CN103665506A - 一种色母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种色母粒、一种色母粒的制备方法、由该方法制备得到的色母粒、以及所述色母粒在聚合物压力管制备中的应用。所述色母粒的制备方法包括将含有颜料和载体树脂的混合物混合均匀并挤出造粒，得到造粒产物；所述载体树脂为具有多孔结构的聚合物颗粒。采用本发明提供的方法得到的色母粒不仅不会对聚合物压力管产生不良影响，而且能够使颜料均匀分散在载体树脂中。

Description

一种色母粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种色母粒、一种色母粒的制备方法、由该方法制备得到的色母粒、以及所述色母粒在聚合物压力管制备中的应用。
背景技术
色母粒是一种新型高分子材料专用着色剂，它通常由颜料或染料、载体和添加剂三种基本要素组成，把超常量的颜料或染料均匀地负载于载体上而得到的聚集体。为了使颜料或染料更好得分散，在色母粒的生产过程中一般会加入分散剂、润滑剂、发泡剂、偶联剂等。但是，所添加的低分子量分散剂等会对以色母粒为着色剂的聚乙烯压力管产生不良影响，使其使用寿命缩短。此外，发泡剂、偶联剂等的使用会破坏聚乙烯的结晶结构，造成使用过程中的爆管。因此，在生产聚乙烯压力管用色母粒时不能使用分散剂、润滑剂、发泡剂、偶联剂等添加剂。但研究表明，不使用这些添加剂又会使颜料分散不均匀，从而成为基体树脂的缺陷点。
CN101121794A公开了一种给水用聚乙烯管材混配专用料的黑色母粒及其制备方法，并具体公开了该黑色母粒的配方为32.7-45.4%的炭黑、54-66%的载体树脂、0.1-0.3%的抗氧化剂和0.5-1.0%的硬脂酸盐，所述载体树脂选自中密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂或者它们的混合物。该色母粒的组分不包含分散剂、发泡剂、偶联剂、润滑剂等添加剂，在不使用这些添加剂的情况下，为了使炭黑在载体树脂中实现更好地分散，该专利使用密炼机制备色母粒。但该方法费时费力，且如果采用该方法生产有机颜料，由于密炼时间较长，在密炼过程中会造成颜料的老化、变色。
发明内容
本发明的目的是为了克服采用现有的方法制备色母粒的上述缺陷，而提供一种不会对聚合物压力管产生不良影响且能够使颜料均匀分散在载体树脂中的色母粒、一种色母粒的制备方法、由该方法制备得到的色母粒、以及所述色母粒在聚合物压力管制备中的应用。
本发明提供了一种色母粒，其中，所述色母粒含有颜料和载体树脂，且按照GB/T18251-2000测定的所述色母粒的颜料分散等级小于等于3。
本发明还提供了一种色母粒的制备方法，其中，该方法包括将含有颜料和载体树脂的混合物混合均匀并挤出造粒，得到造粒产物；所述载体树脂为具有多孔结构的聚合物颗粒。
本发明还提供了由上述方法制备得到的色母粒。
此外，本发明还提供了上述色母粒在聚合物压力管制备中的应用。
本发明提供的色母粒的制备方法中没有加入分散剂、润滑剂、发泡剂、偶联剂等添加剂，因此，不会对以色母粒为着色剂的聚合物压力管产生不良影响。更为重要的是，所述载体树脂为具有多孔结构的聚合物颗粒，因此，该载体树脂具有较大的比表面积，在混合过程中能够与颜料充分接触，使得细小的颜料颗粒很容易地进入所述载体树脂的多孔结构中，从而得到分散性能极为优异的色母粒。
此外，本发明的发明人发现，在以色母粒为着色剂的聚合物压力管的生产过程中，熔体质量流动速率较高的载体树脂能够提高颜料在载体树脂中的分散性；而熔体质量流动速率较低的载体树脂不仅能够提高所述聚合物压力管的加工性能，而且由于制造聚合物压力管的基体树脂的熔体质量流动速率也较低，还能够增大其与聚合物压力管的基体树脂的相容性。因此，根据本发明的一种优选实施方式，当本发明提供的色母粒的制备方法还包括将所述造粒产物与另一载体树脂混合均匀并挤出造粒，且所述载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为10-50g/10min、优选为20-50g/10min，所述另一载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.1-20g/10min、优选为0.1-15g/10min时，不仅能够保证颜料在载体树脂和另一载体树脂中得到更好地浸润、分散，还能够保证所述色母粒与以该色母粒为着色剂的聚合物压力管具有更好的相容性，从而使得到的色母粒的综合性能更为优异。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供的色母粒含有颜料和载体树脂，且按照GB/T18251-2000测定的所述色母粒的颜料分散等级小于等于3。
本发明对所述色母粒中的颜料和载体树脂的含量没有特别地限定，以100重量份的载体树脂为基准，所述颜料的含量可以为1-50重量份，优选为15-50重量份。
根据本发明，为了使色母粒的性能更为稳定，优选情况下，所述色母粒中还含有抗氧化剂。所述抗氧化剂的种类和含量可以为本领域常规的选择，例如，所述抗氧化剂可以为酚类抗氧化剂和/或亚磷酸酯类抗氧化剂。具体地，所述酚类抗氧化剂可以选自四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（简称：抗氧化剂1010）、β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯（简称：抗氧化剂1076）、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯（简称：抗氧化剂1330）、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯（简称：抗氧化剂1135）和硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]（简称：抗氧化剂1035）中的一种或多种；所述亚磷酸酯类抗氧化剂可以选自亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯（简称：抗氧化剂168）、四（2,4-二叔丁基苯基-4,4’-联苯基）双膦酸酯（简称：抗氧化剂P-EPQ）和双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯（简称：抗氧化剂626）中的一种或多种。以100重量份的载体树脂为基准，所述抗氧化剂的含量可以为0.5-30重量份，优选为0.5-20重量份。
根据本发明，熔体质量流动速率较高的载体树脂能够提高颜料在载体树脂中的分散性；而熔体质量流动速率较低的载体树脂不仅能够提高所述聚合物压力管的加工性能，而且还能够增大与聚合物压力管的基体树脂的相容性，因此，为了使得到的色母粒能够兼具良好的分散性和与聚合物压力管的基体树脂的相容性，优选情况下，所述色母粒还包括另一载体树脂；所述载体树脂与另一载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率的差值可以为0.1-50g/10min，优选为10-40g/10min。具体地，所述载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率可以为10-50g/10min，优选为20-50g/10min；所述另一载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率可以为0.1-20g/10min，优选为0.1-15g/10min。
根据本发明，所述另一载体树脂的含量可以为本领域常规的选择，例如，以100重量份的载体树脂为基准，所述另一载体树脂的含量可以为10-1000重量份，优选为100-1000重量份。
根据本发明，所述载体树脂与另一载体树脂可以各自独立地选自现有的各种能够作为色母粒载体的树脂，但为了使得上述两种树脂具有更好的相容性、从而避免以所述色母粒为着色剂的聚合物压力管产生应力缺陷，优选情况下，所述载体树脂与另一载体树脂的树脂种类相同，且所述载体树脂与另一载体树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚碳酸酯中的一种或多种。例如，所述载体树脂与另一载体树脂可以均为聚乙烯；此时，所述载体树脂优选为在190℃下、在2.16kg砝码的作用下熔体质量流动速率为10-50g/10min，更优选为20-50g/10min的聚乙烯；所述另一载体树脂优选为在190℃下、在2.16kg砝码的作用下熔体质量流动速率为0.1-20g/10min，优选为0.1-15g/10min的聚乙烯。
根据本发明，所述颜料可以为现有的各种能够用于色母粒的颜料，通常来说，所述颜料包括有机颜料和无机颜料。所述有机颜料例如可以选自酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、颜料黄、颜料蓝和偶氮红中的一种或多种，所述无机颜料例如可以选自镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红和氧化铁黄中的一种或多种。
本发明提供的色母粒的制备方法包括将含有颜料和载体树脂的混合物混合均匀并挤出造粒，得到造粒产物；所述载体树脂为具有多孔结构的聚合物颗粒。
根据本发明，尽管只要将含有所述颜料和具有多孔结构的载体树脂的混合物按上述方法制备色母粒便能够使得颜料均匀分散在载体树脂中，而对上述各组分的用量没有特别地限定，但为了使上述各组分能够起到更好地协同互配作用，优选情况下，以100重量份的载体树脂为基准，所述颜料的用量为1-50重量份，更优选为15-50重量份。
根据本发明，所述载体树脂的多孔结构的平均孔直径和孔容的可选择范围较大，通常来说，当所述载体树脂的多孔结构的平均孔直径为0.1-100纳米、优选为1-20纳米、更优选为6-20纳米，孔容为1×10-5-1×10-1cm3/g、优选为1×10-4-1×10-1cm3/g、更优选为5×10-4-1×10-1cm3/g时，能够足以保证所述颜料在载体树脂中得以更好地分散。所述载体树脂的多孔结构的平均孔直径以及孔容可以采用本领域技术人员公知的方法进行测定，例如，所述平均孔直径及孔容可以采用购自美国quantachrome公司的型号为Quadrasorb SI的物理吸附分析仪进行测定，其中，吸附介质为氮气。
根据本发明，在将含有颜料和载体树脂的混合物混合并挤出造粒的过程中，载体树脂可能发生氧化而变质，因此，优选情况下，所述混合物中还含有抗氧化剂，这样可以使得到的色母粒的性能更为稳定。所述抗氧化剂的种类和用量可以为本领域常规的选择，例如，所述抗氧化剂可以为酚类抗氧化剂和/或亚磷酸酯类抗氧化剂。具体地，所述酚类抗氧化剂可以选自四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（简称：抗氧化剂1010）、β（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯（简称：抗氧化剂1076）、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯（简称：抗氧化剂1330）、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯（简称：抗氧化剂1135）和硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]（简称：抗氧化剂1035）中的一种或多种；所述亚磷酸酯类抗氧化剂可以选自亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯（简称：抗氧化剂168）、四（2,4-二叔丁基苯基-4,4’-联苯基）双膦酸酯（简称：抗氧化剂P-EPQ）和双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯（简称：抗氧化剂626）中的一种或多种。以100重量份的载体树脂为基准，所述抗氧化剂的用量可以为0.5-30重量份，优选为0.5-20重量份。
根据本发明，如上所述，熔体质量流动速率较高的载体树脂能够提高颜料在载体树脂中的分散性；而熔体质量流动速率较低的载体树脂不仅能够提高所述聚合物压力管的加工性能，而且还能够增大与聚合物压力管的基体树脂的相容性，因此，为了使得到的色母粒能够兼具良好的分散性和与聚合物压力管的基体树脂的相容性，优选情况下，该方法还包括将所述造粒产物与另一载体树脂混合均匀并挤出造粒；所述载体树脂与另一载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率的差值可以为0.1-50g/10min，优选为10-40g/10min。具体地，所述载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率可以为10-50g/10min，优选为20-50g/10min；所述另一载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率可以为0.1-20g/10min，优选为0.1-15g/10min。
根据本发明，所述另一载体树脂的用量可以为本领域常规的选择，例如，以100重量份的载体树脂为基准，所述另一载体树脂的用量可以为10-1000重量份，优选为100-1000重量份。此外，本发明对所述另一载体树脂的微观结构也没有特别地限定，可以为现有的各种结构，在此将不再赘述。
根据本发明，所述载体树脂、另一载体树脂以及颜料的种类在上文中已经有所描述，在此将不再赘述。
根据本发明，将含有颜料、载体树脂以及选择性添加的抗氧化剂的混合物混合均匀并挤出造粒的方法和条件为本领域技术人员公知。例如，可以将上述组分加入搅拌器中混合。所述混合的条件通常包括搅拌器的转速、混合的温度和混合的时间，所述搅拌器的转速例如可以为50-300转/分，混合的温度例如可以为0-65℃，混合的时间可以为20-120秒；优选情况下，先在50-100转/分的转速下搅拌10-120秒，然后再在100-200转/分的转速下搅拌10-120秒。所述挤出造粒得到造粒产物的方法、条件和所用的挤出机为本领域技术人员所公知。例如，可以采用双螺杆挤出机、也可以采用单螺杆挤出机，螺杆转速为150-360转/分钟，各区段温度分别为170-230℃、175-240℃、180-250℃、180-250℃、180-250℃、175-240℃，各区段的真空度为0.02至0.09兆帕的条件下挤出造粒。
根据本发明，将所述造粒产物与另一载体树脂混合均匀并挤出造粒的方法和条件也为本领域技术人员公知，例如，可以将所述造粒产物与另一载体树脂加入搅拌器中混合。所述搅拌器的转速例如可以为50-300转/分，混合的温度例如可以为0-65℃，混合的时间可以为10-120秒；优选情况下，先在50-100转/分的转速下搅拌10-120秒，然后再在100-200转/分的转速下搅拌10-120秒。所述挤出造粒得到造粒产物的方法、条件和所用的挤出机也为本领域技术人员所公知。例如，可以采用双螺杆挤出机、也可以采用单螺杆挤出机，螺杆转速为150-360转/分钟，各区段温度分别为170-230℃、175-240℃、180-250℃、180-250℃、180-250℃、175-240℃，各区段的真空度为0.02至0.09兆帕的条件下挤出造粒。
本发明还提供了由上述方法制备得到的色母粒。
此外，本发明还提供了上述色母粒在聚合物压力管制备中的应用。
本发明的改进之处在于提供一种色母粒及其制备方法、以及由该制备方法得到的色母粒作为聚合物压力管着色剂的应用，而聚合物压力管的具体制备方法可以与现有技术相同，且为本领域技术人员公知，在此将不再赘述。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中，载体树脂的平均孔直径及孔容采用物理吸附分析仪（购自美国quantachrome公司，型号为Quadrasorb SI）进行测定，其中，以氮气为吸附介质；色母粒中的颜料分散等级按照GB/T18251-2000公开的方法进行测定，其中，颜料分散等级≤2.5级说明分散性非常好，2.5＜颜料分散等级≤3级说明分散性较好，颜料分散等级＞3级说明分散性较差；熔体质量流动速率通过购自美国TO公司的型号为MP600的熔融指数仪进行测定。
实施例1
该实施例用于说明本发明提供的色母粒及其制备方法。
（1）该色母粒的组分如下：
颜料黄110：6重量份；
钛白粉（金红石型）：2重量份；
载体树脂：高密度聚乙烯（HDPE），具有多孔结构（平均孔直径为12纳米，孔容为1.5×10-2cm3/g），在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为18g/10min，30重量份。
另一载体树脂：高密度聚乙烯（HDPE），在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为2.6g/10min，100重量份；
抗氧化剂1010：0.1重量份；
抗氧化剂168：0.1重量份。
（2）色母粒的制备方法：
将颜料黄、钛白粉、载体树脂、抗氧化剂1010和抗氧化剂168加入搅拌器中在23℃下搅拌混合均匀，搅拌机先以100转/分钟低速混合30秒，然后再以200转/分钟高速混合30秒，得到混合物；然后将该混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到造粒产物。
将得到的造粒产物与另一载体树脂加入搅拌器中在23℃下搅拌混合均匀，搅拌机先以100转/分钟低速混合30秒，然后再以200转/分钟高速混合30秒，得到混合物；然后将该混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到色母粒1。
测试结果表明，色母粒1中的颜料分散等级≤2.5级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为3.4g/10min。
实施例2
该实施例用于说明本发明提供的色母粒及其制备方法。
（1）该色母粒的组分如下：
酞菁蓝：20重量份；
钛白粉（金红石型）：5重量份；
载体树脂：高密度聚乙烯（HDPE），具有多孔结构（平均孔直径12纳米，孔容5.5×10-4cm3/g）），在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为45g/10min，50重量份；
另一载体树脂：高密度聚乙烯（HDPE），在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.01g/10min，100重量份；
抗氧化剂1010：1重量份；
抗氧化剂168：1重量份。
（2）色母粒的制备方法：
将酞菁蓝、钛白粉、载体树脂、抗氧化剂1010和抗氧化剂168加入搅拌器中在60℃下搅拌混合均匀，搅拌机先以100转/分钟低速混合30秒，然后再以200转/分钟高速混合30秒，得到混合物；然后将该混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到造粒产物。
将得到的造粒产物与另一载体树脂加入搅拌器中在23℃下搅拌混合均匀，搅拌机先以100转/分钟低速混合60秒，然后再以200转/分钟高速混合20秒，得到混合物；然后将该混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到色母粒2。
测试结果表明，色母粒2中的颜料分散等级≤2.5级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.23g/10min。
实施例3
该实施例用于说明本发明提供的色母粒及其制备方法。
（1）该色母粒的组分如下：
颜料黄180：1重量份；
钛白粉（金红石型）：1重量份；
载体树脂：聚丙烯（PP），具有多孔结构（平均孔直径为6纳米，孔容为9.5×10-4cm3/g）），在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为14g/10min，10重量份；
另一载体树脂：聚丙烯（PP），在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为5.5g/10min，100重量份；
抗氧化剂1010：1重量份；
抗氧化剂168：1重量份。
（2）色母粒的制备方法：
将颜料黄180、钛白粉、载体树脂、抗氧化剂1010和抗氧化剂168加入搅拌器中在23℃下搅拌混合均匀，搅拌机先以100转/分钟低速混合30秒，然后再以200转/分钟高速混合30秒，得到混合物；然后将该混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到造粒产物。
将得到的造粒产物与另一载体树脂加入搅拌器中在23℃下搅拌混合均匀，搅拌机先以100转/分钟低速混合100秒，然后再以200转/分钟高速混合40秒，得到混合物；然后将该混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到色母粒3。
测试结果表明，色母粒3中的颜料分散等级≤2.5级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为6g/10min。
实施例4
该实施例用于说明本发明提供的色母粒及其制备方法。
（1）该色母粒的组分如下：
颜料黄191:1：1重量份；
颜料黄110：8重量份；
钛白粉（金红石型）：6重量份；
载体树脂：聚丙烯（PP），具有多孔结构（平均孔直径为20纳米，孔容为1.5×10-2cm3/g），在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为18g/10min，100重量份；
另一载体树脂：聚丙烯（PP），在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为12g/10min，100重量份；
抗氧化剂1010：1重量份；
抗氧化剂168：1重量份。
（2）色母粒的制备方法：
将颜料黄191:1、颜料黄110、钛白粉、载体树脂、抗氧化剂1010和抗氧化剂168加入搅拌器中在40℃下搅拌混合均匀，搅拌机先以100转/分钟低速混合30秒，然后再以200转/分钟高速混合30秒，得到混合物；然后将该混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到造粒产物。
将得到的造粒产物与另一载体树脂加入搅拌器中在23℃下搅拌混合均匀，搅拌机先以100转/分钟低速混合20秒，然后再以200转/分钟高速混合40秒，得到混合物；然后将该混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到色母粒4。
测试结果表明，色母粒4中的颜料分散等级≤2.5级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为15g/10min。
对比例1
该对比例用于说明参比色母粒及其制备方法。
按照实施例4的方法制备色母粒，不同的是，所述载体树脂不具有多孔结构（平均孔直径小于0.5纳米，孔容小于0.5×10-5cm3/g，下同），得到参比色母粒1。
测试结果表明，参比色母粒1中的颜料分散等级＞3级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为15g/10min。
实施例5
该实施例用于说明本发明提供的色母粒及其制备方法。
按照实施例4的方法制备色母粒，不同的是，所述载体树脂的平均孔直径为98纳米，孔容为1×10-1cm3/g），得到色母粒5。
测试结果表明，色母粒5中的颜料分散等级=3级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为15g/10min。
对比例2
该对比例用于说明参比色母粒及其制备方法。
按照实施例5的方法制备色母粒，不同的是，所述载体树脂不具有多孔结构，得到参比色母粒2。
测试结果表明，参比色母粒2中的颜料分散等级＞4级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为15g/10min。
实施例6
该实施例用于说明本发明提供的色母粒及其制备方法。
按照实施例4的方法制备色母粒，不同的是，所述色母粒的制备过程不包括将含有颜料、载体树脂和抗氧化剂的混合物混合均匀并挤出造粒得到的造粒产物与另一载体树脂混合均匀并挤出造粒的步骤，即，未使用另一载体树脂，得到色母粒6。
测试结果表明，色母粒6中的颜料分散等级=3级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为18g/10min。
对比例3
该对比例用于说明参比色母粒及其制备方法。
按照实施例6的方法制备色母粒，不同的是，所述载体树脂不具有多孔结构，得到参比色母粒3。
测试结果表明，参比色母粒3中的颜料分散等级＞4级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为18g/10min。
实施例7
该实施例用于说明本发明提供的色母粒及其制备方法。
按照实施例6的方法制备色母粒，不同的是，在色母粒的制备过程中不加入抗氧化剂1010和抗氧化剂168，得到色母粒7。
测试结果表明，色母粒7中的颜料分散等级=3级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为16g/10min。
对比例4
该对比例用于说明参比色母粒及其制备方法。
按照实施例7的方法制备色母粒，不同的是，所述载体树脂不具有多孔结构，得到参比色母粒4。
测试结果表明，参比色母粒4中的颜料分散等级＞4级，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为16g/10min。
从实施例1-7与对比例1-4的结果可以看出，采用具有多孔结构的聚合物颗粒作为颜料的载体树脂，更有利于颜料在该载体树脂中的分散。从实施例4与实施例5的对比可以看出，当所述载体树脂的多孔结构的平均孔直径和孔容在本发明优选的范围内时，得到的色母粒中颜料具有更好的分散性。此外，本发明提供的色母粒不含有分散剂、润滑剂、发泡剂、偶联剂等添加剂，不会对以色母粒为着色剂的聚合物压力管产生不良影响，极具工业应用前景。

Claims (16)

1.一种色母粒，其特征在于，所述色母粒含有颜料和载体树脂，且按照GB/T18251-2000测定的所述色母粒的颜料分散等级小于或等于3。
2.根据权利要求1所述的色母粒，其中，以100重量份的载体树脂为基准，所述颜料的含量为1-50重量份，优选为15-50重量份。
3.根据权利要求1或2所述的色母粒，其中，所述色母粒中还含有抗氧化剂；以100重量份的载体树脂为基准，所述抗氧化剂的含量优选为0.5-30重量份，更优选为0.5-20重量份；所述抗氧化剂优选为酚类抗氧化剂和/或亚磷酸酯类抗氧化剂。
4.根据权利要求1或2所述的色母粒，其中，所述色母粒还包括另一载体树脂；所述载体树脂与另一载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率的差值为0.1-50g/10min，优选为10-40g/10min。
5.根据权利要求4所述的色母粒，其中，所述载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为10-50g/10min、优选为20-50g/10min，所述另一载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.1-20g/10min、优选为0.1-15g/10min。
6.根据权利要求4所述的色母粒，其中，以100重量份的载体树脂为基准，所述另一载体树脂的用量为10-1000重量份，更优选为100-1000重量份；优选地，所述载体树脂与另一载体树脂的树脂种类相同，且所述载体树脂与另一载体树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚碳酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的色母粒，其中，所述颜料包括有机颜料和无机颜料，所述有机颜料选自酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、颜料黄、颜料蓝和偶氮红中的一种或多种，所述无机颜料选自镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红和氧化铁黄中的一种或多种。
8.一种色母粒的制备方法，其特征在于，该方法包括将含有颜料和载体树脂的混合物混合均匀并挤出造粒，得到造粒产物；所述载体树脂为具有多孔结构的聚合物颗粒。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，以100重量份的载体树脂为基准，所述颜料的用量为1-50重量份、优选为15-50重量份。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其中，所述载体树脂的多孔结构的平均孔直径为0.1-100纳米、优选为1-20纳米、更优选为6-20纳米，孔容为1×10-5-1×10-1cm3/g、优选为1×10-4-1×10-1cm3/g、更优选为5×10-4-1×10-1cm3/g。
11.根据权利要求8或9所述的制备方法，其中，所述混合物中还含有抗氧化剂；以100重量份的载体树脂为基准，所述抗氧化剂的用量优选为0.5-30重量份，更优选为0.5-20重量份；所述抗氧化剂优选为酚类抗氧化剂和/或亚磷酸酯类抗氧化剂。
12.根据权利要求8或9所述的制备方法，其中，该方法还包括将所述造粒产物与另一载体树脂混合均匀并挤出造粒；所述载体树脂与另一载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率的差值为0.1-50g/10min，优选为10-40g/10min。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，所述载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为10-50g/10min，优选为20-50g/10min；所述另一载体树脂在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.1-20g/10min，优选为0.1-15g/10min。
14.根据权利要求12所述的制备方法，其中，以100重量份的载体树脂为基准，所述另一载体树脂的用量为10-1000重量份、优选为100-1000重量份。
15.由权利要求8-14中任意一项所述的方法制备得到的色母粒。
16.权利要求1-7和15中任意一项所述的色母粒在聚合物压力管制备中的应用。
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