塑料色母料制備

1、塑料色母料的制備第1頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四一、母料簡(jiǎn)介 1、母料的定義：含有高百分比劑量助劑的塑料混合物。通常是由3070%的助劑與7030%的載體樹脂經(jīng)混合造粒而制成的濃縮物。2、生產(chǎn)方法：先將待加入樹脂的助劑加入特定的載體中制成粒料，然后含有高濃度助劑的粒料加入樹脂中。第2頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四母料簡(jiǎn)介 3、使用母料的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化配方實(shí)施中復(fù)雜的混合及造成粒工序，便于使用和操作；生產(chǎn)環(huán)境清潔，大大改善勞動(dòng)條件，有利于保護(hù)工人身體健康；提高助劑的分散均勻程度，使助劑能充分發(fā)揮其性能。有利于助劑的銷售和運(yùn)輸。第3頁，共30頁，2

2、022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四簡(jiǎn)介母料 4、母料的分類：填充母料色母料改性母料以填料為主，降低成本并適當(dāng)提高制品性能母 料由著色劑、載體及分散劑組成；可降低著色劑的用量，提高顏色的均勻性阻燃母料降解母料長(zhǎng)壽母料香味母料等第4頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四二、簡(jiǎn)介色母料1、定義：色母料是把超常量的顏料均勻的載附于樹脂之中而得到的塑料顆粒。一種高濃縮、高效能的顏色配制品。2、發(fā)展史：國(guó)外從20世紀(jì)70年代開始采用色母料著色；中國(guó)從1975年開始色母粒的研究。3、現(xiàn)狀：目前已具有相當(dāng) 的生產(chǎn)能力，并得到廣泛的 應(yīng)用。 第5頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)

3、13分，星期四色母料簡(jiǎn)介4、組成：母料核、分散層及載體層著色劑的選擇 著色劑分無機(jī)顏料、有機(jī)顏料及染料。著色劑加入量一般占母料質(zhì)量的1540左右。載體的選擇 載體加入量約為母料的3070。分散劑的選擇 分散劑一方面促進(jìn)著色劑在載體中的分散；另一方面提高母料的加工流動(dòng)性。用量可在15份左右。第6頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四5、色母料的分類專用色母料：指的是載體與樹脂相容范圍小，只與一種或兩種基體樹脂相容，而與大部分樹脂不相容或著相容性不好的一類著色母料。萬能色母料 色母料適用范圍廣，幾乎適用所有樹脂的著色。（1）有機(jī)載體萬能母料這類母料往往選擇一種能和所有樹脂相容的載

4、體，或者選擇兩種或兩種以上相容范圍不同的載體復(fù)合適用。 （2）無載體萬能母料 這類母料又稱為著色晶，無載體，能與所有樹脂相容，適用于所有塑料的著色。第7頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四1. 使顏料在制品中具有更好的分散性。色母生產(chǎn)過程中須對(duì)顏料進(jìn)行細(xì)化處理，以提高顏料的分散性和著色力。專用色母的載體與制品的塑料品種相同，具有良好的匹配性，加熱熔融后顏料顆粒能很好地分散于制品塑料中。 2. 有利于保持顏料的化學(xué)穩(wěn)定性。直接使用顏料的話，由于在貯存和使用過程中顏料直接接觸空氣，顏料會(huì)發(fā)生吸水、氧化等現(xiàn)象，而做成色母后，由于樹脂載體將顏料和空氣、水分隔離，可以使顏料的品質(zhì)長(zhǎng)期

5、不變。 3. 保證制品顏色的穩(wěn)定。色母顆粒與樹脂顆粒相近，在計(jì)量上更方便準(zhǔn)確，混合時(shí)不會(huì)粘附于容器上，與樹脂的混合也較均勻，因此可以保證添加量的穩(wěn)定，從而保證制品顏色的穩(wěn)定。 4. 保護(hù)操作人員的健康。顏料一般是粉狀，添加和混合時(shí)容易飛揚(yáng)，被人體吸入后將影響操作人員的健康。 5. 保持環(huán)境的潔凈 6. 使用方便6、使用色母的優(yōu)點(diǎn)第8頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四7、色母料的市場(chǎng)需求狀況及現(xiàn)狀 我國(guó)有330家生產(chǎn)色母的企業(yè)，其中塑料級(jí)色母廠已經(jīng)達(dá)到了300家。 我國(guó)色母年生產(chǎn)能力在1000噸以上的企業(yè)有將近50家，全國(guó)色母生產(chǎn)能力為每年30萬噸，2001年我國(guó)色母的需求

6、量不到12萬噸。生產(chǎn)能力嚴(yán)重過剩，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)色母粒行業(yè)普遍開工不足，除新建生產(chǎn)裝置增速過快，產(chǎn)品訂單不足等因素外；其中重要因素是國(guó)產(chǎn)色母粒產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，品種不全，通用型產(chǎn)品占很大比重，而高濃度和超高濃度、多功能性色母及細(xì)旦纖維用色母所占比重較少。反觀色母技術(shù)水平較高的國(guó)家，顏料、分散劑等原材料品種齊全，已形成了系列化和專業(yè)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。第9頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四8、色母總的發(fā)展趨勢(shì)與建議 色母向顏料高濃度方向發(fā)展以降低最終產(chǎn)品的著色成本，色母與添加劑相結(jié)合開發(fā)多功能的產(chǎn)品是色母今后的發(fā)展方向。 我國(guó)塑料行業(yè)的快速發(fā)展必將帶動(dòng)色母行業(yè)的發(fā)展，色母產(chǎn)品具有廣闊的應(yīng)用前

7、景。針對(duì)現(xiàn)在生產(chǎn)現(xiàn)狀，我提出以下建議： （1）國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)聯(lián)合上游企業(yè)和科研究院校開發(fā)適于色母應(yīng)用的顏料和分散劑，增加產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，使色母產(chǎn)品向高質(zhì)量方向發(fā)展。第10頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四色母總的發(fā)展趨勢(shì)與建議 （2）色母生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分利用色母專業(yè)委員會(huì)提供的信息，加強(qiáng)溝通和合作，制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，凈化市場(chǎng)，使競(jìng)爭(zhēng)變得有序，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。 （3）市場(chǎng)對(duì)色母需求的特征表現(xiàn)為高度的分散化和專門化，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行細(xì)化，拓寬色母產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)多功能和高技術(shù)含量的色母產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的需要。 第11頁，共30頁，2022年，5月20日，

8、6點(diǎn)13分，星期四三、色母料配方舉例1、炭黑色母料炭黑：一般選用高色素炭黑或混氣炭黑，添加量為主分散劑：應(yīng)為低溶度、低熔體粘度，與載體樹脂和被著色樹脂有良好的相容性，添加量為。如：聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸鹽等。輔助分散劑：號(hào)白油、磷酸三苯脂、等。添加量為5%。載體樹脂：選用熔體指數(shù)為1030的LDPE和LLDPE的共混物為最好。第12頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四色母料配方舉例潤(rùn)滑劑：可用石蠟、硬脂酸、硬脂酸鋅等，添加量為1%左右。抗氧劑：主抗氧劑1010添加0.1%0.2%，輔助抗氧劑DLTP添加量0.2%0.4%。還可以添加0.5%量的硅烷偶聯(lián)劑等，先進(jìn)行預(yù)處理

9、為好。炭黑色母料采用干法生產(chǎn)，先高溫混合，再低溫粉碎，這樣使炭黑分散均勻、細(xì)化、穩(wěn)定，最后用雙螺桿擠出機(jī)上塑煉擠條、牽引、冷卻、干燥、切粒而成。第13頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四色母的配方設(shè)計(jì)1、例如PE、PP色母料配方為： 黃色時(shí) （顏料：分散劑：載體樹脂為31 : 1 3 : 6） 紅色時(shí) （顏料：分散劑：載體樹脂為31：35 : 4）2.例如紅色PS、ABS色母料時(shí)顏料：分散劑：載體樹脂為21 ： 12：第14頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四四、色母料造粒設(shè)備目前我國(guó)生產(chǎn)母粒的設(shè)備僅限于一些小型平行雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)，產(chǎn)量較低。

10、而且對(duì)于一些功能母粒、小分子量高填充母粒，在普通的雙螺桿、單螺桿擠出機(jī)上很難加工第15頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四1、色母料造粒主機(jī) （1）塑料熱煉混合機(jī) 混合室總?cè)莘e 200L 一次投料量 65kg 電機(jī)功率 30/42kW 槳葉轉(zhuǎn)速 650/1 300r/min（2）X(S)M-80（6-60）密閉式煉塑機(jī)密煉室總?cè)莘e 76L 密煉室工作容積 52L 后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 660r/min 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 355kW第16頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四1、色母料造粒主機(jī)（3）SWSZ-140雙錐喂料裝置 螺桿直徑 大頭 400mm 小頭 144mm

11、 螺桿轉(zhuǎn)速1.515r/min驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率30kW 最大擠出量（LDPE） 900kg/h（4）SJW-2006單螺桿塑料喂料擠出機(jī) 螺桿直徑 200mm 螺桿長(zhǎng)徑比6:1 螺桿轉(zhuǎn)速 高速檔1060r/min 低速檔 636r/min 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率100kW 最大擠出量（LDPE） 900kg/h第17頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四2、色母料造粒輔機(jī) （1）換網(wǎng)裝置（滑板式液壓換網(wǎng)） 換網(wǎng)油泵電機(jī)功率 5.5kW 加熱方式 鑄鋁加熱器 （2）造粒機(jī)頭 ?？字睆?2.5mm ?？讛?shù) 230個(gè)加熱方式 鑄鋁加熱器 （3）水環(huán)切粒機(jī)電機(jī)功率5.5kW（交流變頻） 切刀轉(zhuǎn)速

12、1001 000r/min第18頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四2、色母料造粒輔機(jī)（4）振動(dòng)篩 滿足900kg/h的產(chǎn)量 （5）沸騰干燥器 空氣加熱器功率 75kW 風(fēng)機(jī)功率18.5kW第19頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四五、色母的生產(chǎn)工藝 色母的制造方法有四種：油墨法、沖洗法、捏合法和金屬皂法。 1.油墨法 油墨法是在色母生產(chǎn)中采用油墨色漿的生產(chǎn)方法，即采用PE蠟、白油、液體石蠟，通過三輥研磨，在顏料表面包覆一層低分子保護(hù)層，其流程如下：細(xì)色漿三輥研磨機(jī)粗色漿攪拌機(jī)顏料分散劑載體樹脂分散劑烘干載體樹脂預(yù)分散顏料二輥塑煉機(jī)二輥塑練機(jī)擠出機(jī)油墨法

13、生產(chǎn)的色母主要靠三輥研磨機(jī)的剪切作用，使色漿中的顏料顆粒團(tuán)聚體打開，生成原生顆粒色母色母第20頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四 2.沖洗法 沖洗法是顏料、水和分散劑通過研磨，使顏料顆粒小于1m ，并通過相位轉(zhuǎn)移法，使顏料轉(zhuǎn)入油相，然后干燥制得色母粒。轉(zhuǎn)相時(shí)還需要用有機(jī)溶劑，以及相應(yīng)的溶劑回收裝置，其工藝流程如下:顏料分散劑水砂磨機(jī)細(xì)色漿載體樹脂水分散劑轉(zhuǎn)相槽有機(jī)溶劑蒸發(fā)濃色物料水洗槽水干燥機(jī)預(yù)分散顏料載體樹脂擠出機(jī)色母溶劑回收第21頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四 3.捏合法 捏合法是將顏料和油溶性載體摻混后，利用顏料親油這一特點(diǎn)，通過捏合使顏料

14、從水相沖洗進(jìn)入油相，同時(shí)由油性載體將顏料表面包覆，使顏料分散穩(wěn)定，防止顏料凝聚。其工藝流程如下：顏料分散劑水砂磨機(jī)聚乙烯蠟?zāi)蠛蠙C(jī)白油攪拌機(jī)濃色物料二輥開煉機(jī)色母載體樹脂第22頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四 4.金屬皂法 金屬皂法是將顏料經(jīng)過研磨后粒度達(dá)到1m左右，并在一定溫度下加入皂液，使每個(gè)顏料顆粒表面層均勻地被皂液所潤(rùn)濕，形成一層皂化液，當(dāng)金屬鹽溶液加入后與在顏料表面的皂化層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成一層金屬皂的保護(hù)層(一般為硬脂酸鎂），使經(jīng)磨細(xì)后的顏料顆粒不會(huì)引起絮凝現(xiàn)象，保持一定細(xì)度。這種方法不僅可以制得色母，還可制得預(yù)處理料。其工藝流程如下：除上述方法外，成型加工廠

15、也可利用高速混合機(jī)和高效配料雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)色母料。顏料分散劑水砂磨機(jī)細(xì)色漿預(yù)分散半成品顏料吸濾烘干載體樹脂擠出機(jī)預(yù)分散顏料色母合成皂液金屬鹽第23頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四六、色母料的制備1、色母料的預(yù)分散：制造色母料的技術(shù)的關(guān)鍵是對(duì)顏料進(jìn)行預(yù)分散。顏色預(yù)分散的目的是使顏料在加工過程中呈現(xiàn)為細(xì)微、穩(wěn)定而均勻的120um的顆粒。 實(shí)現(xiàn)顏料分散的方法：固體干混研磨法、液體法、熔體剪切法這種分散處理理論上有三個(gè)步驟:首先初始潤(rùn)濕，第二步是細(xì)化，第三步是通過加入一定量的活性劑或者處理劑。注：詳細(xì)見塑料混合及設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社第24頁，共30頁，2022年，5月20日

16、，6點(diǎn)13分，星期四色母料的制備2、色母料的制備方法 a、雙螺桿擠出機(jī)配料混合生產(chǎn)色母料法 b、轉(zhuǎn)相法 c、單螺桿擠出機(jī)一階擠出法第25頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四色母料的制備1、雙螺桿擠出機(jī)配料混合生產(chǎn)色母料法加工步驟：A、熱塑性聚合物、顏料和添加劑的計(jì)量加入B、聚合物的熔融C、 揮發(fā)組分的排除D、 視需要對(duì)母料熔體過濾E、 造粒 優(yōu)點(diǎn)：因其機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)良好的分散混合和分布混合。第26頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四 載體、顏料、分散劑、潤(rùn)濕劑混合物顏料與載體充分混合液 磨球機(jī)研磨 轉(zhuǎn)向劑 轉(zhuǎn)向槽預(yù)分散體顏料色母料雙螺桿擠出載體樹脂色母料的制備2：轉(zhuǎn)相法第27頁，共30頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)13分，星期四色母料的制備3. 單螺桿擠出機(jī)一階擠出法注：適于級(jí)別低的色母料載體樹脂、顏料等添加