續(xù)密煉機(jī)，但是要注意：
● 時間——密煉時間要控制適當(dāng)，太長容易導(dǎo)致粘鍋、變黃，甚至分解。
● 排氣——密煉時，在物理開始粘化結(jié)團(tuán)以前進(jìn)行3-5次排氣，以排除水分或小分子揮發(fā)物，并可以加速無機(jī)粉體的分散。
(1)連續(xù)密煉機(jī)
密煉機(jī)+單螺桿擠出機(jī)和密煉機(jī)+雙螺桿擠出機(jī)，PE和PBS載體可以使用連續(xù)密煉機(jī)。雙轉(zhuǎn)子連續(xù)密煉機(jī)排氣效果突出，實現(xiàn)物粉塵自動連續(xù)化生產(chǎn)。
(2)雙階擠出設(shè)備
雙螺桿擠出機(jī)+單螺桿擠出機(jī)，排氣效果突出，PP載體只能用雙階螺桿擠出機(jī)。
(3)雙螺桿擠出機(jī)
L/D越高越好，一般要求大于40以上，PP載體只能用雙螺桿擠出機(jī)。最近開發(fā)出非對稱雙螺桿擠出機(jī)，具有剪切和擠壓雙重塑化效果。
◆2、熔融混煉工藝
(1)高速混合機(jī)
加料順序：碳酸鈣要先加入進(jìn)行脫水處理，完畢后再加入其他組分。碳酸鈣加入混合5分鐘左右(料溫達(dá)到60-80);加入1%左右的偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理5分鐘(處理后碳酸鈣加入水杯中全部漂浮上面即為處理好);加入PP載體、聚丙烯蠟攪拌2分鐘;加入潤滑劑攪拌2分鐘(高速混合機(jī)電流由70A增加到100A時，低速攪拌冷卻在40℃)。
● 水分控制：溫度要達(dá)到一定高度，脫出吸附在碳酸鈣表面的水分，使之控制在0.3%以下。
● 靜電消除：碳酸鈣在混合過程中容易造成摩擦起電，尤其是片狀結(jié)構(gòu)明顯的碳酸鈣，這會造成顆粒嚴(yán)重聚集成團(tuán)，影響分散效果。母料在使用時，會在制品上出現(xiàn)小白點。解決辦法一是配方中加入少量抗靜電劑，二是高速混合的料靜置20小時后再使用。
(2)過濾網(wǎng)
過濾網(wǎng)是必須設(shè)置的，雖然它的作用很大，但是往往被忽略。過濾網(wǎng)可以將旋轉(zhuǎn)運動的物料變?yōu)橹本�運動，利用強力剪切作業(yè)進(jìn)一步塑化物料，調(diào)節(jié)熔體在機(jī)頭中的壓力，過濾雜質(zhì)和分解物料。
過濾網(wǎng)一般為三、四層結(jié)構(gòu)，具體如80/120/80、100/140/100、100/120/140/100等。一般1小時換1次，一次性廢棄，不建議焚燒后再利用。如果過濾網(wǎng)太細(xì)，會導(dǎo)致擠出機(jī)壓力增大、電流增大、產(chǎn)量降低。
關(guān)于堵網(wǎng)有兩種可能：一是粉體顆粒較大，或者粉體太細(xì)導(dǎo)致團(tuán)聚，對堵網(wǎng)殘留物燒結(jié)后留有大量無機(jī)粉體屬于此原因;二是載體樹脂或者小分子助劑在過濾網(wǎng)處積累、停留時間過長，導(dǎo)致其受熱分解，如果堵網(wǎng)殘留物變黃、變灰或變黑，燒結(jié)后沒有殘留物，就屬于此原因。
◆3、產(chǎn)品質(zhì)量控制
(1)水分控制
水分及其低分子揮發(fā)物要控制在0.3%以下，保證吹塑薄膜時不漏氣、沒有水波紋。具體檢查手段采用放大鏡觀察母料，如果其密實沒有明顯的發(fā)泡空隙，這樣制品的表面很光亮。
(2)密實度控制
單螺桿擠出機(jī)主要起到均勻造粒和壓縮密實的作用，母料越密實越好，可以充分排除水分或者小分子揮發(fā)物，這樣后續(xù)復(fù)合填充制品的表面越光亮。密實度主要靠提高單螺桿擠出機(jī)造粒機(jī)頭的熔體壓力實現(xiàn)，具體可以降低熔體溫度、提高喂料速度，等等。 |
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