CN102250399A - 一种聚烯烃色母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚烯烃色母粒及其制备方法。本发明的聚烯烃色母粒，由如下组分和重量百分数组成：载体20～70％、色粉0.01～70％、分散剂0～40％、发泡剂0.1～10%、交联剂0～10%、热稳定剂0～2％、填料0～40％。将上述各组分按比例配料，混合，采用双螺杆挤出机或密炼机进行熔融共混，然后进行造粒、干燥制得本发明的色母粒，根据不同的切粒方式，色母粒的形状可为柱状、珠状、方片状或圆片状。本发明提供的聚烯烃色母粒应用于聚烯烃挤出、纺丝、注塑制品的着色时，具有优良的分散性能和颜色稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及塑料着色领域，具体的说涉及一种聚烯烃色母粒及其制备方法。
背景技术
聚烯烃是一类产量最大 ，应用十分广泛的高分子材料，它原料丰富，价格低廉，容易加工成型，综合性能优良。聚烯烃生产加工过程中经常使用色母粒对其着色。色母粒由颜料、载体树脂、助剂组成。采用色母粒着色时，最容易出现的问题是色母粒和基料在混合、上料、下料过程中容易分离，导致制品生产过程中色泽不均匀、前后不一致等现象。
通过对不同厂家用于聚烯烃着色的色母粒和基料进行测试，色母粒的平均比重较大，平均在1.2g/cm3以上，白色等含无机颜料的色母比重更大，而基料的比重平均在0.92 g/cm3左右。因色母粒用量少，通常仅能凭经验采用严格控制拌料时间，人工加料，在开机过程中发现颜色变淡时，随即在料斗上部间歇性将色母撒在表面来改善色泽区别。鉴于工人业务水平不同，做出的制品仍存在颜色不均匀现象，同时浪费大量的人力物力。申请号200310103707.7公开了一种聚烯烃基料和色母料均匀混合方法：将色母粒在80℃条件下压成圆片状。这种方法虽然改善了下料过程中色母粒下沉现象，但在拌料、上料过程中仍旧容易产生色母粒与基料分离现象。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有聚烯烃色母粒着色时存在的问题，提供一种高分散、高稳定性的聚烯烃色母粒，其应用于聚烯烃制品的着色时可以克服容易产生流纹、色泽不均、色差较大等问题。
本发明的聚烯烃色母粒，由如下组分和重量百分数组成：载体20～70％、色粉0.01～70％、分散剂0～40％、发泡剂0.1～10%、交联剂0～10%、热稳定剂0～2％、填料0～40％。
上述载体为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE、聚乙烯马来酸酐共聚物、聚丙烯马来酸酐共聚物中的一种或多种的混合物。
上述色粉为无机颜料、有机颜料或染料；所述的无机颜料为二氧化钛、碳黑或立德粉；所述的有机颜料为偶氮颜料、杂环颜料或杂类颜料。
上述分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、EVA蜡、酯蜡、硬脂酸、硬脂酸盐、白矿油、聚乙二醇、聚丙二醇、柠檬酸酯类增塑剂、聚硅酮或酰胺蜡中的一种或多种的混合物。
上述的发泡剂为化学发泡剂或物理发泡剂中的一种或多种的混合物。所述的物理发泡剂为水、戊烷、己烷、庚烷、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等。所述的化学发泡剂为偶氮二甲酰胺（ADC）、偶氮二异丁腈（ABIN）偶氮二碳酸二异丙酯（DIPA）、4,4’-氧代双苯磺酰肼（OBSH）、对甲苯黄酰肼（TSH）、3,3’-二磺酰肼二苯砜、对甲苯磺酰氨基脲、4,4’-氧代双（磺酰氨基脲）、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸铵等。
上述的交联剂为过氧化二异丙苯(DCP）、过氧化苯甲酰(BPO)、二叔丁基过氧化物(DTBP）、双叔丁基过氧化异丙基苯(BIPB)、2,5二甲基-2,5双(过氧化特丁基)己烷(DMDBH)中的一种或多种的混合物。
上述热稳定剂为受阻酚抗氧剂、含硫抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂中的一种或多种的混合物。酚类抗氧剂为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010）、2,6-二（1-苯基）乙基-4-壬基苯酚（1076）、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（264、BHT）等；亚磷酸酯类抗氧剂为三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（168）、四（2,4-二叔丁基苯基-4,4′-联苯基）双亚磷酸酯（PEPQ）、三（壬基苯基）亚磷酸酯（TNP）、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯（PEP8）或季戊四醇双亚磷酸二（2,4-二特丁基苯基）酯（626）等。含硫抗氧剂为硫代二丙酸双十二醇酯(DLTP、DLTDP)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTP、DSTDP) 4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)等
上述所述填料为碳酸钙、硫酸钡、高岭土、蒙脱土、滑石粉或硅灰石中的一种或多种的混合物。
本发明提供的色母其制备方法如下：将各组分按比例配料，混合，采用双螺杆挤出机或密炼机进行熔融共混，然后进行造粒、干燥制得本发明的色母粒，根据不同的切粒方式，色母粒的形状可为柱状、珠状、方片状或圆片状。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供的聚烯烃色母粒应用于聚烯烃制品的着色时，具有分散性优良，不易下沉等优点，克服了现有聚烯烃色母粒着色容易产生流纹、色泽不均、色差较大等问题。同时，本发明聚烯烃色母粒的制备方法简单实用，应用前景广阔。
具体实施方式
实施例1
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：LDPE 20%、LLDPE 30%、二氧化钛40％、聚乙烯蜡8％、水2％，在高速混合机中进行高速混合10分钟，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在190℃，螺杆转速为200r/min，通过螺杆的剪切、混炼使颜料在载体树脂中分散均匀，然后进行水冷拉条造粒制得柱状本发明的色母粒。
实施例2
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：EVA 23%、LDPE 12%、立德粉35％、酞菁绿 1%、群青 2%、EBS 2％、氧化聚乙烯蜡8%、白矿油2%、亚磷酸酯168 2％、偶氮二甲酰胺（ADC）1%， 4,4’-氧代双（磺酰氨基脲） 2%、过氧化二异丙苯(DCP） 1%、二叔丁基过氧化物(DTBP） 1%、碳酸钙 8%。在高速混合机中进行高速混合15分钟，采用密炼机密炼至温度为165℃后，用风冷热切造粒制得圆片状本发明色母粒。
实施例3
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：LDPE 60%、POE 10%、氧化铁红20％、聚乙二醇7％、OBSH 2％，抗氧剂1010 1%，在高速混合机中进行高速混合10分钟，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在180℃，螺杆转速为200r/min，通过螺杆的剪切、混炼使颜料在载体树脂中分散均匀，然后进行水冷拉条造粒制得方片状本发明的色母粒。
实施例4
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：LLDPE 30%、PP 10%、聚丙烯接枝马来酸酐5%, 颜料红254 8％、酞菁蓝2%, EVA蜡14％、柠檬酸三丁酯1%，硬脂酸钙5% ， 碳酸氢钠 5%，抗氧剂DLTP 1%， 抗氧剂626 1%， BIBP 2％，蒙脱土16%，在高速混合机中进行高速混合8分钟，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在200℃，螺杆转速为250r/min，通过螺杆的剪切、混炼使颜料在载体树脂中分散均匀，然后进行水冷拉条造粒制得方片状本发明的色母粒。
实施例5
对比例
LDPE 50％，钛白粉 40％，聚乙烯腊10%在高速混合机中进行高速混合10分钟，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在190℃，螺杆转速为200r/min，通过螺杆的剪切、混炼使颜料在载体树脂中分散均匀，然后进行造粒。
测试实施例和对比例制备的色母粒密度，从测试结果（见表1）可以看出对比例密度明显小于实施例密度。
将实施例和比较例制备的色母粒，在PP塑料中添加4%连续注射样板2h。从测试结果（见表1）可以看出实施例无流纹，而对比例有流纹；对比第一块和最后一块样板色差实施例0.1-0.3，而对比例为1.1，说明本发明色母粒颜色稳定性更高。
分别将实施例和比较例制备的色母粒，按照4%比例与PP混合均匀，取3kg混合料倒入漏斗中，让混合料自动流下，接取最后50-100g混合料，挑出色母粒，计算色母粒所占的比例。从测试结果（见表1）可以看出对比例中色母粒明显减少，而实施例中色母粒基本不变，说明本发明色母粒不易下沉。
表1：对比例与实施例测试结果
| 序号 | 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 |
| 1 | 密度g/cm3 | 0.98 | 1.03 | 0.87 | 0.91 | 1.34 |
| 2 | 流纹 | 无 | 无 | 无 | 无 | 少许 |
| 3 | 连续注射样板2h比较第一块和最后一块样板色差 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 1.1 |
| 4 | 色母粒含量 | 4.00% | 3.98% | 4.01% | 4.00% | 3.21% |
Claims (10)
1.一种聚烯烃色母粒，由如下组分和重量百分数组成：载体20～70％、色粉0.01～70％、分散剂0～40％、发泡剂0.1～10%、交联剂0～10%、热稳定剂0～2％、填料0～40％。
2.如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述载体为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE、聚乙烯马来酸酐共聚物、聚丙烯马来酸酐共聚物中的一种或多种的混合物。
3.如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述色粉为无机颜料、有机颜料或染料；所述的无机颜料为二氧化钛、碳黑或立德粉；所述的有机颜料为偶氮颜料、杂环颜料或杂类颜料。
4.如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、EVA蜡、聚乙二醇、聚丙二醇、柠檬酸酯、酯蜡、硬脂酸、硬脂酸盐、白矿油、聚硅酮或酰胺蜡中的一种或多种的混合物。
5.如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述的发泡剂为化学发泡剂或物理发泡剂中的一种或多种的混合物。
6.如权利要求5所述的色母粒，其特征在于所述物理发泡剂为水、戊烷、己烷、庚烷、二甲基甲酰胺或二甲亚砜；所述化学发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二碳酸二异丙酯、4,4’-氧代双苯磺酰肼、对甲苯黄酰肼、3,3’-二磺酰肼二苯砜、对甲苯磺酰氨基脲、4,4’-氧代双（磺酰氨基脲）、碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸铵。
7.如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、双叔丁基过氧化异丙基苯、2,5二甲基-2,5双(过氧化特丁基)己烷中的一种或多种的混合物。
8.如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述热稳定剂为受阻酚抗氧剂、含硫抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂中的一种或多种的混合物。
9.如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述填料为碳酸钙、硫酸钡、高岭土、滑石粉或硅灰石中的一种或多种的混合物。
10.一种权利要求1所述色母粒的制备方法，其特征在于将各组分按比例配料，混合，采用双螺杆挤出机或密炼机进行熔融共混，然后进行造粒、干燥制得本发明的色母粒，根据不同的切粒方式，色母粒的形状可为柱状、珠状、方片状或圆片状。
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