納米改性硫酸鋇在透明填充母

1、納米改性硫酸鋇在透明填充母粒中的應(yīng)用技術(shù),蘇州克萊明新材料有限公司劉學(xué)習(xí)博士2016.11.8,何為納米改性硫酸鋇,納米的概念：1nm=10-9m，<100nm納米硫酸鋇：物理法，化學(xué)法；納米改性硫酸鋇：活化改性亞納米改性硫酸鋇:100nm-1000nm超微細(xì)改性沉淀硫酸鋇,透明母粒用納米改性硫酸鋇,生產(chǎn)方法：硫酸法（濃硫酸+碳酸鋇）粒徑變化趨勢：0.7um-0.3um粒徑圖：,硫酸鋇的特性,密度（g/mL,25/

2、4℃）：4.5熔點(diǎn)（ºC）：1350沸點(diǎn)（ºC,常壓）：1580溶解性：溶于熱的濃硫酸，幾乎不溶于水、乙醇和稀酸化學(xué)惰性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，耐酸堿，硬度適中，高比重，高白度(99.5)，能吸收有害射線等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有環(huán)保功能的材料,納米改性硫酸鋇為什么適合透明填充,它近乎納米級別的粒徑尺寸（300nm），以及精確狹窄的粒度分布曲線，形成最佳的二分之一波長比例，具有對可見光波非常優(yōu)異的穿透能力。硫酸法制備的近似球

3、型的晶體結(jié)構(gòu)更利于光線的繞射納米改性硫酸鋇特有約為1.6折射率屬性，近似于PE材料1.54折射系數(shù)，因此納米改性硫酸鋇已經(jīng)被成功應(yīng)用于高透明性吹膜或流延聚烯烴薄膜制品，提供卓越的光學(xué)性能和開口作用。,硫酸鋇的改性,物理法化學(xué)法改性劑：硬脂酸鹽，硅烷鈦酸酯，鋁酸酯，硼酸酯等,硫酸鋇透明填充的基本配方,物料 硫酸鋇 載體 分散劑潤滑劑抗氧劑百分比 80-905-25 2-5 1-3

4、0-0.31、增韌型（載體融指20 ）,載體的選擇,選擇與最終制品樹脂相容性好，易加工，常見聚乙烯薄膜制品為主。 茂金屬聚乙烯一般用于增韌型母料。 LLDPE薄膜品級具有較低的熔點(diǎn)和明顯的熔區(qū)，并且在韌性、透明度、熱粘性等方面性能優(yōu)異適合做高填充的載體樹脂。 LDPE適合高透明低溫制品。HDPE適合耐高溫制品。,助劑的選擇,潤滑劑：分散、增加流動性。常見：聚乙蠟、硬脂酸鋅、硬

5、 脂酸、石蠟等；偶聯(lián)劑：增加粉體與樹脂的相容，避免高母料中的粉體在客 戶制品噴中析出/霜。常見：硅烷、鋁酸酯、馬來 酸酐接枝高分子等；抗氧劑：降低加工過程中，剪切熱對塑料的降解。常見：1010、168等。,增韌型母料配方,載體樹脂一般選用融指小于5的茂金屬或者線性。分散劑選用熔點(diǎn)在110度以上的聚乙烯臘。潤滑劑選用硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等硬脂酸鹽。,高透型配方,載體樹脂一般選用融指大于2

6、0的線性。分散劑選用熔點(diǎn)在110度以上的聚乙烯臘。潤滑劑選用硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等硬脂酸鹽。,基本工藝,基本設(shè)備(1),高混機(jī)+雙螺桿擠出造粒機(jī)生產(chǎn)時將各種載體樹脂、助劑和粉體加入高混機(jī)，進(jìn)行預(yù)分散和塑化，然后用雙螺桿擠出機(jī)直接進(jìn)行剪切分散，最后采用風(fēng)冷切粒。這種設(shè)備投入少，一條生產(chǎn)線在20-40萬之間，見效快，操作簡單，但無法滿足現(xiàn)有納米硫酸鋇功能母粒的各種生產(chǎn)要求。分散整體還可以，另外對配方要求比較高，熔指要求偏高。,基本設(shè)備(

7、2),密煉機(jī)+單螺桿造粒機(jī) 生產(chǎn)時將各種載體樹脂、助劑和粉體加入密煉機(jī)，進(jìn)行預(yù)分散和塑化，然后用強(qiáng)制喂料直接加入單螺桿降溫壓縮，最后采用風(fēng)冷切粒。整體粒子外觀更漂亮，看起來更透。這種設(shè)備投入較高，一般在50-60萬，操作簡單，但密煉機(jī)有死角，分散不穩(wěn)定，另外對配方要求比較高。,基本設(shè)備(3),高混機(jī)+雙螺桿擠出機(jī)+單螺桿造粒機(jī) 現(xiàn)有主要的納米硫酸鋇母粒生產(chǎn)企業(yè)都是采用此工藝，采用高混機(jī)+雙螺桿擠出機(jī)+單螺桿造粒機(jī)

8、基本可以滿足現(xiàn)有納米硫酸鋇母粒的各種產(chǎn)生要求。先將各種載體樹脂、助劑和粉體加入高混機(jī)，進(jìn)行預(yù)分散和塑化，然后進(jìn)入雙螺桿進(jìn)行剪切分散，直接進(jìn)入單螺桿降溫壓縮，保證粒子外觀，最后采用風(fēng)冷切粒。這種設(shè)備投入較高，一般在50-60萬，適應(yīng)性廣。將雙螺桿高速、強(qiáng)混煉，單螺桿低速、低溫，弱剪切，特性相結(jié)合，揚(yáng)長避短，工藝自動化程度高，分散效果優(yōu)異，產(chǎn)量高。,基本設(shè)備(4),密煉機(jī)+雙螺桿擠出機(jī)+單螺桿造粒機(jī) 為了發(fā)揮密煉機(jī)的操作簡單和彌

9、補(bǔ)密煉機(jī)分散不均以及單螺桿無分散能力的不足，有部分廠家采用了密煉機(jī)+雙螺桿擠出機(jī)+單螺桿造粒機(jī)，產(chǎn)品適應(yīng)范圍擴(kuò)大的同時產(chǎn)品質(zhì)量也有了提高。此種設(shè)備投入較高，一般在70-80萬，適應(yīng)性廣。,基本設(shè)備(5),計量喂料+雙螺桿擠出機(jī)+單螺桿造粒機(jī) 為了減少質(zhì)量波動，一些定位服務(wù)高端客戶的企業(yè)采用了此設(shè)備，這種設(shè)備一般投入在100萬左右。損耗低，一般在千分之一左右，但對粉體質(zhì)量要求高。,基本設(shè)備(6),連續(xù)雙轉(zhuǎn)子密煉機(jī)組

10、 為了解決密煉機(jī)的不連續(xù)性和增強(qiáng)分散性，目前連續(xù)雙轉(zhuǎn)子密煉機(jī)組是不錯的選擇。工作原理類似密煉機(jī)，但像雙螺桿一樣連續(xù)進(jìn)料出料，密轉(zhuǎn)子分散能力很強(qiáng)，同時可以節(jié)電30%以上，但投入較大，一般在100萬以上。,基本設(shè)備(7),三螺桿擠出機(jī) 三螺桿擠出機(jī)是擠出機(jī)械領(lǐng)域的又一新創(chuàng)意,以其靈活多變的幾何排布方式、多個嚙合區(qū),形成物料在流向、流速上的多重變化,且質(zhì)點(diǎn)在空間位置的分布產(chǎn)生了極其有益的影響,以優(yōu)異的混合特性、小的長徑比、較高

11、的產(chǎn)能比受到關(guān)注。優(yōu)勢：能耗低，混煉效果好。,基本加工溫度,第一階：110 ℃ -150 ℃第二階：80 ℃ -100 ℃,常見切粒方式,風(fēng)冷（最常見，成品含水量低，夏天易粘連）水環(huán)（適應(yīng)性廣，有效烘干）水下（適宜性最廣，有效烘干）噴霧（風(fēng)冷方式的改進(jìn)，有效降低夏天顆粒粘連）水拉條（低粉體含量）,產(chǎn)品質(zhì)量控制,載體匹配融指匹配灰分分散性水分耐熱性外觀,母粒應(yīng)用市場,硫酸鋇透明填充母粒市場需求旺盛地膜可以添加10%

12、保護(hù)膜中間層添加20%纏繞膜添加10%LDPE吹膜一般在10-20%HDPE最高添加50%內(nèi)膜袋，馬夾袋等等,未來趨勢,專用料功能性需求量,未來市場預(yù)測,全國地膜需求量100萬噸左右，添加10%就有10萬噸硫酸鋇母粒的市場需求；保護(hù)膜一年需求量15萬噸（15%），纏繞膜25萬噸（10%），棚膜需求量70萬噸（3%），且每年以9%的增長率遞增;超市連卷袋（添加量40%），馬夾袋等等。 所以硫酸鋇母粒的市