CN101831099B

CN101831099B - 一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法

Info

Publication number: CN101831099B
Application number: CN2010101517356A
Authority: CN
Inventors: 彭志远
Original assignee: CHENGDU FIRST CHEMICALS INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: CHENGDU FIRST CHEMICALS INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2030-04-19
Also published as: CN101831099A

Abstract

本发明公开了一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法，包括如下步骤：A、颜料预处理，包括下列步骤：a1、将颜料和润湿剂加入混料机中，在常温下润湿7～10分钟；a2、通过混料机喷雾嘴加入包膜剂，在常温下包膜25～31分钟，喷雾压强为0.5MPa-0.6MPa；a3、混料机中加入分散剂，在常温下分散12～20分钟后停机出料；a4、颜料送入研磨机中连续研磨三次；B、着色母料制备，包括下列步骤：b1、将聚乙烯树脂、添加剂和预处理后的颜料加入混料机中进行混料；b2、将步骤b1所得的混合料进行挤出和切粒，得到全分散聚乙烯着色母料。本发明方法缩短了生产周期，节约能源消耗，减小设备磨损，产品品质提高且质量稳定。

Description

一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯着色母料的制备方法，特别涉及一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法。

背景技术

着色母料是一种新型高分子材料专用着色剂。它由颜料或染料、载体和添加剂三种基本要素所组成，是把超常量的颜料或染料均匀地载附于树脂之中而得到的聚集体。着色母料使用的颜料，其状态可分为原生颗粒、凝聚体、团聚体。当颜料处于原生颗粒状态的时候，其分散性最好，着色力最强，遮盖性能最佳。原生颗粒状态是颜料着色性能的最佳状态。但是，原生颗粒状态的颜料由于分子间的作用力，会形成粒径大许多倍的凝聚体，凝聚体间的作用力又会形成粒径更大的团聚体。颜料在包装、运输、储存的过程中由于挤压、吸潮会形成比团聚体粒径大许多倍的颜料颗粒。传统着色母料生产工艺的二次剪切由于其自身的技术缺陷，不能将颜料充分还原成原生颗粒状态，所以分散性等多项性能的提高受到限制。

目前，常见的聚乙烯着色母料制备方法包括混料、冷却、破碎、挤出拉丝、切粒等步骤，其存在的主要问题如下：1、其颜料为细微颗粒或粉尘，在计量、投料中会造成大量的颜料粉尘飞扬，影响产品质量，影响环境和操作人员身体健康；2、在混料工序中，颜料粒子和树脂粒子以及高混机的内壁相互高速碰撞实现颜料粒子的细化分散，因此高速混料机的负荷大能耗高。3、仅靠高速混料工序还不能使颜料得到较好的分散，所以在挤出工序中，需通过双螺杆挤出机强大的剪切作用，再次细化分散颜料。由于高剪切力带来的螺杆的高扭矩，大大降低挤出设备的使用寿命，增加维修成本，使设备性能下降，导致产品质量的不稳定。4、虽然经过高速混料和挤出机剪切作用的两次细化分散，颜料的分散仍达不到塑料高端制品要求，无法生产出高分散、高浓度、高遮盖性能的着色母料。

发明内容

本发明的目的是提供一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法。该全分散聚乙烯着色母料的制备方法缩短了生产周期，节约能源消耗，减小设备磨损，产品品质提高且质量稳定。

发明人在发明过程中进行了反复探索，采用如下方法解决技术问题：

1)采用包膜技术，将颜料预处理后还原为接近原生颗粒状态进行包膜，阻止凝聚体的再发生，用此颜料与树脂及其他助剂混料后挤出切粒成着色母料。传统的混料、挤出工序不再承担剪切分散的功能，以降低能耗和设备磨损，稳定产品质量降低综合成本。

2)在混料机高速剪切颜料的同时，用润湿剂润湿颜料中的凝聚体、团聚体并置换其中的水分子，降低分子间作用力，使颜料得到初步润湿细化；颜料在混料机的剪切下接近或达到原生颗粒时，加入包膜剂，使其均匀地包覆在颗粒表面；加入分散剂使其在摩擦热的作用下融化，完成二次包覆，避免颜料颗粒的再次团聚；包覆处理完成后，冷却物料，在加温条件下，利用三辊机的转速差形成的更大的剪切力对物料实行再次剪切，使物料成为片状；冷却后再将片状粉碎成小颗粒状，完成颜料预处理。

因此，发明人提出了如下的技术方案：

一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法，包括如下步骤：

A、颜料预处理，包括下列步骤：

a1、将重量份数为100的颜料和重量份数为1的的润湿剂加入混料机中，在常温下润湿7～10分钟；

a2、通过混料机喷雾嘴加入重量份数为2的包膜剂，在常温下包膜25～31分钟，喷雾压强为0.5MPa-0.6MPa；

a3、混料机中加入重量份数为10的分散剂，在常温下分散12～20分钟后停机出料；

a4、颜料送入研磨机中连续研磨三次；

B、着色母料制备，包括下列步骤：

b1、将重量百分比为8％～80％的聚乙烯树脂、重量百分比为0～1％的添加剂和重量百分比为20％～91％预处理后的颜料加入混料机中进行混料；

b2、将步骤b1所得的混合料进行挤出和切粒，得到全分散聚乙烯着色母料。

作为优选方式，在所述步骤b2中，利用双螺杆挤出机进行挤出，双螺杆挤出机的主机转速为250r/min，进料电机转速为24r/min，模头压强为0.7～0.9MPa。

作为优选方式，在所述步骤b2中，利用切粒机进行挤出和切粒。

作为优选方式，在所述步骤b1中，混料机先低速运行9～13分钟，然后高速运行28～35分钟，再低速运行9～12分钟后出料。

作为优选方式，在所述步骤a4中，研磨机为三辊研磨机，磨辊速度为1300r/Min，磨辊温度为100～120℃。

本发明的有益效果在于：

1、实现全分散：薄膜中不出现粒径大于0.3mm的色点；粒径在0.1mm-0.3mm之间的允许色点，每100cm²薄膜中平均不超过1.5个。

2、较传统着色母料生产工艺能耗下降10％-15％，生产周期缩短一半左右。

3、设备磨损小，产品品质提高且质量稳定。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1：如图1所示，一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法，包括如下步骤：

A、颜料预处理，包括下列步骤：

a4、颜料送入研磨机中连续研磨三次；

B、着色母料制备，包括下列步骤：

作为优选，在所述步骤b2中，利用双螺杆挤出机进行挤出，双螺杆挤出机的主机转速为250r/min，进料电机转速为24r/min，模头压强为0.7～0.9MPa。在所述步骤b2中，利用切粒机进行挤出和切粒。在所述步骤b1中，混料机先低速运行9～13分钟，然后高速运行28～35分钟，再低速运行9～12分钟后出料。在所述步骤a4中，研磨机为三辊研磨机，磨辊速度为1300r/Min，磨辊温度为100～120℃。

实施例2：如图1所示，一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法，包括如下步骤：

A、颜料预处理，包括下列步骤：

a4、颜料送入研磨机中连续研磨三次；

B、着色母料制备，包括下列步骤：

作为优选，在所述步骤b2中，利用双螺杆挤出机进行挤出，双螺杆挤出机的主机转速为250r/min，进料电机转速为24r/min，模头压强为0.7～0.9MPa，温区温度见表1。在所述步骤b2中，利用切粒机进行挤出和切粒。在所述步骤a4中，三辊研磨机的磨辊速度为1300r/Min，磨辊温度为100～120℃。

表1

温区

1

2

3

4

5

6

模头

温度℃

90±5

100±5

125±5

115±5

116±5

115±5

130±5

为了验证本发明的有益效果，在下列条件下将三种着色母料性能做了对比。

1、着色母料的颜料∶树脂＝0.8∶0.2；

2、塑料制品的着色母料∶被着色树脂＝0.3∶1，混合吹膜。

3、试验设备及检测项目：

热熔性塑料溶体质量流动速率测试仪：测MFI；

吹膜机：吹膜；

分光光度仪：测白度、亮度，用对比法测遮盖力；

显微镜：测分散性；

试验检验效果见表2。

表2传统着色母料，进口着色母料和全分散聚乙烯着色母料的性能对比表：

色母料名称

熔体质量流动速率(g/10min)

着色强度

遮盖力

分散性

白度

平整度

传统着色母料

36

一般

较差、目测有大颗粒

较好

表面粗糙，不光滑

进口着色母料

36

高5％-10％

高10％-15％

很好，目测无色点

略高

表面平整光洁度高

全分散聚乙烯着色母料

36

高5％-10％

高10％-15％

很好，目测无色点

略高

表面平整光洁度高

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1..一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法，其特征在于包括如下步骤:

A 、颜料预处理，包括下列步骤:

a1 、将重量份数为100 的颜料和重量份数为1 的润湿剂加入混料机中，在常温下润湿7 ～ 10 分钟;

a2 、通过混料机喷雾嘴加入重量份数为2 的包膜剂，在常温下包膜25 ～ 31 分钟，喷雾压强为0.5MPa-0.6MPa ;

a3 、温料机中加入重量份数为10 的分散剂，在常温下分散12 ～ 20 分钟后停机出料;

a4 、颜料送入研磨机中连续研磨三次;

B.着色母料制备，包括下列步骤:

b1 、将重量百分比为8%～ 80% 的聚乙烯树脂、重量百分比为0 ～ 1% 的添加剂和重量百分比为20%～91% 预处理后的颜料加入混料机中进行混料;

b2 、将步骤b1 所得的混合料进行挤出和切粒，得到全分散聚乙烯着色母料。

2.如权利要求1所述的一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法，其特征在于:在所述步骤b2中，利用双螺杆挤出机进行挤出，双螺杆挤出机的主机转速为250r/min，进料电机转速为24r/min ，模头压强为0.7～0.9MPa。

3.如权利要求1所述的一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法，其特征在于:在所述步骤b1 中，混料机先低速运行9 ～ 13 分钟，然后高速运行28 ～ 35 分钟，再低速运行9～12 分钟后出料。

4.如权利要求1 、2或3所述的一种全分散聚乙烯着色母料的制备方法，其特征在于:在所述步骤a4 中，研磨机为三辊研磨机，磨辊速度为1300r/min ，磨辊温度为100 ～ 120℃。