炭黑导电 PC 加工工艺
基材 PC + 导电炭黑,对干燥、剪切、分散很敏感:水分会水解降冲击;剪切过低炭黑分散差出现麻点晶点;剪切过高打碎炭黑网络,电阻飙升。
一、干燥条件
PC 极易吸水,炭黑本身也会吸潮,潮湿料会:制品银纹、冲击暴跌、外观不良。
除湿干燥机:115‑120℃,3~4h
露点要求:≤‑40℃
含水率控制:<0.02%
不建议热风烘箱,干燥不均;停机回潮物料必须重新干燥。
二、注塑工艺参数参考
表格
| 项目 | 参数范围 | 备注 |
|---|---|---|
| 料筒温度 | 270~310℃ | 高炭黑填充牌号取偏高 285‑310℃;不要超过 320℃,防止 PC 降解 |
| 喷嘴温度 | 280‑300℃ | 防止冷料堵嘴 |
| 模温 | 80‑105℃ | 模温高→制品内应力小、电阻更均匀;模温太低易内应力开裂 |
| 背压 | 0.8‑1.5MPa(8‑15bar) | 必须要有背压!保障炭黑分散,减少麻点晶点;背压不要>2MPa,过高剪切破坏导电网络,电阻变大 |
| 螺杆转速 | 40‑80rpm | 中低速,避免高转速强剪切 |
| 注射速度 | 中速;厚件中慢,薄件适当加快 | 过快剪切发热,破坏炭黑导电通路,阻值漂移 |
| 保压 | 中等保压,80‑120bar | 保压过高容易内应力 |
| 螺杆 L/D | 建议 20‑24:1;混炼段要柔和 | 严禁高剪切双波螺杆,会把炭黑网络打碎,电阻上升 |
螺杆选型提醒:普通 PC 螺杆可以用;避免高剪切 PET/PA 专用螺杆,剪切太强,导电性能直接变差。
三、挤出工艺(片材、载带)
多用于防静电 PC 片材、载带基材
料筒:265‑300℃,从喂料到模口逐步升温
螺杆:低剪切,中等压缩比,加强混炼但避免过度剪切
模头温度 280‑300℃
辊筒温度 80‑110℃
炭黑导电 PC 挤出优势:无浮纤,表面光洁;但粘度比纯 PC 高,要注意模口压力。
四、机台与模具注意事项
螺杆、料筒磨损:炭黑磨损远小于碳纤维,但长期量产仍建议氮化处理,不强制双合金;碳纤料才必须双合金。
模具钢材:P20、718H 均可;抛光可以做到镜面,但炭黑料细微麻点很难完全消除。
浇口:优先大浇口(扇形、潜水、直浇口),避免细点浇口,细浇口剪切大,局部电阻升高。
排气充分,防止烧焦黑点。
五、常见工艺缺陷及对策
| 缺陷 | 原因 | 对策 |
|---|---|---|
| 表面麻点、晶点 | 炭黑分散不良;干燥不足;原料有团聚炭黑 | 提高背压;充分干燥;筛料;降低螺杆转速 |
| 制品电阻偏高、不稳定 | 剪切过大打碎炭黑网络;料温过高降解;回料比例太高 | 降低背压、降低螺杆转速;严控料温;回料添加≤20% |
| 银纹、银丝 | 原料吸水 | 严格除湿干燥,检查露点 |
| 变脆、易开裂 | 水解;内应力大;炭黑填充高本身韧性差 | 烘干到位;提高模温;退火处理 |
| 黑点烧焦 | 局部过热,死角积料 | 清理料筒喷嘴,不要长期高温停机 |
六、回料使用要点
回料添加比例建议≤20%,不建议全回料生产。
多次回收后,炭黑网络被剪切破坏,电阻会上升,冲击下降,回收次数越多越明显。
回料必须和新料一起重新干燥。
七、停机注意事项
短期停机(<30min):温度维持 260‑270℃;
长时间停机:用纯 PC 洗机,把炭黑导电料全部排干净,防止炭黑高温停留降解,下次开机大量黑点。
不要用 PP、PE 洗机,会残留在料筒污染 PC。
八、关键工艺(核心 3 条)
一定要除湿烘干,水分是头号杀手;
混炼要有适度背压保证炭黑分散,但严禁过度剪切,剪切是导电性能最大敌人;
回料不能多加,多次回收会直接抬高表面电阻。
