CN101319068A - 应用于聚烯烃薄膜的白色母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种应用于聚烯烃薄膜的白色母粒及其制备方法，由20～75％的白色颜料和25～80％的聚乙烯树脂组成，其中白色颜料为钛白粉、氧化锌、立德粉、石灰石粉、滑石粉中的一种或多种。将白色颜料和聚烯烃树脂在密炼机中共混，共混温度为115～190℃，压力为0.5～1.0MPa，经造粒获得白色母粒。本发明不添加任何有机分散助剂，根据混合体系组成的不同选择合适的共混温度，制得一种具有高浓度、高度分散、用量较少，着色均匀的高质量的着色母粒产品。

Description

应用于聚烯烃薄膜的白色母粒及其制备方法
技术领域：
本发明涉及塑料加工使用的色母粒，尤其应用于聚烯烃薄膜的白色母粒及其制备方法。
技术背景：
塑料生产加工中经常使用色母粒对其进行着色，其中聚烯烃白色母粒是最重要、应用最广泛的一种。现有聚烯烃白色母粒由着色剂、载体、分散助剂等制成，所用着色剂一般为钛白粉。例如：申请号为02135591.6的中国专利公开了一种制备高密度聚烯烃白色母技术，通过将颜料、塑料助剂和载体树脂加入高速混合器内混合，然后加偶联剂和液体石蜡混合物搅拌，然后经双螺杆挤出机挤出制备白色母。所得白色母中颜料(钛白粉)含量为50～8wt％。申请号为20071002326.5的中国专利公开一种高浓度色母粒及其制备方法，它是用颜料、复合型偶联剂、低分子类分散剂、润滑剂、载体和填料，经过对颜料和填料进行表面处理，对物料进行分散处理、粉碎、挤出、冷却、风干和切粒等步骤而制成高浓缩色母粒。专利号为02114923.2的中国专利公开一种高含量高着色力、吹膜级塑料通用色母粒的制造方法，利用PE和无机颜料为主要原料，利用分散剂和表面改性剂通过熔融共混分散，然后再挤出造粒制备而成，它作为塑料注塑和吹膜着色母粒。申请号为200610072854.6的中国专利公开一种功能性白色母及其制备方法和应用，其制备方法是将钛白粉、骨架无机粉与分散剂按重量比例加入到间隙式具有高剪切磨机内(例如球磨机、振动磨机或离心振动磨机)内研磨后加入偶联剂，继续研磨，再加入加工助剂和载体树脂，再研磨，此时物料温度可达110～120℃，出料，用长径比为48∶1的双螺杆挤出机造粒，制得具有补强增韧功能性的白色母粒。
由于钛白粉容易聚集成团，导致其分散效果不好，使得白色母中必须添加分散体系的助剂来达到色母粒分散要求。由于低分子助剂的加入，增加了母粒原材料的成本，又因为母粒中分散体系的助剂是低分子有机物，这些低分子有机物的存在会影响到产品最终的使用，如成膜性能、印刷性能，用于生产中产品过一段时间会有粉状物之析出，即所谓的起粉现象，造成产品外观性差。特别用于食品包装薄膜中，由于有机助剂从薄膜里层不断迁移析出，造成对包装食品的污染，不利于人体健康。
发明内容：
本发明目的是提供一种完全不依赖分散体系分散的高浓度薄膜级白色母及其制备方法。
该薄膜级白色母粒由20～75％的白色颜料和25～80％的聚乙烯树脂组成，其中白色颜料为钛白粉、氧化锌、立德粉、石灰石粉，滑石粉中的一种或多种。
聚乙烯树脂优选熔融指数为2～70g/10min的低密度聚乙烯树脂、线性低密度聚乙烯树脂中的一种或两种。
上述白色母粒的制造方法，将白色颜料和聚烯烃树脂在密炼机中共混，共混温度为115～190℃，压力为0.5～1.0Mpa，经造粒获得白色母粒。
共混温度由以下方法确定：取测试量的共混物料熔融混炼均匀后，在熔融指数检测仪上，通过调节检测仪的加热温度，获得流动速率为2.0～3.1g/10min，优选为2.4～2.6g/10min时的温度作为共混物料在密炼机的共混温度。
本发明不添加任何有机分散助剂，根据混合体系组成的不同选择合适的共混温度，使共混体系具有合适的粘度，由密炼机的剪切将颜料均匀分散在聚烯烃树脂中，制得一种具有高浓度、高度分散、用量较少，着色均匀的高质量的着色母粒产品，应用到薄膜加工中不影响薄膜拉伸性能，薄膜不出现颜料晶点，不起粉，不影响印刷性能，用于食品包装薄膜可避免毒助剂析出，环保健康。
具体实施方式
实施方案一：
配方：粒径0.15～0.3微米(金红石型)钛白粉：60wt％，熔融指数50g/10min的低密度聚乙烯(LDPE)：40wt％。制造方法：
1.共混温度的确定：按上面配比取少量钛白粉和LDPE，均匀混炼后放入熔融指数测试仪，调节加热温度，测得熔体流动速率2.5g/10min时对应的温度为120℃。
2.共混：在密炼机密炼室内温度预热为105℃，先后将LDPE粒料和钛白粉投入密炼机中，搅拌混合5分钟后，密炼机加入空气至0.5MPa的压力，升温至120℃进行预分散处理，保持压力10分钟，再降压排放掉物料中水分等挥发性小分子物质，重新加压至0.5mpa，密炼过程由于共混体系发热，通过通冷却水降温，确保温度为120±5℃，分散处理15分钟，然后输送到双螺杆挤出机挤出造粒，得到高分散性，高遮盖性能的白色母粒。
实施方案二：
配方：粒径0.15～0.3微米(金红石型)钛白粉：60wt％，熔融指数36g/10min的低密度聚乙烯(LDPE)40wt％。制造方法：
1.共混温度的确定：按上面配比取少量钛白粉和LDPE，均匀混炼后放入熔融指数测试仪，调节加热温度，测得熔体流动速率2.5g/10min时对应的温度为130℃。
2.共混：在密炼机密炼室内温度预热为120℃，先后将LDPE粒料和钛白粉投入密炼机中，搅拌混合5分钟后，密炼机加入空气至0.7MPa的压力，升温至130℃进行预分散处理，保持压力10分钟，再降压排放掉物料中水分等挥发性小分子物质，重新加压至0.7mpa，密炼过程由于共混体系发热，通过通冷却水降温，确保温度为130±5℃，分散处理15分钟，然后输送到双螺杆挤出机挤出造粒，得到高分散性，高遮盖性能的白色母粒。
实施方案三
配方：粒径0.15～0.3微米(金红石型)钛白粉：70wt％，熔融指数50g/10min的低密度聚乙烯(LDPE)：30wt％。制造方法：
1.共混温度的确定：按上面配比取少量钛白粉和LDPE，均匀混炼后放入熔融指数测试仪，调节加热温度，测得熔体流动速率2.5g/10min时对应的温度为150℃。
2.共混：在密炼机密炼室内温度预热为130℃，先后将LDPE粒料和钛白粉投入密炼机中，搅拌混合5分钟后，密炼机加入空气至0.7MPa的压力，升温至150℃进行预分散处理，保持压力10分钟，再降压排放掉物料中水分等挥发性小分子物质，重新加压至0.7mpa，密炼过程由于共混体系发热，通过通冷却水降温，确保温度为150±5℃，分散处理15分钟，然后输送到双螺杆挤出机挤出造粒，得到高分散性，高遮盖性能的白色母粒。
实施方案四
配方：粒径0.15～0.3微米(金红石型)钛白粉：70wt％，熔融指数36g/10min的低密度聚乙烯(LDPE)：30wt％。制造方法：
1.共混温度的确定：按上面配比取少量钛白粉和LDPE，均匀混炼后放入熔融指数测试仪，调节加热温度，测得熔体流动速率2.5g/10min时对应的温度为160℃。
2.共混：在密炼机密炼室内温度预热为140℃，先后将LDPE粒料和钛白粉投入密炼机中，搅拌混合5分钟后，密炼机加入空气至0.7MPa的压力，升温至160℃进行预分散处理，保持压力10分钟，再降压排放掉物料中水分等挥发性小分子物质，重新加压至0.7mpa，密炼过程由于共混体系发热，通过通冷却水降温，确保温度为160±5℃，分散处理15分钟，然后输送到双螺杆挤出机挤出造粒，得到高分散性，高遮盖性能的白色母粒。
实施方案五
配方：粒径0.15～0.3微米(金红石型)钛白粉：50wt％，熔融指数20g/10min的线性低密度聚乙烯(LLDPE)：50wt％。制造方法：
1.共混温度的确定：按上面配比取少量钛白粉和LLDPE，均匀混炼后放入熔融指数测试仪，调节加热温度，测得熔体流动速率2.5g/10min时对应的温度为124℃。
2.共混：在密炼机密炼室内温度预热为110℃，先后将LDPE粒料和钛白粉投入密炼机中，搅拌混合5分钟后，密炼机加入空气至0.7MPa的压力，升温至124℃进行预分散处理，保持压力10分钟，再降压排放掉物料中水分等挥发性小分子物质，重新加压至0.7mpa，密炼过程由于共混体系发热，通过通冷却水降温，确保温度为124±5℃，分散处理15分钟，然后输送到双螺杆挤出机挤出造粒，得到高分散性，高遮盖性能的白色母粒。
实施方案六
配方：粒径1000目重质碳酸钙：60wt％，熔融指数50g/10min的低密度聚乙烯(LDPE)：20wt％，熔融指数20g/10min的线性低密度聚乙烯(LLDPE)：20wt％。制造方法：
1.共混温度的确定：按上面配比取少量重质碳酸钙、LDPE和LLDPE，均匀混炼后放入熔融指数测试仪，调节加热温度，测得熔体流动速率2.5g/10min时对应的温度为185℃。
2.共混：在密炼机密炼室内温度预热为150℃，先后将LDPE粒料和钛白粉投入密炼机中，搅拌混合5分钟后，密炼机加入空气至0.7MPa的压力，升温至185℃进行预分散处理，保持压力10分钟，再降压排放掉物料中水分等挥发性小分子物质，重新加压至0.7mpa，密炼过程由于共混体系发热，通过通冷却水降温，确保温度为185±5℃，分散处理15分钟，然后输送到双螺杆挤出机挤出造粒，得到高分散性，高分散性的白色重质碳酸钙塑料母粒。

Claims (6)

1.一种应用于聚烯烃薄膜的白色母粒，由20～75％的白色颜料和25～80％的聚乙烯树脂组成，其中白色颜料为钛白粉、氧化锌、立德粉、石灰石粉，滑石粉中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述白色母粒，其特征在于，所述聚乙烯树脂是熔融指数为2～70g/10min的低密度聚乙烯树脂、线性低密度聚乙烯树脂中的一种或两种。
3.权利要求1或2所述白色母粒的制造方法，将白色颜料和聚烯烃树脂在密炼机中共混，共混温度为115～190℃，压力为0.5～1.0Mpa，经造粒获得白色母粒。
4.根据权利要求3所述制造方法，其特征在于，所述共混温度由以下方法确定：取测试量的共混物料熔融混炼均匀后，在熔融指数检测仪上，通过调节检测仪的加热温度，获得流动速率为2.0～3.1g/10min时的温度作为共混物料在密炼机的共混温度。
5.根据权利要求4所述制造方法，其特征在于，所述共混温度为共混物料熔融指数检测仪上流动速率为2.4～2.6g/10min时的温度。
6.根据权利要求4或5所述制造方法，其特征在于，所述白色颜料为钛白粉。
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