炭黑导电 PC 挤出工艺参数(片材、载带、薄板)
核心要点:低剪切挤出,既要炭黑充分分散,又不能剪切打碎炭黑导电网络;PC 必须严格除湿干燥;熔体粘度高于纯 PC,压力偏高。
1、干燥条件(挤出前必备)
除湿干燥温度:115‑120℃,3‑4h
露点 ≤‑40℃,含水率控制<0.02%
不建议热风干燥;回潮物料必须重新烘干;水分会造成气泡、银纹、冲击下降、电阻波动。
2、单螺杆挤出机参数(常用片材 / 载带设备)
| 区段 | 温度℃ | 说明 |
|---|---|---|
| 喂料段 | 255‑270 | 不宜过高,防止架桥、预熔融 |
| 压缩段 | 270‑285 | 平缓升温,避免强剪切熔融 |
| 均化段 | 280‑295 | 高炭黑填充牌号取上限,不超过 300℃ |
| 模头(T 型模) | 285‑300 | 模口温度均匀,温差小,避免局部过热降解 |
⚠️禁止长期>305℃,PC 热降解,冲击下降,电阻上升。
螺杆配置
L/D:24‑30:1,低剪切混炼螺杆
压缩比:2.2‑2.8,不宜过大;
混炼元件选屏障型、柔和混炼;禁用高剪切 MADDOCK、高剪切齿形元件,会打碎炭黑网络,阻值飙升。
转速、背压、熔体压力
螺杆转速:40‑80rpm,中低速;转速越高剪切越大,电阻升高
机头熔体压力:80‑160bar,炭黑填充粘度大,压力会比纯 PC 高;压力波动会带来电阻与厚度波动
背压:0.5‑1.2MPa,适度保证炭黑分散,背压不能过高。
3、三辊压光机(片材挤出)
| 项目 | 参数 | 备注 |
|---|---|---|
| 上 / 中 / 下辊温度 | 85‑105℃ | 辊温偏低:冷却过快,炭黑搭接不充分,电阻偏高、片材内应力大;辊温偏高:粘辊、容易粘模 |
| 辊隙 | 根据片材厚度设定 | 压力均匀,保证片材厚度一致;压力不均会造成局部阻值差异 |
| 牵引速度 | 匹配挤出产量 | 牵引过快会产生分子取向,带来电阻各向异性;速度要平稳,减少波动 |
现象:牵引拉的太猛,片材纵向、横向电阻不一致。
4、载带专用挤出(薄载带基材)
料筒:270‑295℃,T 模 285‑295℃
螺杆转速偏低,熔体压力控制 90‑140bar
三辊温度 90‑100℃,牵引速度平稳,尽量降低取向,保证载带整卷电阻均匀。
5、停机与洗机
短期停机:料温维持 260‑270℃,不要长时间高温停留。
长时间停机:用纯 PC 料清洗机筒,把炭黑导电 PC 排干净,不能用 PE/PP 洗机,残留会污染 PC。
机筒停留时间尽量缩短,高温滞留会造成降解、黑点、电阻漂移。
6、挤出常见问题与工艺影响
| 现象 | 工艺诱因 | 对策 |
|---|---|---|
| 片材表面麻点、小黑点 | 炭黑分散不足;原料团聚;干燥不良 | 适度提高背压;保证烘干;降低螺杆转速 |
| 表面电阻偏高、整卷阻值波动 | 剪切过大(转速 / 混炼元件);辊温过低;牵引拉伸取向 | 降低转速,更换低剪切螺杆;提高三辊温度;减小牵引拉伸比 |
| 片材气泡、银纹 | 原料含水率超标 | 强化除湿干燥,检查露点 |
| 熔体压力过高 | 炭黑填充高,粘度大 | 适当提高料筒温度,降低螺杆转速 |
| 片材脆、易裂 | PC 热降解或水解 | 严控温度,充分烘干,减少机筒停留时间 |
关键挤出
剪切是导电性能最大风险:螺杆、转速、混炼元件优先低剪切;
三辊温度不能太低,冷却太快,炭黑来不及搭接,电阻直接抬高;
牵引拉伸不要过大,防止取向造成横纵向电阻不一致;
干燥不能省,水分带来气泡、力学下降。
