​色母粒生产中 “分散不均” 是指颜料（或功能性填料）在载体树脂中未完全分散，形成团聚颗粒（肉眼可见的色点、硬块），最终导致下游着色产品出现花斑、条纹等缺陷。其核心原因是 “颜料团聚力＞分散力”（分散力包括机械剪切力、界面结合力），解决需从 “颜料预处理、设备参数优化、配方调整” 三个维度系统提升分散效果，具体方案如下：
一、颜料预处理：降低初始团聚，提升分散基础
颜料（尤其是无机颜料如钛白、炭黑，有机颜料如酞菁蓝）出厂时多以 “团聚体” 存在（粒径从几微米到几十微米），若直接加入树脂，需更大剪切力才能打散。预处理可先破坏部分团聚，减少后续分散压力。
1. 颜料表面改性（提升与树脂的相容性）
适用场景：颜料与载体树脂相容性差（如无机颜料极性强，与非极性 PE、PP 树脂结合弱）。
方法：
物理改性：用偶联剂（如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂）对颜料表面包覆（用量为颜料的 1%-3%），通过偶联剂的 “极性端接颜料，非极性端接树脂”，降低界面张力，使颜料更易被树脂浸润。
举例：钛白粉用硅烷偶联剂 KH550 处理后，与 PP 树脂的相容性显著提升，分散时更易被剪切分散。
化学改性：对有机颜料进行磺化、酯化处理，引入与树脂匹配的官能团（如对红色颜料进行羟基化处理，提升与 PA 树脂的相容性）。
2. 颜料预分散（制成预混料，打破大团聚）
适用场景：颜料粒径大（＞5μm）、团聚严重（如回收炭黑）。
方法：
高速混合预分散：将颜料、分散剂（如聚乙烯蜡）、部分载体树脂（占总量 30%）加入高速混合机（转速 1000-2000r/min），通过机械撞击和摩擦，将大团聚体打散为小颗粒（粒径降至 1-3μm），形成均匀的预混粉。
湿法制浆分散：对超细颜料（如纳米碳酸钙），可先与溶剂（如白油）混合制成浆料，通过砂磨机（锆珠研磨）将团聚体磨至纳米级，再与载体树脂混合（溶剂后续在挤出机中挥发）。
优势：预分散后的颜料初始粒径更小，后续双螺杆挤出时只需较低剪切力即可分散均匀。
二、设备参数优化：增强机械剪切与混合效果
双螺杆挤出机是分散的核心设备，通过调整螺杆组合、转速、温度等参数，可显著提升剪切分散能力（分散力需超过颜料团聚力）。
1. 螺杆组合：强化 “剪切段 + 混合段” 设计
问题根源：若螺杆以输送段为主（螺距大、无剪切元件），剪切力不足，无法打散颜料团聚体。
优化方案：
增加剪切元件：在塑化段加装 “反向螺纹块”“捏合块”（捏合块错位角 30° 或 60°，错位角越小，剪切力越强），通过反向推送和挤压，将颜料团聚体 “撕裂” 分散。
举例：加工炭黑色母时，在螺杆中段设置 3-5 组捏合块（错位 30°），剪切力可提升 40% 以上。
延长混合段长度：混合段（含剪切元件）占螺杆总长的 30%-50%（普通输送螺杆仅 10%-20%），确保颜料有足够时间被剪切分散。
注意：剪切力并非越大越好（过度剪切会导致颜料结构破坏或树脂降解），需根据颜料类型调整（无机颜料耐剪切，可强剪切；有机颜料易被剪切破坏，需中等剪切）。
2. 螺杆转速：提升剪切频率（匹配物料特性）
原理：转速越高（在合理范围内），螺杆与物料、物料与机筒的摩擦剪切频率越高，分散效果越好（但能耗和树脂降解风险也会增加）。
优化方案：
普通颜料（如钛白、酞菁蓝）：转速 300-600r/min（根据螺杆直径，Φ65 机筒选 400-500r/min）；
难分散颜料（如炭黑、铁红）：转速 500-800r/min（需配合强剪切螺杆组合）；
热敏性颜料（如偶氮红）：转速 300-400r/min（避免高温降解，优先通过预分散提升效果）。
判断标准：通过挤出物外观判断 —— 分散良好的色母粒表面光滑、无颗粒；若仍有颗粒，可逐步提高转速（每次增加 50r/min），直至分散均匀。
3. 机筒温度：确保载体树脂充分熔融（提升分散介质流动性）
问题：温度过低，载体树脂未完全熔融（呈半固态），无法包裹颜料颗粒，剪切力无法有效传递到颜料团聚体；温度过高，树脂降解（产生小分子物质），失去对颜料的包覆能力。
优化方案：
按载体树脂熔点设定温度（熔融段温度 = 树脂熔点 + 20-30℃）：
PE 载体：熔融段 160-180℃（PE 熔点 105-130℃）；
PP 载体：熔融段 190-210℃（PP 熔点 160-170℃）；
ABS 载体：熔融段 220-240℃（ABS 熔点 180-200℃）。
温度梯度控制：喂料段温度略低（防止物料过早熔融结块），从喂料段到机头温度逐步升高（如喂料段 100-120℃→熔融段 180-200℃→机头 200-220℃），确保物料逐步熔融，分散均匀。
三、配方调整：通过添加剂提升分散效率
合理添加分散剂、润滑剂等助剂，可降低颜料团聚力，增强树脂对颜料的浸润性，与机械剪切形成 “协同作用”。
1. 分散剂：降低颜料团聚力，促进均匀分散
作用机制：分散剂分子吸附在颜料表面，形成 “空间位阻”（阻止颜料颗粒重新团聚），同时降低颜料与树脂的界面张力（让树脂更易渗透到颜料团聚体内部）。
常用类型及用量：
低分子蜡类（如聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡）：适合 PE、PP 载体，用量为颜料的 5%-10%（过多会导致色母粒发黏）；
高分子分散剂（如 EVA 蜡、聚酰胺蜡）：适合高极性树脂（如 PA、ABS），用量为颜料的 3%-8%（分散效果优于低分子蜡，且不易迁移）；
专用颜料分散剂（如炭黑专用分散剂 Disperbyk-163）：针对难分散颜料，用量为颜料的 2%-5%（效果显著，但成本较高）。
使用方法：与颜料、载体树脂一起加入高速混合机，预混合后再进入挤出机（确保分散剂均匀接触颜料）。
2. 载体树脂：选择与颜料、下游基材相容性好的类型
原则：载体树脂需同时满足 “对颜料的包覆性” 和 “与下游基材的相容性”（若载体与基材不相容，即使色母分散好，下游着色仍会不均）。
匹配方案：
下游基材为 PE：色母用 PE 载体（如 LDPE，流动性好，易包覆颜料）；
下游基材为 PP：色母用 PP 载体（如均聚 PP，与基材相容性最佳）；
下游基材为多种树脂（如 PE/PP 共混料）：色母用共聚树脂载体（如 EVA，兼顾与 PE、PP 的相容性）。
注意：载体树脂熔体流动速率（MFR）应略高于下游基材（如基材 PP 的 MFR 为 10g/10min，色母 PP 载体的 MFR 为 15-20g/10min），确保色母在加工时能快速分散到基材中。
3. 润滑剂：减少摩擦，避免分散过程中 “过热降解”
作用：降低物料与螺杆、机筒的摩擦系数，减少因摩擦产生的额外热量（防止树脂或颜料降解），同时改善物料流动性（让分散后的颜料颗粒更易均匀分布）。
常用类型：硬脂酸钙、硬脂酸锌（用量 0.5%-2%），与分散剂配合使用（润滑剂过量会导致色母粒强度下降，需控制总量）。
四、生产过程控制：避免二次团聚与污染
即使前序步骤到位，生产过程中的操作不当仍可能导致分散不均，需注意以下细节：
1. 颜料添加比例：避免 “超量添加” 导致分散极限
分散极限：每种载体树脂对颜料的最大承载量有限（即 “分散极限”），超过极限后，树脂无法完全包覆颜料，必然出现团聚。
参考比例：
无机颜料（如钛白、铁红）：最大添加量≤40%（载体树脂≥60%）；
有机颜料（如酞菁蓝、偶氮红）：最大添加量≤30%（有机颜料密度小，需更多树脂包覆）；
炭黑（易团聚）：最大添加量≤20%（高浓度炭黑母需特殊工艺，如造粒后二次挤出）。
2. 物料洁净度：避免杂质引入 “分散障碍”
颜料、载体树脂中若混入杂质（如金属颗粒、纤维、未融化的树脂块），会在挤出过程中成为 “团聚核心”，吸附颜料形成大颗粒。
控制措施：
颜料使用前过筛（用 120-200 目筛网，去除大颗粒杂质）；
载体树脂需干燥（含水率≤0.3%，避免潮湿结块）；
挤出机机头加装滤网（80-120 目），过滤未分散的团聚体和杂质。
3. 切粒与储存：防止分散后的颜料二次团聚
色母粒挤出后需快速冷却（水冷或风冷），避免高温下颜料颗粒重新聚集（冷却不足会导致颗粒粘连，形成二次团聚）；
储存时密封防潮（潮湿会导致载体树脂吸潮，颜料易随水汽迁移团聚），尤其对尼龙、POM 等吸湿性载体色母。
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