塑料用重晶石.doc

塑料用重晶石塑料中所用的填料基本上可以分为两种：非活性(或添加物)填料和活性(或功能性)填料。填料在塑料工业中有着非常广泛的应用，并且填料现在的增长速度已经超过了树脂本身的增长速度。填料主要用于三类主要的聚合物当中(热塑性塑料、热固性树脂以及橡胶)。填料是许多聚合物产品的关键组成部分;因而填料市场既复杂又颇具价值(2008年在欧洲市场的价值为23亿欧元)。填料，尤其是无机类的材料，可以是天然化合物或者是经过合成得到的产品;并且不同的填料在价格和应用领域方面也各不相同。非活性填料主要用于降低成本;功能性填料则是为了使聚合物在性能方面发生特有的改变。因此，尽管不存在完全没有活性而仅仅可以用作降低塑料成本的填料，但是填料的使用仍然使得塑料化合物可以满足其对自身的所有要求。对于填料和添加剂的要求在很大程度上取决于塑料产品自身的需要，但是诸如市场驱动力之类的影响因素也是重要的，这些影响因素具体是指：不断扩展的食物配送对改进包装的要求，防火法规的变化，和在汽车和电子配件行业等高温环境中材料的使用，以及回收利用问题。一直以来，塑料行业中科学技术的变化都在不断地推动功能性填料和特殊添加剂的发展。通常来讲，聚合物填充体系的性质取决于填料颗粒的尺寸、形状以及表面性质等因素。除了少数例外情况，通过向聚合物中加入一定量的填料对聚合物进行改性，可以在连续的聚合物基体相中形成含有填料的多相体系。相应获得的混合物具有独特的微观或宏观结构，并且形成对应的性能。使用填料的主要原因是可以对聚合物进行性能的改性或提高，降低总体成本，对加工性能进行改善或控制。填料几乎可以影响到聚合物的每一种性质，例如密度、收缩率、膨胀系数、导电性、渗透性、机械性能以及热性能等等。配方设计师们首先必须注意到塑料所要获得的主要影响，然后对填料装载量、填料的混合物、其他添加剂等因素进行调整。常常，每种填料的选择不但取决于其化学组成还取决于颗粒的尺寸、形状和硬度等其他因素。固体颗粒和纤维材料可以被当作塑料中的填料来使用。碳酸钙、陶土、长石、硅土以及钙硅石是最主要的矿物填料。宽泛地讲，短切玻璃纤维(与哑光、连续型的粗纱织物相对应)以及实心玻璃、高分子小球、玻璃、金属闪光粉、空心微珠和碳纳米管等碳基材料也都被定义为填料。功能性填料方面最新的进展当中包含一些特殊纳米填料，这些纳米材料的使用旨在使材料具有期望的特定性能。在给定的体系当中，对材料的机械性能、电学性能或光学性能会形成影响的重要参数之一为填料的分散度。一些物理和化学因素可以影响到填料的分散过程，这些因素包括：填料聚集体的结构和粘性，填料的表面活性，聚合物和填料间的化学相互作用，以及聚合物向填料聚集体的任何的渗透行为。硅烷特殊添加剂提高填料分散度由于无机填料和有机聚合物基体具有不同的极性，填料在聚合物中的分散受到了技术上的挑战。Plasti-Source硅烷可以作为优异的增容剂的原因在于它本身所具有的双重特性在一个分子当中不但含有无机基团还具有有机基团部分。硅烷在性质方面所具有的一些明显的改善包括：粘度的降低、加工过程的改进、产量的增加、团聚程度的降低、填料装载量进一步的提高，以及总体成本的下降。含有硅烷和不含硅烷的熔体流动速度特殊添加剂改善WPC填料、提高机械强度由于我们希望可以使木塑复合材料(WPCs，WoodPlasticsComposites)具有更好的结构承重性能，因而寻找用于提高木塑复合材料机械强度的添加剂成为了一个紧急的目标。各种偶联剂，诸如杜邦公司生产的用于PE/木材复合材料的DuPontFusabondWPC-576D偶联剂将极性木材与非极性的聚合物粘结在了一起，显著提高了机械强度(冲击强度、拉伸强度和弯曲强度)，但是与此同时也降低了材料的吸湿率。FusabondWPC-576D是偶联技术应用的产物：具体而言是在乙烯基共聚物的骨架上掺入酐类官能团。对含有55%木质材料的高密度聚乙烯进行测试：FusabondWPC-576D含量为0.5%的复合材料经过30天的时间后，吸湿率会下降三分之二，弯曲强度则变为原来的二倍，并且材料具有了更高的硬度。高密度聚乙烯/55%橡木复合材料的吸水率下降图同时，偶联剂也有助于提高纤维的分散程度，从而有可能提高木质材料的含量。将使用过的废旧纸张进行回收再生所获得的纸浆纤维素可以作为木粉的替代品而使用。纸浆纤维素的热膨胀系数为零，并且由于其中不含木质素，这种纤维不会像木粉一样发生光致分解现象。滑石粉以及碳酸钙等矿物填料则可以在木塑复合材料(WPC)当中与木质纤维一起使用以提高材料的机械性能。WPC中的滑石粉可以提高弹性模量(modulusofelasticity，MOE)和断裂模量(modulusofrupture，MOR)、提高两种模量(MOE/MOR)的持久性、降低负载挠度、提高HDT、减少扭曲变形，以及改善蠕变和弹性回复性能。在木材工业中，材料的弯曲强度和硬度是与断裂模量(modulusofrupture，MOR)和弹性模量(modulusofelasticity，MOE)相关的。功能性纳米填料对树脂物理性能的提高向树脂中加入2-5%含量的纳米添加剂是一种新的提高树脂物理性能的重要方法。例如，纳米添加剂的加入可以使树脂具有改进的机械性能、更高的硬度和空间稳定性、改善的阻渗性能以及导电性。最为广泛报道并且第一次商业化了的两种纳米添加剂为纳米粘土(一种具有纳米尺寸的硅铝酸盐材料)以及碳纳米管。纳米粘土是一种在塑料纳米复合材料中广泛使用的纳米添加剂，并且由于自身具有较低的成本，因而显示出了最广阔的商业活力。两种添加剂都需要进行表面处理的化学改性，从而获得精细的分散度并且将与树脂偶联的优点最大化。其它正在使用的纳米添加剂包括：合成粘土、多面体低聚倍半硅氧烷(polyhedraloligomericsilsesquioxane，POSS)、无机类的纳米管、硫酸钡纳米粒子、纳米硅，以及天然纤维(亚麻、大麻纤维)。碳纳米管的STM图样生物塑料PLA的包装增韧添加剂杜邦公司生产的“BiomaxStrong”添加剂是一种乙烯基共聚物，该添加剂可以用于提高包装和工业应用领域中聚乳酸PLA的韧性。这类添加剂可以提高PLA的冲击强度、弹性以及熔体强度，但是对材料透明型的影响很小。将PLA与质量分数为5%的改性剂共混，可以维持与透明聚丙烯类似的透明度。当质量含量在5-15%之间时，材料则具有不同的半透明度，其半透明度与不透明聚丙烯的类似。经BlomaxStrong100改性PLA2002的SpancerImpactBiomaxStrong100填充量为0-10%时，材料由透明到半透明的变化情况杜邦公司包装&工业聚合物部以及Plantic技术有限公司(一家专门生产淀粉基生物大分子的澳大利亚公司)最近宣布了一项关于淀粉类生物材料的联合计划。两家公司将会一起合作开发和销售凭借Plantic技术制造的可再生聚合物。这项计划包括：联合研发新的具有可再生来源的树脂和以高直链玉米淀粉为原料生产的片材。除了共同开发这些新材料之外，杜邦公司将会推动Biomax系列产品中Plantic淀粉基树脂和片材产品的市场化和销售。导电和介电金属纤维功能性填料不锈钢纤维是一种可以在导电塑料中使用的非常有效的功能性填料。金属纤维是一种非常细的金属丝，直径范围在1-80微米之间。将金属纤维与人类的头发相比较，人类头发的直径在70到100微米之间。这些化合物可以使电磁波发生偏转和传导，从而使导电塑料具有更有效/更持久的屏蔽作用。数量很少的不锈钢纤维就可以满足材料相应的的电磁干扰(Electro-MagneticInterference，EMI)和静电放电(ElectroStaticDischarge，ESD)的要求。不锈钢纤维的使用使得金属屏蔽作用对质量的增加较少、表面处理所需成本降低，并且可以通过一步成型的方法获得综合性的设计结果。电子设备屏蔽电磁干扰(EMI)能量的传统方法是安装薄的金属防护物或者使用导电涂料、进行化学沉积、抑或是进行真空镀膜。然而这些方法也有着自身的缺点。将金属屏蔽层安装到复杂的组合体当中是具有一定难度的，并且会增加装置的质量和厚度。这些是与设备轻型化、小型化和薄型化的发展趋势相违背的。尽管涂料、电镀和镀金属法会使设备的质量和厚度略微有所增加，但是上述方法仍然用于昂贵的二级操作当中。将短纤维和聚合物粘结剂结合起来，可以作为母料专门用于多种聚合物树脂中并且使得聚合物基体具有更好的分散性。纤维的体积含量%纤维的质量含量%体积电阻率屏蔽范围 0.25-0.54 102ESD 保护180.5-230-50 dB EMI 屏蔽 1.5120.1-0.550-60 dB EMI 屏蔽 1.51560 dB EMI 屏蔽塑料制品表面喷涂故障的处理方法涂料表面结皮：氧化聚合类油漆、醇酸树脂以及颜料成分较多的硝基漆或氨本醇酸树脂类的底漆，在贮存过程中表面很容易结皮。一般可通过添加碳酸类和肟类化合物作为有效的防结皮剂，每种只要添加1%以下的用量即可。涂料凝胶：涂料在贮存过程中粘度会越来越大，这种现象称为增粘或滞后增稠。若进一步发展，涂料会丧失流动性并形成凝胶态。对于油性涂料，应适当减少干燥剂的用量及添加氧化聚合防止剂。但需注意，这会影响到涂料的干燥性能，减量必须是有限度的。对于氨基醇酸树脂的涂料，应添加有氢氧根的酒精类极性溶剂，这对于结皮具有显著的效果。涂料硬化粘结：涂料表面结皮后形成胶状体，若进一步发展往往出现硬化而产生粘结现象。通常，应选择低酸值的载色剂，也可添加肪酸酯或胺类来防止硬化粘结。值得注意的是，醇酸树脂对于高酸值载色剂不发生硬化粘结，对于低酸值载色剂反而会产生硬化粘结。颜料沉积分离：通常，颜料粒于在涂料的高分子溶液中呈悬浮分散状态，由于溶液和颜料粒子的比重不同，颜料常常沉淀，处于亚稳定状态，导致镀膜过程中由于搅拌不充分而形成涂膜色泽不均或表面光泽差异，以及涂料在管路输送时阻塞。为了防止沉淀和分离，应选用适宜的表面活性剂，使分散剂保持一定的粘度，并合理确定溶剂的组成。如果涂料已产生沉积分离，应采用良好的分散器械和分散方法，充分搅拌。涂膜下垂或流挂：垂直面上的涂膜流挂后，会产生柱状或波状条纹，长柱状的条纹称滴流，帘状条纹称流挂。产生滴流和流挂是以涂料的流动性为起因的，它与涂料中颜料的种类和用量以及有无添加剂直接相关，而且对其影响较大。一般流动性好、固化速度和溶剂挥发速度慢的涂料容易产生滴流。另外，由于含有颜料的涂料容易表现出触变性，所以采用机械搅拌的涂料容易产生流挂。涂料的粘度对滴流具有一定的影响，通常涂料粘度越高，越不容易滴流。不过，同一粘度的涂料滴流性亦有所不同，这主要是受涂料触变性及溶剂挥发性的影响。为了防止涂料滴流及流挂，可考虑使用挥发性较好的溶剂，涂层应尽量喷涂得薄一些，适当调整稀释剂的稀释比例，适当降低涂料的粘度，合理控制喷枪的距离及运行速度。涂层白化：涂膜在干燥过程中或干燥后，表面产生白色的雾化现象称为白化。产生白化的主要原因在于，当涂料中的溶剂急剧蒸发时，尽管周围的环境温度较高，涂液温度却降到露点以下，空气中的水蒸气就会凝结成水进入料液中，使得涂料中的聚合物或是沉淀，或是因凝结水的挥发，涂膜中充满气体，干燥后，膜面就会出现微小的白浊印迹。在高温多湿的条件下，若使用含有大量挥发快的溶剂的亮漆系涂料进行涂装时，溶剂的挥发会骤然带走大量的热量，导致涂液表面温度下降，使空气中的水分凝结并混入其中，造成涂料中的聚合物沉淀，产生白化。随着社会的发展、科技的进步，人们对塑料制品的美观要求也越来越高。常见的制品如手机、电视、计算机外壳、汽车保险杠、摩托车装饰件以及其它日用品，已从单一的色彩变得五彩缤纷，以不断适应人们追求个性化的需求，而满足人们审美要求最快捷的办法之一就是对塑料制品表面进行喷涂。塑料制品有些材质本身的结构较为规整，极性小，表面能低，溶解度参数小，因此要在其表面进行喷涂是非常困难的。因此，塑料制品在表面喷涂中出现的故障比较多，据慧聪表面处理网小编LEE搜集整理，有以下一些常见故障及排除方法。下面就让小编给您慢慢分析。常见故障一：涂料表面结皮成因及对策：氧化聚合类油漆、醇酸树脂以及颜料成分较多的硝基漆或氨本醇酸树脂类的底漆，在贮存过程中表面很容易结皮。一般可通过添加碳酸类和肟类化合物作为有效的防结皮剂，每种只要添加1%以下的用量即可。常见故障二：涂料凝胶成因及对策：涂料在贮存过程中粘度会越来越大，这种现象称为增粘或滞后增稠。若进一步发展，涂料会丧失流动性并形成凝胶态。对于油性涂料，应适当减少干燥剂的用量及添加氧化聚合防止剂。但需注意，这会影响到涂料的干燥性能，减量必须是有限度的。对于氨基醇酸树脂的涂料，应添加有氢氧根的酒精类极性溶剂，这对于结皮具有显著的效果。常见故障三：涂料硬化粘结成因及对策：涂料表面结皮后形成胶状体，若进一步发展往往出现硬化而产生粘结现象。通常，应选择低酸值的载色剂，也可添加肪酸酯或胺类来防止硬化粘结。值得注意的是，醇酸树脂对于高酸值载色剂不发生硬化粘结，对于低酸值载色剂反而会产生硬化粘结。常见故障四：颜料沉积分离成因及对策：通常，颜料粒于在涂料的高分子溶液中呈悬浮分散状态，由于溶液和颜料粒子的比重不同，颜料常常沉淀，处于亚稳定状态，导致镀膜过程中由于搅拌不充分而形成涂膜色泽不均或表面光泽差异，以及涂料在管路输送时阻塞。为了防止沉淀和分离，应选用适宜的表面活性剂，使分散剂保持一定的粘度，并合理确定溶剂的组成。如果涂料已产生沉积分离，应采用良好的分散器械和分散方法，充分搅拌。常见故障五：涂膜下垂或流挂成因及对策：垂直面上的涂膜流挂后，会产生柱状或波状条纹，长柱状的条纹称滴流，帘状条纹称流挂。产生