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Tamanho e estrutura de partículas:
Quanto menor o tamanho das partículas (como 20-30Nm), mais forte é o poder para colorir, mas maior a dificuldade de dispersão (fácil de aglomerar).
O preto de carbono de alta estrutura (valor de absorção de óleo de PAD> 120ml/100g) é mais fácil de formar uma rede condutiva, mas requer força de cisalhamento mais forte para dispersar.
Modificação química da superfície:
O preto de carbono tratado com oxidação (contendo grupos carboxil/hidroxila) pode melhorar a compatibilidade com portadores polares (como PA, PET).
| Tipo de resina | Concentração preta de carbono recomendada | Características |
|---|---|---|
| LDPE | 20-30% | Baixa temperatura de processamento (160-200 ° C), excelente fluxo de fusão, adequado para coloração de uso geral Masterbatch. |
| Pp | 25-40% | Requer força de cisalhamento alta (220-250 ° C), ideal para o Masterbatch condutor de alta concentração, excelente resistência ao calor. |
| HDPE | 20-35% | Alta rigidez, adequada para moldagem por injeção, mas requer dispersão cuidadosa para evitar defeitos superficiais. |
| PS/ABS | 15-25% | A temperatura mais baixa de processamento (180-220 ° C) requer lubrificantes (por exemplo, EBS) para evitar a degradação. |
| PA/PET | 15-30% | Requer preto de carbono modificado na superfície (oxidado), compatível com resinas polares, usadas em plásticos de engenharia. |
Dispersantes:
Cera de polietileno de baixo peso molecular (cera PE) e estearatos (como ZNST) podem reduzir a adsorção entre partículas de carbono preto.
Superdispersantes (como BYK-2150) revestem o preto de carbono com grupos de ancoragem para melhorar a estabilidade a longo prazo.
Lubrificantes:
O etileno bisstearamida (EBS) reduz a viscosidade da fusão e evita a derrapagem do parafuso.
Processo de extrusão de parafuso duplo:
Alta proporção (L/D≥40) Elementos de parafuso combinados (blocos amassados, roscas reversas) aumentam a dispersão de cisalhamento.
Controle de zoneamento de temperatura (como masterbatch baseado em PP: 180-220 ℃).
Taxa de diluição Masterbatch:
Geralmente, recomenda -se uma adição de 1%~ 5%e o MasterBatch condutor precisa ser maior (10%~ 20%).
1. Consistência de cor
Concentração de preto de carbono e valor l* a* b*: use um espectrofotômetro para monitorar a escuridão (o valor l* <15 é um preto escuro de alta qualidade).
Evite amareleamento da resina transportadora: escolha PP de baixa volátil ou adicione antioxidantes (como o irganox 1010).
2. Adaptabilidade aos cenários de aplicação
Resistência ao clima ao ar livre: O próprio preto de carbono tem capacidade de absorção de UV, mas precisa ser compatível com estabilizadores leves (como Hindered Amine Hals).
Conformidade em contato com alimentos: Modelos de preto de carbono que cumprem o FDA 21 CFR 178.3297 ou a UE 10/2011 (como Cabot Monarch 880).
| Emitir | Causa raiz | Solução |
|---|---|---|
| Superfície corajosa no masterbatch | Má dispersão de carbono preto | Aumente a temperatura de cisalhamento nas zonas de parafuso ou adicione mais agente dispersor (por exemplo, cera PE). |
| Tonalidade acinzentada em produtos finais | Concentração insuficiente de preto de carbono ou degradação de resina | Verifique a taxa de diluição Masterbatch e os limites de temperatura de processamento. |
| Condutividade instável | Dano de estrutura preta de carbono ou distribuição desigual | Otimize a configuração do parafuso para evitar cisalhamento excessivo; Use preto de carbono de alta estrutura. |
| Sangramento/migração de cores | Portadores de baixo peso molecular ou plastificantes excessivos | Mude para resinas MW mais alto (por exemplo, HDPE em vez de LDPE) ou reduza o conteúdo de plastificante. |
| Resistência mecânica reduzida | Sobrecarga de preto de carbono (> 40%) interrompendo a matriz de polímeros | Equilibre o teor de preto de carbono com aditivos de reforço (por exemplo, fibras de vidro para PA) . |