透明填充母料的优缺点及生产工艺经验

Gemme

2020年02月18日

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透明填充母料是指在塑料加工成型过程中，为了操作上的方便，将所需要的各种助剂和填充材料与少量载体树脂先进行混合混炼，制得的粉、粒料称为母料。

透明填充母料概述：

透明填充母料是指在塑料加工成型过程中，为了操作上的方便，将所需要的各种助剂和填充材料与少量载体树脂先进行混合混炼，制得的粉、粒料称为母料。透明填充母料的主要组分是折射率近似于树脂的纳米级填充材料，主要用于聚烯烃（聚乙烯和聚丙烯）的加工成型，又称为聚烯烃透明填充母料。

透明填充母料的优点：

优异的透明性能：

Gemme Micron 专门为吹膜类塑胶产品设计开发的创新型功能性填充材料。它近乎纳米级别的粒径尺寸，以及精确狭窄的粒度分布曲线，形成最佳的二分之一波长比例，具有对390~780nm可见光波非常优异的穿透能力。另外Gemme Micron特有约为1.6折射率属性，该折射指数与颗粒尺寸及形态上的完美组合，以及近似于PE材料1.51~1.54或其他绝大多数合成树脂折射系数，而折射率实际是当光线由一种介质射入另外一个介质时，因速度发生变化而改变方向入射角和折射角的正弦比值，因此Gemme Micron已经被成功应用于高透明性吹膜或流延聚烯烃薄膜制品，提供卓越的光学性能和开口作用。在农用保温薄膜和园艺、养殖用膜应用条件下，Gemme Micron有助于光散射，红外吸收和保温以及防止雾滴功能，可以有效增加农作物和观赏植物、水产养殖的产量和成活率。

强大的分散性能：

Gemme Micron拥有特殊的有机物包裹层，通常在高分子聚合物体系中展现卓越的高分散相容性。通常采用添加Gemme Micron分散于聚烯烃体系中加工成为浓缩母料制品，使分子链包合承载GemmeMicron纳米颗粒充分均匀的延展形成蜂窝状排列获得更多的受力网络，大大提高制品的缓冲能力和抗冲击性，从而拉伸、抗穿刺和耐磨等力学性能随之增强且制品的收缩率被控制到极低水平，缩短制品成型时间提高生产效率。

卓越的表面光泽：

Gemme Micron高达99.0的L亮度值，大大高于塑料40~90的表面光泽L值，更加保证了最终制品超高水准的鲜映度。另外Gemme Micron特有球形晶体结构形态以及最为优化有效的光散射效能和相当高的反射系数，在塑胶制品中组建更多个对光源的反射单元，是高光泽塑胶制品不可或缺的首选功能性填充材料。该产品亦被应用于LLDE、LDPE、HDPE、PP、生物降解等聚烯烃材料的吹膜、吹塑、挤出、注塑、流延等加工工艺制品中。

复合并遵循RoHS、PAHs、Halogen、FDA检测管控规范：

Gemme Corp.所有产品的生产制程都属绿色无害化加工生产工艺，符合并全面通过SGS通标RoHS、PAHs、Halogen和FDA检测认证，可以完全放心可靠的应用于儿童及食品安全标准管控的制品中。

通过欧盟REACH正式注册，确保任何含Gemme硫酸钡材料产品于欧盟市场畅通无阻

Gemme Corp.带领集美精化于2013年完成了欧洲化学品管理局(ECHA)委员会有Registration, Evaluation,Authorizationand Restriction of Chemicals化学品注册、评估、许可和限值管理法规即REACH正式注册。并推广实行欧洲GHS化学品分类管控措施和标签管理规范，令所有应用于Gemme材料的众多最终产品获得畅通欧盟市场的行销便利和确实可靠的合法性。

透明填充母料的组成：

聚烯烃填充母料是由载体树脂、填充材料和各种助剂三部分组成，其中填料占主要成分，一般占比为80~90%，大量应用实践证明，透明填充母料的填充成分超过80%时，透明性、分散性等其他性能会随之降低，但大多母料生产商为了获得更佳的成本综合竞争力，往往填充成分高于83%甚至到87%降低成本的同时产品品质也随之降低，给顾客应用方面带来诸多困扰。

填充材料：聚烯烃填充母料所用的填料主要是纳米硫酸钡、重质碳酸钙、滑石粉等无机填料。众所周知碳酸钙和滑石粉大多都是采用机械磨粉方式进行研磨细化，这种加工方式的粉体产品粒径越细带来的机械磨损也越大，几乎所有的机械磨损成分都被混合在粉体产品中。纵观冲击磨、风扫磨、竖式磨、滚压磨、气流粉碎的量产加工极限粒径D50为2um，这样的粒径尺寸的粉体材料已经无法满足目前日益提高的应用要求。而纳米硫酸钡是采用BaCO3+H2SO4液态合成的纳米级别粒径尺寸材料，它的粒径尺寸可以实现可控的50~300纳米范围，为更多的应用性提供可靠保障。任何无机填料、粒径和粒径分布的曲线跨度是重要的技术指标。通常粒径越纤细、分布曲线越窄，填充效果越好。此外，填充效果好坏还与分散性有关，根据粉体工程学理论所示，当粉体材料的粒径越小，其表面能越高，带有很多杂乱电荷造成粒子之间的相互吸附，导致分散更加困难。粉体生产企业为了解决此类问题，大都在粉体材料合成反应粒径控制生成后添加液态表面包覆处理，最大程度屏蔽和镶嵌修饰颗粒表面，吸油量被控制到极低水平，应用的颜基比例和临界浓度进一步提高，在应用时在聚乙烯烃材料中达到更好的原始单颗分散效果，从而进一步展现其良好的光学透明性能和补强拉伸以及断裂效果。

载体树脂：聚烯烃填充母料的使用性能和成本主要取决于载体树脂，通常根据母料的用途不同，载体树脂一般含量为10%~20%。聚烯烃填充母料所用载体树脂应当与所填充的塑料基体树脂具有良好的相容性。从这一方面考虑，一般载体树脂最好选用基体树脂。此外，选用填充母料载体时，还要考虑其熔点和熔体流动性，载体树脂的熔点不得高于基体树脂。目前企业用的比较多的是线性低密度聚乙烯(LLDPE)或聚丙烯（PP），熔融指数相当的聚乙烯和聚丙烯相配起来的树脂。

助剂：聚烯烃填充母料使用的助剂品种主要是分散剂或润滑剂。分散剂的作用是改善母料加工流动性，有利于母料在基体树脂中更均匀地分散。常用的分散剂有：白油、石蜡、聚乙烯蜡、偶联剂及硬脂酸等。

填充母料加工工艺：

聚烯烃填充母料加工工艺及相关设备随着载体树脂的不断变更也随之发生变化。

第一代聚烯烃填充母料（APP母料）所采用的载体树脂是国产无规聚丙烯（实际是生产聚丙烯副产品），加工工艺为：混炼——开炼拉片——水冷切粒，为间歇性生产，使用设备有密炼机、开炼机和平板切粒机。

第二代聚烯烃填充母料是以LDPE（1F7B）为载体树脂，生产出的母料称为PEP母料。该工艺过程必须采用具有大长径比、高混炼性能的特殊设计制作的单螺杆挤出机，才能获得较好的效果。

以聚丙烯粉料为载体的填充母料，即PPM母料称为我国第三代填充母料。一般采用聚丙烯与聚乙烯共混物作载体树脂的办法，效果才会很好。产品既保持了PPM母料的特色和使用范围，又可采用模面热切风冷工艺，提高了生产效率，降低了原材料成本。

制作填充母料最好加工设备是同向旋转双螺杆挤出机。该机的优点是可连续生产、质量稳定、生产效率高、能耗低、工人劳动强度低、操作环境好。

填充母料在应用产品中的推荐添加量：

吹膜 PE（农膜、地膜共挤膜、民用薄膜） --8%~12%

一次性餐盒、牛奶酸奶盒、打包带 PP --40~60%

流延淋膜、食品包装膜、垃圾袋、编织袋、购物袋--20~50%

挤塑成型、中空成型 LDPE --10~40%

机用/手工打包带、不干胶涂覆、纸品涂覆、注塑成型 LDPE-- 10~40%

发泡片材、泡沫制品 PP-- 20-30% ， PE-- 15~30%

中空吹塑制品、机油桶、塑料桶、塑料瓶HDPE--10~40% ，PP-- 20~40%

塑料盘、塑料盆、开关盒、塑料玩具、化妆品盒HDPE10~30%，PP----20~30%

塑料窗帘、塑料管材、片材、餐垫片材PS---15~30%，ABS----10~25%

上面是一些常规产品的参考添加比例，具体的需视产品要求和填充母料的质量好差而定。