CN109265860A - 一种pvc基阻燃色母粒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于色母粒技术领域，具体涉及一种PVC基阻燃色母粒的制备方法。所述PVC基阻燃色母粒的制备方法为：将质量比为100‑120：20‑30：6‑10：10‑20：2‑5：1‑2：0.5‑1：1‑2：0.5‑1的PVC(SG‑8)、高阻燃剂、无毒型稳定剂、填充料、改性颜料、内润滑剂、G60、抗氧化剂、紫外光吸收剂，加入混料机中，进行混合均匀后，将物料投入装料斗中；将制备好的混和物料加入双螺杆挤出机中进行造粒挤出，通过选择模具出口的大小的切刀的转速从而控制粒子的直径，其粒子直径控制在2‑3mm的粒子；将合格的色母粒进行包装，此产品即为PVC基阻燃色母粒；一种PVC基阻燃色母粒，通过造粒挤出的工艺制得的色母用于PVC制品中，不仅与PVC制品相容性好，而且着色好，同时也较低了成本。

Description

一种PVC基阻燃色母粒的制备方法
技术领域
本发明属于色母粒技术领域，具体涉及一种PVC基阻燃色母粒的制备方法。
背景技术
色母，是一种新型高分子材料专用着色剂，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，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。
中国专利申请CN 107573524 A公开了一种色母粒，解决现有技术中色母粒分散性不好，着色差，对母料性能影响较大的问题，包括如下质量分数的组分：45-50%的色粉，35-45%的第一种载体，5-10%的第二种载体，1-5%的分散剂。用密炼机将其搅拌混合，搅拌呈块状后将其取出，放入双螺杆挤出机中进行熔融、挤出、切粒，得到色母粒。
中国专利申请CN 106009598 A公开了本发明提供了一种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。
很少有专利公开了一种PVC基阻燃色母粒，因此发明一种PVC基阻燃色母粒显得尤为重要。
发明内容
为了达到背景技术中的目的，本发明提出的一种PVC基阻燃色母粒，通过造粒挤出的工艺制得的色母用于PVC制品中，不仅与PVC制品相容性好，而且着色好，同时也较低了成本。
本发明通过如下的技术方案实现的
一种PVC基阻燃色母粒的制备方法，其特征在于,所述PVC基阻燃色母粒的制备方法如下：
（1）将质量比为100-120：20-30：6-10：10-20：2-5：1-2：0.5-1：1-2：0.5-1的PVC(SG-8)、高阻燃剂、无毒型稳定剂、填充料、改性颜料、内润滑剂、G60、抗氧化剂、紫外光吸收剂，加入混料机中，进行混合均匀后，将物料投入装料斗中；
（2）将步骤（1）中制备好的混和物料加入双螺杆挤出机中进行造粒挤出，通过选择模具出口的大小的切刀的转速从而控制粒子的直径，其粒子直径控制在2-3mm的粒子；
（3）将步骤（2）得到的色母粒，进行抽样检测其色泽，形状大小是否规则及阻燃性能检测等性能检测；
(4) 将步骤（3）得到的合格的色母粒进行包装，其包装规格为控制在每袋10-25kg，此产品即为PVC基阻燃色母粒；
所述造粒条件为：喂料速度控制在120-200rpm，一区温度控制在160-170℃，二区温度控制在170-180℃，三区温度控制在180-190℃，四区温度控制在180-185℃，口模一温度控制在175-185℃，口模二温度控制在175-185℃，口模三温度控制在170-175℃，口模四温度控制在175-180℃，口模五温度控制在175-185℃，主机转速控制在10-20rpm，切粒机转速控制在8-20rpm。
进一步，所述的高阻燃剂为，将质量份数为100-120份的聚三氟氯乙烯、2-6份的PMMA、2-4份的硅烷偶联剂、8-10份的氯化聚乙烯、2-5份的ABS、20-30份的PVC、2-3份的无毒型稳定剂、0.6-1.2份的内润滑剂、0.4-0.8份的G60加入混合机中进行混合，混合均匀后将物料加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，得到的粒子就是高阻燃剂；
所述造粒条件为：喂料速度控制在120-200rpm，一区温度控制在170-180℃，二区温度控制在180-190℃，三区温度控制在190-200℃，四区温度控制在190-195℃，口模一温度控制在185-195℃，口模二温度控制在185-195℃，口模三温度控制在180-185℃，口模四温度控制在185-190℃，口模五温度控制在185-195℃，主机转速控制在15-25rpm，切粒机转速控制在10-25rpm。
进一步，所述的无毒型稳定剂为，将质量份数为40-50份的硬脂酸钙、30-40份的硬脂酸锌、2-5份的有机锡加入热混机中进行热混反应，其反应温度控制在40-60℃，反应1-2小时后取出，冷却至室温后，将物料进行粉碎，此物料就是无毒型稳定剂。
进一步，所述的改性颜料为，将市场购买的质量分数为40-50份的耐高温无机颜料、1-2份的偶联剂、0.5-2份的催化剂、4-8份的多功能基的羟基树脂，加入高速混料机中进行反应，反应温度控制在40-50℃，反应1-2小时后，待颜料冷却至室温，得到的物料就是改性颜料。
进一步，所述的紫外光吸收剂为，将质量份数为20-30份的邻羟基苯甲酸苯酯、3-6份的1,3-二羟基二苯甲酮、5-10份的单苯甲酸对苯二酚酯加入混料机中进行混合而制备得到的物质。
进一步，所述的抗氧化剂为，将20-30份的焦亚磷酸钠和10-20份的半胱氨酸、2-5份的甲基丙烯酸甲酯加入混合机中进行混合而制备得到的物质。
进一步，所述的内润滑剂为，乙烯基双硬脂酸钠、硬脂酸锌、三硬脂酸锌、硬脂酸钾型甘油酯中的一种或几种。
进一步，所述的填充料为，改性碳酸钙、改性碳酸钡、改性陶土、改性高岭土中的一种或几种。
有益效益
1、第一步通过PVC和高阻燃剂、无毒型稳定剂、填充料、改性颜料、内润滑剂、G60等各种辅料按一定配比共混造粒，并在优选的造粒温度下制得的色母粒，该色母粒由于添加了大量PVC，使其之后PVC加工过程中与PVC的相容性较好，能够有效的提升PVC制品的颜色，使其制品不易褪色；
2、第一步中使用的高阻燃剂通过将一定比例的聚三氟氯乙烯、PMMA、硅烷偶联剂、氯化聚乙烯、ABS、PVC等加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，该方法得到的粒子添加到色母粒的制备工艺中，使色母粒其阻燃性能较强，能够有效的减少火灾发生造成的经济损失；
3、本发明制备方法简单，成本相对较低。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合实验数据，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
实施例1
一种PVC基阻燃色母粒的制备方法包括以下步骤：
（1）高阻燃剂的制备
将质量份数为100份的聚三氟氯乙烯、2份的PMMA、2份的硅烷偶联剂、8份的氯化聚乙烯、2份的ABS、20份的PVC、2份的无毒型稳定剂、0.6份的内润滑剂、0.4份的G60加入混合机中进行混合，混合均匀后将物料加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，得到的粒子就是高阻燃剂；
（2）无毒型稳定剂的制备
将质量份数为40份的硬脂酸钙、30份的硬脂酸锌、2份的有机锡加入热混机中进行热混反应，其反应温度控制在40℃，反应1小时后取出，冷却至室温后，将物料进行粉碎，此物料就是无毒型稳定剂；
（3）改性颜料的制备
将市场购买的质量分数为40份的耐高温无机颜料、1份的偶联剂、0.5份的催化剂、4份的多功能基的羟基树脂，加入高速混料机中进行反应，反应温度控制在40℃，反应1小时后，待颜料冷却至室温，得到的物料就是改性颜料；
（4）紫外光吸收剂的制备
将质量份数为20份的邻羟基苯甲酸苯酯、3份的1,3-二羟基二苯甲酮、5份的单苯甲酸对苯二酚酯加入混料机中进行混合而制备得到的物质；
（5）抗氧化剂的制备
将20份的焦亚磷酸钠和10份的半胱氨酸、2份的甲基丙烯酸甲酯加入混合机中进行混合而制备得到的物质；
（6）PVC基阻燃色母粒的制备
将质量比为100：20：6：10：2：1：0.5：1：0.5的PVC(SG-8)、高阻燃剂、无毒型稳定剂、填充料、改性颜料、内润滑剂、G60、抗氧化剂、紫外光吸收剂，加入混料机中，进行混合均匀后，将物料投入装料斗中，将混和物料加入双螺杆挤出机中进行造粒挤出，通过选择模具出口的大小的切刀的转速从而控制粒子的直径，其粒子直径控制在2mm的粒子，将合格的色母粒进行包装，其包装规格为控制在每袋10kg，此产品即为PVC基阻燃色母粒。
实施例2
一种PVC基阻燃色母粒的制备方法包括以下步骤：
（1）高阻燃剂的制备
将质量份数为120份的聚三氟氯乙烯、6份的PMMA、4份的硅烷偶联剂、10份的氯化聚乙烯、5份的ABS、30份的PVC、3份的无毒型稳定剂、1.2份的内润滑剂、0.8份的G60加入混合机中进行混合，混合均匀后将物料加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，得到的粒子就是高阻燃剂；
（2）无毒型稳定剂的制备
将质量份数为50份的硬脂酸钙、40份的硬脂酸锌、2份的有机锡加入热混机中进行热混反应，其反应温度控制在40℃，反应2小时后取出，冷却至室温后，将物料进行粉碎，此物料就是无毒型稳定剂；
（3）改性颜料的制备
将市场购买的质量分数为40份的耐高温无机颜料、1份的偶联剂、0.5份的催化剂、8份的多功能基的羟基树脂，加入高速混料机中进行反应，反应温度控制在50℃，反应2小时后，待颜料冷却至室温，得到的物料就是改性颜料；
（4）紫外光吸收剂的制备
将质量份数为30份的邻羟基苯甲酸苯酯、6份的1,3-二羟基二苯甲酮、10份的单苯甲酸对苯二酚酯加入混料机中进行混合而制备得到的物质；
（5）抗氧化剂的制备
将30份的焦亚磷酸钠和20份的半胱氨酸、5份的甲基丙烯酸甲酯加入混合机中进行混合而制备得到的物质；
（6）PVC基阻燃色母粒的制备
将质量比为120：30：10：20：5：2：1：2：1的PVC(SG-8)、高阻燃剂、无毒型稳定剂、填充料、改性颜料、内润滑剂、G60、抗氧化剂、紫外光吸收剂，加入混料机中，进行混合均匀后，将物料投入装料斗中，将混和物料加入双螺杆挤出机中进行造粒挤出，通过选择模具出口的大小的切刀的转速从而控制粒子的直径，其粒子直径控制在3mm的粒子，将合格的色母粒进行包装，其包装规格为控制在每袋25kg，此产品即为PVC基阻燃色母粒。
实施例3
一种PVC基阻燃色母粒的制备方法包括以下步骤：
（1）高阻燃剂的制备
将质量份数为120份的聚三氟氯乙烯、5份的PMMA、3份的硅烷偶联剂、10份的氯化聚乙烯、3份的ABS、25份的PVC、2份的无毒型稳定剂、0.6-1.2份的内润滑剂、0.4份的G60加入混合机中进行混合，混合均匀后将物料加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，得到的粒子就是高阻燃剂；
（2）无毒型稳定剂的制备
将质量份数为45份的硬脂酸钙、30份的硬脂酸锌、2份的有机锡加入热混机中进行热混反应，其反应温度控制在46℃，反应2小时后取出，冷却至室温后，将物料进行粉碎，此物料就是无毒型稳定剂；
（3）改性颜料的制备
将市场购买的质量分数为45份的耐高温无机颜料、1份的偶联剂、1份的催化剂、6份的多功能基的羟基树脂，加入高速混料机中进行反应，反应温度控制在45℃，反应1小时后，待颜料冷却至室温，得到的物料就是改性颜料；
（4）紫外光吸收剂的制备
将质量份数为25份的邻羟基苯甲酸苯酯、5份的1,3-二羟基二苯甲酮、8份的单苯甲酸对苯二酚酯加入混料机中进行混合而制备得到的物质；
（5）抗氧化剂的制备
将25份的焦亚磷酸钠和12份的半胱氨酸、3份的甲基丙烯酸甲酯加入混合机中进行混合而制备得到的物质；
（6）PVC基阻燃色母粒的制备
将质量比为100：20：10：12：2.5：1.2：0.5：2：0.5的PVC(SG-8)、高阻燃剂、无毒型稳定剂、填充料、改性颜料、内润滑剂、G60、抗氧化剂、紫外光吸收剂，加入混料机中，进行混合均匀后，将物料投入装料斗中，将混和物料加入双螺杆挤出机中进行造粒挤出，通过选择模具出口的大小的切刀的转速从而控制粒子的直径，其粒子直径控制在2mm的粒子，将合格的色母粒进行包装，其包装规格为控制在每袋25kg，此产品即为PVC基阻燃色母粒。
实施例4
一种PVC基阻燃色母粒的制备方法包括以下步骤：
（1）高阻燃剂的制备
将质量份数为110份的聚三氟氯乙烯、6份的PMMA、2份的硅烷偶联剂、8份的氯化聚乙烯、3份的ABS、23份的PVC、2份的无毒型稳定剂、0.8份的内润滑剂、0.6份的G60加入混合机中进行混合，混合均匀后将物料加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，得到的粒子就是高阻燃剂；
（2）无毒型稳定剂的制备
将质量份数为45份的硬脂酸钙、35份的硬脂酸锌、3份的有机锡加入热混机中进行热混反应，其反应温度控制在45℃，反应2小时后取出，冷却至室温后，将物料进行粉碎，此物料就是无毒型稳定剂；
（3）改性颜料的制备
将市场购买的质量分数为45份的耐高温无机颜料、1份的偶联剂、1份的催化剂、6份的多功能基的羟基树脂，加入高速混料机中进行反应，反应温度控制在45℃，反应1小时后，待颜料冷却至室温，得到的物料就是改性颜料；
（4）紫外光吸收剂的制备
将质量份数为25份的邻羟基苯甲酸苯酯、5份的1,3-二羟基二苯甲酮、8份的单苯甲酸对苯二酚酯加入混料机中进行混合而制备得到的物质；
（5）抗氧化剂的制备
将23份的焦亚磷酸钠和12份的半胱氨酸、4份的甲基丙烯酸甲酯加入混合机中进行混合而制备得到的物质；
（6）PVC基阻燃色母粒的制备
将质量比为120：25：8：15：3：2：0.8：2：0.6的PVC(SG-8)、高阻燃剂、无毒型稳定剂、填充料、改性颜料、内润滑剂、G60、抗氧化剂、紫外光吸收剂，加入混料机中，进行混合均匀后，将物料投入装料斗中，将混和物料加入双螺杆挤出机中进行造粒挤出，通过选择模具出口的大小的切刀的转速从而控制粒子的直径，其粒子直径控制在2mm的粒子，将合格的色母粒进行包装，其包装规格为控制在每袋10kg，此产品即为PVC基阻燃色母粒。
实验分析：
1、阻燃性能检测
将制备的PVC基阻燃色母粒，市场售卖的色母粒取等量加入PVC基础配方中进行挤出成型，得到的片材按照国标GB3681-83的检测标准进行阻燃性能检测，其检测结果如下：
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
阻燃等级 B1 B1 B1 B1
由上表说明本发明制备的色母粒具有很好的阻燃性能。
2、力学性能检测
将制备的PVC基阻燃色母粒和市场售卖的色母粒取等量加入PVC基础配方中进行挤出成型，得到的片材按照国标GB11548-89/GB1039-79和GB9341-88/GB9342-88的检测标准进行力学性能检测，其检测结果如下：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 市售色母粒
拉伸强度(MPa) 34.5 36.5 36.4 34.8 32.7
断裂伸长率（%） 52.4% 51.8 52.5 51.9 45.9
抗冲强度（KJ/ m<sup>2</sup>） 87 92 88 91 85
由上表可以看出添加了本产品的PVC制品材料力学性能都优于添加了市场售卖的色母粒。
3、成本比较
本发明实施例1-4成本分别为8-10元/kg、8-10元/kg、8-10元/kg、8-10元/kg，而市场上售卖的胶水为10-15元/KG，因此，本发明的原材料价格低廉，可用于大规模批量生产。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的。

Claims (8)

1.一种PVC基阻燃色母粒的制备方法，其特征在于,所述PVC基阻燃色母粒的制备方法如下：
（1）将质量比为100-120：20-30：6-10：10-20：2-5：1-2：0.5-1：1-2：0.5-1的PVC(SG-8)、高阻燃剂、无毒型稳定剂、填充料、改性颜料、内润滑剂、G60、抗氧化剂、紫外光吸收剂，加入混料机中，进行混合均匀后，将物料投入装料斗中；
（2）将步骤（1）中制备好的混和物料加入双螺杆挤出机中进行造粒挤出，通过选择模具出口的大小的切刀的转速从而控制粒子的直径，其粒子直径控制在2-3mm的粒子；
（3）将步骤（2）得到的色母粒，进行抽样检测其色泽，形状大小是否规则及阻燃性能检测等性能检测；
(4) 将步骤（3）得到的合格的色母粒进行包装，其包装规格为控制在每袋10-25kg，此产品即为PVC基阻燃色母粒；
所述造粒条件为：喂料速度控制在120-200rpm，一区温度控制在160-170℃，二区温度控制在170-180℃，三区温度控制在180-190℃，四区温度控制在180-185℃，口模一温度控制在175-185℃，口模二温度控制在175-185℃，口模三温度控制在170-175℃，口模四温度控制在175-180℃，口模五温度控制在175-185℃，主机转速控制在10-20rpm，切粒机转速控制在8-20rpm。
2.根据权利要求1所述的一种PVC基阻燃色母粒的制备方法，其特征在于，所述的高阻燃剂为，将质量份数为100-120份的聚三氟氯乙烯、2-6份的PMMA、2-4份的硅烷偶联剂、8-10份的氯化聚乙烯、2-5份的ABS、20-30份的PVC、2-3份的无毒型稳定剂、0.6-1.2份的内润滑剂、0.4-0.8份的G60加入混合机中进行混合，混合均匀后将物料加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，得到的粒子就是高阻燃剂；
所述造粒条件为：喂料速度控制在120-200rpm，一区温度控制在170-180℃，二区温度控制在180-190℃，三区温度控制在190-200℃，四区温度控制在190-195℃，口模一温度控制在185-195℃，口模二温度控制在185-195℃，口模三温度控制在180-185℃，口模四温度控制在185-190℃，口模五温度控制在185-195℃，主机转速控制在15-25rpm，切粒机转速控制在10-25rpm。
3.根据权利要求1所述的一种PVC基阻燃色母粒的制备方法，其特征在于，所述的无毒型稳定剂为，将质量份数为40-50份的硬脂酸钙、30-40份的硬脂酸锌、2-5份的有机锡加入热混机中进行热混反应，其反应温度控制在40-60℃，反应1-2小时后取出，冷却至室温后，将物料进行粉碎，此物料就是无毒型稳定剂。
4.根据权利要求1所述的一种PVC基阻燃色母粒的制备方法，其特征在于，所述的改性颜料为，将市场购买的质量分数为40-50份的耐高温无机颜料、1-2份的偶联剂、0.5-2份的催化剂、4-8份的多功能基的羟基树脂，加入高速混料机中进行反应，反应温度控制在40-50℃，反应1-2小时后，待颜料冷却至室温，得到的物料就是改性颜料。
5.根据权利要求1所述的一种PVC基阻燃色母粒的制备方法，其特征在于，所述的紫外光吸收剂为，将质量份数为20-30份的邻羟基苯甲酸苯酯、3-6份的1,3-二羟基二苯甲酮、5-10份的单苯甲酸对苯二酚酯加入混料机中进行混合而制备得到的物质。
6.根据权利要求1所述的一种PVC基阻燃色母粒的制备方法，其特征在于，所述的抗氧化剂为，将20-30份的焦亚磷酸钠和10-20份的半胱氨酸、2-5份的甲基丙烯酸甲酯加入混合机中进行混合而制备得到的物质。
7.根据权利要求1所述的一种PVC基阻燃色母粒的制备方法，其特征在于，所述的内润滑剂为，乙烯基双硬脂酸钠、硬脂酸锌、三硬脂酸锌、硬脂酸钾型甘油酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种PVC基阻燃色母粒的制备方法，其特征在于，所述的填充料为，改性碳酸钙、改性碳酸钡、改性陶土、改性高岭土中的一种或几种。
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