CN101014647B - 用于聚合物染色的颜料配制物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对聚合物染色的颜料配制物。所述配制物包括一种或多种颜料和载体。根据本发明，所述载体包括低聚物或者低分子量聚合物的组合，所述低分子量聚合物选自乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物和聚丙烯-马来酸酐共聚物。所述载体还包括选自如下的聚合物：乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯丁酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、与聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚丙烯、与聚苯乙烯接枝的聚丙烯、和苯乙烯类嵌段共聚物。对于有机颜料，所述配制物包含50-70％的颜料和50-30％的载体。对于无机颜料，所述配制物包含60-90％的颜料和40-10％的载体。本发明包括多用途颜料配制物，其可用于制备具有特定基体和高精度的色母料。

Description

用于聚合物染色的颜料配制物
技术领域
本发明涉及用作聚合物染色的中间产品的颜料配制物、以及在本发明中详述的多种优点。
本发明属于塑料尤其是染色聚合物技术领域。
背景技术
色母料(colour concentrates)通常用于聚合物染色，在工艺中称作“母料”。关于其它诸如干染色(dry dying)的系统，以下描述使用色母料的优点。
聚合物的干染色方法是通过简单地将颜料与聚合物物理混合而进行的。颜料粉末颗粒具有很强的团聚趋势并形成强粘着的团块。这些团块用转化(transformation)方法很难分开。结果，染色的材料有色斑和颜色染点是很正常的。这种方法不能用于薄的材料上(薄膜、酒椰叶纤维(raffia)、纤维、层压材料...)或材料的外表很关键的地方。
在色母料的情况中，颜料以极细颗粒的形式分散，该颗粒被包含在类似于待染色的树脂的塑性介质中或者包含在可与其相容的介质中。由于颜料的最优分散，获得了高度均匀和高质量的染料。
典型的色母料是颗粒形式的，并且对于有机颜料通常的浓度为5-30％、对于无机颜料为15-60％。使用量依赖于待染色树脂的转化系统以及最终物品的厚度为2-4％。一般地，色母料被用于在轴(spindle)中待染色的材料需要预先混合的过程中，例如在注塑、挤出、挤压吹塑(extrusion-blowing)等成型过程中。
可以使用不同的方法制备色母料：
1、-从粉末颜料：分两步进行制备。在第一步中，通常在涡轮式混合器中或采用重量分析，将颜料、铺展剂(spreader)、润滑剂、稳定剂和其它添加剂与树脂混合。在第二步中，采用双螺杆挤出机(twinspindle co-rotating extruder)通过挤出预混合物得到产品。
2、-使用单色母料：在此情况下在第一步骤中采用上节描述的方法得到单颜料色母料。通过挤出与载体聚合物(support polymer)的物理混合物(通常用单轴挤出机)获得最终的单色母料。单色母料的颜料浓度通常对于有机颜料为15-40％、对于无机颜料为40-70％。这些单色母料与非常有限的聚合物族相容。
3、-使用颜料配制物：颜料配制物在有机介质中具有最佳的颜料分散。对于有机颜料，浓度通常为40-50％，对于无机颜料为50-80％。单色母料的缺点是它们的相容性很有限。在实践中，颜料配制物的使用被限制在聚烯烃聚合物、一些弹性体并且在聚酰胺中有限制。通常通过在双螺杆挤出机中挤出颜料配制物和载体聚合物的物理混合物得到最终的色母料。与单色母料相反，颜料配制物是从以压滤的浆液形式的颜料得到的物理的微观颗粒。将这种浆液置于真空混合器中。添加少量的专用添加剂以快速从使用有机基质(油类、蜡类、增塑剂、聚合物等)的颜料颗粒除去水和湿气。
如果有在理论上与所有聚合物都相容的通用的色母料，那么它们在实践中的用途就限定于应用的类型。
对于染色是关键的物品或者在关键的应用过程中，需要将专用色母料与该物品或与待染色的树脂化学上非常相似的载体一起使用。
在制造具有特定基体(specific bases)的色母料中，发现对于每种载体的铺展剂、稳定剂、润滑剂等的最佳组合是很必要的。这意味着色母料或染色化合物(特别是用于人造的聚合物)的制造者必须使用很多配方和制造方法。
如果有多用途的颜料配制物则会变得更容易，所述多用途的颜料配制物可以用于制造具有特定基体和高度精确的色母料。
发明内容
本发明提出了多用途的颜料配制物，当其使用挤出方法(双螺杆挤出机)与任何聚合物树脂混合时，获得具有特定基体的色母料。
使用两步方法获得本发明中的颜料配制物：预混合并简单挤出产生3毫米的颗粒或者优选直径小于1.2毫米的微小颗粒。
更特别的是，本发明的单颜料色母料具有以下的化学组成：
有机颜料：
50-70％的颜料
50-30％的载体
无机颜料：
60-90％的颜料
40-10％的载体
载体包括选自以下的低聚物、聚合物或者二者的组合：
乙烯-丙烯酸共聚物；
乙烯-马来酸酐共聚物；
聚丙烯-马来酸酐共聚物；
聚己酸内酯；
它们的混合物或组合。
以及优选一种或多种以下共聚物：
乙烯-丙烯酸乙酯共聚物；
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物；
乙烯-甲基丙烯酸共聚物；
与聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚丙烯(PMMA接枝的PP)；
与聚苯乙烯接枝的聚丙烯(PS接枝的PP)；
苯乙烯类嵌段共聚物；
它们的混合物、组合或共聚物。
上述颜料配制物的使用显著地简化了色母料的制备方法。为了获得颜料配制物，需要物理混合具有基体聚合物(base polymer)的不同颜料，接着在双螺杆挤出机中处理。采用这种方法不需要在涡轮式混合器中预混合，并因此避免了研究并从用于每种聚合物的铺展剂、稳定剂、润滑剂等配方中选择的复杂性。
通过使用本发明，也可以简化颜色匹配方法(colour equalingprocess)。在新颜色的制备过程和显色过程中也不需要预混合颜料、添加剂等。采用这种方式，颜色复制(colour duplication)的方法更简单也更快速。
本发明的另一个优点是对于实验室中的制备过程和工厂中的生产过程，使用的是相同的中间体。因此避免了实验室和实际应用之间比例的变化。
本发明中颜料的高浓度降低了成本并在简化生产过程中增加了适应性。本发明的产品也是多用途产品，意味着它可以用于所有的聚合物(LDPE、LLDPE、HDPE、PP均聚物和PP共聚物、刚性PVC和塑性PVC、PS、ABS、ASA、SAN、CAB、PA、PC、PET、PBT等)。
在这种方法中，为了获得高精度的专用色母料，载体也是多用途的并可与大多数商业聚合物相容，该商业聚合物可以与本身或与任何其它聚合物以任何比例与载体混合。
对于本发明的充分描述，可以很容易地理解，可对认为合适的详细描述作任何变化，只要不改变权利要求书中对发明所概括的必要特征。

Claims (4)

1.用于对聚合物染色的颜料配制物，包括一种或多种颜料和载体，其特征在于所述颜料配制物是50-90％的所述颜料和10-50％的所述载体的化学混合物；其中：
所述载体包括：
(a)选自如下物质的低聚物、聚合物、或者二者的组合：
乙烯-丙烯酸，
聚己酸内酯；和
(b)一种或多种选自如下的聚合物：
乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，
乙烯-甲基丙烯酸共聚物，
与聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的颜料配制物，其特征在于，所述颜料是有机颜料，所述颜料配制物的化学组成为50-70％的所述颜料和50-30％的所述载体。
3.根据权利要求1所述的颜料配制物，其特征在于，所述颜料是无机化合物，所述颜料配制物的化学组成为60-90％的所述颜料和40-10％的所述载体。
4.根据权利要求1所述的颜料配制物，其特征在于，所述颜料组分包括有机和/或无机颜料的混合物。
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