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本公司自主研發設計的CF-100,是一種采用干法準原位改性制成的新型色素炭黑??蓮V泛應用于以PE、PP、PET、PVC等樹脂為基體的色母粒中。具有優異的覆蓋力、著色力和相容性,與傳統色素炭黑相比,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,可直接在不同色母料中等量替代傳統色素炭黑使用,其理化指標如下:
表1 CF-100理化指標
首先介紹一下TCB (國內某廠生產、市場普遍銷售的色素炭黑)和CF-100(本公司研發改性的色素炭黑)的微觀形態對比,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,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BET(m2/g) | 71.7892 | 50.4592 |
T圖外表面積(m2/g) | 74.5404 | 52.7847 |
據文獻介紹,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用測試結果做以下分析:
其基礎配方為:PP 100;PE蠟 4;炭黑 40;
色母料試驗工藝為:
主要在Haake轉矩流變儀中進行。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→開煉機下片→雙螺桿擠出機擠出→烘干切粒
1、色母粒熔融指數
表4 熔融指數測試數據
編號 | TCB | CF-100 |
MFR(g/10min,2.16kg,190℃) | 1.702 | 5.670 |
由表中數據可知,CF-100可明顯提高熔融指數,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值數據表
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 相關力學性能表
TCB | CF-100 | |
擠出條外觀 | 較粗糙 | 光滑 |
拉伸強度/MPa | 33.32 | 35.82 |
伸長率/% | 5 | 18 |
CF-100色母??筛纳浦破返臄D出外觀,且對制品的拉伸強度有正效應
總結兩種色素炭黑在PP黑色母料中的應用實驗可以得出:
(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色母粒對下游產品的力學性能有正效應
在市場應用方面,CF-100完全可替代TCB在PP黑色母中應用