聚烯烴填充母料是由載體樹脂、填料和各種助劑三部分組成,其中填料占主要成分,最多可達90%。聚烯烴填充母料主要用于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴塑料的生產(chǎn)。如:聚乙烯中空吹塑制品、聚乙烯注塑制品和聚乙烯薄膜、聚丙烯編織袋、編織布和打包帶等。一般選擇烯烴填充母料的原輔材料時,要考慮到其使用性能好、成本低。
(1)填料
聚烯烴填充母料所用的填料主要是重質(zhì)碳酸鈣,其次是滑石粉、高嶺土、硅灰石粉等無機填料。對任何無機填料、粒徑和粒徑分布是重要的技術(shù)指標。通常粒徑越小、分布越窄,填充效果越好。此外,填充效果好壞還與分散性有關(guān),粒徑越小分散越困難,價格也越高。純度是無機填料另一項重要技術(shù)指標,雜質(zhì)含量越少、純度越高越好。一般選用重質(zhì)碳酸鈣選用時,其含量盡可能要高,一般要求在94%以上。保證其它各項指標達到要求后,價格要低,以利于降低母料成本。
(2)載體樹脂
聚烯烴填充母料的使用性能和成本主要取決于載體樹脂,通常根據(jù)母料的用途不同,載體樹脂一般含量為10%~20%。聚烯烴填充母料所用載體樹脂應(yīng)當與所填充的塑料基體樹脂具有良好的相容性。從這一方面考慮,一般載體樹脂最好選用基體樹脂。此外,選用填充目料載體時,還要考慮其熔點和熔體流動性,載體樹脂的熔點不得高于基體樹脂。目前,仍有部分企業(yè)至今還在采用LDPE(1F7B)作為載體樹脂,這主要是因為這種牌號的樹脂熔點低、熔體流動速率高(7g/10min)。但是由于聚丙烯熔融溫度高(比一般聚乙烯高20~40℃)限制了它在聚乙烯塑料中使用,而無規(guī)聚丙烯或用液相本體法合成的粉狀聚丙烯的熔點不超過100℃,所以被廣泛用作聚烯烴填充母料的載體。
用LDPE(1F7B)作聚烯烴填充母體載體樹脂,其最大優(yōu)點是熔點低,熔體流動速率高,熔體強度大,但突出的缺點是價格高。如果選用成本低的熔體流動速率較低的低密度聚乙烯樹脂,如1I2A-1或2F2B等,由于它們的熔體流動速率低,一般為2g/10min左右,在加工時,需要加入更多的石蠟等助劑,以利于母料在基體樹脂更好地分散。通常用聚乙烯作載體制作的填充母料,更適用于聚乙烯塑料制品,主要原因是載體樹脂與基體樹脂性能相同,相容性好。用于聚乙烯薄膜的填充母料對載體樹脂的要求更高更嚴些。
用于聚丙烯制品的填充母料,其載體樹脂最好選用聚丙烯。從理論上講,無規(guī)聚丙烯最好,因為它的熔點低、熔體流動性好,分散性好。但具體到我國國情,選擇液相本體法合成的粉狀聚丙烯更為合適,因為它的價格低廉,本身又是粉狀,極易與無機填料混合均勻,即使在加料斗中也不會分層。采用聚丙烯作載體,由于聚丙烯熱穩(wěn)定性差,必須同時加入抗氧劑和潤滑劑。為了使只占樹脂總量千分之幾的助劑能均勻分布在樹脂中,最好先將樹脂與各種助劑混合均勻,再按一定比例與填料混合造粒。
回收聚苯乙烯廣泛用在合成革制造工藝中,即使載體樹脂與基體樹脂相容性不夠好,但是載體樹脂對塑料制品性能影響遠比填料的影響要小,能帶來可觀的經(jīng)濟效益。在用其它樹脂作載體制作填充母料時,為了提高填充母料的加工流動性和在基體樹脂中的分散性,常常加入少量的回收聚苯乙烯。
由于填充母料的生產(chǎn)成本主要取決于載體樹脂,又因載體樹脂在母料中的含量較少,對一般填充改性的塑料制品的性能影響不大,為了降低母料成本,常常選用廢舊聚乙烯、聚丙烯塑料或聚乙烯一聚丙烯復(fù)合膜的邊角料作載體。
(3)助劑
聚烯烴填充母料使用的助劑品種主要是分散劑和表面處理劑。分散劑的作用是改善母料加工流動性,有利于母料在基體樹脂中更均勻地分散。常用的分散劑有:白油(液體石蠟)、石蠟、鄰苯二甲酸二辛酯(BOP)、低相對分子質(zhì)量聚乙烯(聚乙烯蠟)及硬脂酸等。常用分散劑的主要性能,可以根據(jù)填料和載體樹脂的性能特征選擇使用。表面處理劑可以改變無機填料表面活性,使之由親水性轉(zhuǎn)化為親油性,以利于和載體樹脂混合,主要有偶聯(lián)劑和硬脂酸兩類。