一种新型色母载体，功能母料的开发与应用报告

塑料母料是十分重要的塑料加工助剂，对塑料工业的迅猛发展起到了推动作用。塑料母料的推广应用，可以简化生产工艺过程，使原料混合方便，混料的质量更均匀；可降低成本；可减少粉尘，改善作业场所的环境；降低制品在换色时清洗螺杆的用料量；延长原料的储存保质期等。

塑料母料，简称母料或母粒。母料的种类有很多，目前，没有统一的划分方法，只能根据母料的功能来划分，如色母料，用于染色；填充母料可替代各种填充剂用于填充各种树脂制品；阻燃母料，用于改善制品的阻燃性能；耐紫外线母粒，用于改善制品的抗老化；发泡母料，用于发泡塑料制品的生产等。

母料一般由填料、载体树脂和助剂三部分组成。各组分在母料中分别起到以下作用：

（1）填料：也称填充剂，是母料最重要的组成部分母料的主体核心部分，起提高某种特定性能指标的作用，如提高阻燃性、提高刚性、降低成本等。填料可使母料应用于塑料制品加工时能起到“增量”的作用，事实上无机或有机的填料绝大多数品种的价格远低于所填充的合成树脂，能显著的降低成本，同时某些填料可对塑料制品起到改性的作用。

（2）载体树脂：其作用主要是与所要添加的组分进行混合混炼造粒，制成与基体树脂相近的颗粒，并提高被基体树脂的相容性。目前的载体树脂在母料中所占的比例依母料用途不同可达10%～20%。

（3）助剂：在填充母料中所起的主要作用有：①分散剂，改善母料加工流动性，有利于母料在基体树脂中分散；②表面处理剂，提高填料颗粒与树脂之间的结合力，改善母料的相容性。

在企业的生产加工过程中，如果不能选用优质恰当的填充母料将直接影响塑料生产工艺及塑料制品的质量，具体体现为与所需加工的树脂原料相容性差，挤出机过滤网上积聚因塑化不良引致的不熔物，在各种加工成型中出现断膜、断丝、充模不足等。因此，采用优质、性能稳定的填充母料产品是保证获得高品质塑料制成品的关键。母料是十分重要的塑料加工助剂，其质量的稳定对塑料制成品的性能有很大影响。使用性能的优劣很重要的方面取决于载体树脂。

根据母料的组成及使用分析，在选用载体树脂时，需重点考察材料的以下几个方面的性能：①包覆量；②分散性；③与目标树脂的相容性。

考虑到作为载体树脂的通用性，我们希望选取的树脂具有以下特点：较大的包覆量，较低的熔点，流动性能较好，易于分散性佳，易于加工使用，可与目标树脂有较好的相容性，有较宽的加工温度范围，不会产生令人不愉快的气味等。

聚烯烃填充母料的载体树脂的也是在不断变更发展的：

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）。

第二代聚烯烃填充母料是以LDPE为载体树脂，生产出的母料称为PEP母料。

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。

通用型载体树脂的发展速度缓慢，不利于色母的应用进步。本文通过与传统的聚乙烯载体树脂进行比较，确定了本产品在色母及包覆应用中的优异性能。

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试验工艺流程如下：

首先将颜料与分散剂混合进行预分散处理，然后将预处理过的颜料加入到载体树脂中，添加加工助剂后进行搅拌混匀，最后进行塑化挤出，切粒。然后分别测试其透光率、平衡扭矩值。

同向双螺杆35挤出机 

注塑机 

透光率/雾度测定仪

转矩流变仪 

挤出吹膜机组 

不同树脂的熔体粘度特性不同，进而影响色母粒的流动性，对于色母的加工过程及后期着色过程影响较大。

图一  新树脂与PE树脂的流变曲线

从图中可见，新体系的平衡扭矩较PE要略低，因此该材料作为载体树脂对颜料的浸润性和亲和力较PE更好，也更易加工。

选用上述两种不同载体树脂制备的色母粒，分别对聚乙烯薄膜、聚丙烯样板和聚丁烯-1（PB-1）样板进行着色，然后比较颜料在薄膜和样板中分散情况，来评价不同树脂制备的色母粒的应用性能。

通过测试各组样品各自的透光率，来评价颜料的分散性好坏，测试结果见表一，透光率较高的，则颜料在薄膜中的分散度越高。

表一  新载体树脂与PE载体树脂的透光率比较

从上表可见，PE色母在给PE着色过程表现出色，但是在给其他材料着色过程表现并不如新载体树脂。故作为通用型色母载体，新树脂更有优势。

在使用LDPE作为载体树脂时，需要添加PPA等助剂以改善其流动性能。

实验发现该树脂与通用的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯和聚乙烯树脂之间具有非常优异的相容性，添加了载体树脂的材料物理性能均有明显提升。

作为通用型的载体树脂，可以有效控制和调节在塑化过程中的分子结构，使制品增加韧性和钢性，增加制品的屈服 拉伸强度、冲击强度、弯曲强度及耐热性；

本产品可与增塑体系进行共混改性，与各种塑料填充料相溶性好，耐热不变形，耐低温不发脆，起到内增韧作用；

新载体树脂在包覆方面的应用：

非金属无机填料在塑料中的用量巨大，单单一项每年用量达到150万吨以上。但是高分子材料在加入这些材料后，往往会出现混炼操作不易，妨碍制品生产效率，甚至是拉伸强度、冲击强度等物性的降低。如何使无机填料添加过程更容易，带来的危害将至最低，人们往往采用树脂将预先包覆处理后再行添加。

本树脂优良的物理性能及较好的外观，即使在添加60%进行混炼挤出造粒后，外观仍有较好的光泽，且分散均匀不会有从中漏出。

此种新型载体树脂有着优异的物性，刚韧平衡性好，自身熔点只有110-120℃，易于加工，且制品自带光泽。经上述实验后再次发现其优秀的分散性，与其他材料有较好的相容性，从各个角度与传统的树脂载体有着较大提升。故此载体树脂在色母、包覆、功能母料中应有广泛的应用价值。

来源：山东东方宏业化工有限公司新材料事业部

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