塑料母粒

1定义：plastic masterbatch，是把塑料助剂超常量地加入树脂中而制成的浓缩体。制造塑料制品时，不必再加入该种塑料助剂，而只需加入相应的母料即可。因而，它是当今世界塑料助剂应用的最主要形式之一。塑料母料包括：1.填充母料；2.色母料；3.阻燃母料；4.聚烯烃稳定化母料；5.农膜用功能性母料；6.其他专用母料，等等。细分已有几十种塑料母料。

2塑料母粒的结构：

一般母粒的理想结构应由四部分组成，

最里层为填料核，主要起提高刚性、降低成本等作用。碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石、粉煤灰、玻璃微珠等等都可以作为填料核。一般要求粒度细些好，最好是1250目以上，添加量为50%~80%。（注：目数为每平方英寸筛网上的筛孔数目，1微米=12500目 )

第二层为偶联层，由偶联剂或交联剂组成，目的是提高填料与树脂的结合力。一般采用钛酸酯、硅烷、磷酸酯、硼酸酯、铝酸酯等偶联剂进行包覆处理，一般用量为填料量的0.5%~3%，有时为了起协同作用，适当加些交联剂如双马来亚胺，以提高协同作用，另为处理均匀，常再加些稀释剂，如乙醇、甲苯等，使偶联剂包覆的效果更好。

第三层为分散层，由一些低聚物及分散剂组成，目的是混合均匀，避免填料聚集，提高造粒过程中流动性。一般选硬脂酸、硬脂酸盐、低分子量聚乙烯、低分子量聚苯乙烯及其它低分子量聚合物，其用量一般在5%以内。

第四层，即最外层是增混层，由具有一定双键的共聚物或兼容剂组成，目的是与要填充的树脂能更好地结合。一般多用无规聚丙烯（APP），其软化点低，包覆填料效果好，也有用其它树脂如LDPE、HDPE、LLDPE、PS、CPE、EVA等，有时可选用上述树脂的共混物作载体树脂，如LDPE和LLDPE共混，协同效果好。若母粒用于PVC树脂，则可选择AMS 树脂作为母粒载体，填充效果较好。除此之外，还可用无水马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯等处理填料，效果也很好。增混层用量为15%~30%。

有时母粒结构并没有这样复杂，只有简单的二层或三层结构，但是改性效果较差。

3举例：

以粒径为20nm左右的炭黑开发的黑母粒料配方：

20nm左右的炭黑50

LDPE 46

偶联剂1

分散剂1

加工改性剂1

生产工艺：原料称重→配比→混合→挤出造粒→检验→包装计量→入库

母粒的质量评定：

塑料母粒的质量评定标准，一般是和标准样进行对照，如色母粒。有时是从下述一些方面进行比较。

外观颜色：外观尺寸大小，为圆柱粒子或方形粒子，白度大小，颜色中有否杂质。

水份及其挥发份：应小于某一数值，如规定为0.2%~0.3%。

密度：如1.7~1.9g/cm3。

熔体流动速率：应大于某一数值，如定为0.5g/10min 。

具体专业指针：如阻燃母粒应注明燃烧性达何级，如UL-94 V-0级、含卤素量等。

添加量：如添加10%~15%、30%~40%等。

其中重要的是成型加工指针，即熔体流动速率及专业指针。

母粒技术指针一般为：密度1.7g/cm3、水分0.2%、熔体流动速率0.5~10g/10min、粒度大小3×3×4mm。

4 几种纳米功能母粒浅析

通过在导电母粒中引入纳米级炭黑，对母粒料性能的提高带来显著的影响。以下结合几种以粒径为20nm左右的炭黑开发的导电母粒，分析纳米功能母粒加工技术与性能特点。黑色导电母粒

黑色导电母粒主要由PE或专用高分子材料为载体，高效导电炭黑，及导电协效剂等组成。在PE或高分子材料中加入一定量的黑色导电母粒可使高分子表面电阻值降到104-109，并与PE、PP、PS、PC、ABS、PA等兼容性良好，所得制品的抗静电性不随环境湿度的变化而变化，不迁移，不析出，是理想的高分子材料抗静电剂。

电阻率的下降并不与炭黑的添加量成直线关系，当达到一定的添加量后，即使再增加炭黑，其导电性改变也不显著。

通用黑色功能母粒

通用黑色功能母粒主要由载体，一定粒径的炭黑、抗氧剂、炭黑分散剂、加工助剂等成份组成。它与大多数高分子材料兼容性好，广泛应用于PE、PP、PS、ABS、PA，PC等吹塑、挤出、注射等加工。特点是：高含量、分散性好、黑度高、色力强。

黑色导电膜专用料

黑色导电膜专用料主要由LDPE、导电炭黑、加工助剂等成份组成。该材料制成的导电膜材料防静电性稳定，导电性能良好，机械强度高，印刷性好，可用于静电敏感产品的包装。广泛应用于电子工业、航天航空、兵器工业及纺织工业等领域，诸如电子元（器）件、电器产品、光电产品、光电一体化产品以及弹药等危险产品的包装。

5 CNT塑料母粒Nanotube-Based Masterbatches

Electronics Applications:

Antistatic Grades have a volume resistivity of 10E8 to 10E10 ohm.cm. Electrostatic Dissipative (ESD) Grades have a volume resistivity of 10E4 to 10E6 ohm.cm.

Conductive Grades have a volume resistivity of 10E0 to 10E2 ohm.cm.