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科研創(chuàng)新

智匯四維 真誠永遠(yuǎn)

色素炭黑CF-100在色母料中的應(yīng)用研究

       本公司自主研發(fā)設(shè)計的CF-100,是一種采用干法準(zhǔn)原位改性制成的新型色素炭黑。可廣泛應(yīng)用于以PE、PP、PET、PVC等樹脂為基體的色母粒中。具有優(yōu)異的覆蓋力、著色力和相容性,與傳統(tǒng)色素炭黑相比,可改善色母料的加工流動性,提高色母粒的黑亮度,改善制品的外觀。


CF-100具有操作簡單、性價比高等特點(diǎn),可直接在不同色母料中等量替代傳統(tǒng)色素炭黑使用,其理化指標(biāo)如下:

表1 CF-100理化指標(biāo)

       


首先介紹一下TCB (國內(nèi)某廠生產(chǎn)、市場普遍銷售的色素炭黑)和CF-100(本公司研發(fā)改性的色素炭黑)的微觀形態(tài)對比,以此判定不同色素炭黑的分散性能,色素炭黑分散的目的是使其在載體中處于一種均勻的分布狀態(tài),這種分布程度的不同,會直接影響到制品的色相、黑度和遮蓋力。                 


        1、色素炭黑粒徑分析

表2 不同色素炭黑粒徑與分布

炭黑型號

TCB

CF-100

D10/um

1.144

1.865

D50/um

5.583

5.599

D90/um

14.00

13.17

        從炭黑粒徑分布來看,兩種炭黑粒徑分布相近。粒徑的大小決定了炭黑的分散性,從理論上講兩者具有相近分散性能。


        2、色素炭黑比表面積測定

表3 不同色素炭黑比表面積

炭黑型號

TCB

CF-100

多點(diǎn)BET(m2/g)

71.7892

50.4592

T圖外表面積(m2/g)

74.5404

52.7847

       據(jù)文獻(xiàn)介紹,在炭黑原生粒徑差不多的條件下,比表面積越小可能越利于分散,因此從理論上來講,CF-100具有更好的分散性能。


3、SEM電鏡結(jié)果

   

        在電子顯微鏡放大5000倍下,整個視野中炭黑均勻分布,顆粒大小相差不大,兩種炭黑分散在同一水平。


       下面對色素炭黑在PP色母粒色母粒中的應(yīng)用測試結(jié)果做以下分析:

       其基礎(chǔ)配方為:PP 100;PE蠟  4;炭黑 40;

       色母料試驗(yàn)工藝為:

       主要在Haake轉(zhuǎn)矩流變儀中進(jìn)行。加熱溫度:170℃,混煉時間:8min。   


        加入PP→混煉2min→加入1/2炭黑→混煉2min→加入另1/2炭黑→混煉2min→加入PE蠟→混煉2min→排料→開煉機(jī)下片→雙螺桿擠出機(jī)擠出→烘干切粒


1、色母粒熔融指數(shù)

表4 熔融指數(shù)測試數(shù)據(jù)

編號

TCB

CF-100

MFR(g/10min,2.16kg,190℃)

1.702

5.670


        由表中數(shù)據(jù)可知,CF-100可明顯提高熔融指數(shù),改善色母料的加工性能。

 

 

2、色母粒黑度測試

L值越小,代表黑度越大,著色力越大。打板時色母料添加量為2%。

表5  L值數(shù)據(jù)表

        


從L值來看,兩種炭黑在同一水平且六塊色板的L值比較均勻,說明炭黑分散較好且具有同一水平的黑度值。


3、專用料擠出條外觀及性能

   


表6 相關(guān)力學(xué)性能表


TCB

CF-100

擠出條外觀

較粗糙

光滑

拉伸強(qiáng)度/MPa

33.32

35.82

伸長率/%

5

18

        CF-100色母粒可改善制品的擠出外觀,且對制品的拉伸強(qiáng)度有正效應(yīng)

 

 

        總結(jié)兩種色素炭黑在PP黑色母料中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)可以得出:

      (1)CF-100色母粒具有更好的加工流動性

      (2)從色母粒和擠出產(chǎn)品外觀來看,CF-100色母粒的黑亮度略好

      (3)兩種色母粒的黑度和炭黑分散情況同一水平

      (4)CF-100色母粒對下游產(chǎn)品的力學(xué)性能有正效應(yīng)

 

        在市場應(yīng)用方面,CF-100完全可替代TCB在PP黑色母中應(yīng)用




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