CN103911019B - 一种预处理颜料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种预处理颜料及其制备方法。所述预处理颜料按重量百分比由如下组分组成： 双熔点分散剂8～15份；颜料55～87份；助分散剂5～30份；其中，所述双熔点分散剂的数均分子量为3000～5000，所述双熔点分散剂的低熔点为75±5℃、高熔点为150±10℃。将所述预处理颜料预先混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出、冷却后破碎而成。本发明采用双熔点分散剂预处理颜料能够有效打散团聚的颜料并使得颜料完全分散和稳定；制备方法具有操作简单、生产效率高和粉尘较少等优点，能实现连续化生产；本发明所制备的预处理颜料的分散性能得到明显改善，可制备性能更加优异的色母粒。

Description

一种预处理颜料及其制备方法
技术领域
本发明属于塑胶着色技术领域，具体涉及一种预处理颜料及其制备方法。
背景技术
塑胶着色可采用颜料直接着色，或者采用颜料浓缩物（色母粒）进行着色。对于薄膜、纤维等制品而言，颜料的分散对着色质量有很大的影响。因为颜料分散不好时，一是会产生色点、色斑等着色缺陷和不良，二是颜料聚集点会造成局部应力集中，对成型加工过程或产品最终力学性能和使用性能产生不良影响。
因此，颜料的预分散对于制备高品质的薄膜和纤维制品具有重要意义。现有预处理颜料技术一般以聚乙烯蜡、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）蜡等单一熔点分散剂为主要成分，在处理颜料过程中在熔融之前无法润湿颜料、并且熔融后体系粘度迅速下降导致剪切力太低而难以完全打散团聚的颜料，从而影响到产品的最终质量；并且现有技术中多采用双辊研磨机或三辊研磨机对颜料进行研磨处理，其生产过程为间歇式、非连续方式，故存在生产效率低、粉尘较大、操作麻烦和劳动强度大等不足。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种新型、高效和环保的预处理颜料及其制备方法。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种预处理颜料，按重量百分比由如下组分组成：
双熔点分散剂  8～15份；
颜料  55～87份；
助分散剂 5～30份；
其中，所述双熔点分散剂的牌号为YY-503，其数均分子量为3000～5000，其所述双熔点分散剂的低熔点为75±5℃、高熔点为150±10℃。
所述双熔点分散剂的的红外光谱见图1 ，可以知道其分子结构具有-OH、-COOH、-CONH-、-COO-等功能性基团，其中的-OH、-COOH具有反应活性，能提高分散剂与颜料之间的键合能力，从所述双熔点分散剂的DSC曲线（图2）可以看出其具有双熔点特征，其低熔点约为75±5℃、高熔点约为150±10℃。
优选的，本发明所述的颜料可以是有机颜料，如酞青蓝、酞青绿等；也可以是无机颜料如钛白粉或炭黑等。
所述助分散剂可以是本领域常用的助分散剂，其作用是提高体系粘度并起到物理隔离作用，例如：纳米活性碳酸钙、纳米硫酸钡等。
优选的，所述助分散剂为纳米活性碳酸钙。
上述预处理颜料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按所述预处理颜料各组分称取原料；
S2：将上述各原料预先混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出、冷却后破碎而成。
优选的，所述双螺杆挤出机的挤出温度分两段设定：从下料口到第四区的温度设定为60～80℃，第五区到模头的温度设定为130～160℃，挤出机的转速控制在100～400 rpm。
所述挤出温度分两段设定：从下料口到第四区的温度设定60~80℃，第五区到模头的温度设定为130～160℃，挤出机的转速控制在100~400 rpm。
所制备的预处理颜料的分散性能检测方法如下：首先，可直接添加在低密度聚乙烯（LDP）中进行吹塑或流延薄膜，或者添加塑料载体制备成色母粒后添加在LDPE中吹塑或流延薄膜；然后用放大100倍的显微镜观察每平方米薄膜表面直径大于100um色点的数量和观察到的色点平均粒径来表征分散性能。
与采用PE蜡等单一熔点的分散剂进行预处理颜料相比，本发明具有如下有益效果：
（1）采用双熔点分散剂预处理颜料时，螺杆前段由于低熔点分散组分对颜料进行润湿过程中保持体系较高的粘度，保证螺杆中的物料处于高剪切力状态，从而有效打散团聚的颜料；当物料输送到螺杆后段时高熔点组分进一步对颜料进行分散和稳定，从而避免单一熔点分散剂处理颜料过程中在熔融之前无法润湿颜料、熔融后体系粘度迅速下降导致剪切力太低而难以打散团聚的颜料的不足。
（2）本发明采用双螺杆挤出机工艺，能实现连续化生产，具有操作简单、生产效率高和粉尘较少等优点，避免采用双辊研磨机、三辊研磨机等工艺生产间歇、操作麻烦、生产效率低和粉尘严重等不足。
（3）与现有技术相比较，本发明所制备的预处理颜料的分散性能得以明显改善，可制备性能更加优异的色母粒。
附图说明
图1为双熔点分散剂的红外光谱图；
图2为双熔点分散剂的DSC曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释说明，但具体实施例并不对本发明作任何限定。本发明所述的双熔点分散剂YY-503购自广州源泰合成材料有限公司。除非特别说明，实施例中所涉及的材料、方法均为本领域常用的材料和方法。
实施例中，所述百分含量均为重量百分比。
实施例1
按如下配方称量和配料：YY-503 15%，酞青蓝75%，助分散剂10%。
将上述组分采用混合机预混均匀，然后采用长径比为36:1的双螺杆挤出机挤出，挤出机温度设定为：从下料口到第四区的温度设定60℃、第五区到模头的温度设定为160℃，主机转速400 rpm。
将上述预处理颜料在聚乙烯色母粒中添加40%制得高浓度蓝色母粒，将上述色母粒在LDPE中添加5%吹塑制备薄膜，检验色点的数目和大小。
实施例2
按如下配方称量和配料：YY-503  15%，酞青绿75%，助分散剂15%。
将上述组分采用混合机预混均匀，然后采用长径比为30:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度设定为：从下料口到第四区的温度设定80℃，第五区到模头的温度设定为150℃，主机转速300 rpm。
将上述预处理颜料在聚乙烯色母粒中添加50%制得高浓度绿色母粒，将上述色母粒在LDPE中添加5%吹塑制备薄膜，检验色点的数目和大小。
实施例3
按如下配方称量和配料：YY-503  8%，钛白粉87%，助分散剂5%。
将上述组分采用混合机预混均匀，然后采用长径比为36:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度设定为：从下料口到第四区的温度设定70℃，第五区到模头的温度设定为130℃，主机转速100 rpm。
将上述预处理颜料在聚乙烯色母粒中添加70%制得高浓度白色母粒，将上述色母粒在LDPE中添加5%流延薄膜，检验色点的数目和大小。
实施例 4
按如下配方称量和配料：YY-503  15%，炭黑55%、助分散剂30%。
将上述组分采用混合机预混均匀，然后采用长径比为40:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度设定为：从下料口到第四区的温度设定80℃，第五区到模头的温度设定为160℃，主机转速200 rpm。
将上述预处理颜料在聚乙烯色母粒中添加80%制得黑色母粒，将上述色母粒在LDPE中添加5%流延薄膜，检验色点的数目和大小。
对比例1
按如下配方称量和配料：聚乙烯蜡15%，酞青蓝75%，助分散剂10%。
将上述组分采用混合机预混均匀，然后采用三辊研磨机进行研磨处理，温度设定为100℃，研磨5次后出料。
将上述预处理颜料在聚乙烯色母粒中添加40%制得高浓度蓝色母粒，将上述色母粒在LDPE中添加5%吹塑制备薄膜，检验色点的数目和大小。
对比例2
按如下配方称量和配料：EVA蜡15%，酞青绿75%，助分散剂15%。
将上述组分采用混合机预混均匀，然后采用三辊研磨机进行研磨处理，温度设定为100℃，研磨5次后出料。
将上述预处理颜料在聚乙烯色母粒中添加50%制得高浓度绿色母粒，将上述色母粒在LDPE中添加5%吹塑制备薄膜，检验色点的数目和大小。
对比例3
按如下配方称量和配料：聚乙烯蜡8%，钛白粉87%，助分散剂5%。
将上述组分采用混合机预混均匀，然后采用三辊研磨机进行研磨处理，温度设定为100℃，研磨3次后出料。
将上述预处理颜料在聚乙烯色母粒中添加70%制得高浓度白色母粒，将上述色母粒在LDPE中添加5%流延薄膜，检验色点的数目和大小。
对比例4
按如下配方称量和配料：EVA蜡15%，炭黑55%，助分散剂30%。
将上述组分采用混合机预混均匀，然后采用三辊研磨机进行研磨处理，温度设定为80℃，研磨5次后出料。
将上述预处理颜料在聚乙烯色母粒中添加80%制得黑色母粒，将上述色母粒在LDPE中添加5%流延薄膜，检验色点的数目和大小。
实施例1～4预处理颜料的制备过程和分散性能比较如表1所示。
表1  实施例1～4预处理颜料的制备过程和分散性能比较
。
对比例1～3的预处理颜料的制备过程和分散性能比较表2所示。
表2  对比例1～3的预处理颜料的制备过程和分散性能比较
。
从表1和表2的实验结果可知，本发明的预处理颜料在制备过程中具有生产效率较高和粉尘较少等优点，采用其制备色母粒对薄膜进行着色后的色点数目较少、粒径较小；而对比例在颜料预处理过程中的产量较低、粉尘较多，采用其制备色母粒对薄膜进行着色后的色点较多、平均粒径较大。
由此可知，本发明采用双熔点分散剂对颜料进行预处理，避免了单一熔点分散剂处理颜料过程中在熔融之前无法润湿颜料、熔融后体系粘度迅速下降导致剪切力太低而难以打散团聚的颜料的缺点，并且具有操作简单、生产效率高和粉尘较少等优点，能实现连续化生产，避免采用双辊研磨机、三辊研磨机等工艺生产间歇、操作麻烦、生产效率低和粉尘严重等不足。本发明所制备的预处理颜料的分散性能得以明显改善，可制备性能更加优异的色母粒。

Claims (4)

1.一种预处理颜料，其特征在于，所述预处理颜料按重量百分比由如下组分组成：
双熔点分散剂  8～15份；
颜料  55～87份；
助分散剂  5～30份；
其中，所述双熔点分散剂的牌号为YY-503，其数均分子量为3000～5000，其所述双熔点分散剂的低熔点为75±5℃、高熔点为150±10℃；所述颜料为有机颜料或无机颜料，所述有机颜料为酞青蓝或酞青绿，所述无机颜料为钛白粉或炭黑。
2.根据权利要求1所述预处理颜料，其特征在于，所述助分散剂为纳米活性碳酸钙。
3.权利要求1～2任一权利要求所述预处理颜料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：按权利要求1所述预处理颜料各组分称取原料；
S2：将上述各原料预先混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出、冷却后破碎而成。
4.根据权利要求3所述预处理颜料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的挤出温度分两段设定：从下料口到第四区的温度设定为60～80℃，第五区到模头的温度设定为130～160℃，挤出机的转速控制在100～400rpm。
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