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除湿干燥剂在工程塑料中的应用

来源：塑料五金网发布时间：2013-09-04 09:05:20点击率：

 

【塑胶五金网】摘 要： 塑料除湿干燥剂是以氧化钙 (CaO) 为高吸湿性材料，加入不同的树脂、助 剂，生产而成的新的除湿材料，已广泛用于通用合成树脂，在降低生产成本、 改善塑料制品性能等方面取得明显的效果。本文重点介绍除湿干燥剂在工程塑 料的应用技术。

关键词： 干燥剂 工程塑料 应用

1 前 言

目前，塑料除湿干燥剂已广泛用于聚丙烯 (PP)、聚乙烯 (PE)、聚苯乙烯 (PS) 等树脂生产的管材、板(片) 材、薄膜、中空制品、注塑制品等产品，特别是用再生 回收树脂生产时，使用除湿干燥剂可有效地消除树脂的水分，具有价格低廉、使用方 便、效果独特、节约电能、节省树脂等优点，得到了企业的重视和关注。

除湿干燥剂以氧化钙高吸湿性的特点，经过特殊工艺生产而成，由于它存在着易吸 潮、保质期短等缺点，所以在原材料选择、加工工艺、运输储藏、应用技术以及自然环 境条件等方面都有一定的技术要求。

由于树脂性能差异和加工工艺技术等方面的原因，目前除湿干燥剂在工程塑料中的 应用较少。我们分别在聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚 物等树脂中使用除湿干燥剂，并进行研究分析，取得较好的效果。本文就除湿干燥剂在 工程塑料中的应用技术进行探讨，供大家参阅。

2 原材料的选择与加工工艺

除湿干燥剂是以氧化钙为主要吸湿干燥材料，加入适量树脂和不同的加工助剂，经 表面活化、共混、挤出生产成颗粒状材料。该产品以母粒形态与树脂掺混使用，并均匀 地分布在树脂中，在加工过程中吸湿树脂中的水分，达到干燥的目的。

2.1 载体树脂的选择

除湿干燥剂的载体树脂可根据产品用途和树脂特性选择，也可选用两种或几种树脂 共混使用。选择树脂要求熔体流动速率高、色泽好、相容性好、易分散、性能相近的合 成树脂作为母料载体。

2.2 氧化钙的技术指标

氧化钙俗称生石灰，是由CaCO3煅烧生成CO2+CaO，CaO通过再与H2O反应 形成Ca (OH)2 · CO2，贮存并与Ca (OH)2再结合形成CaCO3+H2O。氧化钙是目 前建筑行业应用广泛的材料，在我国大部分地区都有煅烧生产。由于石料基材的不 同，煅烧工艺的差别，氧化钙的性能指标也有较大差异。塑料中选用的氧化钙以广 西桂林五环实业有限公司生产的专用氧化钙各项性能指标较佳，主要性能指标参见 表1。

表1 氧化钙主要性能指标

密度/(g/cm3)

白度/%

CaO/%

CaCO3/%

盐酸不溶物/%

MgO/%

Fe2O3/%

活性度/%

2.70～3.25

≥92

≥94

≤3

≤1

≤0.7

≤0.5

≥330

氧化钙除了表中的性能指标外，它的包装、运输、储存都是重要的条件。要采用内 衬薄膜密封外用编织袋包装，运输中不得受潮，应储存在干燥通风的地方。在梅雨季 节，氧化钙易吸潮失效，保质期会缩短，应注意根据使用量采取分批发货、干燥储存、 短期使用，以保证产品的吸湿性能不受影响。

2.3 加工助剂的选择

除湿干燥剂的加工助剂应选择具有界面相容性好，具有较强的内外润滑作用，有利 于降低物料与物料、物料与设备的摩擦因数、提高生产效率、分散均匀的加工助剂。还 要注意助剂的熔点、分解、挥发性等，助剂的分子结构、相对分子质量、结构形态及树 脂的相容性都是助剂选择的重点。

3 除湿干燥剂的应用技术

3.1 除湿干燥剂技术原理

在工程塑料生产应用中，树脂含有一定量的水分，影响了生产工艺和产品质量，消 除树脂中的水分，大都采用鼓风式加热干燥工艺，存在着能耗高、工艺繁杂、生产劳动 强度大、工作效率低等缺点。在不改变原来的工艺条件下，原来的干燥设备中加入适量 的除湿干燥剂，可缩短树脂的干燥时间，提高生产效率。特别是在原来干燥设备不能满 足工艺要求时，加入的干燥剂在生产过程中，树脂与氧化钙均匀分散，氧化钙可吸湿树 脂中的水分，达到吸湿目的和生产工艺技术要求。

3.2 产品包装的工艺要求

除湿干燥剂具有使用量少、易吸潮、不易长期存放的特点。通常采用塑料复合薄膜 抽真空小包装袋分装。 选用三层共挤复合薄膜，制成盛装5kg的包装袋，经过抽真 空包装，可有效地阻隔外界空气的穿透，达到不氧化、不分解，保持高吸湿性能的 目的。

真空包装时，抽真空压力值是往往被忽视的因素。通常都习惯用高真空度包装，保 证薄膜袋内的真空效果。高真空度会使薄膜紧紧贴裹在物料外面，凹凸的物料颗粒使薄 膜的厚度和延伸率都达到一定的极限，形成坚硬的块状。薄膜包装袋在储存、运输中产 生碰撞，突出的颗粒极易穿刺透薄膜，使外界空气进入包装袋中，形成产品吸潮而 失效。

3.3 除湿干燥剂与树脂的添加比例

除湿干燥剂的吸湿率大于或等于树脂的水分含量，才能达到干燥树脂的效果。由于 树脂的含水量往往是不确定的因素，特别是树脂的牌号、性能、加工条件、包装运输等 都有很大差异，水分含量变化也较大，产品使用厂家也很少进行水分测定，大多数厂家 主要是用调试工艺来确定消除水分的除湿干燥剂的合理添加比例。所以，水分的数值变 化与不确定性，给产品的合理配比带来一定的困难和问题，使干燥剂与树脂的合适比例 很难确定。

在使用过程中，树脂的水分大，除湿干燥剂添加量小，可使除湿干燥剂吸湿性能下 降甚至失效，氧化钙提前吸收水分变成氢氧化钙，造成物料结团凝聚，堵塞过滤网，出 现不分散的白点。除湿干燥剂吸湿值应大于树脂含水量，可改善制品外观，提高产品物 理性能。所以，适当的添加比例可在生产工艺过程中逐渐探索并积累经验。

3.4 氧化钙粒径对塑料制品性能的影响

氧化钙粒径选择是除湿干燥剂的关键技术条件。氧化钙颗粒大，吸湿性好，但会使 塑料制品表面粗糙，影响塑料制品的物理性能，如拉伸强度和冲击强度会有下降等。氧 化钙粒径一般在5～10nm为宜，粒径分布越窄越好，避免出现颗粒过大和过小，而影 响使用效果和产品性能。

4 结 束 语

除湿干燥剂可以有效去除合成树脂的水分，改善塑料制品的外观和物理性能，解决 因树脂水分造成的水纹、斑点、气泡、裂纹、凹陷等问题，特别是在再生树脂中应用， 可提高生产效率，节省能源，效果更加明显。

除湿干燥剂具有使用方便、节能降耗、提高生产效率、降低生产成本等优点，有利 于塑料的循环利用，是较为理想的新型价廉物美的除湿改性材料。随着塑料工业的飞速 发展，技术的不断完善提高，不断研制开发新产品，为我国塑料工业发展发挥积极的 作用。

重钙填充改性母料生产应用技术新进展

摘 要： 重钙填充改性母料已成为塑料制品中的主要填充改性材料，本文从填充改性母 料的工艺技术和原辅材料等方面进行了叙述，就目前加工应用技术进展情况作 了详细介绍，并结合塑料行业特点提出了新的要求和发展方向。

关键词： 填充改性 应用技术 新进展

1 前 言

在塑料制品中应用重钙填充改性母料是近二十多年来发展较快的新型填充改性材 料。以重钙为无机粉体的填充改性母料已成为众多塑料制品厂家降低生产成本、改 善产品性能、提高物理指标的主要途径，取得了显著的经济效益、生态效益和社会 效益。

重质碳酸钙 (CaCO3) 具有资源丰富、价格低廉、加工方便、应用广泛、性能优 异等特点，已广泛用于塑料制品的填充改性。据不完全统计，我国塑料行业重钙用 量达到300万t/a以上，成为塑料加工工业中发展 快、应用 广的填充改性材料 之一。

本文就填充改性母料的生产工艺、载体选择、粉体指标及产品应用等方面的技术进 展情况作一介绍，供大家参考。

2 填充改性母料生产工艺进展

填充改性母料自二十世纪八十年代投放市场以来，生产工艺、加工设备也发生了明 显变化，主要加工工艺设备应用发展概况如表1所示。

表1 主要加工工艺设备应用发展概况

生产方法

主要设备

造粒工艺

工艺特点

开炼法

高混机、两辊开放

式炼塑机、平板切

粒机

平板切粒工艺

开炼法是填充改性母料 早的生产工艺方法，该

工艺产量高，劳动强度大，生产环境差，物料相

容性低，产品质量不稳定，目前已基本淘汰

密炼法

密闭式炼塑机、单

螺杆造粒机

模面热切或拉条冷却

切粒

该工艺与开炼法相比，提高了生产效率，改善生

产环境，产品质量也有很大提高。该生产工艺投

资大、耗能高，采用微细粉体生产的产品易出现

颗粒凝聚、产品分散不均匀现象

双阶式

单螺杆

挤出法

高混机、双阶式单

螺杆挤出造粒机

模面热切或拉条冷却

切粒

该工艺具有投资小、产量高等优点。但物料相容

性和产品质量不容乐观，特别是利用微细粉体生

产时，各项性能指标不稳定

双螺杆

挤出法

高混机、双螺杆挤

出造粒机

模面热切、水环切粒、

水冷拉条切粒是常用

的造粒方法，钢网带

冷却切粒是目前较理

想的新型造粒工艺

采用同向平行双螺杆挤出造粒机组，是目前国内

填充改性母料应用 广泛的生产工艺，该工艺技

术先进，产品质量稳定，可根据生产需要，调整

螺杆元件组合及相关工艺，能够满足不同产品的

要求

密炼

挤出法

密炼机、单双螺杆

挤出造粒机

模面热切、水环切粒、

水冷拉条切粒是常用

的造粒方法，钢网带

冷却切粒是目前较理

想的新型造粒工艺

该工艺是在双螺杆挤出生产工艺上改进的 生

产工艺，可有效改善生产环境中的粉尘污染，提

高生产效率，降低生产成本。生产工艺先进，产

品质量稳定，应值得推广。但该工艺投资大，能

耗配置高，应引起投资者注意

3 填充改性母料的载体树脂选择应用

载体树脂在填充改性母料中起着不可忽视的决定因素，树脂新品种、新牌号的出 现，为填充改性母料带来了新的机遇，特别是几种树脂复配共混后使用，可有效改善塑 料制品的物理性能，达到或满足使用要求，树脂选择应用参见表2。

表2 树脂选择应用表

载体树脂

参照指标

用途特点

注意事项

PP(粉)

MFR≤4g/10min

拉丝级或吹膜级

扁丝类、窄带类、

吹膜类等产品

PP母料熔点高，不易用于PE产品。采用PP粉生

产时，注意产品的热降解和耐老化性，需要添加

助剂和低温生产可有效地保持产品性能

LDPE

MFR≤7g/10min

薄膜级

可用于挤出、吹塑

等产品

LDPE中的1F7B是较理想的载体树脂，具有分散

均匀、生产工艺稳定等优点

LLDPE

MFR≤6g/10min

薄膜级或拉丝级

可用于挤出、拉伸、

薄膜等产品

采用LLDPE树脂，可提高产品的断裂伸长率和拉

力等物理性能，但分散性应引起重视

续表

载体树脂

参照指标

用途特点

注意事项

LDPE/LLDPE

混合比例LDPE

高于LLDPE

可用于膜、管、片

材、注塑等产品

共混树脂可使产品的性能具有特殊的优势，根据

产品应用适当调整配方工艺，可提高塑料制品的

力学性能

LDPE/

MLLDPE

MLLDPE添加量

应占树脂的25%

以上

可用于断裂伸长率

大的产品

MLLDPE是具有特殊性能的新型树脂，在填充改

性母料中应用后效果非常显著，可明显提高塑料

制品的力学性能，如断裂伸长率、撕裂强度等

4 填充改性母料的重质碳酸钙技术指标

在国家行业标准中规定填充改性母料的重钙含量80%，而目前大多数生产厂家重 钙含量达到85%左右，有的达到90%，母料生产厂家对重钙的质量要求也有明显的提 高，重钙指标详见表3。提高重钙的性能指标对填充改性母料的产品性能及应用特点都 大有益处，本人曾发表过数篇阐述碳酸钙的质量指标对母料影响的有关论文，在此不再 详细叙述。

表3 重质碳酸钙主要技术指标

理化性质

原要求指标

现要求指标

CaCO3/%

MgO/%

FeO/%

盐酸不溶物(SiO2)/%

水分及挥发物/%

密度/(g/cm3)

莫氏硬度

白 度/%

pH

吸油率/(ml/100g)

≥95

≤1.5

≤0.5

≤0.3

≤0.5

2.7

3

≥92

8.3～9

—

98～99

≤1

≤0.2

≤0.1

≤0.3

≤2.7

≤3

≥95

8.3～9

20～65

折射率(平均)

粒度分布

1.59

—

1.59

窄

5 填充改性母料产品应用技术进展

重钙生产的填充改性母料已广泛用于烯烃类塑料制品，随着生产技术的不断发展， 添加量和应用领域也在不断扩大，大约有80%的聚丙烯、聚乙烯制品添加填充改性母 料。重钙在聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的片材、包装材料、注塑等方面也得到 应用，有的聚氯乙烯装饰材料、型材、管材等产品已开始用重钙代替轻钙，已成为塑料 加工企业降低生产成本、改善物理性能、提高生产效率的有效措施，取得了明显的经济 效益和社会效益。

(1) 扁丝类产品是使用填充改性母料 早、用量 大的塑料制品，目前已广泛用 于编织袋、编织布、编织网、遮阳网及圆丝、扁丝、无纺布类的产品，添加量一般为 5%～20%，有的高达30%～40%。具有改善塑料制品的印刷性、手感、降低收缩率、 提高生产效率、降低生产成本等优点，成为这类产品不可或缺的填充改性材料。

(2) 吹塑薄膜主要包括农地膜、内衬膜、包装膜等，农地膜对透光率、保温性、 耐候性及使用环境都有较高的要求。薄膜用填充改性母料的产品质量和添加量要求严 格，一般要选择1250目以上碳酸钙，粒径越细，透光效果影响越小，物理性能越好， 粒度分布窄，产品质量影响小。宝鸡云鹏塑料科技有限公司采用纳米级超细钙和先进生 产工艺，生产的改性母料在农地膜中加入30%，在降低薄膜生产成本、改善产品应用 性能的同时，可有效地在自然环境中降解消纳，得到用户的认可，取得了良好的经济效 益和社会效益。

(3) 购物袋已成为人们日常生活中盛装物品的主要方式。国家有关部委发布的 2008年6月1日开始执行的对超薄购物袋的 “禁白令”，对塑料加工工业提出了新的更 高的要求，而对填充改性母料生产厂家来说，是一次提高产品档次和研发新产品的有利 契机。 近购物袋的生产厂家出口外销基本上没有受到影响，大多数出口产品要求添加 30%左右的CaCO3，对产品各项性能指标也有较高的要求，这些企业效益也比较好。我 国塑料包装制品在降解、耐老化、回收再利用等方面值得进一步研究，应引起大家的高 度关注和重视。

(4) 防渗膜、土工膜(网) 是新型防水工程材料，广泛用于各种水利工程和道路、 堤坝等方面。这类产品中加入10%左右的超微细重钙母料可降低生产成本、改善制品 物理性能，应得到推广应用。

生产一次性台布、衬垫、雨披、包装、卫生巾的流延膜近几年得到大量应用。流延 膜中一般加入20%～40%的超微细重钙母料， 可达50%左右，该母料要求重钙粒 度小、分布窄、卫生指标高，在降低产品成本的同时，要达到提高吸湿性和优异的外 观、手感等要求。

(5) 应用量大、产品型号多的管材、板材及中空制品，是填充改性母料的主要用 户，如大型波纹管、缠绕波纹管、通信梅花地埋管等管材，添加适量填充改性母料可明 显改善管材的环刚度、弯曲模量等。在地埋穿线梅花管中可加入30%以上的填充改性 母料明显降低生产成本，节约大量的合成树脂。

铝-塑-铝复合装饰板，通称铝塑板，可广泛用于建筑业的装修装饰、隔断、保护 层等，是发展 快的新型装饰材料之一，铝塑板的中间层添加大量的填充改性母料，可 提高保温、隔热、隔音、阻燃等性能，增加产品的视觉效果，降低生产成本的同时，有 效提高产品应用性能。

(6) 注塑制品是塑料用途广泛、品种繁多的重要品种，由于注塑工艺是在短时间 内 (几秒或几十秒) 物料在熔融状态和高温、高压生产工艺下，注射到模具型腔内并 急骤冷却凝聚，并达到塑料制品的形状要求、体积外观、产品用途、性能指标等条件。 添加填充改性母料后，可明显降低制品的收缩率，改善印刷性，提高外观效果和手感。 由于母料的密度明显高于烯烃类树脂，已成为制约注塑制品生产厂家效益的重要瓶颈。 广东佛山市汇科实业有限公司采用独特的加工工艺技术，在注塑制品中添加10%～ 20%的填充改性母料时，达到与纯树脂基本不增重的效果，为解决无机粉体在塑料制品 中增重不增量问题提供了重要的参考价值。

6 填充改性母料行业关注的几个问题

(1) 降低成本、节约资源

重质碳酸钙400～1500目的出厂价格大约200 ～800元/t，是聚丙烯、聚乙烯价格 的几分之一到几十分之一。填充改性母料中加入80%以上的碳酸钙，塑料制品中可加 入10%～30%的填充改性母料，碳酸钙不但降低了母料的成本，也为塑料制品厂家带 来了可观的经济效益。碳酸钙资源非常丰富，碳酸钙在塑料制品中应用后，还可部分替 代合成树脂，节约石油资源，有利于循环经济的发展。

(2) 填充改性材料为塑料工业可持续发展发挥了积极作用

超薄购物袋的禁产、禁用给塑料工业的发展带来了震动和挑战，也使消费群体对塑 料制品出现了不同的看法和误解。我们要认真落实国家可持续发展的科学发展观，加大 对社会公共的舆论宣传，正确引导广大群众进一步认识塑料制品对社会进步发挥的积极 作用。积极发展以无机粉体改性的环境友好型塑料材料，在降低生产成本的同时，提高 产品的回收利用率; 采用新工艺、新材料，扩大塑料产品的降解、焚烧范围，利用废旧 塑料及废物研发新的再生资源类产品 (如生物堆肥、垃圾利用、园艺施肥等)，为我国 发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会发挥积极的作用。

(3) 研制开发高附加值产品

填充改性材料在塑料工业中得到广泛应用，取得了明显的经济效益、生态效益和社 会效益，改性母料行业的发展带动了无机粉体工业的快速发展。特别是近几年来，超细 无机粉体、改性无机粉体、纳米级无机粉体及相关产品 (如新型助剂、载体等)，为我 国改性塑料的发展带来生机的同时，也扩大了无机材料的应用领域，提升了无机粉体的 经济价值和社会效益。

由于塑料改性是新的学科，填充母料是改性塑料的基础，人们往往还停留在对塑料 的填充、降低生产成本等原创意识，没有认识到无机粉体具有节省能源、降低成本的同 时，还可改善塑料制品的某些缺陷，如降低注塑制品的收缩率，改善拉伸制品的伸长 率，提高塑料制品的印刷效果及外观、手感等。

塑料填充改性行业要有更高的境界、更好的环境，研制开发新产品，扩大改性型料 应用领域，提高产品的附加值;要加大产业链的延伸，无机粉体生产厂家应注重采用分 级精选矿石工艺，根据塑料改性的需求，采用先进的多阶分级、超细粉碎中表面活化改 性等工艺，以满足用户的不同要求; 加强助剂、载体、设备、粉体等相关行业的关联 度，扩大不同行业及产品的相互交流合作; 努力提高改性塑料的上游与下游的对接，联 合攻关，科技创新，拓展改性塑料在生物、信息、医学、航空航天、国防军事等方面的 应用，研制生产高科技含量、高附加值产品，消除社会对塑料制品的误解，提升塑料填 充改性材料的认知度和美誉度。改性塑料生产企业在加工生产中，加快工艺技术的改进 提高，采用先进生产工艺，解决粉尘污染、助剂异味、劳动保护等方面的弊端，发挥优 势、创新发展，为我国塑料工业发展和社会进步做出应有的贡献。

 

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