CN107337855B - 一种耐候有色聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐候有色聚丙烯复合材料及其制备方法，按重量份计，包括如下组分：聚丙烯90份‑98份；抗氧剂0.05份‑2份；光稳定剂0.05份‑2份；复合着色剂0.7份‑10份；其中，复合着色剂为白色粉、黑色粉、红色粉、黄色粉、蓝色粉中四种着色剂的复合。本发明通过在聚丙烯基体树脂中添加特定复配重量比以及特定种类的复合着色剂，制备得到的耐候有色聚丙烯复合材料具有明显改善的颜色稳定性和耐候性。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料颜色开发技术领域，具体涉及一种耐候有色聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
随着塑料制品逐步取代金属制品，消费者对塑料制品的需求日益增大，其中聚丙烯的使用量在塑料行业占了很大比重，通过生产工艺的提高、聚合工艺的改进，高流动性聚丙烯产品的开发和应用取得很大进展；具有很好的加工性能、力学性能、耐候性能和耐热性能等优点。聚丙烯注塑制品在包装、运输、家电、汽车、办公等领域得到广泛应用。
随着人们需求的多元化，有色聚丙烯的使用量也在逐步增大，其产品的质量稳定性和颜色稳定性成为了消费者关注的重点。对于注塑制品而言，颜色耐侯性是指注塑制品因受到阳光照射，温度变化，风吹雨淋等外界条件的影响，而出现褪色、变色等一系列老化的现象，其中紫外照射是促使注塑制品老化的关键因素。因为很多聚丙烯注塑制品都是长期暴露在室外，风吹雨淋，很多有色制品容易出现变色的情况，故产品颜色的耐候性成了衡量产品质量的一项重要指标。
现有技术中，为了提高聚丙烯注塑制品的耐候性，并对注塑制品进行配色，通常是在注塑制品中添加光稳定剂，抗氧化剂、着色剂等助剂。中国专利CN 1403505公开了一种耐候，抗静电及配色功能的添加母粒的制备方法，其中公开在母粒制备过程中添加抗紫外线剂、抗静电剂来提高作色母粒的耐候性和抗静电性，此法可以提高部分着色母粒的耐候性，但忽略了有些着色剂其本身会覆盖耐候剂的作用，很大程度上减弱了耐候剂的效果。着色剂分为有机类和无机类，着色剂的种类和使用量对注塑制品的耐候性影响各不相同。中国专利CN103509244A公开了一种耐候性聚丙烯的制备方法，其配方体系中有添加着色剂，但专利中并未描述添加着色剂对聚丙烯颜色耐候性的影响。
发明内容
为了解决现有有色注塑品随使用时间增长而出现明显褪色现象的技术问题，本发明的首要目的旨在提供一种耐候有色聚丙烯复合材料，该复合材料的颜色稳定性和耐候性得到明显改善。
本发明的另一个目的在于提供上述耐候有色聚丙烯复合材料的制备方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种耐候有色聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下组分：
聚丙烯 90份-98份；
抗氧剂 0.05份-2份；
光稳定剂 0.05份-2份；
复合着色剂 0.7份-10份；
其中，复合着色剂为白色粉、黑色粉、红色粉、黄色粉、蓝色粉中四种着色剂的复合。
其中，所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：红色粉：黄色粉：蓝色粉的复配重量比为4-6：2：0-4：0-4：0-4。
优选地，所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：红色粉：黄色粉的复配重量比为5：2：3：3；所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：红色粉：蓝色粉的复配重量比为5：2：3：3；所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：黄色粉：蓝色粉的复配重量比为5：2：3：3。
其中，所述白色粉选自平均粒径为2μm-4μm的钛白粉；所述黑色粉为粒径15nm-80nm的炭黑；所述红色粉为铁红和/或酞青红；所述黄色粉为钛黄和/或偶氮黄；所述蓝色粉为群青蓝和/或酞青蓝。
其中，所述聚丙烯选自熔体流动速率按照ISO 1133标准，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下为0.3 g/10min～100 g/10min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种或几种。
其中，所述抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类、含硫类、胺类中的一种或几种；所述光稳定剂选自二苯甲酮类、水杨酸类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、受阻胺类中的一种或几种。
此外，上述耐候有色聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
1）按上述比例称取好聚丙烯、抗氧剂、光稳定剂、复合着色剂加入到预混机内，混合3min-5min，得到混匀物料；
2）将混匀物料投入挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，冷却，得到耐候有色聚丙烯复合材料。
其中，所述挤出机的挤出螺杆长径比为46:1-50:1，挤出机温度设置按T1区80℃-120℃，T2-T5区180℃-200℃，T6-T12区200℃-230℃，转速300r/min-450r/min；所述冷却中拉条过水长度为1M-1.5M。
本发明与现有技术相比，有益效果如下：
本发明通过在聚丙烯基体树脂中添加特定复配重量比以及特定种类的复合着色剂，制备得到的耐候有色聚丙烯复合材料具有明显改善的颜色稳定性和耐候性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料：
聚丙烯，PP M2600R，共聚聚丙烯，熔体流动速率按照ISO 1133标准，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下为25g/10min，上海石化；
抗氧剂：酚类，抗氧剂1010，营口市风光化工有限公司；
光稳定剂：受阻胺类，UV-3808PP5，烟台市裕盛化工有限公司；
复合着色剂：白色粉：钛白粉：R104，平均粒径为3.18μm，杜邦；
黑色粉：炭黑，粒径为55nm，卡博特；
红色粉：铁红，朗盛化工；
酞青红，鼎泰化工；
黄色粉：钛黄，青岛三和弘鑫化工；
偶氮黄，亚邦化工；
蓝色粉：群青蓝，鼎泰化工；
酞青蓝，亚邦化工。
各项性能测试方法：
QUV（紫外加速老化试验机）紫外测试标准依据ASTMG154，测试条件UVA-340（340nm）光谱，1.55W/m2/nm，在黑标准温度（Black Panel Temperature）60℃（±3℃）条件下UV照射暴露8h；然后无照射，自然降温且0.25h喷水；继续在黑标准温度50℃（±3℃）条件下辐射暴露3.75h；
热氧老化测试标准依据GB-T 7141-2008，温度120℃-130℃；
QUV（紫外加速老化试验机）紫外和热氧老化颜色测试采用GB/T11186.2-11186.3的规定将老化后的样板与未老化的样板进行比色，将色差分为6个等级，如下：
表1
拉伸强度测试标准依据ISO 527-2，测试条件：温度23℃，拉伸速率50 mm/min；
弯曲强度测试标准依据ISO 178，测试条件：温度23℃，弯曲速率2 mm/min，跨距64mm；
缺口冲击强度测试标准依据ISO 179-1eA，测试条件：温度23℃。
实施例1-25及对比例1-6：耐候有色聚丙烯复合材料及其制备
按表2中的配方比例称取好聚丙烯、抗氧剂、光稳定剂、复合着色剂加入到预混机内，混合3min-5min，得到混匀物料；将混匀物料投入挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，冷却，得到耐候有色聚丙烯复合材料；其中，所述挤出机的挤出螺杆长径比为46:1-50:1，挤出机温度设置按T1区80℃-120℃，T2-T5区180℃-200℃，T6-T12区200℃-230℃，转速300r/min-450r/min；所述冷却中拉条过水长度为1M-1.5M。制备得到的耐候有色聚丙烯复合材料的QUV（紫外加速老化试验机）紫外和热氧老化颜色色差值NBS（250h、500h和1000h）、拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度等性能指标如表2所示。
表2 实施例1-25及对比例1-6中各组成的具体配比（重量份）及其测试性能结果
续表2
从实施例1-25及对比例1-6的比较可以看出：本发明通过在聚丙烯基体树脂中添加特定复配重量比以及特定种类的复合着色剂，制备得到的耐候有色聚丙烯复合材料具有明显改善的颜色稳定性和耐候性。
Claims (6)
1.一种耐候有色聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下组分：
聚丙烯 90份-98份；
抗氧剂 0.05份-2份；
光稳定剂 0.05份-2份；
复合着色剂 0.7份-10份；
所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：红色粉：黄色粉的复配重量比为5：2：3：3；所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：红色粉：蓝色粉的复配重量比为5：2：3：3；所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：黄色粉：蓝色粉的复配重量比为5：2：3：3。
2.根据权利要求1所述的耐候有色聚丙烯复合材料，其特征在于，所述白色粉选自平均粒径为2μm-4μm的钛白粉；所述黑色粉为粒径15nm-80nm的炭黑；所述红色粉为铁红和/或酞青红；所述黄色粉为钛黄和/或偶氮黄；所述蓝色粉为群青蓝和/或酞青蓝。
3.根据权利要求1所述的耐候有色聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯选自熔融指数按照ISO 1133标准，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下为0.3g/10min-100 g/10min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的耐候有色聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类、含硫类、胺类中的一种或几种；所述光稳定剂选自二苯甲酮类、水杨酸类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、受阻胺类中的一种或几种。
5.如权利要求1-4任一项所述的耐候有色聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）按上述比例称取好聚丙烯、抗氧剂、光稳定剂、复合着色剂加入到预混机内，混合3min-5min，得到混匀物料；
2）将混匀物料投入挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，冷却，得到耐候有色聚丙烯复合材料。
6.根据权利要求5所述的耐候有色聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出机的挤出螺杆长径比为46:1-50:1，挤出机温度设置按T1区80℃-120℃，T2-T5区180℃-200℃，T6-T12区200℃-230℃，转速300r/min-450r/min；所述冷却中拉条过水长度为1M-1.5M。
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