三、炭黑在色母粒中分散應(yīng)注意的問題
1.炭黑的加入量
為了有效、經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)塑料混合料，分散過程中炭黑的用量應(yīng)盡可能地高，但也要考慮到研磨的操作性，以及產(chǎn)品的類型和質(zhì)量要求。
不同的塑料對分散程度要求不同。在很多情況中，黑色塑料混合料的性能差與炭黑分散不良有直接關(guān)系。這進(jìn)一步說明保持良好分散的重要。
塑料工業(yè)對原材料性能要求十分嚴(yán)格，如電纜護(hù)套和纖維等產(chǎn)品對顏色分散要求很高。因通過顏料的最佳分散可實(shí)現(xiàn)對塑料性能的良好控制，例如，顏色、色調(diào)、黏度、光澤、耐久性和擠出性能等。另一方面，日用品應(yīng)用(如模塑的花盆)一般不要求炭黑過分地分散。
分散體的目的是生產(chǎn)出能滿足客戶對性能要求的產(chǎn)品，但往往會由于分散體的質(zhì)量和最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性不佳，而不能提供最佳的炭黑性能。質(zhì)量低、穩(wěn)定性差的分散體也能從其得到的色母粒或最終產(chǎn)品的外觀和性能中看出。下面列舉一些常見的問題。
⑴“返粗”、“砂粒”和“附集體”是常用的術(shù)語，用來描述由于液態(tài)色濃漿或塑料溶液不穩(wěn)定而出現(xiàn)的似凝膠的小附集體，解決這一問題的辦法是通過改進(jìn)設(shè)備、加入助劑或采用其他技術(shù)來改善分散狀況。
⑵色漿分散不良會導(dǎo)致黑度下降，出現(xiàn)棕色色調(diào)和低光澤，這種問題也會出現(xiàn)在最終產(chǎn)品上，由于不良分散而產(chǎn)生的問題只能通過增強(qiáng)混合力度來解決。這些可以通過選擇較佳的炭黑，延長混合時間和改進(jìn)混合條件來實(shí)現(xiàn)。
⑶炭黑加入量大會導(dǎo)致黏度增加，在混合時造成溫度上升。這對熱敏性樹脂尤其不利。過多的熱量會產(chǎn)生凝膠，從而降低了分收質(zhì)量和穩(wěn)定性。降低炭黑加入量或控制適合的溫度有助于減輕這一問題。
2.炭黑與聚合物的比例
在色母粒中炭黑與聚合物之比要高，但是每一種聚合物對顏料的容量是有限的。這種有限程度只有通過實(shí)際生產(chǎn)配方，在所有的生產(chǎn)設(shè)備上試驗(yàn)才能確定。
如果塑料混合料需要進(jìn)一步稀釋，一定要確保有足夠的聚合物，以便達(dá)到適合的黏度有利于色母粒進(jìn)人稀釋樹脂中。為達(dá)到最好的混合性能，炭黑的選擇部分取決于混合料對黏度的要求。
3.高加入量炭黑加入帶來的問題和限制
在制備分散體時，如果英黑的加入量過高，會帶來許多問題。盡管高加入量是很理想之想法，但一定要考慮實(shí)際能使用的限量。下面列出一些限制因素。
⑴色母粒黏度市場有許多類型的研磨分?jǐn)≡O(shè)備，它們對炭黑的分散效率各不相同。引起這種差別的首要因素是色母粒的黏度。例如，密閉式混煉機(jī)或雙輥混設(shè)備，特別適合于高黏度的觀合料。
⑵載體的化學(xué)性。載體和炭黑之間的相容性能影響對分散能量的需要，聚合物和炭黑之間良好的相互作用能促進(jìn)潤濕，并加快分散過程。換言之，炭黑/載體之間相互用強(qiáng)，混合料的性能則愈好。
在需要高顏料含量時，應(yīng)使用能適應(yīng)這種高顏料含量的聚合物。
正確選用有效的潤濕劑和分散劑能提高塑料的性能。另外，塑料生產(chǎn)廠商在選用炭黑時，應(yīng)考慮經(jīng)后處理的炭黑可帶來更優(yōu)的分散性和流變性。
4.炭黑色母粒的稀釋和分散
這里著重提一下，即使采用了最好的技術(shù)制備丁色母粒，但是如果將色母粒稀釋到到塑料配方中的操作不當(dāng)，結(jié)果會前功盡棄。下面列舉避免這一問題的一些方法。
⑴如果色母粒的黏度很高，稀釋過程應(yīng)緩慢進(jìn)行，稀釋的聚合物要小批量加入，否則會使色母粒形成帶有凝膠狀斑點(diǎn)的料團(tuán)，很難進(jìn)一步分散。
⑵將高黏度的色母粒稀釋到到低黏度的聚合物基料中通常是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的工作。如果色母粒和樹脂基料的黏度相匹配，就能預(yù)期獲得良好的稀釋效果。這一點(diǎn)可以通過對樹脂的選擇或控制各組分的溫度來實(shí)現(xiàn)。如果可能，應(yīng)將色母粒首先熔融使其軟化，然后加人要稀釋的樹脂。使用這項(xiàng)技術(shù)時，稀釋樹脂的黏度可超過或正好和色母粒黏度相匹配，這樣可提供一個最適宜的稀釋條件。
⑶應(yīng)正確選擇稀釋用樹脂或基料，始終要記住最終產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。應(yīng)使用合適的聚合物體系，它們應(yīng)該是潔凈，不含任何小膠粒和其他雜質(zhì)。雜質(zhì)往往會造成“斑點(diǎn)”、“沾污”、“魚眼”等，造成產(chǎn)品的外觀不良。
