白色母粒是將鈦白粉添加到載體樹(shù)脂當中，以部分分散劑改善鈦白粉在載體中的分散效果來(lái)制得分散均勻，質(zhì)量上乘的母料，作為當今世界高分子材料助劑應用的最主要形式之一。
白色母粒生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，使用方便，分散效果優(yōu)良，便于實(shí)現生產(chǎn)自動(dòng)化；目前廣泛應用在快遞袋，牛奶膜，洗衣粉袋，牙膏管，保護膜，食品包裝袋和片材、注塑、吹瓶等產(chǎn)品中。
一．塑料加工廠(chǎng)該如何選擇白色母粒？
用“小身板，大能量”來(lái)形容白色母粒再合適不過(guò)了，白色母粒雖小，但選購好的產(chǎn)品確實(shí)需要注意很多因素。國內白色母粒質(zhì)量良莠不齊，了解不多的朋友在選擇這類(lèi)產(chǎn)品時(shí)比較難以入手。下面列出選擇白色母粒的9點(diǎn)注意事項，希望對大家有所幫助：
1.白度要高
白色色母的白度主要通過(guò)色母中的鈦白粉來(lái)呈現，而影響鈦白粉白度的因素有很多,其中主要包括二氧化鈦粒子的大小、形狀和粒度分布、雜質(zhì)種類(lèi)和含量以及二氧化鈦粒子晶格的缺陷。一般來(lái)說(shuō)，由于氯化法對原材料鈦白粉純度要高并且在制備過(guò)程雜質(zhì)也少，所以氯化法鈦白粉白度要比硫酸法要好。
在現實(shí)的白色母市場(chǎng)當中，不少的白色母粒生產(chǎn)商通過(guò)添加相等灰分含量的碳酸鈣，硫酸鋇，硫化鋅來(lái)冒充鈦白粉，其實(shí)這些無(wú)機粉體的白度與鈦白粉是不可比擬的。
2.遮蓋力要好
遮蓋力也是用戶(hù)要求白色母粒一項很重要的指標，遮蓋力好意味著(zhù)該顏料著(zhù)色力強，以較小的添加量就可以獲得所需的效果。白色母粒的遮蓋力取決于鈦白粉的選擇和加工工藝，金紅石型鈦白粉相比銳鈦型鈦白粉，具有較小且較緊密的單位晶格，以及更大的折射率，所以遮蓋力和抗紫外光性能明顯要優(yōu)于銳鈦性。
對于使用同類(lèi)型的金紅石鈦白粉白色母粒，鈦白粉粒徑小，粒徑分布窄，在母料中分散好的遮蓋力明顯要比鈦白粉粒徑分布寬，在母料中分散差的性能好。同樣，常見(jiàn)的碳酸鈣，硫酸鋇，硫化鋅的遮蓋力與鈦白粉也是不可比的。
表1：聚乙烯和常見(jiàn)增白劑折射率對比
| 物質(zhì) |
折射率 |
| 聚乙烯（PE） |
1.48 |
| 硫酸鋇 |
1.64 |
| 碳酸鈣 |
1.68 |
| 硫化鋅 |
2.37 |
| 鈦白粉（A型） |
2.55 |
| 鈦白粉（R型） |
2.75 |
從上述的折射率對比可知，金紅石鈦白粉與載體PE樹(shù)脂折射率相差最大，色散效果最好，遮蓋力即著(zhù)色力最強。
3.分散性要好
分散性對鈦白粉在塑料中的應用有重要影響，一般來(lái)說(shuō)，鈦白粉顆粒越細，分散越好，其著(zhù)色力強度越高，并且在薄膜需要精細印刷時(shí)，使用分散性?xún)?yōu)良的白色母粒的圖案清晰度，層次感，鮮艷度更好。這是由于基底膜材的微觀(guān)平滑度是印刷圖案質(zhì)量好壞的決定因素之一。
4.水份含量要低
白色母粒中的水份含量對于母粒的性能也起重要的影響，一般水份含量要控制1500ppm以下，要求嚴格的要在600ppm以下，在注塑工藝中，一般在生產(chǎn)前都會(huì )對原材料進(jìn)行干燥，而在薄膜生產(chǎn)中，客戶(hù)買(mǎi)來(lái)都是和載體預混后直接使用，如果母粒的水份含量高，嚴重的直接會(huì )導致破膜，也有會(huì )在薄膜上形成小氣泡，“晶點(diǎn)”等缺陷，而造成白色母粒水份高的原因從母粒選用的原料到工藝都有影響。
5.氣味要小
有些薄膜生產(chǎn)商在使用白色母粒后，會(huì )聞到一種奇怪的氣味，這在牛奶膜和與食品接觸的薄膜中是絕對不允許的，這主要是由于色母粒中的鈦白粉在有機處理過(guò)程中，選用的包覆助劑不恰當或者添加量過(guò)大，或者母粒生產(chǎn)過(guò)程中選用的分散劑有問(wèn)題，可更換白色母粒牌號。
白色母粒
6.色相選擇
金紅石鈦白粉由于在紫光區域反射率較低；因此，金紅石型鈦白粉有“偏黃”色調，“偏黃”色調會(huì )使被著(zhù)色產(chǎn)品給人以“陳舊”感覺(jué)，并且會(huì )使精細印刷圖像鮮艷度和層次感下降；這在許多白色母料用戶(hù)當中是不受歡迎的。
在鈦白粉當中加入微量的熒光增白劑后，可吸收波長(cháng)300-400nm的紫外光，并轉換成波長(cháng)為400-500nm的藍色熒光，這樣可使白色母粒呈“藍相”，白色母粒用戶(hù)在根據自己需要考慮。
7.母粒流動(dòng)性要適合載體樹(shù)脂
白色母粒的流動(dòng)性可以表述為熔融指數（MI），數值低流動(dòng)差，數值高流動(dòng)性好，流動(dòng)性好意味著(zhù)加工性能好，機器扭矩低，功率消耗也低。
用戶(hù)選用白色母粒在考慮流動(dòng)性的時(shí)候，除了要求母粒具有良好的流動(dòng)性，還要注意母粒的融指要與自己工廠(chǎng)產(chǎn)品中的載體樹(shù)脂要適合，一般的原則是色母粒的MI要高于載體樹(shù)脂的。
8.印刷熱封性能要較好
白色薄膜制品大多數情況都需要印刷和熱封，白色母粒中如果添加碳酸鈣會(huì )影響印刷圖案的清晰度和鮮艷度，母粒中添加的不正確或者過(guò)量的分散劑也會(huì )影響熱封和印刷性能。
9.耐曬和耐候性的選擇
白色母粒一般要求耐曬性達到7-8級，耐候性達到4-5，耐溫要達280度。這些要求主要還是取決于鈦白粉的質(zhì)量，要達到以上條件，必須是要金紅石鈦白粉。
10.是否通過(guò)RoHS&FDA
重金屬檢測和食品接觸許可也是白色母粒一項重要指標，因為很多白色薄膜會(huì )應用于食品包裝，通過(guò)FDA食品認證是必須要通過(guò)的一項檢測。
二．白色母粒的核心原料-鈦白粉
制備“小身板，大能量”的白色母粒，其質(zhì)量主要還是取決于核心原料—鈦白粉，下面是關(guān)于鈦白粉的簡(jiǎn)要概述，
1.鈦白粉分類(lèi)
二氧化鈦在自然界有三種結晶形態(tài)：金紅石型、銳鈦型和板鈦型。板鈦型屬斜方晶系，是不穩定的晶型，在650℃以上即轉化成金紅石型，因此在工業(yè)上沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。
銳鈦型在常溫下是穩定的，但在高溫下要向金紅石型轉化。金紅石型和銳鈦型都屬于四方晶系，但具有不同的晶格，金紅石型的晶體細長(cháng)，呈棱形，通常是孿晶；而銳鈦型一般近似規則的八面體。
金紅石型比起銳鈦型來(lái)說(shuō)，由于其單位晶格由兩個(gè)二氧化鈦分子組成而銳鈦型卻是由四個(gè)二氧化鈦分子組成，故其單位晶格較小且緊密，所以具有較大的穩定性和相對密度，因此具有較高的折射率和介電常數及較低的熱傳導性。
2.鈦白粉制造工藝
1）硫酸法
將鈦鐵粉與濃硫酸進(jìn)行酸解反應生產(chǎn)硫酸氧鈦，經(jīng)水解生成偏鈦酸，再經(jīng)煅燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品：
2FeTiO3+6H2SO4(濃熱)=Fe2(SO4)3+SO2↑+TiOSO4+6H2O
TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4
H2TiO3=高溫=H2O+TiO2
2）氯化法
氯化法是用含鈦的原料，以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應生成四氯化鈦，經(jīng)精餾提純，然后再進(jìn)行氣相氧化；在速冷后，經(jīng)過(guò)氣固分離得到TiO2。
2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO
TiCl4+O2=TiO2+2Cl2
在鈦白粉后處理為了屏蔽紫外光，增強鈦白粉的耐候性，先會(huì )進(jìn)行無(wú)機包覆，常用的無(wú)機包膜劑有硅、鋁，鋯的氧化物及水和氫氧化物，最后為了改善鈦白粉在塑料里面的分散需要進(jìn)行有機包覆，主要有二甲基硅烷、聚乙醇、三乙醇胺。
三．白色母粒應用在薄膜中實(shí)例分析
因為各個(gè)廠(chǎng)家的白色母粒在原料選用和加工工藝有千差萬(wàn)別，再加上薄膜生產(chǎn)商在白色母粒的選用上有可能不當，導致在薄膜生產(chǎn)過(guò)中遇到這樣那樣的問(wèn)題，下面把常見(jiàn)的一些問(wèn)題和解決辦法寫(xiě)下來(lái)與大家交流。
1.薄膜表面有晶點(diǎn)
1）吹膜料本身有問(wèn)題
◆ 加入了回料
◆ 加入了填充母粒
◆ 吹膜新料本身在聚合時(shí)有質(zhì)量問(wèn)題
2） 白色母的問(wèn)題
◆ 白色母分散性不好
◆ 白色母水份高
◆ 白色母生產(chǎn)中過(guò)濾網(wǎng)密度不夠
2.薄膜有色流紋
◆ 色母粒和吹膜料熔指不匹配
◆ 吹膜機螺桿與螺筒間隙大
3.薄膜熱封，印刷強度不好
◆ 薄膜電暈處理時(shí)強度過(guò)大發(fā)生部分交聯(lián)
◆ 白色母粒配方中分散劑種類(lèi)加入不正確
◆ 白色母粒配方中分散劑添加量過(guò)多
◆ 薄膜開(kāi)口爽滑母粒的影響
4.薄膜上有氣泡
1） 吹膜樣本身問(wèn)題
◆ 加入了回料
◆ 加入填充母粒
◆ 吹膜新料本身在聚合時(shí)有質(zhì)量問(wèn)題
2） 白色母的問(wèn)題
◆ 白色母分散性不好
◆ 白色母水份高
◆ 白色母粒低分子量分散劑添加量過(guò)多
◆ 色母粒和吹膜料熔指不匹配
5.薄膜容易發(fā)黃，變色
◆ 白色母粒鈦白粉使用不正確
◆ 酚類(lèi)或受阻酚類(lèi)抗氧劑造成的
6.薄膜有異味
◆ 白色母粒的分散劑中含有動(dòng)物脂肪類(lèi)的物質(zhì)
7.吹膜機模頭過(guò)多堆積物
◆ 白色母粒低分子量分散劑含量過(guò)高
◆ 吹膜料本身含有爽滑劑
四．當前白色母粒市場(chǎng)現狀
1.外資公司控制高端市場(chǎng)
中國的市場(chǎng)目前是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、競爭激烈的市場(chǎng)，幾乎所有全球的領(lǐng)先產(chǎn)品都登陸中國市場(chǎng)，包括科萊恩、普立萬(wàn)、舒爾曼、卡博特等。
國外白色色母料企業(yè)主要定位在高檔著(zhù)色市場(chǎng)領(lǐng)域，隨著(zhù)其客戶(hù)業(yè)務(wù)的拓展，紛紛在我國經(jīng)濟發(fā)達地區設有辦事處或生產(chǎn)基地。如科萊恩在北京、上海和廣州分布設有工廠(chǎng)；普立萬(wàn)在蘇州、深圳設有生產(chǎn)基地；DIC 在中山設有工廠(chǎng)，生產(chǎn)紡織漿料和色母料產(chǎn)品；卡博特在上海設有分公司，主要從事碳黑及其母料的生產(chǎn)和銷(xiāo)售。
外資企業(yè)由于占據高端市場(chǎng)，所以盡管其產(chǎn)量所占比例不高，但仍掌控著(zhù)中國市場(chǎng)話(huà)語(yǔ)權。
2.國內公司質(zhì)量良莠不齊
我國有500多家生產(chǎn)白色母粒的企業(yè)，這些色母粒生產(chǎn)廠(chǎng)主要分布在福建、廣東、山東、浙江、江蘇、上海、遼寧、天津、北京、河北等省市，這幾個(gè)地區的產(chǎn)量占到了全國白色母料總產(chǎn)量的85％以上。而國外白色母粒市場(chǎng)主要集中在西歐、北美和日本，生產(chǎn)白色母粒的企業(yè)多是跨國公司或世界500 強企業(yè)，行業(yè)集中度很高。
國內白色母粒企業(yè)雖然眾多，質(zhì)量上乘的不多，做的比較好的企業(yè)有東莞三豐化工等；行業(yè)內中小企業(yè)和個(gè)體企業(yè)占有很大比例，國內又缺乏統一的行業(yè)標準，因此生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。
3.白色母料沒(méi)有統一檢測標準
隨著(zhù)歐盟RoHS、REACH等法規的實(shí)施，以及白色母粒應用越來(lái)越廣，客戶(hù)在使用過(guò)程中出現的問(wèn)題也越來(lái)越多，母粒生產(chǎn)商與客戶(hù)經(jīng)常就質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生爭議，這主要原因是國內目前還沒(méi)有能夠出具色母粒專(zhuān)業(yè)檢測報告的權威檢測機構。
國內的白色母粒價(jià)格范圍在8-20元/公斤不等，因為沒(méi)有統一的標準，生產(chǎn)商以碳酸鈣，滑石粉，硫酸鋇等其他無(wú)機粉體冒充鈦白粉賣(mài)給客戶(hù)，也常用石蠟代替聚乙烯蠟，以次充好，這些廉價(jià)的原材料添加到白色母粒配方當中，對母粒在客戶(hù)的產(chǎn)品中應用具有不良影響，因為沒(méi)有一個(gè)統一的檢測條件和標準，客戶(hù)也就沒(méi)有權威的報告進(jìn)行質(zhì)量投訴。
本文作者：舒爾曼集團高級工程師SKY，來(lái)源：艾邦高分子論壇
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