CN105367890A - 一种着色材料、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种着色材料、其制备方法及其应用。其中,该制备方法包括以下步骤:S1,将90~110重量份的炭黑与95~120重量份的改性LLDPE经混练机进行混合,得到初级混合物;S2,初级混合物经密炼机进行密炼、混合,得到初级密炼混合物;S3,将初级密炼混合物与助剂通过密炼机再次密炼,得到深度密炼混合物;以及S4,将深度密炼混合物挤出造粒得到着色材料;其中,炭黑的粒径为20nm~65nm,改性LLDPE为90~110重量份LLDPE、10~20重量份LDPE和3~5重量份EVA共混改性得到的改性LLDPE本发明的着色材料,用于ABS注塑原材料的着色,添加1.0%就可以达到工艺要求的黑度。
Description
技术领域
本发明涉及着色材料制备领域,具体而言,涉及一种着色材料、其制备方法及其应用。
背景技术
现市场通用型黑色着色剂(色母)可应用于PP(高聚物聚丙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等塑胶材料的着色,添加比例通常为1%~1.5%,色母树脂载体通常采用LDPE(低密度聚乙烯)或LLDPE(线型低密度聚乙烯)。
目前,上述黑色色母的生产工艺可分为两种:(1)炭黑与LDPE或LLDPE脂在高速混合机中混合,炭黑、聚乙烯树脂混合物通过双螺杆挤出机造粒,生产出低端通用型黑色母。(2)炭黑与聚乙烯树脂LDPE或LLDPE通过告诉混合机混合,混合物与扩散剂、抗氧剂等助剂一同经过密炼机混合,密炼混合物通过双螺杆挤出造粒,生产出中高端通用型黑色母。
但是这两种生产方法制作的通用型黑色色母,应用于染色ABS基材的产品时均会出现染色效果不良,主要表现为以下几个方面:(1)黑度不够,即:添加1.5%的黑色色母比例,测试色差值L*为23.30~24.50(工艺要求L≤24.00),所以现有技术黑色色母染色品常出现外观黑度不够现象;(2)染色后塑胶制品出现螺钉柱打爆破裂现象,尤其出现在ABS树脂产品当中。按照常规设计的产品螺钉柱尺寸,在生产过程中出现不同程度的螺钉柱打裂现象,高峰期螺钉柱打裂现象可高达30%。
发明内容
本发明旨在提供一种着色材料、其制备方法及其应用,以解决现有技术中通用型黑色色母应用于染色ABS基材的产品时会出现黑度不够的现象。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供一种着色材料的制备方法。所述制备方法包括以下步骤:S1,将90~110重量份的炭黑与95~120重量份的改性LLDPE经混练机进行混合,得到初级混合物;S2,初级混合物经密炼机进行行密炼、混合,得到初级密炼混合物;S3,将初级密炼混合物与助剂通过密炼机再次密炼,得到深度密炼混合物;以及S4,将深度密炼混合物挤出造粒得到着色材料;其中,炭黑的粒径为20nm~65nm,改性LLDPE为90~110重量份LLDPE、10~20重量份LDPE和3~5重量份EVA共混改性得到的改性LLDPE。
进一步地,助剂包括扩散剂和抗氧剂,其中扩散剂的加入量为0.2~0.5重量份,抗氧剂的加入量为0.2~0.3重量份。
进一步地,扩散剂为金属皂类扩散剂。
进一步地,抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂DLTP。
进一步地,步骤S1中,混练机的混合速度为1500~2200r/min,混合时间为15~30S。
进一步地,步骤S4中,采用双螺杆挤出机对深度密炼混合物挤出造粒。
进一步地,双螺杆挤出机为长径比为10~15的带有混炼原件的双螺杆挤出机。
根据本发明的另一个方面,提供一种着色材料。该着色材料通过上述任一种的制备方法制备得到。
根据本发明的再一个方面,提供一种上述着色材料在塑料材料着色中的应用。
进一步地,着色材料的添加量为0.5%~4%。
应用本发明的技术方案得到的着色材料,用于ABS注塑原材料的着色,比常规黑色母添加量少0.5%,即:添加1.0%就可以达到工艺要求的黑度,且色差值可达到L*=22.5-23.5(工艺要求L*≤24)降低产品色母成本30%。使用本发明的着色材料的产品,螺钉柱打爆的比例可降低为0.00%。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明实施例1~3的着色材料的制备工艺流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
针对现有技术中通用型黑色色母存在的技术问题,本发明提供了一种通用型高黑度防螺钉柱爆破的着色材料,本发明的着色材料并没有采用通用的LLDPE、LDPE等树脂做为载体。而是采用改性LLDPE材料作为载体,该改性LLDPE为90~110重量份LLDPE、10~20重量份LDPE和3~5重量份EVA共混改性得到的改性LLDPE;并在生产前对所用改性LLDPE载体添加助剂进一步改性处理,进一步处理的深度改性LLDPE载体与粒径较小炭黑进一步密炼处理,最后可进行生产加工出通用型高黑度防螺钉柱爆破着色材料。
根据本发明一种典型的实施方式,提供一种着色材料的制备方法。所述制备方法包括以下步骤:S1,将90~110重量份的炭黑与95~120重量份的改性LLDPE经混练机进行混合,得到初级混合物;S2,初级混合物经密炼机进行行密炼、混合,得到初级密炼混合物;S3,将初级密炼混合物与助剂通过密炼机再次密炼,得到深度密炼混合物;以及S4,将深度密炼混合物挤出造粒得到着色材料;其中,炭黑的粒径为20nm~65nm,改性LLDPE为90~110重量份LLDPE、10~20重量份LDPE和3~5重量份EVA共混改性得到的改性LLDPE。
应用本发明的技术方案得到的着色材料,用于ABS注塑原材料的着色,比常规黑色母添加量少0.5%,即:添加1.0%就可以达到工艺要求的黑度,且色差值可达到L*=22.5-23.5(工艺要求L*≤24)降低产品色母成本30%。使用本发明的着色材料的产品,螺钉柱打爆的比例可降低为0.00%。
优选的,助剂包括扩散剂和抗氧剂。扩散剂可以有效的促进各个组分的相互融合,抗氧剂有效的延长高分子材料的寿命,其中扩散剂的加入量为0.2~0.5重量份,抗氧剂的加入量为0.2~0.3重量份。
进一步优选的,扩散剂为金属皂类扩散剂,这些扩散剂具有促进各个组分的相互融合作用。进一步优选的,抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP,这些抗氧剂具有延长高分子材料的寿命作用。
根据本发明一种典型的实施方式,步骤S1中,混练机的混合速度为1500~2200r/min,混合时间为15~30S,在此速度下可以确保各个组分有效混合。
根据本发明一种典型的实施方式,步骤S4中,采用双螺杆挤出机对深度密炼混合物挤出造粒。优选的,双螺杆挤出机为长径比10~15的带有混炼原件的双螺杆挤出机,确保炭黑、基材及相关辅料混合均匀。
根据本发明的另一个方面,提供一种着色材料。该着色材料通过上述任一种的制备方法制备得到。采用上述方法得到的着色材料用于ABS注塑原材料的着色,比常规黑色母添加量少0.5%,即:添加1.0%就可以达到工艺要求的黑度,且色差值可达到L*=22.5-23.5(工艺要求L*≤24)降低产品色母成本30%,并且,螺钉柱打爆的比例可降低为0.00%。
根据本发明的再一个方面,提供一种上述着色材料在塑料材料着色中的应用。所述塑料材料包括PP(高聚物聚丙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。
进一步地,着色材料的添加量为0.5%~4%。
下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
图1示出了根据本发明实施例1~3的着色材料的制备工艺流程示意图。
实施例1
S1,将90重量份粒径为20nm~65nm的炭黑与120重量份改性LLDPE经混练机进行混合,得到初级混合物;
S2,初级混合物经密炼机进行行密炼、混合,得到初级密炼混合物;
S3,将初级密炼混合物与助剂通过密炼机再次密炼,得到深度密炼混合物;
S4,将深度密炼混合物挤出造粒得到着色材料。
在本实施例中,助剂包括扩散剂和抗氧剂。扩散剂为金属皂类扩散剂,0.2重量份;抗氧剂为抗氧剂1010,0.05重量份,抗氧剂,抗氧剂DLTP,0.15重量份。混练机的混合速度为1500r/min,混合时间为30S。
实施例2
S1,将100重量份粒径为20nm~65nm的炭黑与100重量份改性LLDPE经混练机进行混合,得到初级混合物;
S2,初级混合物经密炼机进行行密炼、混合,得到初级密炼混合物;
S3,将初级密炼混合物与助剂通过密炼机再次密炼,得到深度密炼混合物;
S4,将深度密炼混合物挤出造粒得到着色材料。
在本实施例中,助剂包括扩散剂和抗氧剂。扩散剂为金属皂类扩散剂,0.3重量份;抗氧剂为抗氧剂1010,0.0625重量份,抗氧剂DLTP,0.1875重量份。混练机的混合速度为1800r/min,混合时间为20S。
实施例3
S1,将110重量份粒径为20nm~65nm的炭黑与95重量份改性LLDPE经混练机进行混合,得到初级混合物;
S2,初级混合物经密炼机进行行密炼、混合,得到初级密炼混合物;
S3,将初级密炼混合物与助剂通过密炼机再次密炼,得到深度密炼混合物;
S4,将深度密炼混合物挤出造粒得到着色材料。
在本实施例中,助剂包括扩散剂和抗氧剂。扩散剂为金属皂类扩散剂,0.5重量份;抗氧剂为抗氧剂1010,0.075重量份、抗氧剂DLTP,0.225重量份。混练机的混合速度为2200r/min,,混合时间为15S。
对比例1
100重量份炭黑与100重量份聚乙烯树(常规LDPE或LLDPE)脂在高速混合机中混合,炭黑、聚乙烯树脂混合物通过双螺杆挤出机造粒,生产出低端通用型黑色母。
对比例2
100重量份炭黑与100重量份聚乙烯树脂(常规LDPE或LLDPE)通过高速混合机混合(混合速度为700r/min),混合物与扩散剂、抗氧剂等助剂一同经过密炼机混合,密炼混合物通过双螺杆挤出造粒,生产出中高端通用型黑色母。其中,扩散剂为金属皂类扩散剂,加入量为0.5重量份;抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP,加入量为0.05、0.15重量份。
性能测试
将实施例1-3及对比例1-2得到的着色材料与基材混合后,通过注塑机注塑成型后进行性能测试。螺钉柱尺寸:外径:Φ6.5±0.16mm、内径:Φ3.4±0.16mm,螺钉型号:PA4*12mm,具体参数见表1。
表1
试验扭力力矩电批:B63-03014、扭力:0.15-1.18N·m。
经过小批及批量验证发现:使用对比例1和2的黑色母生产产品,出现螺钉柱打爆现象,比例3.75%~12.50%。使用实施例1~3的通用型高黑度防螺钉柱爆破着色材料的产品,螺钉柱打爆的比例可降低为0.00%。
通过力学性能检测进行简支梁指标保值率的比较:采用对比例1和2制备ABS样条检测保值率为80%~91%,使用实施例1~3制备的着色材料的ABS样条检测保值率为:93%-99%,且相对于传统蒸发器阻力降低30%,换热效果提升50%。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:。
1)本发明的通用型高黑度防螺钉柱爆破着色材料,用于ABS注塑原材料的着色,比常规黑色母添加量少0.5%,即:添加1.0%就可以达到工艺要求的黑度,且色差值可达到L*=22.5-23.5(工艺要求L*≤24)降低产品色母成本30%。
2)使用常规黑色母生产产品,出现螺钉柱打爆现象,比例3.75%~12.50%。使用本发明的通用型高黑度防螺钉柱爆破着色材料的产品,螺钉柱打爆的比例可降低为0.00%。通过力学性能检测进行简支梁指标保值率的比较:使用常规黑色母的ABS样条检测保值率为80%~91%,使用通用型高黑度防螺钉柱爆破着色材料的ABS样条检测保值率为:93%~99%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种着色材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将90~110重量份的炭黑与95~120重量份的改性LLDPE经混练机进行混合,得到初级混合物;
S2,所述初级混合物经密炼机进行行密炼、混合,得到初级密炼混合物;
S3,将所述初级密炼混合物与助剂通过密炼机再次密炼,得到深度密炼混合物;以及
S4,将所述深度密炼混合物挤出造粒得到所述着色材料;
其中,所述炭黑的粒径为20nm~65nm,所述改性LLDPE为90~110重量份LLDPE、10~20重量份LDPE和3~5重量份EVA共混改性得到的改性LLDPE。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述助剂包括扩散剂和抗氧剂,其中所述扩散剂的加入量为0.2~0.5重量份,所述抗氧剂的加入量为0.2~0.3重量份。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述扩散剂为金属皂类扩散剂。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂DLTP。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述混练机的混合速度为1500~2200r/min,混合时间为15~30S。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S4中,采用双螺杆挤出机对所述深度密炼混合物挤出造粒。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机为长径比为10~15的带有混炼原元件的双螺杆挤出机。
8.一种着色材料,其特征在于,所述着色材料通过权利要求1至7中任一项所述的制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的着色材料在塑料材料着色中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述着色材料的添加量为0.5%~4%。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |