纳米改性硫酸钡在透明填充母

纳米改性硫酸钡在透明填充母粒中的应用技术,苏州克莱明新材料有限公司刘学习博士2016.11.8,何为纳米改性硫酸钡,纳米的概念：1nm=10-9m，100nm纳米硫酸钡：物理法，化学法；纳米改性硫酸钡：活化改性亚纳米改性硫酸钡:100nm-1000nm超微细改性沉淀硫酸钡,透明母粒用纳米改性硫酸钡,生产方法：硫酸法（浓硫酸+碳酸钡）粒径变化趋势：0.7um-0.3um粒径图：,硫酸钡的特性,密度（g/mL,25/4）：4.5熔点（C）：1350沸点（C,常压）：1580溶解性：溶于热的浓硫酸，几乎不溶于水、乙醇和稀酸化学惰性强，稳定性好，耐酸碱，硬度适中，高比重，高白度(99.5)，能吸收有害射线等优点，是一种具有环保功能的材料,纳米改性硫酸钡为什么适合透明填充,它近乎纳米级别的粒径尺寸（300nm），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，具有对可见光波非常优异的穿透能力。硫酸法制备的近似球型的晶体结构更利于光线的绕射纳米改性硫酸钡特有约为1.6折射率属性，近似于PE材料1.54折射系数，因此纳米改性硫酸钡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。,硫酸钡的改性,物理法化学法改性剂：硬脂酸盐，硅烷钛酸酯，铝酸酯，硼酸酯等,硫酸钡透明填充的基本配方,物料 硫酸钡 载体 分散剂润滑剂抗氧剂百分比 80-905-25 2-5 1-3 0-0.31、增韧型（载体融指20 ）,载体的选择,选择与最终制品树脂相容性好，易加工，常见聚乙烯薄膜制品为主。 茂金属聚乙烯一般用于增韧型母料。 LLDPE薄膜品级具有较低的熔点和明显的熔区，并且在韧性、透明度、热粘性等方面性能优异适合做高填充的载体树脂。 LDPE适合高透明低温制品。HDPE适合耐高温制品。,助剂的选择,润滑剂：分散、增加流动性。常见：聚乙蜡、硬脂酸锌、硬 脂酸、石蜡等；偶联剂：增加粉体与树脂的相容，避免高母料中的粉体在客 户制品喷中析出/霜。常见：硅烷、铝酸酯、马来 酸酐接枝高分子等；抗氧剂：降低加工过程中，剪切热对塑料的降解。常见：1010、168等。,增韧型母料配方,载体树脂一般选用融指小于5的茂金属或者线性。分散剂选用熔点在110度以上的聚乙烯腊。润滑剂选用硬脂酸锌、硬脂酸钙等硬脂酸盐。,高透型配方,载体树脂一般选用融指大于20的线性。分散剂选用熔点在110度以上的聚乙烯腊。润滑剂选用硬脂酸锌、硬脂酸钙等硬脂酸盐。,基本工艺,基本设备(1),高混机+双螺杆挤出造粒机生产时将各种载体树脂、助剂和粉体加入高混机，进行预分散和塑化，然后用双螺杆挤出机直接进行剪切分散，最后采用风冷切粒。这种设备投入少，一条生产线在20-40万之间，见效快，操作简单，但无法满足现有纳米硫酸钡功能母粒的各种生产要求。分散整体还可以，另外对配方要求比较高，熔指要求偏高。,基本设备(2),密炼机+单螺杆造粒机 生产时将各种载体树脂、助剂和粉体加入密炼机，进行预分散和塑化，然后用强制喂料直接加入单螺杆降温压缩，最后采用风冷切粒。整体粒子外观更漂亮，看起来更透。这种设备投入较高，一般在50-60万，操作简单，但密炼机有死角，分散不稳定，另外对配方要求比较高。,基本设备(3),高混机+双螺杆挤出机+单螺杆造粒机 现有主要的纳米硫酸钡母粒生产企业都是采用此工艺，采用高混机+双螺杆挤出机+单螺杆造粒机基本可以满足现有纳米硫酸钡母粒的各种产生要求。先将各种载体树脂、助剂和粉体加入高混机，进行预分散和塑化，然后进入双螺杆进行剪切分散，直接进入单螺杆降温压缩，保证粒子外观，最后采用风冷切粒。这种设备投入较高，一般在50-60万，适应性广。将双螺杆高速、强混炼，单螺杆低速、低温，弱剪切，特性相结合，扬长避短，工艺自动化程度高，分散效果优异，产量高。,基本设备(4),密炼机+双螺杆挤出机+单螺杆造粒机 为了发挥密炼机的操作简单和弥补密炼机分散不均以及单螺杆无分散能力的不足，有部分厂家采用了密炼机+双螺杆挤出机+单螺杆造粒机，产品适应范围扩大的同时产品质量也有了提高。此种设备投入较高，一般在70-80万，适应性广。,基本设备(5),计量喂料+双螺杆挤出机+单螺杆造粒机 为了减少质量波动，一些定位服务高端客户的企业采用了此设备，这种设备一般投入在100万左右。损耗低，一般在千分之一左右，但对粉体质量要求高。,基本设备(6),连续双转子密炼机组 为了解决密炼机的不连续性和增强分散性，目前连续双转子密炼机组是不错的选择。工作原理类似密炼机，但像双螺杆一样连续进料出料，密转子分散能力很强，同时可以节电30%以上，但投入较大，一般在100万以上。,基本设备(7),三螺杆挤出机 三螺杆挤出机是挤出机械领域的又一新创意,以其灵活多变的几何排布方式、多个啮合区,形成物料在流向、流速上的多重变化,且质点在空间位置的分布产生了极其有益的影响,以优异的混合特性、小的长径比、较高的产能比受到关注。优势：能耗低，混炼效果好。,基本加工温度,第一阶：110 -150 第二阶：80 -100 ,常见切粒方式,风冷（最常见，成品含水量低，夏天易粘连）水环（适应性广，有效烘干）水下（适宜性最广，有效烘干）喷雾（风冷方式的改进，有效降低夏天颗粒粘连）水拉条（低粉体含量）,产品质量控制,载体匹配融指匹配灰分分散性水分耐热性外观,母粒应用市场,硫酸钡透明填充母粒市场需求旺盛地膜可以添加10%保护膜中间层添加20%缠绕膜添加10%LDPE吹膜一般在10-20%HDPE最高添加50%内膜袋，马夹袋等等,未来趋势,专用料功能性需求量,未来市场预测,全国地膜需求量100万吨左右，添加10%就有10万吨硫酸钡母粒的市场需求；保护膜一年需求量15万吨（15%），缠绕膜25万吨（10%），棚膜需求量70万吨（3%），且每年以9%的增长率递增;超