填充母料是塑料加工成型时,为便于操作,将所需各类助剂、填料与少量载体树脂先混合混炼而制成的粒料或粉料。其主要成分为填料,因多用于聚烯烃(PE 聚乙烯和 PP 聚丙烯)的加工成型,故又被称为聚烯烃填充母料。
一、填充母料的优点如下
其一,能降低成本。这是厂家选择它最主要的原因,因为填充母料价格相对低廉。
其二,可降低产品收缩率。不少厂家正因这一性能选择它,比如 PP 收缩率较大,制作带加强筋、壁厚较厚的产品时,表面通常会出现收缩凹痕,影响美观,而添加填充料后,能有效降低收缩率,大幅提升产品表面平整度。
其三,能增加比重。选择这一理由的厂家相对较少,尤其是产品按分量销售时可能较多,其实这也是一种变相降低成本的方式。
其四,可增加产品硬度。一般建议这类厂家使用滑石粉填充母料,它能使硬度提高 20% 左右,选择这一特性的厂家也较多。
二、填充母料的缺点包括
一是会影响产品质量,主要体现为降低韧性;二是会增加产品比重;三是会影响制品颜色,即便透明级填充母料,也多少会影响透明度,且添加量越多、产品越厚,影响就越大。
三、填充母料的组成如下
聚烯烃填充母料由载体树脂、填料和各类助剂三部分构成,其中填料是主要成分,占比最高可达 90%。
填料方面,聚烯烃填充母料所用填料以重质碳酸钙为主,其次是滑石粉、高岭土、钙粉等无机填料。对于任何无机填料,粒径和粒径分布都是重要技术指标,通常粒径越小、分布越窄,填充效果越好。另外,填充效果还与分散性相关,粒径越小,分散越困难,价格也越高。
载体树脂方面,其占比通常为 10%~20%,具体根据母料用途而定,且直接影响聚烯烃填充母料的使用性能和成本。所用载体树脂需与被填充的塑料基体树脂有良好相容性,因此从这一角度考虑,载体树脂最好选用与基体树脂相同的类型。此外,选择载体时还需考虑其熔点和熔体流动性,载体树脂的熔点不能高于基体树脂。
助剂方面,聚烯烃填充母料所用助剂主要是分散剂和表面处理剂。分散剂的作用是改善母料的加工流动性,助力母料在基体树脂中更均匀地分散,常用的分散剂有白油、石蜡、聚乙烯蜡、偶联剂及硬脂酸等。
四、填充母料加工工艺
通过挤出机将混合物料熔融、剪切、分散,最终成型为颗粒,是决定母料质量的核心步骤。制作填充母料最好加工设备是同向旋转双螺杆挤出机。该机的优点是可连续生产、质量稳定、生产效率高、能耗低、工人劳动强度低、操作环境好。
1.温度:沿螺杆轴向分加热段,温度略高于载体树脂熔点(如 PE 载体 160-190℃,PP 载体 180-220℃),避免局部过热降解。
2.螺杆转速:300-600r/min,转速过高易导致物料过热,过低则剪切不足、分散差。
3.喂料速度:与螺杆转速匹配,保证物料在机筒内充分塑化(填充率 70-80%)。
五、填充母料在应用产品中的推荐添加量
吹膜 PE(农膜、地膜 共挤膜、民用薄膜) --8%~10%。
一次性餐盒、牛奶酸奶盒、打包带 PP --30~60%。
流延淋膜、食品包装膜、垃圾袋、编织袋、购物袋-- 20~50%。
挤塑成型、中空成型 LDPE --10~40%。
机用/手工打包带、不干胶涂覆、纸品涂覆、注塑成型 LDPE-- 10~40%。
发泡片材、泡沫制品 PP-- 20-30% , PE-- 15~30%。
中空吹塑制品、机油桶、塑料桶、塑料瓶 HDPE-- 10~40% ,PP-- 20~40%。
塑料盘、塑料盆、开关盒、塑料玩具、化妆品盒HDPE 10~30% ,PP----20~30%。
塑料窗帘、塑料管材、片材、餐垫片材 PS---15~30% ,ABS----10~25%。
上面是一些常规产品的参考添加比例,具体的需视产品要求和填充母料的质量好差而定。