Calcium carbonate filler masterbatch và 4 ứng dụng phổ biến nhất

Filler masterbatch, đặc biệt là calcium carbonate (canxi carbonat) masterbatch được đánh giá là một trong những vật liệt ưu việt nhất trong ngành sản xuất nhựa. Calcium carbonate filler masterbatch có vô số ứng dụng với lượng lớn sản phẩm được tạo thành từ chúng. Dưới đây là những tính năng nổi bật và 4 ứng dụng phổ biến nhất của loại mastebatch này.

Filler masterbatch làm từ calcium carbonate là gì?

Calcium carbonate filler masterbatch là hỗn hợp chứa hàm lượng lớn bột calcium carbonate (CaCO₃) mịn được trộn với một phần nhựa nguyên sinh và một vài phụ gia ngành nhựa thích hợp. Hỗn hợp này được đem đi nung nóng ở nhiệt độ cao cho đến khi tan chảy thành dạng lỏng. Sau khi các thành phần trong hỗn hợp được trộn đều với nhau, hỗn hợp sẽ được làm nguyên cho đến khi đông lại và dẫn qua một máy đùn và cuối cùng là cắt nhỏ thành các hạt nhựa nhỏ. Những hạt nhựa này chính là filler master batch. CaCO3 masterbatch được áp dụng rộng rãi như một loại chất độn dùng trong chế tạo và sản xuất các sản phẩm làm từ nhựa. Chúng có chức năng thay thế một phần nguyên liệu đầu vào, giúp nhà sản xuất tiết kiệm chi phí và củng cố nhiều tính năng của sản phẩm được làm ra cùng một lúc.

Calcium carbonate filler masterbatch có màu trắng tự nhiên nhưng chúng không thể được sử dụng như chất tạo màu cho nhựa được (vì độ trắng không đủ). Tuy nhiên khi kết hợp với white masterbatch có chứa titanium dioxide (TiO₂), chúng đóng vai trò tích cực trong việc làm tăng độ trắng và tạo điều kiện cho các sắc tố trắng được phân tán đều trong hỗn hợp nhựa. Kết quả là thành phẩm sẽ đạt được độ mờ đục cao hơn bình thường.

Calcium carbonate filler masterbatch có những tính năng vượt trội nào?

Bột calcium carbonate chiếm phần lớn trong hỗn hợp masterbatch, thường dao động trong khoảng từ 60% đến tối đa là 90%. Chúng tương thích nhất với những loại nhựa thuộc nhóm polyolefin (nhựa PP, PE) nhưng vẫn có thể được phối trộn với một số loại nhựa thông dụng khác như nhựa PS, ABS, PVC, EPS, vv. Loại filer masterbatch này ban đầu được thiết kế để dùng như một loại chất độn cung cấp giải pháp tiết kiệm và kinh tế cho toàn ngành công nghiệp nhựa trên khắp thế giới. Tuy nhiên qua thời gian, khi nhu cầu sử dụng những loại vật liệu đa năng đang ngày càng nhiều hơn, ngày nay chúng không chỉ cón đóng vai trò đơn thuần là một chất độn nữa mà đang dần trở thành phụ gia ngành nhựa đặc biệt có chức năng cải thiện những tính chất vậy lí và hóa học của nhựa nền. Nhìn chung, nhờ sự xuất hiện của masterbatch mà chất lượng của các sản phẩm làm từ nhựa được cải thiện đáng kể.

Tổng quan về các ứng dụng của calcium carbonate filler masterbatch

Nhìn một cách bao quát, sự đa dạng trong việc áp dụng calcium carbonate masterbatch là nhiều không đếm được và thật khó để liệt kê tất cả chúng. Một vài áp dụng nổi trội nhất có thể kể đến như thổi phim HDPE, băng raffia, sản xuất bạt, các loại vải High Density (HD) và Low Density (LD) từ nhựa nền PP/PE, phim LDPE/LLDPE/HDPE, nội/ngoại thất bằng nhựa, vv. Tuy nhiên những ứng dụng này có thể được chia thành nhiều nhóm chính dựa vào phương pháp sản xuất hoặc nguồn gốc nhựa nền. Trong bài viết này chúng tôi chia chúng theo tiêu chí phương pháp sản xuất.

Sử dụng CaCO₃ filler masterbatch trong sản xuất vải không dệt

Phạm vi các lĩnh vực có sản phẩm làm từ vải không dệt canxi cacbonat là rất rộng lớn, trải dài từ chăm sóc y tế, cá nhân cho đến vệ sinh, vải địa kỹ thuật (các loại vải có khả năng hấp thụ, tách, lọc, bảo vệ, gia cố và thoát nước được sử dụng trong các ngành kỹ thuật như thủy lợi, giao thông, môi trường). Các lợi ích của việc sử dụng phụ gia ngành nhựa calcium carbonate filler masterbatch trong sản xuất vải không dệt bao gồm:

• Cải thiện bề mặt sản phẩm bằng cách
• Giảm hiệu ứng lớp bóng khiến bề mặt trở nên lì hơn, đục hơn, dẫn đến tăng cường khả năng che phủ của cấu trúc vải
• Cho sản phẩm màu trắng tự nhiên không bị ngả vàng
• Cải thiện kết cấu vật liệu bằng cách
• Tạo cảm giác mềm mại và dễ dịu như vải cotton, tránh in dấu tay khi chạm vào
• Tạo những lỗ thông khí cực nhỏ với kích thước micro để lọc không khí và thấm hút dầu
• Tăng cường tính năng dẫn nhiệt và sức mạnh cơ học
• Góp phần hạ thấp nhiệt độ gia công, từ đó nhà sản xuất có thể đạt năng suất cao hơn cũng như tiết kiệm được đồng thời năng lượng và chi phí sản xuất
• Dễ dàng kết hợp với nhiều loại nhựa nền khác nhau (nhờ vào khả năng phân tán tốt) và có thể được xử lý, định hình bằng nhiều phương pháp

Xử lý calcium carbonate filler masterbatch bằng phương pháp ép phun

Calcium carbonate masterbatch phối trộn cùng nhựa nền PP chính là giải pháp hoàn hảo cho việc sản xuất các vật dụng gia dụng như đồ nội thất, thùng chứa, hộp đựng, chai, lọ, rổ rá, vv. thông qua phương pháp ép phun. Tỉ lệ CaCO₃ trong hỗn hợp nhựa nền PP có thể lên đến 50%. Tuy nhiên công thức chính xác cho từng dây chuyền sản xuất nên được suy tính kĩ lưỡng và phần nhiều phụ thuộc vào những yêu cầu cụ thể.

Bên cạnh calcium carbonate filler masterbatch với nhựa nền PP, những sự lựa chọn khác cho nguồn nhựa nguyên sinh có thể kể đến là PS (polystyrene) và nhựa ABS. Những loại này được sử dụng trong trường hợp những vết xước trên bề mặt là chấp nhận được. Những sản phẩm được làm ra từ hỗn hợp nhựa PP và CaCO₃ thông qua việc ép phun đạt được tính năng dẫn nhiệt, khả năng kháng va đập tốt hơn hơn, độ cứng linh động hơn cùng với đó là ít xảy ra tình trạng co rút.

Áp dụng CaCO₃ filler mastebatch vào ép đùn tấm và phim nhựa

Với một số vật liệu nhân tạo đặc biệt như LDPE, LLDPE hoặc HDPE, canxi cacbonat filler masterbatch có thể được thêm trực tiếp vào nhựa nguyên chất và các hỗn hợp này sẽ hoạt động đồng thời như chất độn nhựa và phụ gia ngành nhựa trong sản xuất màng và tấm nhựa. Về cơ bản, chúng mang lại khả năng chống dính, chống trượt cao hơn. Bề mặt của sản phẩm hoàn thiện sẽ đạt được độ mờ phù hợp cho việc in ấn. Độ bền kéo của thành phẩm cũng được cải thiện cho phép hình dáng, cấu trúc của chúng bảo vệ hoàn toàn ngay cả khi chúng bị kéo căng. Hơn nữa, vật liệu này an toàn khi tiếp xúc với thực phẩm vì nó không chứa bất kỳ thành phần độc hại nào.

Calcium carbonate masterbatch cũng được tìm thấy trong các loại sợi kéo, sợi bện

CaCO₃ filler masterbatch được cho là giải pháp hoàn hảo giúp các nhà sản xuất giảm một phần hoặc hoàn toàn tránh được vấn đề xơ, tưa sợi. Tưa sợi là một trong những vấn đề phổ biến nhất mà các nhà sản xuất phải đối mặt trong các quy trình sản xuất sợi nhựa và băng sợi. Nó gây ra hiện tượng cấu trúc nhựa bị phân tách không kiểm soát khi sợi PP / PE bị kéo căng. Bằng cách thêm chỉ một lượng nhỏ (3 – 4% trên tổng lượng nguyên liệu thành phần) chất phụ gia ngành nhựa canxi cacbonat vào sản xuất sợi PP / PE phẳng, không chỉ vấn đề tưa, xơ được giải quyết mà còn mang lại một số lợi ích khác cho vật liệu này như:

• Cải thiện độ bền kéo và khả năng chống bị xé, tưa của các loại sợi kéo, sợi bện và vải dệt sau khi bị kéo dãn
• Cung cấp hiệu quả chống trượt và chống dính, tạo điều kiện cho bước cuộn sợi tiếp theo
• Cải thiện khả năng dệt, khả năng hàn và khả năng in của vật liệu
• Cải thiện độ cứng của sản phẩm làm cho chúng cứng hơn và ổn định hơn
• Ít làm hỏng máy móc, đặc biệt là lưỡi cắt (bằng cách thay thế lượng titan dioxide, chất chống dính và chống trượt phải sử dụng, những loại chất này có thể gây ra tác động mài mòn cho lưỡi cắt). Nói chung, tuổi thọ của máy móc được kéo dài.
• Tăng năng suất
• Thay thế một phần nhu cầu sử dụng masterbatch trắng, do đó giúp nhà sản xuất tiết kiệm chi phí
• Giảm chi phí nguyên liệu đầu vào vì filler masterbatch canxi cacbon rẻ hơn nhiều so với các loại nhựa nguyên sinh khác
• Xử lý dễ dàng hơn
• Cung cấp hiệu quả tự làm sạch trên các vật liệu khác (như thuốc nhuộm) và máy móc (như máy ép đùn)