CN1071938A

CN1071938A - 改进型高浓度万能色母及其制备方法

Info

Publication number: CN1071938A
Application number: CN 91107515
Authority: CN
Inventors: 孙绍宣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-26
Filing date: 1991-10-26
Publication date: 1993-05-12

Abstract

本发明涉及一种改进型热塑性塑料和化纤着色的高浓度颗粒状万能色母及其制备方法。由本发明提供的高浓度万能色母，具有扩散性好、浓度高、用量少以及遮盖力强的优点。它由经过超微粉碎至大于 400-2000目染(颜)料、2000至4000分子量的聚乙烯和/或α-甲基苯乙烯六聚体、和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物载体以及合适的添加剂经过捏和、粉碎、造粒工艺制成。尤其适用于化纤原浆着色和熔纺着色。

Description

本发明涉及塑料用着色剂，具体地说，它是一种热塑性塑料着色的高改进型浓度颗粒状万能色母及其制备方法。

现有的通用色母用于热塑性塑料及化纤切片着色其浓度低、适用范围有限的缺点。如日本东洋油墨株式会社所提供的万能色母不适用于聚酰胺塑料的着色;西德佳能（香港）有限公司所提供的万能色母也不适用于聚碳酸酯和聚酰胺塑料，主要是由于色母中的染（颜）料不耐高温及适应性能不佳。同时，现有的专用色母一般用量比例为：色母∶塑料至多为1∶100。众所周知，着色剂在塑料中的比例越多，对产物的机械性能和电性能的不利影响越大。

本发明者在“制笔用711塑料性能与加工工艺”（发表于“制笔”1981.2.P10-18）一文中，揭示了以苯乙烯与丙烯腈为主的共聚物（属AS类树脂，是一种热塑性塑料）的着色配方，系采用粉状染（颜）料与塑料混合的干粉着色工艺，干粉着色难免引起色粉飞扬、染（颜）料结块和储存结晶等问题。在中国专利申请号CN-86106149中，揭示了一种热塑性树脂和一种足以使所述的热塑性树脂起着色作用的少量供入到所述的热塑性树脂中的经聚烷撑氧取代的发色团形式的着色剂，因此该发明提供的是一种聚合物着色剂，它主要解决着色剂在塑料中颜色的迁移性以及从热塑性树脂中溶剂萃取着色剂，即染（颜）料与热塑性树脂结合的短效性问题。

本发明的任务在于提供一种适用于所有热塑性塑料及化纤切片，包括：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸类、ABS塑料、SAN塑料、ASA塑料及聚酯切片着色的改进型高浓度万能色母及其制备方法。

众所周知，在色母中所采用的染（颜）料要能满足塑料材料对着色剂的要求;

（1）具有较高的耐晒度（耐光）

（2）耐高温高压

（3）具有较好的溶解和扩散性能

（4）较高的着色强度

（5）耐溶剂性较好

（6）不迁移不起霜

（7）透明度高、色泽鲜艳

（8）比表面积大、细度高、最好达到分子状态。

为此，本发明者从染（颜）料对树脂的适应性进行了筛选对比，其结果如下：

○：可用 △：在某种条件下可用。

从上述结果筛选的染（颜）料中，选择能满足本发明所提供的高浓度万能色母用的染（颜）料，包括：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、用的染（颜）料。例如：从酞菁系、蒽醌系、喹吖啶系、二萘嵌苯系、喹酞酮系、蒽醌系、偶氮系类的有机染（颜）料以及氧化钛、碳黑、群青类无机颜料中选择合适的品种，以达到上述（1）至（7）项的要求;为了使染（颜）料达到（8）比表面积大的目的，本发明者将所采用的染（颜）料，通过超微粉散的方法，即将染（颜）料反复粉碎使它们成为具有极大分子表面的大于400-2000目的细度，并将粉碎过的染（颜）料通过溶剂溶胀成为分子状态，再和载体捏合包罗分散相熔体。因此，尤其适用于纤维熔纺和原浆着色。

本发明的另一个要点是基于发明者对于热塑性塑料总体认识的高度概括。本发明者认为现代塑料的大多数是乙烯基的衍生物，故从其结构上分析，在选择着色剂时应放在“乙烯基”这个共同特性上，是十分重要的;另一方面其改善载体的有关特性指标是新的改进。

从现代热塑料结构分析来看：

如：（1）聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯晴。聚乙烯醚、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸脂等都是属单一氢原子取代的乙烯基聚合物链：

（2）聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯，一甲基苯乙烯均属带两个氢原子取代的乙烯基聚合物链：

其它相应的二元、三元共聚物不外乎具有相应乙烯基衍生物的共同特性。因此结论：（1）在选取着色剂时重点要放在“乙烯基”这个内在的共同特性上。（2）耐热，耐晒要放在着色剂本身性能的基点上来考虑。（3）当然着色剂的超细度及上述8条基本要求是着色剂的基础条件。

根据上述的结论，本发明者认为可以采用一种与热塑性塑料树脂和染（颜）料具有良好亲和性以及相熔性聚乙烯和/或α-甲基苯乙烯六聚物和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物作载体是合适的，而目前市场供应的万能色母一般采用萜烯或蒎烯树脂作为载体由于它本身的大分子量仅仅是在染（颜）料和热塑性塑料树脂之间起互相粘合的作用，但对于高浓度着色剂一般染（颜）料含量必须在20-80%之间的要求，采用上述萜烯或蒎烯树脂作载体以粘结形式是难以超过色母∶塑料大于1∶100的浓度的。同时，本发明者发现如采用不管融熔指数是0.25还是50以上者，把它放在其它塑料中必然发生分层剥皮现象，因此也不适宜作为高浓度万能色母中的载体，因为大分子的聚乙烯缺乏与染（颜）料以及与塑料树脂接枝交链相容的活性基因。但当聚乙烯的分子量在1000至6000之间，最好在2000至4000时，完全能达到上述目的，并可适用于本发明的高浓度万能色母中作为载体。本发明所采用的聚乙烯一方面与含量约20-80%的染（颜）料形成色罗分散相，另一方面它能与各类高分子热塑性塑料树脂达到充分的相熔，以及在分散、扩散均匀着色方面的要求。同时，本发明的染（颜）料在高浓度万能色母中，呈包罗分散相，相应地提高了染（颜）料抵抗塑料加工时，遭受的外界较短时间的高温，在包罗树脂的作用下，无疑使染（颜）料的耐热性获得了保护，因此它可适用于包括聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等高温加工的场合。

另外，在本发明的载体中增加了α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物附加的载体，可使热塑性塑料在加工过程中具有良好的流动性和分散性，提高了产品成型性和柔软性;同时，还可进一步保证染（颜）料在色母中的均匀分散，得以使（颜）料在色母中的可混合比率进一步增加。

本发明的改进型高浓度万能色母的优点是明显的：（1）着色力强、用量少，通常只要用0.25-1%之间，甚至可以用0.1%即色母∶塑料＝1∶1000比例即可得到所需色泽的深度。本发明的高浓度万能色母不但浓度高，而且扩散性能佳，由于染（颜）料比表面积大所以对原料遮盖力强，在1∶100～400范围内无明显深度差。这样对降低成本、节省开支以及改善工作环境带来明显的好处。另外，本发明的高浓度万能色母适用于一切热塑性塑料与化纤制品，并对被着色的塑料在物理性能上不产生不良的影响。本发明的高浓度万能色母另一个优点是一被着色的塑料表面光亮，光泽比本色料好，并且无静电现象，容易脱模纺丝，可以明显提高塑料和化纤制品的质量和模具的寿命以及模塑加工化纤原浆着色和熔纺着色的效率。

本发明进一步通过以下附图及实施例将给予详细说明。但实施并不是限定本发明。

实施例1：（以下均按重量表示）

一.配方：（1）细度为400大于2000目的染（颜）料，包括下列化合物的一种或几种：20-80份

染（颜）料选自下列品种的一种或几种：

C.I颜料黄：12（21090）

C.I颜料黄：16（20040）

C.I颜料黄：17（21105）

C.I颜料黄：81

C.I颜料黄：83（21108）

C.I颜料黄：98

C.I颜料黄：109

C.I颜料黄：12（11783）

大分子黄GRL（上海染化十二厂产品）

大分子黄2GL（上海染化十二厂产品）

大分子黄4GL（上海染化十二厂产品）

C.I颜料橙36（11780）

大分子橙GL

C.I颜料红3（12120）

C.I颜料红112（12370）

C.I颜料红139

C.I颜料红144

C.I颜料红146

C.I颜料红149（71137）

C.I颜料红165

C.I颜料紫19（46500）

C.I颜料紫23（51319）

C.I颜料兰15（74160）

C.I颜料绿7（74260）

C.I颜料棕23

塑料棕（上海染化一厂生产）

C.I颜料橙17（15510：1）

C.I颜料红48：2（15865：2）

C.I颜料红54（14830：1）

C.I颜料红52：1（15860：1）

C.I颜料兰61（42765：1）

C.I溶剂黄19（13900：1）

C.I溶剂黑5（50415）

C.I溶剂黑7（50415：1）

C.I还原兰5（73065）

C.I分散黄71

C.I分散黄124

C.I分散黄79

分散萤光黄I（上海染化五厂生产）

分散萤光黄H5GL（浙江黄岩路桥化工厂）

萤光黄YJP1（江苏昆山化工厂生产）

萤光黄YJP2（江苏昆山化工厂生产）

萤光湖绿G（江苏昆山化工厂生产）

萤光绿3G（江苏昆山化工厂生产）

C.I分散黄23（26070）

C.I分散红60（60756）

C.I分散红11（62015）

C.I分散紫8（62030）

C.I分散紫31（62025）

C.I分散兰20

C.I分散兰56（63285）

C.I分散兰60

C.I分散兰73

C.I分散兰87

C.I分散兰181

钛白粉（上海钛白粉厂生产）

803中铬黄（上海铬黄颜料厂生产）

群青

高色素炭黑

萤光增白剂OB汽巴嘉基（瑞士）

（2）分子量为2000至4000的聚乙烯，和/或甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸酯马来酸酐三聚物 20-60份

（3）调节剂松节油：2.5-10份

（4）增溶光亮剂为碳原子数15至36的脂肪酸或蓖麻油：2.5%份-5份

以及（5）脱模剂为硬脂酸锌和/或硬脂酸 5.0-15份（重量）。

二.制备工艺（见附图一）：

1.在带有大于400-2000目网筛的超微粉碎机中，加入（1）的一种或几种染（颜）料，粉碎成大于400-2000目细度，然后按配方中（1）的重量比例称量后，准备加入捏和机中。

2.在带有高速搅拌的熔炼釜中，加入配方中（2）的重量比例的分子量在2000至4000的聚乙烯和/或α-甲基苯乙烯和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物、同时加入上述配方中（3）和（4）的1/3重量份数，即加入（3）的2.5-10份的1/3数量和（4）的2.5-5份的1/3数量，用油浴夹套或蒸汽夹套加热，保持物料温度在95-130℃、优先采用100-110℃，使聚乙烯和/或α-甲基苯乙烯和/或乙烯丙烯酸酯-马来酸酐三聚物融熔，准备加入捏和机中。

3.在捏和机中加入上述配方中（3）松节油和配方中（4）碳原子数为15至36的烷烃或蓖麻油，剩余的部份（即2/3数量），再加入上述配方中（5）硬脂酸锌和/或硬脂酸5-15份，然后在加热搅拌下分4次加入配方中（1）的染（颜）料，间隔时间为15分钟，捏和温度为100～130℃，直到物料无粒状物、分散均匀为止，然后物料冷却至室温，并通过粉碎机粉碎，粉碎后的颗粒物料，通过挤出机挤成色丝，色丝冷却后引入切粒机，切成标准规格进入盛器，成品经筛分，筛取均匀合格细度的粒子，称量包装，即为本发明的高浓度万能色母制品。

实施例2.

一、配方：（1）细度为大于400-2000目的

高色素碳黑 12份（重量），

（2）分子量为2000-4000的聚乙烯、和/或α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物 3份（重量），

（3）调节剂：松节油 0.5份（重量），

（4）增溶光亮剂18＃至26＃白油 0.5份（重量），

（5）脱模剂：硬脂酸锌或硬脂酸 1.5份（重量），

二、工艺：按实施例1类似的方法制备，得到特别适于化纤熔纺着色或原浆着色或聚丙烯热塑性塑料的着色。

Claims

1、一种着色剂，由染(颜)料、树脂和添加剂组成，其特征在于：

(1)细度为大于400至2000目的染(颜)料20-80份(重量)系选自下述染(颜)料中的一种或几种：

C.I颜料黄12

C.I颜料黄16

C.I颜料黄17

C.I颜料黄81

C.I颜料黄83

C.I颜料黄98

C.I颜料黄109

C.I颜料黄120

大分子黄GRL

大分子黄2GL

大分子黄4GL

C.I.颜料橙17

C.I.颜料橙36

大分子橙GL

C.I颜料红3

C.I颜料红48：2

C.I颜料红52：1

C.I颜料红54

C.I颜料红112

C.I颜料红139

C.I颜料红144

C.I颜料红146

C.I颜料红149

C.I颜料红165

C.I颜料紫19

C.I颜料紫23

C.I颜料棕23

塑料棕

C.I颜料兰15

C.I颜料兰61

C.I颜料绿7

C.I溶剂黄19

C.I溶剂黑5

C.I溶剂黑7

C.I还原兰5

C.I分散黄23

C.I分散黄71

C.I分散黄79

C.I分散黄124

分散萤光黄I

分散萤光黄H5GL

萤光黄YJP1(江苏昆山化工厂生产)

萤光黄YJP2(江苏昆山化工厂生产)

萤光湖绿G(江苏昆山化工厂生产)

萤光绿3G(江苏昆山化工厂生产)

C.I分散红11

C.I分散红60

C.I分散紫8

C.I分散紫31

C.I分散兰20

C.I分散兰56

C.I分散兰60

C.I分散兰73

C.I分散兰87

C.I分散兰181

钛白粉

830中铬黄

群青

高色素炭黑

萤光增白剂OB

萤光增白剂DT

(2)分子量为2000至4000的聚乙烯和/或

α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-

丙烯酸酯-马来酸酐三聚物： 20-60份(重量)；

(3)调节剂松节油 2.5-10份(重量)；

(4)增溶光亮剂

系选自碳原子数15至36的脂肪酸 2.5-5份(重量)；

(5)脱模剂硬脂酸锌 5.0-15份(重量)组成。

2、如权利要求1所述的着色剂，其特征在于优先采用分子量为2500至3000的聚乙烯和/或α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物。

3、如权利要求1或2着色剂，其特征在于增溶光亮剂优先采用18＃至26＃白油。

4、如权项1或2所述的着色剂，其特征在于增溶光亮剂采用蓖麻油。

5、如权项1所述的着色剂，其特征在于所需的染（颜）料有一种或几种是大于600目的细度。

6、一种着色剂的制备方法，其制备方法的特征在于（1）染（颜）料的一种或几种20至80份（重量）通过超微粉碎机粉碎成大于400至2000目的细度、分子量2000至4000的聚乙烯和/或α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物20-60份（重量）通过融蜡釜经加入（3）调节剂松节油2.5份（重量）的1/3和（4）增溶剂亮剂C的脂肪酸2.5份（重量）的1/3融熔在95-110℃融熔调节后，加到捏和机中，同时加入余下（3）调节剂松节油2.5份（重量）的2/3和（4）增溶光亮剂C_15～36的脂肪酸2.5份（重量）的2/3，以及加入硬脂酸锌10份（重量）然后分4次加入染（颜）料，间隔时间为15分钟，捏和温度为100-130℃直到物料无粒状物、分散均匀为止，然后物料冷却至室温，并通过粉碎机粉碎，粉碎后的颗粒物料通过挤出机挤成色丝，色丝冷却后引入切粒机，切成标准规格。

7、如权项6所述的方法，其特征在于聚乙烯的分子量为2000至3000和/或α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物、增溶光亮剂为18＃至26＃白油（脂肪酸）或蓖麻油，所述的聚乙烯融熔调节温度优先采用100-130℃。

8、如权项7所述的方法，其特征在于

（1）染（颜）料为 60份（重量）

（2）分子量为2000至2500的聚乙烯为 25份（重量）

（3）调节剂松节油为 2.5份（重量）

（4）增溶光亮剂为C₁₅～C₃₆的脂肪酸或蓖麻油2.5份（重量）

（5）脱模剂硬脂酸锌为 10份（重量）

将染（颜）料粉碎成大于600至2000目细度以及聚乙烯和/或α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物融熔调节温度为100°-110℃、捏和温度为105°-110℃直至无颗粒状物料，再经挤出造粒形成。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于

（1）染（颜）料 50份（重量）

（2）分子量为2000至4000的聚乙烯和/或α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚物 25份（重量）

（3）调节剂为松节油 10份（重量）

（4）增溶光亮剂为18＃白油或蓖麻油 5份（重量）

（5）脱模剂硬脂酸锌为 10份（重量）

染（颜）料粉碎成大于400至2000目细度以及聚乙烯融熔调节温度为95°-110℃，捏和温度为105°-110℃直至无颗粒状物料，再经挤出造粒形成。

10、如权利要求9所述的着色剂的制备方法，其特征在于

（1）染（颜）料高色素炭黑 12份（重量）;

（2）分子量为2000-4000的聚乙烯和/或α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三聚体 3份（重量）;

（3）调节剂松节油 0.5份（重量）;

（4）增溶光亮剂白油 0.5份（重量）;

以及（5）脱模剂硬脂酸锌或硬脂酸 1.5份（重量）;

将染（颜）料粉碎成大于400至2000目细度以及聚乙烯（分子量2000-4000）和/或α-甲基苯乙烯六聚体和/或乙烯-丙烯酸醌-马来酸酐三聚物熔融调节温度为100-130℃，捏和温度为105°-100℃，直至无颗粒状物，再经挤出造粒形成。