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saperne di piùCarbon Black MasterBatch (Carbon Black MasterBatch) è una delle colorazioni più utilizzate e gli additivi funzionali nel settore delle materie plastiche. La sua sfida principale è quella di risolvere il problema della dispersione causata dall'elevata superficie specifica e le facili caratteristiche di agglomerazione del nero di carbonio, garantendo al contempo la stabilità e la funzionalità del colore (come conducibilità, schermatura UV). I seguenti sono i punti tecnici chiave per ottenere un'elevata dispersibilità e una colorazione stabile:
Dimensione e struttura delle particelle:
Più piccola è la dimensione delle particelle (come 20-30 nm), più forte è il potere da colorare, ma maggiore è la difficoltà di dispersione (facile da agglomerato).
Black di carbonio ad alta struttura (valore di assorbimento dell'olio DBP> 120 ml/100g) è più facile da formare una rete conduttiva, ma richiede una forza di taglio più forte per disperdersi.
Modifica chimica di superficie:
Il nero di carbonio trattato con ossidazione (contenente gruppi carbossilici/idrossilici) può migliorare la compatibilità con i portatori polari (come PA, PET).
| Tipo di resina | Concentrazione raccomandata di nero carbonio | Caratteristiche |
|---|---|---|
| Ldpe | 20-30% | Bassa temperatura di elaborazione (160-200 ° C), flusso di fusione eccellente, adatto a MasterBatch da colorare per scopi generali. |
| Pp | 25-40% | Richiede una forza di taglio elevata (220-250 ° C), ideale per il masterbatch conduttivo ad alta concentrazione, un'eccellente resistenza al calore. |
| HDPE | 20-35% | Alta rigidità, adatta allo stampaggio a iniezione, ma richiede un'attenta dispersione per evitare difetti superficiali. |
| PS/ABS | 15-25% | La temperatura di elaborazione inferiore (180-220 ° C) richiede lubrificanti (ad es. EBS) per prevenire il degrado. |
| PA/PET | 15-30% | Richiede il nero di carbonio modificato in superficie (ossidato), compatibile con resine polari, utilizzate nelle materie plastiche ingegneristiche. |
Disperpenti:
La cera di polietilene a basso peso molecolare (cera PE) e steara (come ZnST) possono ridurre l'adsorbimento tra le particelle di nero di carbonio.
I superdispersanti (come BYK-2150) ricoprono il nero di carbonio con gruppi di ancoraggio per migliorare la stabilità a lungo termine.
Lubrificanti:
La bisstearamide di etilene (EBS) riduce la viscosità del fusione e impedisce lo slittamento della vite.
Processo di estrusione a due vite:
Elementi elevati di proporzioni (L/D≥40) Elementi a vite combinati (blocchi impasti, filettature inverse) migliorano la dispersione del taglio.
Controllo di zonizzazione della temperatura (come MasterBatch basato su PP: 180-220 ℃).
Rapporto di diluizione MasterBatch:
Generalmente, si raccomanda l'1%~ 5%di aggiunta e MasterBatch conduttivo deve essere maggiore (10%~ 20%).
1. Coerenza del colore
Concentrazione del nero di carbonio e valore L* A* B*: utilizzare uno spettrofotometro per monitorare l'oscurità (il valore L* <15 è un nero scuro di alta qualità).
Evita di ingiallimento della resina portante: scegli PP a basso volatile o aggiungi antiossidanti (come Irganox 1010).
2. Adattabilità agli scenari dell'applicazione
Resistenza alle intemperie all'aperto: il nero di carbonio stesso ha una capacità di assorbimento UV, ma deve essere abbinato a stabilizzatori leggeri (come Hals ammina ostacolati).
Conformità a contatto alimentare: modelli di black di carbonio conformi alla FDA 21 CFR 178.3297 o UE 10/2011 (come Cabot Monarch 880).
| Problema | Causa ultima | Soluzione |
|---|---|---|
| Superficie grintosa su masterbatch | Cattiva dispersione del nero di carbonio | Aumentare la temperatura di taglio nelle zone a vite o aggiungere più agente disperso (ad es. Cera PE). |
| Tinta grigiastra nei prodotti finali | Concentrazione di nero di carbonio insufficiente o degradazione della resina | Controllare il rapporto diluizione MasterBatch e i limiti di temperatura di elaborazione. |
| Conducibilità instabile | Danni alla struttura del nero di carbonio o distribuzione irregolare | Ottimizzare la configurazione della vite per evitare un taglio eccessivo; Utilizzare il nero di carbonio ad alta struttura. |
| Bleeding/migrazione del colore | Carrier a basso peso molecolare o plastificanti eccessivi | Passare a resine MW più elevate (ad es. HDPE anziché LDPE) o ridurre il contenuto di plastificante. |
| Resistenza meccanica ridotta | Sovraccarico di matrice polimerica di nero (> 40%) che interrompe | Bilancia Contenuto di nero in carbonio con additivi rinforzanti (ad es. Fibre di vetro per PA) . |