CN103804891A - 一种热塑性聚氨酯蓝母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热塑性弹性体改性用色母粒领域，公开了一种热塑性聚氨酯蓝母粒及其制备方法。本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒由以下组分和重量百分数组成：热塑性聚氨酯为50～80%，有机颜料为10～30%，分散剂为4～20%，原料的总量为100%。将上述各组分按比例配料，混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，然后进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。本发明热塑性聚氨酯蓝母粒应用于聚氨酯树脂的挤出、注塑制品的着色时，具有分散性优良、色差较小等优点。克服了现今热塑性聚氨酯制品的着色技术问题，同时，本发明的的制备方法简单实用，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于热塑性弹性体改性用色母粒领域，具体的说，涉及一种热塑性聚氨酯蓝母粒及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯（TPU）是一类综合性能优异的热塑性弹性体。它既有橡胶的高弹性、又有塑料的高硬度和高强度特性，还具有优异的耐磨性、耐低温性、耐化学药品性及耐屈挠性等，同时它还可以代替PVC（聚氯乙烯），是可以回收再利用的高强度弹性体，对解决污染问题有利。
TPU可以采用挤出、注射、吹膜、压延、纺丝等生产方法，可制成各种工业制品，其应用几乎渗透到各个工业领域,应用前景十分广阔。如今颜色又是塑料制品不可或缺的重要部分，由于TPU本身的结构非常复杂，所以对于TPU制品的着色技术也愈显重要。色母粒又称颜料浓缩物，是目前着色中最常用的方法，所以如何将色母粒技术应用到TPU中是现在色母粒发展的一个重要方向。
发明内容
本发明的目的在于针对目前TPU制品的着色技术问题，提供一种热塑性聚氨酯蓝母粒的制备方法。
为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以实现：
本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒，由如下组分组成：按照重量百分数计，其中热塑性聚氨酯（TPU）50～80%，有机颜料10～30%，分散剂4～20%。
所述热塑性聚氨酯（TPU）为聚酯型热塑性聚氨酯或聚醚型热塑性聚氨酯。
所述有机颜料为酞菁颜料。
所述分散剂为EVA蜡、乙烯丙烯酸共聚物、润滑剂HPL6050中的一种或几种的混合物。
本发明提供的热塑性聚氨酯蓝母粒的制备方法如下：先将热塑性聚氨酯放入80℃～100℃真空烘箱中干燥3～4小时，然后将各组分按比例配料进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明热塑性聚氨酯蓝母粒应用于聚氨酯制品的着色时，具有分散性优良、色差较小等优点。克服了现今热塑性聚氨酯制品的着色技术问题，同时，本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒的制备方法简单实用，应用前景广阔。
附图说明
图1实施例1-3与对比例的制品反射率曲线
图2实施例1-3与对比例的制品反射率曲线
图3实施例2、实施例4-8与对比例的制品反射率曲线
具体实施方式
遵从上述技术方案，下述实施例给出一种热塑性聚氨酯蓝母粒，以重量百分数计，由以下原料组成：热塑性聚氨酯为50～80%，有机颜料为10～30%，分散剂为4～20%，其中：
所述热塑性聚氨酯（TPU）为聚酯型热塑性聚氨酯和聚醚型热塑性聚氨酯；
所述有机颜料为酞菁颜料；具体可用但不局限于酞菁颜料为酞菁蓝15:3。
所述分散剂为EVA蜡、乙烯丙烯酸共聚物、润滑剂HPL6050中的一种或几种的混合物。
一种制备如上所述的热塑性聚氨酯蓝母粒的方法，该方法按照以下步骤进行：
步骤一，将热塑性聚氨酯放入80℃～100℃真空烘箱中干燥3～4小时；
步骤二，将原料按照配方比例进行预混，使得各原料初步混合均匀，得到预混料，其中：
所述的配方比例以重量百分数计，由以下原料组成：热塑性聚氨酯为50～80%，有机颜料为10～30%，分散剂为4～20%，原料的总量为100%；
步骤三，将步骤二得到的预混料加入双螺杆挤出机中进行混炼，其中：
所述的双螺杆挤出机的螺杆为同向双螺杆，螺杆直径为25mm；
所述的双螺杆挤出机的转速为140～150r/min；
所述的双螺杆挤出机分为四个区，从喂料口到机头依次为一至四区，一区温度为165℃；二区温度为190℃；三区温度为200℃；四区温度为195℃；机头温度为190℃；
步骤四，将从双螺杆挤出机中出来的物料进行风冷，造粒，得到热塑性聚氨酯蓝母粒。
制备得到上述热塑性聚氨酯蓝母粒后，将其与热塑性聚氨酯树脂混合进行注塑，制得样条。然后对样条进行色彩性能的测试。
本实验所用仪器为：
双螺杆挤出机：MHS-20，昆山美弧螺杆机械公司；
注射机：JPH10，广东泓利机器有限公司；
积分球式测色仪：Color i5，爱色丽有限公司；
电动加硫成型机：XH-406，锡华精密检测仪器厂；
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1：
将聚醚型热塑性聚氨酯树脂放入80℃真空烘箱中干燥4小时，然后将如下组分和重量百分数：聚醚型热塑性聚氨酯为76%，酞菁蓝为20%，润滑剂HPL6050为4%进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。
实施例2：
将聚醚型热塑性聚氨酯树脂放入80℃真空烘箱中干燥4小时，然后将如下组分和重量百分数：聚醚型热塑性聚氨酯为72%，酞菁蓝为20%，润滑剂HPL6050为8%进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。
实施例3：
将聚醚型热塑性聚氨酯树脂放入80℃真空烘箱中干燥4小时，然后将如下组分和重量百分数：聚醚型热塑性聚氨酯为70%，酞菁蓝为20%，润滑剂HPL6050为10%进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。
实施例4：
将聚醚型热塑性聚氨酯树脂放入80℃真空烘箱中干燥4小时，然后将如下组分和重量百分数：聚醚型热塑性聚氨酯为72%，酞菁蓝为20%，EVA蜡为8%进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。
实施例5：
将聚醚型热塑性聚氨酯树脂放入80℃真空烘箱中干燥4小时，然后将如下组分和重量百分数：聚醚型热塑性聚氨酯为72%，酞菁蓝为20%，乙烯丙烯酸共聚物为8%进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。
实施例6：
将聚酯型热塑性聚氨酯树脂放入80℃真空烘箱中干燥4小时，然后将如下组分和重量百分数：聚酯型热塑性聚氨酯为72%，酞菁蓝为20%，润滑剂HPL6050为8%进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。
实施例7：
将聚酯型热塑性聚氨酯树脂放入80℃真空烘箱中干燥4小时，然后将如下组分和重量百分数：聚酯型热塑性聚氨酯为72%，酞菁蓝为20%，EVA蜡为8%进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。
实施例8：
将聚酯型热塑性聚氨酯树脂放入80℃真空烘箱中干燥4小时，然后将如下组分和重量百分数：聚酯型热塑性聚氨酯为72%，酞菁蓝为20%，乙烯丙烯酸共聚物为8%进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒。
对比例：
将聚醚型热塑性聚氨酯树脂放入80℃真空烘箱中干燥4小时，然后将如下组分和重量百分数：聚醚型热塑性聚氨酯为80%，酞菁蓝为20%进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得不含分散剂的热塑性聚氨酯蓝母粒。
将实施例1-3以及对比例的热塑性聚氨酯蓝母粒在热塑性聚氨酯中添加2%注塑样条，测量样条的反射率（每个案例样条测3次取平均值，见图1），通过反射率曲线的比较，可以得知不同颜色之间的差异，不同颜色的反射率曲线越接近，表明这两种颜色的差异也越小。同时反射率曲线也反映了制品的着色力，通常反射率越大，制品的着色力越强。从实验结果看，本发明的蓝母粒在分散剂含量为8%的样条反射率曲线峰值最高，反射出的蓝光最多，视觉上制品最蓝，样条着色力最强。
将实施例1-3以及对比例的热塑性聚氨酯蓝母粒在热塑性聚氨酯中添加5%注塑样条，取适当量（约0.4g）的制品放置在电动加硫成型机的两个平板之间制备薄膜（硫化机热压温度为200℃，热压时间2min，冷压成型2min，热压前预热90s），测量薄膜的透射率（每个案例薄膜测3次取平均值，见图2）。透射率是指特定几何条件下，透射光强与入射光强之比。该指数反映了样品薄膜的透光能力，透射率与颜料的遮盖能力成反比。透射率越大，表明薄膜的透光能力越强，而薄膜中颜料的遮盖力就越低。反之，薄膜的透射率越小，表明薄膜中颜料的遮盖力就越好。对于色母粒来说，颜料的分散水平是影响遮盖力的主要因素。从实验结果看，本发明的蓝母粒的制品薄膜的透射率与对比例的制品薄膜的透射率相比都有所降低。当蓝母粒分散剂含量为8%时的制品薄膜的透射率最小，说明其制品薄膜的透光能力最低，而薄膜中颜料的遮盖力最高，颜料分散最好。
将实施例2、实施例4-8以及对比例的热塑性聚氨酯蓝母粒在热塑性聚氨酯中添加2%注塑样条，测量样条的反射率（每个案例样条测3次取平均值，见图3），从实验结果看，与对比例相比，实施例的蓝母粒注塑样条的反射率曲线都较高，其中实施例4的蓝母粒的样条反射率曲线峰值最高，反射出的蓝光最多，视觉上制品最蓝，样条着色力最强。说明该实施例的树脂和分散剂的组合配比效果最佳。
将实施例和对比例的热塑性聚氨酯蓝母粒分别在聚酯型热塑性聚氨酯和聚醚型热塑性聚氨酯中添加2%连续注塑样板2h，对比第一块和最后一块样板的色差（ΔE值，见表1），通常色差越小，颜色越稳定。从实验结果看，与不加分散剂的对比例相比，本发明的热塑性聚氨酯蓝母粒颜色稳定性较高。
表1实施例的热塑性聚氨酯色母粒注塑件的性能数据
Claims (5)
1.一种热塑性聚氨酯蓝母粒，其特征在于由如下组分组成：按照重量百分数计，其中热塑性聚氨酯为50～80%，有机颜料为10～30%，分散剂为4～20%。
2.如权利要求1所述的热塑性聚氨酯蓝母粒，其特征在于所述的热塑性聚氨酯为聚酯型热塑性聚氨酯或聚醚型热塑性聚氨酯。
3.如权利要求1所述的热塑性聚氨酯蓝母粒，其特征在于所述有机颜料为酞菁颜料。
4.如权利要求1所述的热塑性聚氨酯蓝母粒，其特征在于所述的分散剂为EVA蜡、乙烯丙烯酸共聚物、润滑剂HPL6050中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯蓝母粒的制备方法，其特征在于先将热塑性聚氨酯放入80℃～100℃真空烘箱中干燥3～4小时，然后将各组分按比例配料进行预混合，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，再将从双螺杆挤出机中出来的物料进行造粒、干燥，制得热塑性聚氨酯蓝母粒。
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