炭黑填充复合导电塑料制备.ppt

炭黑填充复合导电塑料制备工艺技术1 10.引言炭黑的结构Ø六元环平面网格六元环平面网格( (层平面层平面) )Ø三五个层平面无规则三五个层平面无规则 层迭成单元微晶层迭成单元微晶( (乱层结构乱层结构) )六元环中碳原子以六元环中碳原子以主价键相连结主价键相连结单元微晶边缘部分的碳单元微晶边缘部分的碳原子因不饱和，可以和原子因不饱和，可以和其它原子或基团作用生其它原子或基团作用生成各种官能团成各种官能团单元晶体边沿存在一些单元晶体边沿存在一些未成对的自由电子未成对的自由电子2 2ØØ单元微晶围绕一个或多个中心呈球状堆集，形成单元微晶围绕一个或多个中心呈球状堆集，形成连续的同心取向网络，即准石墨晶单元连续的同心取向网络，即准石墨晶单元( (聚集体聚集体) ) 炭黑聚集体的形态结构也称为炭黑的一次结构炭黑聚集体的形态结构也称为炭黑的一次结构3 3炭黑聚集体的形态4 4Ø聚集体之间由于范德华力的作用更趋于形成更大的附聚体(agglomerate)(二次结构)聚集体结构聚集体结构(一次结构一次结构)坚实牢固，在混炼加工中不易破坏坚实牢固，在混炼加工中不易破坏附聚体结构附聚体结构(二次结构二次结构)不牢固，易受混炼加工影响而改变不牢固，易受混炼加工影响而改变5 5炭黑填充复合导电塑料的典型应用6 67 78 8高压电力电缆屏蔽层9 9自限温加热电缆1010自限温加热带原理1111可恢复保险丝1212导电阳极材料13131.优化炭黑填充体系炭黑的选择1414不同炭黑品种的性能各异性1515不同导电炭黑对表面电阻率影响1616不同导电炭黑对PS表面光洁度影响1717不同炭黑品种对冲击强度的影响1818半导电电缆屏蔽料用炭黑的选择三种炭黑导电性的比较1919半导电电缆屏蔽料对炭黑的其它性能要求2020不同炭黑对电缆屏蔽层光洁度的影响2121外屏蔽电缆料的可剥离性要求22222323炭黑中离子杂质与硫杂质对绝缘层的影响2424炭黑填充导电HDPE的典型PTC特性曲线2525262627272828CSF炭黑填充不同聚烯烃组合物的PTC特性2929炭黑的用量炭黑的用量30303131323233333434n复合填充填料填料wt%(wt%(占混合料总质量）占混合料总质量）体积电阻率体积电阻率Ω Ω．．cmcm填料填料KBEC-300JKBEC-300J无无0 010108080碳酸钙碳酸钙404010102020滑石滑石404010101212KBEC-300JKBEC-300J填充填充填充填充HDPEHDPE3535n加工助剂36362、采用复合基体多相复合基体中的炭黑分布多相复合基体中的炭黑分布 3737HDPE/PS/炭黑（45/55/1)HDPE：：(SOLVAY Eltex B3925））PS：：(BASF Polystyrol 158K））炭黑：（炭黑：（Printex XE-2））BRABENDER Rheomixer, 200℃℃，，65rpm,10min模压：模压： 200℃℃，，150min38383939TPV（如PP/EPDM）4040n双逾渗效应4141n控制炭黑在复合基体中的分布4242GPPS/SBS(75/25)+7%KBEC-300JGPPS/SBS(75/25)+7%KBEC-300J试试验验号号混合方法混合方法体积电阻率体积电阻率Ω Ω．．cmcmA AGPPS+KBEC+SBSGPPS+KBEC+SBS830830B B(GPPS+KBEC)+SBS(GPPS+KBEC)+SBS150150C C(SBS+KBEC)(SBS+KBEC)－－masterbatchmasterbatch +GPPS +GPPS65653.混合分散与成型加工条件混合分散与成型加工条件 n混合过程4343444445454646n成型加工方法47474848n应力作用494950505151525253535454n热处理5555n其它成型条件当遇到达不到应有的导电性情况时，应注意：ØØ剪切应力状态（避免使用高剪切应力元件）剪切应力状态（避免使用高剪切应力元件）ØØ螺杆参数螺杆参数ØØ螺杆转速螺杆转速ØØ温度控制（稍高于未添加炭黑）温度控制（稍高于未添加炭黑）ØØ注塑（适当放大浇口，较低背压，较高模温）注塑（适当放大浇口，较低背压，较高模温）ØØ挤出（避免强混炼装置、高压缩比、熔体泵、过细挤出（避免强混炼装置、高压缩比、熔体泵、过细的滤网与过多的层数，以较高的口模温度）的滤网与过多的层数，以较高的口模温度）ØØ真空定型时的真空度真空定型时的真空度ØØ吹塑（较小吹胀比，较高的模温）吹塑（较小吹胀比，较高的模温）56565757。