CN106009598A - 一种ppc色母 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PPC色母，其包括以下质量比例的组分：颜料20至50份；载体30至70份；分散剂6至10份；以及助剂3至7份；其中，所述载体包括PPC树脂。采用上述方案，本发明通过采用PPC树脂作为载体，应用于PPC材料中，使得生产剂量准确，颜色可控性更强，分散性更好，与色母的相容性更佳，便于工艺控制。
Description
技术领域
本发明涉及塑料着色领域，尤其涉及的是，一种PPC色母。
背景技术
色母（Color Master Batch）的全称叫色母粒，也叫色种，是一种新型高分子材料专用着色剂，亦称颜料制备物（Pigment Preparation）。色母主要用在塑料上。色母由颜料或染料、载体和添加剂三种基本要素所组成，是把超常量的颜料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体，可称颜料浓缩物（Pigment Concentration），所以它的着色力高于颜料本身。加工时用少量色母料和未着色树脂掺混，就可达到设计颜料浓度的着色树脂或制品。
现有的色母多采用PE或EVA来增强其通用性能，但是对于PPC来说，如何改进设计其专用色母，是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新的PPC色母。
本发明的技术方案如下：一种PPC色母，其包括以下质量比例的组分：颜料20至50份；载体30至70份；分散剂6至10份；以及助剂3至7份；其中，所述载体包括PPC树脂。
优选的，所述助剂包括阻燃剂。
优选的，所述阻燃剂为无卤阻燃剂。
优选的，所述阻燃剂包括硅系阻燃剂。
优选的，所述阻燃剂包括氮系阻燃剂。
优选的，所述阻燃剂包括钼类化合物。
优选的，所述阻燃剂包括锡类化合物。
优选的，所述阻燃剂包括铁类化合物。
优选的，所述助剂包括抗菌剂。
优选的，所述抗菌剂包括载银无机抗菌剂或载锌无机抗菌剂。
采用上述方案，本发明通过采用PPC树脂作为载体，应用于PPC材料中，使得生产剂量准确，颜色可控性更强，分散性更好，与色母的相容性更佳，便于工艺控制。
附图说明
图1是本发明一实施例的配比示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，下面的实施例可以组合使用，并且，本发明可利用各种形式来实现，不限于本说明书所描述各个具体的实施例，提供这些实施例的目的是对本发明的公开内容更加透彻全面地便于理解。进一步需要说明的是，当某一结构固定于另一个结构，包括将该结构直接或间接固定于该另一个结构，或者将该结构通过一个或多个其它中间结构固定于该另一个结构。当一个结构连接另一个结构，包括将该结构直接或间接连接到该另一个结构，或者将该结构通过一个或多个其它中间结构连接到该另一个结构。并且，所述的“和/或”包括了“和”与“或”两种可能的实施例。
本发明应用于PPC领域，PPC（Poly propylene carbonate，聚碳酸亚丙酯，又称为聚甲基乙撑碳酸酯），它是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的一种完全可降解的环保型塑料。PPC为淡黄色或白色或透明半固体或固体，易溶于丙酮、苯、氯仿，乙酸乙酯，溶胀于丙酮和乙醇的合理比例溶液，不溶于水、醇及醚类溶剂，常用于制备低温下使用的制品。该树脂玻璃化转变温度较低，常用于制备低温下使用的制品。PPC还可以同其他类型塑料如PP、PE、PC等共混，以提高制品的耐溶剂性、隔氧性等。本发明可以广泛应用于各种PPC材料。
本发明的一个例子是，一种PPC色母，其包括以下质量比例的组分：颜料20至50份；载体30至70份；以及分散剂6至10份；其中，所述载体包括PPC树脂。这样，可以将超常量的颜料平均载附于PPC树脂中，能够应用于PPC材料的生产与制备中，使得生产剂量准确，颜色可控性更强，分散性更好，PPC材料与色母的相容性更佳，便于工艺控制。
例如，一种PPC色母，其包括以下质量比例的组分：颜料25至45份；载体35至60份；以及分散剂7至9份；又如，PPC色母包括以下质量比例的组分：颜料30至40份；载体40至50份；以及分散剂8份；又如，PPC色母包括以下质量比例的组分：颜料30份；载体40份；以及分散剂7份；又如，PPC色母包括以下质量比例的组分：颜料40份；载体50份；以及分散剂9份；又如，PPC色母包括以下质量比例的组分：颜料45份；载体55份；以及分散剂6份；又如，PPC色母包括以下质量比例的组分：颜料25份；载体60份；以及分散剂10份；又如，各实施例中，还包括助剂3至7份；例如，各实施例中，还包括助剂。例如，一种PPC色母，其包括以下质量比例的组分：颜料20至50份；载体30至70份；分散剂6至10份；以及助剂3至7份。例如，包括助剂4至6份；又如，包括助剂5份。又如，所述助剂包括阻燃剂、增亮剂、抗菌剂和/或抗氧化剂等，可根据实际产品需求而设置助剂，对于某些产品，助剂可能不是必需的，但是对于应用于某些特殊环境下，例如光照强烈或者贴身使用的地方，助剂是非常重要的。具体的助剂可采用一种、两种或多种成分混合配制。
其中，分散剂的作用是使用润湿分散剂减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的颜料分散体，改性颜料粒子表面性质，调整颜料粒子的运动性，例如，所述分散剂为聚乙烯低分子蜡或硬脂酸类。优选的，所述分散剂为硬脂酸类分散剂。例如，所述硬脂酸类分散剂为硬脂酸盐类分散剂，通常还具有一定的润滑作用。例如，所述分散剂包括硬脂酸锌；和/或，所述分散剂包括硬脂酸镁；和/或，所述分散剂包括硬脂酸钙；和/或，所述分散剂包括硬脂酸镉；和/或，所述分散剂包括硬脂酸铜。例如，所述分散剂包括硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铜以及硬脂酸钙，其质量比例为1:2:2:1；即每份分散剂中，包括有质量比例为1:2:2:1的硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铜以及硬脂酸钙，硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铜以及硬脂酸钙总共合计一份，以此类推。采用上述分散剂，能增强产品的热稳定性，避免热分解，还兼具一定的润滑性能，且相对于钡/镉毒性低。优选的，所述分散剂还包括微量聚丙烯酸类螯合分散剂，配合上述实施例，微量聚丙烯酸类螯合分散剂对于显色金属离子有较强的络合作用，且具有良好的胶体特性和分散作用，并且在后续PPC材料生产中由于用量很低，所以基本上影响微乎其微。例如，聚丙烯酸类螯合分散剂为聚羟基丙烯酸和/或聚丙烯酰胺；例如，所述分散剂包括硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铜、硬脂酸镉以及聚丙烯酰胺，其质量比例为1:2:2:1:（0.1至0.2）；例如，所述分散剂包括硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铜、硬脂酸镉以及聚丙烯酰胺，其质量比例为1:2:2:1:0.1。又如，所述分散剂还包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、古尔胶和/或脂肪酸聚乙二醇酯等。
优选的，所述颜料的用量为所述分散剂的用量的4至8倍。例如，所述颜料的用量为所述分散剂的用量的5至6倍。为了提升颜料的稳定分散性，优选的，所述颜料的微粒的最大粒径或者最大长度小于0.3微米，优选的，所述颜料的微粒的最大粒径或者最大长度小于0.1微米。并且，经实验发现，所述颜料的微粒为多棱角凸体形状时具有较好的均匀效果及分散性能，通常的，颜料微粒越小，其比表面积越大，采用多棱角凸体形状的颜料微粒，具有更大的比表面积，这样，在颜料与载体混合时，具有快速的吸附效果，且可以少用分散剂；并且，使得在PPC材料的生产与制备中可以减少PPC色母的整体用量。例如，所述多棱角凸体具有圆球体或类圆球体、椭球体或类椭球体、多面体或类多面体形状，且具有若干凸出棱角；例如，所述多棱角凸体形状的厚度为所述PPC树脂的最大厚度或最大粒径的35%至95%；例如，所述多棱角凸体形状的厚度为所述PPC树脂的最大厚度或最大粒径的50%至75%。又如，所述多棱角凸体形状具有至少二凸出棱角；例如，所述多棱角凸体采用振动球磨或相关研磨技术实现，优选为真空磨；例如在分级细磨条件下得到；又如，所述凸出棱角的长度为所述PPC树脂的最大厚度或最大粒径的10%至60%；例如，所述凸出棱角的长度为所述PPC树脂的最大厚度或最大粒径的40%至50%。现有技术在PPC材料的生产与制备中PPC色母通常的用量是5%至10%，即每100kgPPC材料中添加PPC色母5至10kg（不同的具体产品存在一定差异，可上下超限）；在较优条件下可达到3%至5%，特殊条件下PPC色母的整体用量大约是2%至3%；而采用多棱角凸体形状的颜料微粒，对于各种具体产品，可以有效减少PPC色母的用量大约为12%至30%，其中，对于一些PPC色母用量大的产品，减少PPC色母的用量略小一些。并且，采用上述方式，PPC色母中的分散剂的用量也比通常的用量更小一些，使得最终PPC材料的产品均有更优的均一性。
为了匹配颜料的结构达到更好的承载效果，优选的，采用粒径处于预设比例范围的PPC树脂作为所述载体，例如，所述预设比例范围包括第一粒径范围及其第一比例值、第二粒径范围及其第二比例值、以及第三粒径范围及其第三比例值；也就是说，PPC树脂的均一性可以分布在三个区间，且每个区间的PPC树脂具有一定的数量比例，其中，粒径范围包括第一粒径范围、第二粒径范围与第三粒径范围，比例值包括第一比例值、第二比例值与第三比例值，且所述比例值与数量相关，即在各粒径范围的PPC树脂微粒的数量比例。通过约束PPC树脂的粒径范围及其比例值，使得PPC色母最终呈现产品具有良好的外观一致性，且具有优异的光泽感。例如，第一粒径范围为2.2至2.8微米，第二粒径范围为2.8至3.2微米，第三粒径范围为3.2至3.8微米；第一比例值为10%至20%，第二比例值为65%至85%，第三比例值为5%至15%。又如，第一粒径范围为2.0至2.6微米，第二粒径范围为2.6至3.1微米，第三粒径范围为3.1至3.9微米；第一比例值为15%至20%，第二比例值为65%至80%，第三比例值为5%至10%。这样，特别有利于适应具有更大比表面积的所述多棱角凸体形状的颜料微粒，在颜料与载体混合时，具有快速的吸附效果，且可以少用分散剂；并且，使得在PPC材料的生产与制备中可以减少PPC色母的整体用量。
为了配合PPC材料的生产已获得较好的加工性能，例如，所述助剂包括第一子助剂，例如，所述第一子助剂包括甲基丙烯酸甲酯的共聚物，或者丁二烯和丙烯腈共聚物；优选的，所述第一子助剂包括甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯的共聚物，优选的，所述第一子助剂包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及苯乙烯的共聚物，应用于PPC色母中，可以改善PPC色母的熔体强度和熔体延展性，特别适用于硬质PPC材料的生产制造；例如，具体的共聚物配比，可以根据实际应用而调节，并且，根据不同产品加入的数量亦有所改变，例如，透明材料、硬质材料、建筑材料的不同产品，所述第一子助剂的用量顺序增大。
为了得到一定的添加效果，优选的，所述助剂包括第二子助剂，例如，所述第二子助剂包括阻燃剂。例如，所述阻燃剂为无卤阻燃剂。例如，所述阻燃剂包括硅系阻燃剂；和/或，所述阻燃剂包括氮系阻燃剂；和/或，所述阻燃剂包括钼类化合物；和/或，所述阻燃剂包括锡类化合物；和/或，所述阻燃剂包括铁类化合物。例如，所述阻燃剂包括钼类化合物和铁类化合物，两者的质量比例为1:1。又如，所述阻燃剂还包括辅助阻燃剂，例如，所述辅助阻燃剂为三氧化二锑。优选的，所述第二子助剂还包括抗菌剂；例如，所述抗菌剂包括载银无机抗菌剂或载锌无机抗菌剂；例如，所述第二子助剂包括抗菌剂与阻燃剂，两者的质量比例为（3~5）:1，通常情况下，阻燃剂无需使用太多。又如，所述第二子助剂还包括增亮剂和抗氧化剂等；例如，所述第二子助剂包括抗菌剂、阻燃剂、增亮剂与抗氧化剂，其质量比例为（3~5）:1:1:2。例如，所述助剂包括所述第一子助剂与所述第二子助剂；又如，每份所述助剂中，所述第一子助剂与所述第二子助剂的质量比例为（3~5）:（2~3）；例如，每份所述助剂中，所述第一子助剂与所述第二子助剂的质量比例为3:2或1:1。
为了提升PPC色母及其目标PPC产品的机械特性、抗氧化、耐酸碱、导电性及导热性，优选的，所述助剂包括第三子助剂，所述第三子助剂为石墨烯，通常选用纳米级的片状石墨烯；优选的，所述分散剂包括硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铜以及硬脂酸钙，其质量比例为1:2:2:1，并且，所述助剂包括第三子助剂，所述第三子助剂为石墨烯。其中，所述第三子助剂与所述硬脂酸盐类分散剂具有较好的协同作用，在所述硬脂酸盐类分散剂存在时，有利于石墨烯与载体即PPC树脂相键合，从而能够整合石墨烯自身的物化特性，更好地提升PPC色母及其目标PPC产品的机械特性、抗氧化、耐酸碱、导电性及导热性。例如，所述助剂包括所述第一子助剂与所述第三子助剂；又如，每份所述助剂中，所述第一子助剂与所述第三子助剂的质量比例为（3~5）:（2~4）；例如，每份所述助剂中，所述第一子助剂与所述第二子助剂的质量比例为3:2、5:4或1:1。又如，所述助剂包括所述第一子助剂、所述第二子助剂与所述第三子助剂；又如，每份所述助剂中，所述第一子助剂、所述第二子助剂与所述第三子助剂的质量比例为（3~5）:（2~3）:（2~4）；例如，每份所述助剂中，所述第一子助剂与所述第二子助剂的质量比例为3:2:4、4:3:2或1:1:1。
为了制造多色PPC色母用以获得混色均匀的PPC产品，又如，每份所述颜料包括以下质量比例的组分：第一子颜料45%至70%，第二子颜料25%至50%，第三子颜料5%至10%；例如，每份所述颜料包括以下质量比例的组分：第一子颜料50%至65%，第二子颜料30%至45%，第三子颜料5%至10%；这样可以凸现第一子颜料的优势展现。也就是说，所述颜料为复合颜料，其包括有三种子颜料，各子颜料的质量比例根据需要调制。例如，所述第一子颜料为第一有机颜料，所述第二子颜料为第二有机颜料，所述第三子颜料为无机颜料；例如，第一有机颜料为偶氮颜料，第二有机颜料为酞菁颜料，例如，两者的体积比约为（6~8）:1；又如，酞菁颜料的最大粒径为0.05微米。这样，可以通过不同子颜料的配比调节，展现出千变万化的混色均匀的PPC产品；为了提升耐光性，优选的，所述第一子颜料为第一无机颜料，所述第二子颜料为第二无机颜料，所述第三子颜料为有机颜料。具体的颜料种类，根据实际产品的使用情况及配色需求灵活调整即可，本发明及其相关实施例仅是在现有单色基础上别出心裁所提出的新技术方案，应用于现实产品发现具有极好的彩色效果或者混色均匀效果，特别适用于开发新款PPC产品；优选的，所述第一子颜料或所述第二子颜料为钛白粉。又如，还可以配比每份所述颜料额外加入染料，例如，PPC色母包括以下质量比例的组分：颜料20至50份；载体30至70份；分散剂6至10份；以及染料；按质量计算，染料的用量为颜料的用量的10%至20%。这样，可以提供色彩迥异的PPC色母，以及采用所述PPC色母呈现更多变化的PPC产品，以此类推。
进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的PPC色母，亦可称为PPC色母粒；本发明及其各实施例所述色母，采用常规技术制备即可，例如，将合适配比的各原料，包括颜料、载体、分散剂等混炼后挤出，例如采用油墨法、冲洗法、捏合法或金属皂法等制备。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种PPC色母，其特征在于，包括以下质量比例的组分：
颜料20至50份；
载体30至70份；
分散剂6至10份；以及
助剂3至7份；
其中，所述载体包括PPC树脂。
2.根据权利要求1所述PPC色母，其特征在于，所述助剂包括阻燃剂。
3.根据权利要求2所述PPC色母，其特征在于，所述阻燃剂为无卤阻燃剂。
4.根据权利要求3所述PPC色母，其特征在于，所述阻燃剂包括硅系阻燃剂。
5.根据权利要求3所述PPC色母，其特征在于，所述阻燃剂包括氮系阻燃剂。
6.根据权利要求3所述PPC色母，其特征在于，所述阻燃剂包括钼类化合物。
7.根据权利要求3所述PPC色母，其特征在于，所述阻燃剂包括锡类化合物。
8.根据权利要求3所述PPC色母，其特征在于，所述阻燃剂包括铁类化合物。
9.根据权利要求1所述PPC色母，其特征在于，所述助剂包括抗菌剂。
10.根据权利要求9所述PPC色母，其特征在于，所述抗菌剂包括载银无机抗菌剂或载锌无机抗菌剂。
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