CN108530733A - 一种抗老化型聚乙烯色母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗老化型聚乙烯色母粒，是由下述重量份的原料制成：聚乙烯60‑90、无机颜料20‑30、复合分散剂2‑3、紫外线吸收剂2‑3、竹炭纤维20‑30、酚类抗氧剂1010 1‑2、填充料1‑2；本发明提供的聚乙烯色母粒原料价格低廉、安全环保。含有竹炭纤维，抗菌率高达90％以上，紫外线透过率低，选用邻羟基苯甲酸苯酯与2‑羟基‑4‑甲氧基二苯甲酮作为紫外线吸收剂，与树脂相容性好，吸收波长范围较广，更具有稳定剂、增塑剂的作用。应用于聚乙烯制品的着色时，具有抗老化性好、着色均匀、不变色、抑菌率高、用量少和对制品机械性能无影响等优点，大大延长了聚乙烯材料的使用寿命。

Description

一种抗老化型聚乙烯色母粒及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗老化型聚乙烯色母粒及其制备方法。

背景技术

聚乙烯(简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭、无毒，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀。其用途广泛，主要用来制造薄膜、包装材料、管材、各种中空制品、电线电缆、日用品等。聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化、变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。

目前色母粒着色是现今最普遍采用的塑料着色法，国内色母粒产品结构单一、品种不全，通用型产品占很大比重，塑料需要着色时使用单色的色母粒着色，需要抗静电性能时添加抗静电色母粒，需要阻燃性能时添加阻燃色母粒。添加单一母粒的方法使得在对载体树脂综合性能具有较高要求的时候需要添加多种不同作用的色母粒，从而耗用大量的载体树脂，并且由此带来加工过程中抗氧剂消耗量高、下游成型加工组分多、工艺复杂等缺点，未来的色母粒将朝着多功能化、高颜色含量和高技术含量的方向不断发展。

随着人们生活水平的不断提高，人们越发的追求自身生活环境的干净、健康，而经常会出现在人们身边，直接接触人体的PE制品，其自身的抗菌性能对创造干净健康的生活环境具有重要作用，抗菌性能越高效，越能够减少疾病发生率、保护人体健康，为此，本发明从色母粒着手，提供一种兼具有抗老化性、抗菌性的聚乙烯色母粒及其制备方法。

发明内容

本发明克服了现有技术不足，提供了一种抗老化型聚乙烯色母粒及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种抗老化型聚乙烯色母粒，是由下述重量份的原料制成：

聚乙烯60-90、无机颜料20-30、复合分散剂2-3、紫外线吸收剂2-3、竹炭纤维20-30、酚类抗氧剂1010 1-2、填充料1-2。

所述的复合分散剂是由分散剂YY–5023、聚乙烯蜡、钛酸酯偶联剂按质量比为2：2：1的比例配制而成。

所述的无机颜料为钛白粉、炭黑、镉黄、铅铬黄、镉红、氧化铁红、氧化铁黄、铁蓝、钴蓝、氧化铁棕、氧化铬绿中的一种或任意组合。

所述的竹炭纤维的粒径为100-300μm。

所述的紫外线吸收剂是由邻羟基苯甲酸苯酯与2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮按质量比1：1的比例组成。

所述的填充料是由碳酸钙、滑石粉、硫酸钡中的一种或多种组成。

一种抗老化型聚乙烯色母粒制备方法，包括以下步骤：

(1)将无机颜料用2-3倍去离子水浸泡1-2天后抽滤，得到的滤渣用蒸馏水清洗3-5次去除水溶性杂质，在功率为400-500W下微波干燥2-3分钟，得到颜料与铝酸酯偶联剂、三亚乙基二胺、聚丁二烯环氧树脂按质量比为20-25:4:1:2的比例送入超微粉碎机中，混料1-1.5小时，得到粒径为0.5-10μm的改性颜料；

(2)将聚乙烯与复合分散剂、紫外线吸收剂、竹炭纤维、酚类抗氧剂1010、填充料按重量比例混合，在1000-1200r/min的搅拌速度下搅拌30-50分钟，冷却后加入粉碎机中进行粉碎，得到混合料；

(3)将上述改性颜料送入高压反应釜中，加入二氧化碳，调节高压反应釜内的压强为60-90MPa，温度为100-150℃，使二氧化碳成为超临界流体；

(4)采用磁力搅拌器进行搅拌，3-5小时后改性颜料完全溶解到超临界流体中，再加入步骤(2)中的混合料，继续搅拌20-30小时，维持温度不变降低压强至1-5MPa，继续搅拌10-15小时，通过泄气阀放气，冷却后取出粗色母料；

(5)将上述粗色母料通过熔融、挤出、造粒，得到粒径大小为1-10mm的PE色母粒。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本发明通过将无机颜料改性，有效增强了与载体的相容性，使颜料分散均匀，更好着色，并且改性后颜料不容易褪色，更为美观，大大延长了其使用年限。

将蜂窝状微孔结构的竹炭纤维与载体、助剂混合，混合料中布满了椭圆形孔隙。将无机颜料溶解在超临界二氧化碳流体中，待其渗入混合料中众多的孔隙后，通过减压膨胀，微米级的无机颜料会逐渐沉积在混合料中，二氧化碳可回收利用。

超临界二氧化碳流体粘度低、扩散性系数大、扩散边界层小，溶解的单分子无机颜料能快速渗入到混合料中的空隙，着色效率远高于传统工艺，大大缩短了生产周期，并且着色均匀、色差较小、颜色稳定性大大提高。

采用分散剂YY–5023、聚乙烯蜡、钛酸酯偶联剂组成的分散剂，能够提高色母粒的熔体流动速率，增加平衡扭矩，缩短了达到最大扭矩所需的时间，在最短的时间内获得理想的分散效果，并且降低了分散剂用量，节约成本。

本发明提供的聚乙烯色母粒原料价格低廉、安全环保。含有竹炭纤维，抗菌率高达90％以上，紫外线透过率低，选用邻羟基苯甲酸苯酯与2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮作为紫外线吸收剂，与树脂相容性好，吸收波长范围较广，更具有稳定剂、增塑剂的作用。应用于聚乙烯制品的着色时，具有抗老化性好、着色均匀、不变色、抑菌率高、用量少和对制品机械性能无影响等优点，大大延长了聚乙烯材料的使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例：

一种抗老化型聚乙烯色母粒，是由下述重量份的原料制成：

聚乙烯60份、无机颜料20份、复合分散剂2份、紫外线吸收剂2份、竹炭纤维20份、酚类抗氧剂1010 1份、填充料1份。

所述的复合分散剂是由分散剂YY–5023、聚乙烯蜡、钛酸酯偶联剂按质量比为2：2：1的比例配制而成。

所述的无机颜料为氧化铁红。

所述的竹炭纤维的粒径为100μm。

所述的紫外线吸收剂是由邻羟基苯甲酸苯酯与2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮按质量比1：1的比例组成。

所述的填充料是由碳酸钙、硫酸钡按质量比1：1的比例组成。

一种抗老化型聚乙烯色母粒制备方法，包括以下步骤：

(1)将无机颜料用3倍去离子水浸泡1天后抽滤，得到的滤渣用蒸馏水清洗3次去除水溶性杂质，在功率为500W下微波干燥2分钟，得到颜料与铝酸酯偶联剂、三亚乙基二胺、聚丁二烯环氧树脂按质量比为20:4:1:2的比例送入超微粉碎机中，混料1.5小时，得到粒径为1μm的改性颜料；

(2)将聚乙烯与复合分散剂、紫外线吸收剂、竹炭纤维、酚类抗氧剂1010、填充料按重量比例混合，在1000r/min的搅拌速度下搅拌50分钟，冷却后加入粉碎机中进行粉碎，得到混合料；

(3)将上述改性颜料送入高压反应釜中，加入二氧化碳，调节高压反应釜内的压强为60MPa，温度为120℃，使二氧化碳成为超临界流体；

(4)采用磁力搅拌器进行搅拌，3小时后改性颜料完全溶解到超临界流体中，再加入步骤(2)中的混合料，继续搅拌20小时，维持温度不变降低压强至1MPa，继续搅拌15小时，通过泄气阀放气，冷却后取出粗色母料；

(5)将上述粗色母料通过熔融、挤出、造粒，得到粒径大小为2mm的PE色母粒。

对比例：

称取下述重量份的原料：聚乙烯60份、氧化铁红20份、聚乙烯蜡2份、邻羟基苯甲酸苯酯2份、酚类抗氧剂10101份、硫酸钡1份，混合均匀，加热至50℃，利用磁力搅拌器高速搅拌5小时，再用双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，得到粒径大小为2mm的色母粒。

将实施例与对比例制得的色母粒取等量加入PE基础配方中进行挤出成型，得到的片材按国标GB11548-89/GB1039-79和GB9341-88/GB9342-88的检测标准进行力学性能检测，按照国标GB3681-83的检测标准进行老化性能检测，检测结果如下表所示：

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于本技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上能够做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动均处于本发明的保护范围和公开范围之中。

Claims (7)

1.一种抗老化型聚乙烯色母粒，其特征在于是由下述重量份的原料制成：

聚乙烯60-90、无机颜料20-30、复合分散剂2-3、紫外线吸收剂2-3、竹炭纤维20-30、酚类抗氧剂1010 1-2、填充料1-2。

2.如权利要求1所述的一种抗老化型聚乙烯色母粒，其特征在于，所述的复合分散剂是由分散剂YY–5023、聚乙烯蜡、钛酸酯偶联剂按质量比为2：2：1的比例配制而成。

3.如权利要求1所述的一种抗老化型聚乙烯色母粒，其特征在于，所述的无机颜料为钛白粉、炭黑、镉黄、铅铬黄、镉红、氧化铁红、氧化铁黄、铁蓝、钴蓝、氧化铁棕、氧化铬绿中的一种或任意组合。

4.如权利要求1所述的一种抗老化型聚乙烯色母粒，其特征在于，所述的竹炭纤维的粒径为100-300μm。

5.如权利要求1所述的一种抗老化型聚乙烯色母粒，其特征在于，所述的紫外线吸收剂是由邻羟基苯甲酸苯酯与2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮按质量比1：1的比例组成。

6.如权利要求1所述的一种抗老化型聚乙烯色母粒，其特征在于，所述的填充料是由碳酸钙、滑石粉、硫酸钡中的一种或多种组成。

7.一种抗老化型聚乙烯色母粒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将无机颜料用2-3倍去离子水浸泡1-2天后抽滤，得到的滤渣用蒸馏水清洗3-5次去除水溶性杂质，在功率为400-500W下微波干燥2-3分钟，得到颜料与铝酸酯偶联剂、三亚乙基二胺、聚丁二烯环氧树脂按质量比为20-25:4:1:2的比例送入超微粉碎机中，混料1-1.5小时，得到粒径为0.5-10μm的改性颜料；

(2)将聚乙烯与复合分散剂、紫外线吸收剂、竹炭纤维、酚类抗氧剂1010、填充料按重量比例混合，在1000-1200r/min的搅拌速度下搅拌30-50分钟，冷却后加入粉碎机中进行粉碎，得到混合料；

(3)将上述改性颜料送入高压反应釜中，加入二氧化碳，调节高压反应釜内的压强为60-90MPa，温度为100-150℃，使二氧化碳成为超临界流体；

(4)采用磁力搅拌器进行搅拌，3-5小时后改性颜料完全溶解到超临界流体中，再加入步骤(2)中的混合料，继续搅拌20-30小时，维持温度不变降低压强至1-5MPa，继续搅拌10-15小时，通过泄气阀放气，冷却后取出粗色母料；

(5)将上述粗色母料通过熔融、挤出、造粒，得到粒径大小为1-10mm的PE色母粒。