CN106380720A - 一种抗紫外线pvc色母粒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗紫外线PVC色母粒,由以下质量份的原料组成:聚氯乙烯 47‑69份、颜料 3‑6份、分散剂 4‑8份、抗氧化剂 2‑4份、阻燃剂 3‑5份、纳米二氧化硅表面接枝粉末 6‑8份。本发明一种抗紫外线PVC色母粒,主要用于涤纶丝包覆着色,不仅可使涤纶着色,还可赋予有色涤纶丝优良的抗紫外线性能。

Description

一种抗紫外线PVC色母粒
技术领域
本发明涉及一种抗紫外线PVC色母粒,属于色母粒领域。
背景技术
目前,我国聚酯纤维产量超千万吨,其中三分之一需要着色使用,染料染色方法,每年将排放4000万吨的有色污水,染色的日晒牢度、水洗、汗渍、升华等各项牢度都远低于纺前着色,已不适应社会发展和人们生活水平提高的需要。涤纶纺前着色是把色母粒熔解或分散在聚酯纺丝原液中进行熔融纺丝,直接制得有色涤纶纤维的新工艺,是省去涤纶染色最有效的途径。
窗帘的朝阳面直接受阳光的直射,容易导致窗帘面料变色。目前,窗帘生产用涤纶丝通过在其表面包覆着色剂以达到着色目的,当需要抗紫外线性能时添加单一抗紫外线母粒赋予抗紫外线性能,造成加工的组分多,工艺复杂等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗紫外线PVC色母粒,通过改进原料组分,提高色母粒与聚氯乙烯的相容性及抗紫外线性能,以满足窗饰品的要求。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种抗紫外线PVC色母粒,由以下质量份的原料组成:
聚氯乙烯 47-69份
颜料 3-6份
分散剂 4-8份
抗氧化剂 2-4份
阻燃剂 3-5份
纳米二氧化硅表面接枝粉末 6-8份
所述的纳米二氧化硅表面接枝粉末由如下方法制备:
a、纳米二氧化硅表面改性
准确称取16份干燥后的纳米二氧化硅,加入160份丙酮,在装有冷凝管的三口瓶中充分搅拌并超声振荡,而后缓慢加入4份硅烷偶联剂KH-570、5份十三氟辛基三甲氧基硅烷,加热至70℃,恒温回流2小时,抽滤,用无水乙醇洗涤三次、烘干得到表面改性后的纳米二氧化硅。
b、纳米二氧化硅表面接枝
称取11份的表面改性的纳米二氧化硅于反应器中,加入55mL甲苯和55mL丁酮混合溶剂,超声分散30min后,机械搅拌并加热至70℃;加入0.4份引发剂过氧化苯甲酰,氮气保护,10min后滴加11份4-丙烯酰氧基二苯甲酮和9份丙烯酸六氟丁酯、14份氯乙烯的混合溶液,约1小时滴加结束,氮气保护下,恒温搅拌2h。反应结束后,产物用甲醇沉淀后抽滤、晾干后,分别用丙酮和甲苯各抽提12h,真空干燥后得到纳米二氧化硅表面接枝粉末。
所述的颜料为酞菁颜料、钛白粉、炭黑、群青颜料、钛黄颜料、偶氮颜料、杂环颜料、杂类颜料中的一种或多种组合。
所述的分散剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多种。
所述的抗氧化剂为四(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)中的任意一种。
所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷和羟基苯基磷酰丙酸、羟基苯基磷酰乙酸、磷酸三苯酯中的一种。
所述的色母粒的制备方法为:
1)混合
将各组分原料投入高速混合器内进行高速混合;
2)挤出
将步骤1得到的混合物料送至螺杆挤出机内,进行挤出处理;
3)干燥处理
将步骤2得到的物料输送至干燥器中进行干燥处理;
4)切粒
将步骤3得到的物料送至切粒机内进行切粒处理,得到所需的色母粒。
本发明一种抗紫外线PVC色母粒,主要用于涤纶丝包覆着色,不仅可使涤纶着色,还可赋予有色涤纶丝优良的抗紫外线性能。
具体实施方式
下列实施方案,仅是举例说明,不是仅有的,所以,一切在本发明范围内或是作与本发明相似的改变均包含于本发明之内。
本发明公开了一种抗紫外线PVC色母粒,由以下原料组成:聚氯乙烯、颜料、分散剂、抗氧化剂、阻燃剂、纳米二氧化硅表面接枝粉末。
所述的聚氯乙烯为色母粒的载体树脂,其选用并无特别限制,为本领域常用的聚氯乙烯即可。
颜料的选用没有特殊要求,本领域常用颜料均可使用。优选酞菁颜料、钛白粉、炭黑、群青颜料、钛黄颜料、偶氮颜料、杂环颜料、杂类颜料中的一种或多种组合。
所述的分散剂没有特殊要求,为本领域常用的分散剂。优选聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多种。
所述的抗氧化剂为本领域常规使用的抗氧化剂,优选四(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中的任意一种。
所述阻燃剂选用本领域常用的阻燃剂,优选为十溴二苯乙烷和羟基苯基磷酰丙酸、羟基苯基磷酰乙酸、磷酸三苯酯中的一种。
对本发明色母粒进行抗紫外线测试,优选各组分原料按质量份计为:聚氯乙烯47-69份、颜料 3-6份、分散剂 4-8份、抗氧化剂 2-4份、阻燃剂 3-5份、纳米二氧化硅表面接枝粉末 6-8份。
纳米二氧化硅是一种无机化工材料,由于是超细纳米级,尺寸范围在1~100nm,因此具有许多独特的性质,如具有对抗紫外线的光学性能,能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能,用途非常广泛。
由于纳米二氧化硅具有比表面积大和比表面能大等特点,自身易团聚;另一方面,纳米二氧化硅表面极性较强,在有机介质中不易均匀分散,这就极大地限制了其纳米效应的发挥。因此对纳米二氧化硅粉体进行分散和表面改性成为纳米材料应用在涤纶纺丝前必要的处理手段。
本发明先以偶联剂对纳米二氧化硅表面进行改性,再在改性后的粒子表面接枝有机氟、二苯甲酮衍生物及氯乙烯。一方面,有机氟可以促进纳米二氧化硅表面接枝粉末在PVC基材中均匀、稳定分散;另一方面,具有抗紫外线功能的二苯甲酮衍生物可与纳米二氧化硅形成抗紫外线协同效应,进一步提高涤纶有色丝的抗紫外线性能。
由于氟有着较低的表面张力,氟硅烷偶联剂十三氟辛基三甲氧基硅烷对纳米二氧化钛进行表面改性后,使纳米二氧化钛粒子的表面能降低,有利于纳米粒子的稳定,并促进其在分散体系中均匀分散。
所述的纳米二氧化硅表面接枝粉末由如下方法制备:
a、纳米二氧化硅表面改性
准确称取16份干燥后的纳米二氧化硅,加入160份丙酮,在装有冷凝管的三口瓶中充分搅拌并超声振荡,而后缓慢加入4份硅烷偶联剂KH-570、5份十三氟辛基三甲氧基硅烷,加热至70℃,恒温回流2小时,抽滤,用无水乙醇洗涤三次、烘干得到表面改性后的纳米二氧化硅。
b、纳米二氧化硅表面接枝
称取11份的表面改性的纳米二氧化硅于反应器中,加入55mL甲苯和55mL丁酮混合溶剂,超声分散30min后,机械搅拌并加热至70℃;加入0.4份引发剂过氧化苯甲酰,氮气保护,10min后滴加11份4-丙烯酰氧基二苯甲酮和9份丙烯酸六氟丁酯、14份氯乙烯的混合溶液,约1小时滴加结束,氮气保护下,恒温搅拌2h。反应结束后,产物用甲醇沉淀后抽滤、晾干后,分别用丙酮和甲苯各抽提12h,真空干燥后得到纳米二氧化硅表面接枝粉末。
4-丙烯酰氧基二苯甲酮,分子式:C16H12O3,CAS:22535-49-5,为市售产品。
色母粒的制备方法:
1)混合
将各组分原料投入高速混合器内进行高速混合;
2)挤出
将步骤1得到的混合物料送至螺杆挤出机内,进行挤出处理;
3)干燥处理
将步骤2得到的物料输送至干燥器中进行干燥处理;
4)切粒
将步骤3得到的物料送至切粒机内进行切粒处理,得到所需的色母粒。
实施例1:
一种抗紫外线PVC色母粒,由以下质量份的原料组成:
聚氯乙烯 47份
颜料 3份
分散剂 4份
抗氧化剂 2份
阻燃剂 3份
纳米二氧化硅表面接枝粉末 6份
实施例2:
一种抗紫外线PVC色母粒,由以下质量份的原料组成:
聚氯乙烯 55份
颜料 5份
分散剂 6份
抗氧化剂 3份
阻燃剂 4份
纳米二氧化硅表面接枝粉末 7份
实施例3:
一种抗紫外线PVC色母粒,由以下质量份的原料组成:
聚氯乙烯 69份
颜料 6份
分散剂 8份
抗氧化剂 4份
阻燃剂 5份
纳米二氧化硅表面接枝粉末 8份
实施例4;
实施例1-3中的纳米二氧化硅表面接枝粉末由如下方法制备:
a、纳米二氧化硅表面改性
准确称取16份干燥后的纳米二氧化硅,加入160份丙酮,在装有冷凝管的三口瓶中充分搅拌并超声振荡,而后缓慢加入4份硅烷偶联剂KH-570、5份十三氟辛基三甲氧基硅烷,加热至70℃,恒温回流2小时,抽滤,用无水乙醇洗涤三次、烘干得到表面改性后的纳米二氧化硅。
b、纳米二氧化硅表面接枝
称取11份的表面改性的纳米二氧化硅于反应器中,加入55mL甲苯和55mL丁酮混合溶剂,超声分散30min后,机械搅拌并加热至70℃;加入0.4份引发剂过氧化苯甲酰,氮气保护,10min后滴加11份4-丙烯酰氧基二苯甲酮和9份丙烯酸六氟丁酯、14份氯乙烯的混合溶液,约1小时滴加结束,氮气保护下,恒温搅拌2h。反应结束后,产物用甲醇沉淀后抽滤、晾干后,分别用丙酮和甲苯各抽提12h,真空干燥后得到纳米二氧化硅表面接枝粉末。
实施例5:
实施例1-3色母粒的制备方法:
1)混合
将聚氯乙烯树脂、颜料、分散剂、抗氧化剂、阻燃剂、纳米二氧化硅表面接枝粉末投入高速混合器内进行高速混合,混合30-40分钟;
2)挤出
将步骤1得到的混合物料送至螺杆挤出机内,进行挤出处理,螺杆挤出机内的温度控制在220-250℃;
3)干燥处理
将步骤2得到的物料输送至干燥器中进行干燥处理,干燥器内的干燥温度控制在60-80℃,干燥30-40分钟;
4)切粒
将步骤3得到的物料送至切粒机内进行切粒处理,得到所需的色母粒。

Claims (6)

1.一种抗紫外线PVC色母粒,其特征在于:由以下质量份的原料组成
聚氯乙烯 47-69份
颜料 3-6份
分散剂 4-8份
抗氧化剂 2-4份
阻燃剂 3-5份
纳米二氧化硅表面接枝粉末 6-8份。
2.根据权利要求1所述的一种抗紫外线PVC色母粒,其特征在于:所述的颜料为酞菁颜料、钛白粉、炭黑、群青颜料、钛黄颜料、偶氮颜料、杂环颜料、杂类颜料中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种抗紫外线PVC色母粒,其特征在于:所述的分散剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种抗紫外线PVC色母粒,其特征在于:所述的抗氧化剂为四(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)中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种抗紫外线PVC色母粒,其特征在于:所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷和羟基苯基磷酰丙酸、羟基苯基磷酰乙酸、磷酸三苯酯中的一种。
6.根据权利要求1-5任一所述的种抗紫外线PVC色母粒,其特征在于,所述的纳米氧化锌表面接枝粉末由如下方法制备:
a、纳米二氧化硅表面改性
准确称取16份干燥后的纳米二氧化硅,加入160份丙酮,在装有冷凝管的三口瓶中充分搅拌并超声振荡,而后缓慢加入4份硅烷偶联剂KH-570、5份十三氟辛基三甲氧基硅烷,加热至70℃,恒温回流2小时,抽滤,用无水乙醇洗涤三次、烘干得到表面改性后的纳米二氧化硅。
b、纳米二氧化硅表面接枝
称取11份的表面改性的纳米二氧化硅于反应器中,加入55mL甲苯和55mL丁酮混合溶剂,超声分散30min后,机械搅拌并加热至70℃;加入0.4份引发剂过氧化苯甲酰,氮气保护,10min后滴加11份4-丙烯酰氧基二苯甲酮和9份丙烯酸六氟丁酯、14份氯乙烯的混合溶液,约1小时滴加结束,氮气保护下,恒温搅拌2h。反应结束后,产物用甲醇沉淀后抽滤、晾干后,分别用丙酮和甲苯各抽提12h,真空干燥后得到纳米二氧化硅表面接枝粉末。
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