CN103159965A

CN103159965A - 用于聚合物的添加剂母料

Info

Publication number: CN103159965A
Application number: CN 201210555298
Authority: CN
Inventors: 尤勒斯·卡斯帕·阿尔贝特·安东·鲁洛夫斯; 亨利·雅各布·霍斯特曼
Original assignee: Holland Colours NV
Current assignee: Holland Colours NV
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2013-06-19
Also published as: MX2012015012A; EP2607426A1

Abstract

本发明是用于聚合物的添加剂母料。涉及一种色母料，所述色母料包括：40～95wt％的有机或无机的颜料和/或染料颗粒；4.9～60wt％的基于环烷基异壬基酯的有机液体载体材料；以及0.1～5wt％的分散剂。

Description

用于聚合物的添加剂母料

技术领域

本发明涉及一种适用于通过熔融共混将颜料和/或染料引入聚合物或共混聚合物中的颜料和/或染料的母料。

背景技术

如果必须在塑料和聚合物制品中引入颜色，传统上是通过将比如染料或颜料的着色剂和聚合树脂混合来进行，通常以颗粒或粉末形式装入用来生产所需的塑料制品的挤出机或注射成型机的送料斗。这种制品可为瓶预成型体、管子、箱子、瓶、纤维、薄膜或薄片，但并不限于此。同样也适用于必须在塑料材料中引入的添加剂。

为了加入添加剂，添加剂(诸如颜料或颜料的混合物)可作为固体母料(concentrate)或以粉末形式或在液体载体中作为分散体加入。这种液体载体通常是包括比如烃油类、食用油类、酯类、醇类，或它们两种或更多种的混合物的材料的惰性材料。

任何这种载体必须选择以与塑料具有良好的相容性。此外，如果成型组合物被用于食品包装的生产，载体必须是无毒的。在没有良好相容性的情况下，载体迁移出树脂可导致诸如由于迁移而引起的异味、浑浊(尤其是在聚酯的应用中)、分层或力学破坏的问题。

同样，应该仔细监测液体母料的添加本身，母料的粘度和稳定性应该是稳定的，以防止在生产期间的色偏移。

通常，可取的是，使用的载体量应该保持为最小量以便于不对塑料颗粒的特性产生负面影响。本领域技术人员知晓的是：依赖于聚合物，通常必需使用特定的载体。通常，适用于聚酯的载体与适用于聚烯烃或苯乙烯聚合物的载体相比具有不同的要求。

这就需要具有上述有利特性的母料，更具体地，该母料普遍适用于广泛的聚合物，在常规加工条件下稳定且不会对聚合物的特性和所得产品的特性产生负面影响。

令人惊奇地，我们发现：环烷基异壬基酯能够在各种塑料及其应用中被用作着色剂和添加剂的载体。这些载体甚至在非常高的加入水平下也显示出卓越的性能。同样，对于可使用的各种不同的聚合物也是令人惊奇的。这些聚合物和共混聚合物包括聚酯，例如PET、PEN、PBT、聚碳酸酯、聚乳酸，以及乙烯聚合物、丙烯聚合物和苯乙烯聚合物。

发明内容

因此，在第一实施方式中，本发明涉及一种色母料(colour concentrate)，所述色母料包括：

40～95wt％的有机或无机的颜料和/或染料颗粒；

4.9～60wt％的基于环烷基异壬基酯的有机液体载体材料；以及

0.1～5wt％的分散剂。

在另一实施方式中，本发明涉及这种母料的应用，所述母料通过与熔融的聚合物或共混聚合物熔融共混而在聚合物或共混聚合物中引入添加物或着色剂。

在第三实施方式中，本发明涉及用于生产聚酯材料的方法，所述方法包括：将根据本发明的母料加入至熔融的聚酯中，将所述母料和所述聚酯熔融共混并使共混物成形，因此得到预成型体(preform)、瓶、纤维、薄膜或薄片。

在第四实施方式中，本发明涉及一种聚酯组合物，所述聚酯组合物进一步包括本发明的色母料。

优选地，所述环烷基异壬基酯为环己烷-1，2-二羧酸二异壬酯。所述母料的另一种基本成分是分散剂。尽管可使用与所述母料的其他成分相容的各种分散剂，但优选使用基于至少一种羟基羧酸，更具体为具有分子式HO-X-COOH的羟基羧酸的分散剂，其中X为具有至少6个碳原子，优选6至18个碳原子的二价不饱和或饱和基。合适的分散剂是这些羟基羧酸彼此之间和/或与硬脂酸、甘油或聚乙烯亚胺的反应产物。这些分散剂的实例是聚(12-羟基硬脂酸)、聚(12-羟基硬脂酸)硬脂酸酯以及聚(12-羟基硬脂酸)-聚乙烯亚胺共聚物。

如上所述，本发明是基于使用环烷基异壬基酯作为用于聚合物的固体着色剂(染料和颜料)颗粒的液体载体。对于着色剂，可使用用于使聚合物着色，更具体地使聚酯着色的各种已知的着色剂。

可使用的着色剂是包括碳黑的无机和有机化合物，也即颜料、染料。着色剂的实例是二氧化钛、氧化锌、硫化锌、硫酸钡、氧化铁、混合的金属铁氧化物(mixed metal iron oxide)、铝粉末、石墨或它们的组合。

已经发现本发明尤其适用于使聚酯瓶的预成型体着色。除了颜料或染料外，色母料可进一步含有聚合物添加剂，例如增强剂、UV吸收剂、AA清除剂、氧清除剂、防滑剂和抗静电剂。

所述母料的组成，即环烷基异壬基酯以及颜料或染料的量取决于实际应用和材料可大幅度变化。在所述母料中的液体载体材料的量在4.9和60wt％之间，更优选在5和75wt％之间，剩余部分为颜料和/或染料以及可能的其它添加剂。

所述母料具有的优势是：所述母料可容易地被引入至所述聚合物或共混聚合物中，尽管同时引入非常少量的载体材料(异壬基酯)。最终产品在用于透明瓶的应用时具有低雾度值，引起少许或不引起气味改变，而且是无毒的，使得透明瓶非常适用于接触食品的应用中。

在聚合物或共混聚合物生产的某个阶段，所述母料被引入至所述聚合物或共混聚合物。优选在聚合材料的熔融加工/共混期间，例如在搅拌机或挤出机中引入所述母料。在聚合材料中使用的所述母料的水平取决于该聚合物所需的不同组成、母料中的添加剂浓度、添加剂/着色剂的量等。

所述母料可被加工的温度是相对灵活的。如上所述，材料在整个变动的温度中是非常稳定的。这就意味着，通常不需要偏离所使用的聚合物的正常加工温度。

对于所有的应用，例如在PET预成型体的注射成型中，所述母料可用于添加添加剂至聚合物，但不限于此。同样，可进行聚酯薄片、纤维等类似物的着色。更通常，所述母料可与聚酯例如PET、PEN、PBT、聚碳酸酯、聚乳酸、乙烯聚合物、丙烯聚合物以及苯乙烯聚合物组合使用。

能够在食品工业，例如用于乳制品的容器、水瓶等中发现使用母料制备的最终产品的合适应用。

所述母料可通过在合适设备，例如配置有合适的溶解器刀片(dissolverblade)和/或珠磨(bead mill)的混合罐中混合(研磨)组分来简单地制备。

现在，基于一些非限制性的实施例来解释本发明。

具体实施方式

实施例：

联合作为分散剂的聚(12-羟基硬脂酸)测试各种载体材料。表中给出了结果，在表中清楚地示出了：甚至在80％的二氧化钛负载时，异壬基酯显示出令人惊奇地低且有利的粘度。清楚的是，一些载体材料甚至根本不能得到80％的负载。

E＝错误，在转子6的粘度范围外

S＝粘度太高，TiO₂的加入停止

Claims

1.一种色母料，包括：

40～95wt％的有机或无机的颜料和/或染料颗粒；

4.9～60wt％的基于环烷基异壬基酯的有机液体载体材料；以及

0.1～5wt％的分散剂。

2.根据权利要求1所述的色母料，其中，所述有机液体载体材料为环己烷-1，2-二羧酸二异壬酯。

3.根据权利要求1或2所述的色母料，其中，所述分散剂基于至少一种羟基羧酸。

4.根据权利要求3所述的色母料，其中，所述羟基羧酸具有HO-X-COOH的分子式，其中X为具有至少6个碳原子，优选6至18个碳原子的二价不饱和或饱和基。

5.根据权利要求3或4所述的色母料，其中，所述分散剂选自由聚(12-羟基硬脂酸)、聚(12-羟基硬脂酸)硬脂酸酯和聚(12-羟基硬脂酸)-聚乙烯亚胺共聚物组成的组。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的色母料，其中，所述颜料为染料或碳黑。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的色母料，其中，所述颜料为二氧化钛、氧化锌、硫化锌、硫酸钡、氧化铁、混合的金属铁氧化物、铝粉末、石墨或它们的组合。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的色母料，其中，基于所述母料的重量，所述颜料或所述染料的量在65和90wt％之间。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的色母料，所述色母料进一步包括至多10wt％的添加剂。

10.根据权利要求9所述的色母料，其中，所述添加剂选自增强剂、UV吸收剂、AA清除剂、氧清除剂、防滑剂和抗静电剂。

11.一种根据权利要求1至10所述的色母料的应用，所述色母料用于在聚合物或共混聚合物中引入颜料和/或染料。

12.根据权利要求11所述的应用，其中，所述聚合物或共混聚合物选自由聚酯、丙烯聚合物、乙烯聚合物、苯乙烯聚合物、聚碳酸酯以及它们的共混物组成的组。

13.根据权利要求12所述的应用，其中，所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯。

14.一种用于生产聚酯材料的方法，所述方法包括：将根据权利要求1至10所述的母料加入至熔融的聚酯中，熔融共混所述母料和所述聚酯，并使共混物成形，从而得到预成型体、瓶、纤维、薄膜或薄片。

15.一种聚酯组合物，更尤其是PET或PBT的组合物，所述聚酯组合物包括含量在0.5和15wt％之间的根据权利要求1至10所述的色母料。