CN112745674B - 一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高色素炭黑‑聚酰胺色母粒及其制备方法，选用原生粒径小的高色素炭黑，通过对高色素炭黑的臭氧或硝酸氧化改性提高炭黑表面的亲水性，配合分子内含有环氧基或氨基的硅烷偶联剂的修饰，以及特定结构分散剂的使用，提高高色素炭黑在聚酰胺载体树脂中的分散性，结合密炼机和双螺杆挤出造粒工艺实现高黑度和高光泽的高色素炭黑‑聚酰胺色母粒，所述高色素炭黑‑聚酰胺色母粒及其制备的产品的色相均为蓝相。

Description

一种高色素炭黑-聚酰胺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，具体涉及一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒及其制备方法。
背景技术
色母粒是一种新型高分子材料专用着色剂，通常由颜料、载体树脂和添加剂三种物质组成，用于塑料制品的染色。其中，黑色母粒是塑料加工中最常用的一种色母粒，而炭黑是比较常用的黑色颜料。
众所周知，炭黑是一种纳米材料，原生粒径一般在15-120nm之间，具有粒径小、比表面积高、吸油量高等特点，难以在载体树脂中分散。其中，炭黑原生粒径越小、炭黑的含量越高、炭黑的分散性越好，炭黑母粒的着色力和黑度越高；且炭黑的含量越高，添加比例越小，成本越低，对工程塑料的影响也越小。但是炭黑的粒径越小，炭黑含量越高，其比表面积就越大，炭黑聚集体之间的分子间作用力越强，越不容易分散。为了改善炭黑在载体树脂中分散程度，目前的通用技术是在色母粒中添加较高含量的聚乙烯蜡、EBS等低分子润滑剂，然而，以聚乙烯为基体树脂的炭黑色母粒在对聚酰胺材料进行着色时，由于基体树脂的相容性原因，使得炭黑在最终制品中的分散效果下降，产品的光泽度和着色牢度均受到影响。
聚酰胺材料由于其具有优良的热稳定性、绝缘性和物理机械性能，广泛应用于汽车工业、机械仪表、电子机械等行业。在利用炭黑对聚酰胺材料进行着色时，由于炭黑自身具有较强的消光效果，以及炭黑的疏水特性使得制品的光泽度和黑度明显下降，且色相偏红带来廉价的印象，因此期望对炭黑-聚酰胺色母粒进行改良实现高黑度和高光泽的效果。
综上，提高炭黑在聚酰胺载体树脂中的分散效果，实现炭黑-聚酰胺色母粒高黑度和高光泽的效果成为该领域研究工作者亟需解决的难题之一。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒及其制备方法，选用原生粒径小的高色素炭黑，通过对高色素炭黑的氧化改性，配合偶联剂的修饰，以及特定结构分散剂的使用，实现高黑度和高光泽的高色素炭黑-聚酰胺色母粒，所述高色素炭黑-聚酰胺色母粒及其制备的产品的色相均为蓝相。
为了实现上述目的，本发明提供一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，包括以下原料：以重量份计；
高色素炭黑40-80份；聚酰胺树脂60-100份；分散剂5-10份；硅烷偶联剂2-5份；抗氧剂0.5-1份。
所述高色素炭黑经过臭氧、硝酸氧化改性，粒径为8-20nm，比表面积为300-600m2/g，吸油值＜1.8ml/g；挥发分含量达到4.5-6.5wt％。
所述聚酰胺树脂选自PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010、PA4T、PA6T、PA9T、PA10T、PA11T或PA12T的一种；
所述分散剂包括式(I)或式(II)的结构单元(a)、式(III)的结构单元(b)和式(IV)的结构单元(c)，重均分子量为5000-9000：
Figure GDA0003112310360000021
所述R1和R3各自独立的选自氢、C1-C3的烷基；所述R2选自C5-C10的烷基，或羟基取代的C5-C10的烷基；所述R4和R5各自独立的选自氢、C1-C3的烷基或苯基，或羟基取代的C1-C3的烷基；优选的，所述结构单元(a)、结构单元(b)、结构单元(c)的摩尔比为(1-3)：(2-5)：(6-8)；
所述硅烷偶联剂为分子内含有环氧基或伯氨基的硅烷偶联剂，选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(DL602)，环氧丁基三甲氧基硅烷的一种；
所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂的一种或两种以上；
优选地，所述一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，包括以下原料：以重量份计；
高色素炭黑60-80份；聚酰胺树脂80-100份；分散剂8-10份；硅烷偶联剂2-5份；抗氧剂0.5-1份。
优选地，所述一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒包含本领域常用的助剂，例如，抗静电剂、抗菌剂、阻燃剂、耐老化剂、以及热稳定剂等。
本发明的另一个目的在于提供一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)备料
按照以下重量份称取各原料，高色素炭黑40-80份；聚酰胺树脂60-100份；分散剂5-10份；硅烷偶联剂2-5份；抗氧剂0.5-1份
(2)高色素炭黑改性
将高色素炭黑与硅烷偶联剂混合均匀，在0-10℃下球磨20-40min，制备得到硅烷偶联剂改性的高色素炭黑；
(3)混炼处理
将步骤(2)制备得到的硅烷偶联剂改性的高色素炭黑分散在溶剂中，超声分散20-40min；继续加入分散剂、抗氧剂超声分散10-20min后，加入聚酰胺树脂混合搅拌均匀，转至密炼机中混炼30-60min，密炼温度控制在140-160℃；
(4)挤出造粒
将步骤(3)得到的密炼产物转至双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒的过程中喂料温度控制在160-220℃，熔融温度控制在220-240℃，挤出温度控制在200-240℃。
进一步，所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮，己内酰胺的一种；优选己内酰胺；
所述高色素炭黑经过臭氧、硝酸氧化改性，粒径为8-20nm，比表面积为300-600m2/g，吸油值＜1.8ml/g；挥发分含量达到4.5-6.5wt％。
所述聚酰胺树脂选自PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010、PA4T、PA6T、PA9T、PA10T、PA11T或PA12T的一种；
所述分散剂包括式(I)或式(II)的结构单元(a)、式(III)的结构单元(b)和式(IV)的结构单元(c)，重均分子量为5000-9000:
Figure GDA0003112310360000041
所述R1和R3各自独立的选自氢、C1-C3的烷基；所述R2选自C5-C10的烷基，或羟基取代的C5-C10的烷基；所述R4和R5各自独立的选自氢、C1-C3的烷基或苯基，或羟基取代的C1-C3的烷基；优选的，所述结构单元(a)、结构单元(b)、结构单元(c)的摩尔比为(1-3)：(2-5)：(6-8)；
所述硅烷偶联剂为分子内含有环氧基或伯氨基的硅烷偶联剂，选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(DL602)，环氧丁基三甲氧基硅烷的一种；
所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂的一种或两种以上；
本发明的另一个目的在于提供一种分散剂的制备方法，包括以下步骤：将双酚A二甲基丙烯酸酯或双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油酯单体，丙烯酰胺类单体，和丙烯酸酯类单体按照摩尔比(1-3)：(2-5)：(6-8)加入反应器中，通入N2，加热至130-140℃进行本体聚合，反应时间为30-120min，即可制备得到分散剂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供了一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，提高了高色素炭黑在聚酰胺载体树脂中的分散效果，达到了炭黑-聚酰胺色母粒高黑度和高光泽的技术效果。众所周知，高色素炭黑粒径小，容易团聚，难以在聚酰胺载体树脂中实现良好的分散，本发明通过对高色素炭黑进行臭氧等氧化改性，使得炭黑表面羟基、羧基等亲水性基团含量提高，降低炭黑的碱性；同时利用分子内含有环氧基或伯氨基的硅烷偶联剂对改性后的高色素炭黑进一步修饰，使得硅烷偶联剂与高色素炭黑表面发生化学键合，并在炭黑表面赋予更多的反应基团和亲水基团，使得其能够与聚酰胺载体树脂良好的相容；
另一方面，针对现有技术中常用的聚乙烯蜡、EBS等疏水、低分子润滑剂，与聚酰胺载体树脂的相容性较差的问题，本发明创新性的提供了一种分散剂能够在聚酰胺载体树脂中良好的分散高色素炭黑，且所述分散剂含有酰胺键、酯键、羟基等亲水性基团与聚酰胺载体树脂的相容性高，以及分子内含量大量苯环等刚性结构，能够提供较大的剪切力实现高色素炭黑的分散。
(2)本发明通过硅烷偶联剂以及分散剂的联合使用，发现二者能够协同提高高色素炭黑在聚酰胺树脂中的分散效果，能够增强色母粒的黑度和光泽度，且克服高色素炭黑色母粒的红相缺陷，制备得到的高色素炭黑-聚酰胺色母粒的色相偏蓝。
(3)本发明通过湿法造粒技术，选用对高色素炭黑具有良好分散性的溶剂实现炭黑在聚酰胺载体树脂中的高度分散，且控制密炼机和双螺杆挤出机的工艺，制备得到高黑度、高含量、高光泽的高色素炭黑-聚酰胺色母粒，工艺简单，成本较低，适合大规模工业生产，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。下面实施例中涉及的物料均可从商业渠道获得。
1.原料准备
1.1高色素炭黑的改性
选取经过臭氧氧化改性处理的高色素炭黑，粒径为8-20nm，比表面积为300-600m2/g，吸油值＜1.8ml/g；挥发分含量达到4.5-6.5wt％。
1.2分散剂的制备
将双酚A二甲基丙烯酸酯或双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油酯单体，丙烯酰胺类单体，和丙烯酸酯类单体按照摩尔比(1-3)：(2-5)：(6-8)加入反应器中，通入N2，加热至130-140℃进行本体聚合，反应时间为30-120min，即可制备得到分散剂。
具体方法如下：
1.2.1将双酚A二甲基丙烯酸酯，N-羟己基甲基丙烯酰胺，和丙烯酸二乙氨基丙酯按照摩尔比2：5：6加入反应器中，通入N2，加热至130℃进行本体聚合，反应时间为60min，即可制备得到分散剂I，重均分子量6340。
1.2.2将双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、N-庚基丙烯酰胺，和丙烯酸酯类单体(R3为甲基，R4和R5为苯基)按照摩尔比1:3:6加入反应器中，通入N2，加热至140℃进行本体聚合，反应时间为70min，即可制备得到分散剂II，重均分子量为7890。
1.2.3将双酚A二甲基丙烯酸酯，N-羟癸基丙烯酰胺，和丙烯酸酯类单体(R3为氢，R4为氢，R5为羟丙基)按照摩尔比3:5:8加入反应器中，通入N2，加热至135℃进行本体聚合，反应时间为50min，即可制备得到分散剂III，重均分子量为8250。
1.2.4将双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、N-戊基甲基丙烯酰胺，和丙烯酸酯类单体(R3为甲基，R4为丙基，R5为丙基)按照摩尔比3:5:8加入反应器中，通入N2，加热至130℃进行本体聚合，反应时间为100min，即可制备得到分散剂IV，重均分子量为6250。
实施例1
本实施例制备一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，包括以下重量份的原料：高色素炭黑80份；聚酰胺树脂80份；分散剂10份；硅烷偶联剂5份；抗氧剂0.8份；所述聚酰胺树脂为PA66，分散剂选用分散剂I，硅烷偶联剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。
制备方法包括以下步骤：
(1)备料
按照以下重量份称取各原料，高色素炭黑80份；聚酰胺树脂80份；分散剂10份；硅烷偶联剂5份；抗氧剂0.8份；
(2)高色素炭黑改性
将高色素炭黑与硅烷偶联剂混合均匀，在0-10℃下球磨40min，制备得到硅烷偶联剂改性的高色素炭黑；
(3)混炼处理
将步骤(2)制备得到的硅烷偶联剂改性的高色素炭黑分散在溶剂己内酰胺中，超声分散40min；继续加入分散剂I、抗氧剂超声分散20min后，加入聚酰胺树脂混合搅拌均匀，转至密炼机中混炼50min，密炼温度控制在140-160℃；
(4)挤出造粒
将步骤(3)得到的密炼产物转至双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒的过程中喂料温度控制在160-220℃，熔融温度控制在220-240℃，挤出温度控制在200-240℃。
实施例2
本实施例制备一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，包括以下重量份的原料：高色素炭黑40份；聚酰胺树脂100份；分散剂5份；硅烷偶联剂3份；抗氧剂0.6份；所述聚酰胺树脂为PA46，分散剂选用分散剂II，硅烷偶联剂选用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)。
制备方法包括以下步骤：
(1)备料
按照以下重量份称取各原料，高色素炭黑40份；聚酰胺树脂100份；分散剂5份；硅烷偶联剂3份；抗氧剂0.6份；
(2)高色素炭黑改性
将高色素炭黑与硅烷偶联剂混合均匀，在0-10℃下球磨20min，制备得到硅烷偶联剂改性的高色素炭黑；
(3)混炼处理
将步骤(2)制备得到的硅烷偶联剂改性的高色素炭黑分散在溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散30min；继续加入分散剂II、抗氧剂超声分散20min后，加入聚酰胺树脂混合搅拌均匀，转至密炼机中混炼40min，密炼温度控制在140-160℃；
(4)挤出造粒
将步骤(3)得到的密炼产物转至双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒的过程中喂料温度控制在160-220℃，熔融温度控制在220-240℃，挤出温度控制在200-240℃。
实施例3
本实施例制备一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，包括以下重量份的原料：高色素炭黑60份；聚酰胺树脂60份；分散剂9份；硅烷偶联剂4份；抗氧剂0.9份；所述聚酰胺树脂为PA6T，分散剂选用分散剂III，硅烷偶联剂选用环氧丁基三甲氧基硅烷。
制备方法包括以下步骤：
(1)备料
按照以下重量份称取各原料，高色素炭黑60份；聚酰胺树脂60份；分散剂9份；硅烷偶联剂4份；抗氧剂0.9份；
(2)高色素炭黑改性
将高色素炭黑与硅烷偶联剂混合均匀，在0-10℃下球磨30min，制备得到硅烷偶联剂改性的高色素炭黑；
(3)混炼处理
将步骤(2)制备得到的硅烷偶联剂改性的高色素炭黑分散在溶剂N-甲基吡咯烷酮中，超声分散30min；继续加入分散剂III、抗氧剂超声分散20min后，加入聚酰胺树脂混合搅拌均匀，转至密炼机中混炼50min，密炼温度控制在140-160℃；
(4)挤出造粒
将步骤(3)得到的密炼产物转至双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒的过程中喂料温度控制在160-220℃，熔融温度控制在220-240℃，挤出温度控制在200-240℃。
实施例4
本实施例制备一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，包括以下重量份的原料：高色素炭黑70份；聚酰胺树脂90份；分散剂8份；硅烷偶联剂4份；抗氧剂0.7份；所述聚酰胺树脂为PA9T，分散剂选用分散剂IV，硅烷偶联剂选用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(DL602)。
制备方法包括以下步骤：
(1)备料
按照以下重量份称取各原料，高色素炭黑70份；聚酰胺树脂90份；分散剂8份；硅烷偶联剂4份；抗氧剂0.7份；
(2)高色素炭黑改性
将高色素炭黑与硅烷偶联剂混合均匀，在0-10℃下球磨30min，制备得到硅烷偶联剂改性的高色素炭黑；
(3)混炼处理
将步骤(2)制备得到的硅烷偶联剂改性的高色素炭黑分散在溶剂己内酰胺中，超声分散30min；继续加入分散剂IV、抗氧剂超声分散10min后，加入聚酰胺树脂混合搅拌均匀，转至密炼机中混炼50min，密炼温度控制在140-160℃；
(4)挤出造粒
将步骤(3)得到的密炼产物转至双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒的过程中喂料温度控制在160-220℃，熔融温度控制在220-240℃，挤出温度控制在200-240℃。
以实施例4为基础，制备不同硅烷偶联剂、分散剂的高色素炭黑-聚酰胺色母粒，测试不同硅烷偶联剂和分散剂对色母粒黑度、光泽度和色相的影响；
其中，表面光泽度测试：称取实施例1-4和对比例1-8制备得到的高色素炭黑-聚酰胺色母粒，加入PA66树脂(数均分子量14000，熔融指数(230℃/2.16Kg)为40g/10min)中，加入量为1％，在200℃下注塑制备尺寸长*宽*厚为100mm*100mm*2mm的方板，方板表面光亮，采用表面光泽度计测试组合物表面光泽度，读取60°的数值结果。
色相测试：称取实施例1-4和对比例1-8制备得到的高色素炭黑-聚酰胺色母粒，加入PA66树脂(数均分子量14000，熔融指数(230℃/2.16Kg)为40g/10min)中，加入量为1％，在200℃下注塑制备尺寸长*宽*厚为100mm*100mm*2mm的方板，方板表面光亮，采用CR400色差仪测试方板表面的L，a，b值，具体组成和测试结果见表1：
表1
Figure GDA0003112310360000111
从表1的测试数据发现，本发明通过选用特定的分子内含有环氧基或伯氨基的硅烷偶联剂，与特定的分散剂配合使用，能够较好的将高色素炭黑分散在聚酰胺载体树脂中，相较于传统的聚乙烯蜡和EBS等小分子分散剂，本发明制备得到高色素炭黑-聚酰胺色母粒具有高的光泽度和黑度，且能够消除炭黑色母粒的红相现象。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，其特征在于：包括以下重量份计的原料：
高色素炭黑40-80份；聚酰胺树脂60-100份；分散剂5-10份；硅烷偶联剂2-5份；抗氧剂0.5-1份；
所述分散剂包括式(I)或式(II)的结构单元(a)、式(III)的结构单元(b)和式(IV)的结构单元(c)，重均分子量为5000-9000：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（式I）；
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（式II），
Figure DEST_PATH_IMAGE003
式（III）；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式（IV）；
所述R1和R3各自独立的选自氢、C1-C3的烷基；所述R2选自C5-C10的烷基，或羟基取代的C5-C10的烷基；所述R4和R5各自独立的选自氢、C1-C3的烷基或苯基，或羟基 取代的C1-C3的烷基；所述结构单元(a)、结构单元(b)、结构单元(c)的摩尔比为(1-3)：(2-5)：(6-8)。
2.根据权利要求1所述的一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，其特征在于：所述高色素炭黑经过臭氧、硝酸氧化改性，粒径为8-20nm，比表面积为300-600m2/g，吸油值＜1.8ml/g；挥发分含量达到4.5-6.5wt％。
3.根据权利要求1-2任一项权利要求所述的一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，其特征在于：所述聚酰胺树脂选自PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010、PA4T、PA6T、PA9T、PA10T、PA11T或PA12T的一种。
4.根据权利要求3所述的一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，其特征在于：所述硅烷偶联剂为分子内含有环氧基或伯氨基的硅烷偶联剂。
5.根据权利要求4所述的一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(DL602)，环氧丁基三甲氧基硅烷的一种。
6.根据权利要求5所述的一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒，其特征在于：包括以下重量份计的原料；
高色素炭黑60-80份；聚酰胺树脂80-100份；分散剂8-10份；硅烷偶联剂2-5份；抗氧剂0.5-1份。
7.一种权利要求1-6任一项权利要求所述的高色素炭黑-聚酰胺色母粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)备料
按照配方量称取各原料；
(2)高色素炭黑改性
将高色素炭黑与硅烷偶联剂混合均匀，在0-10℃下球磨20-40min，制备得到硅烷偶联剂改性的高色素炭黑；
(3)混炼处理
将步骤(2)制备得到的硅烷偶联剂改性的高色素炭黑分散在溶剂中，超声分散20-40min；继续加入分散剂、抗氧剂超声分散10-20min后，加入聚酰胺树脂混合搅拌均匀，转至密炼机中混炼30-60min，密炼温度控制在140-160℃；
(4)挤出造粒
将步骤(3)得到的密炼产物转至双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒的过程中喂料温度控制在160-220℃，熔融温度控制在220-240℃，挤出温度控制在200-240℃。
8.根据权利要求7所述的一种高色素炭黑-聚酰胺色母粒的制备方法，其特征在于：所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮，己内酰胺的一种。
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CN103694691A (zh) * 2013-12-28 2014-04-02 宁波金富亮塑料科技有限公司 一种灰色抗uv尼龙用色母粒
CN103694683A (zh) * 2013-12-28 2014-04-02 宁波金富亮塑料科技有限公司 一种尼龙用色母粒
CN111286191A (zh) * 2019-12-30 2020-06-16 浙江普利特新材料有限公司 一种高强度、高亮黑、玻纤增强尼龙材料及其制备方法
CN112063166B (zh) * 2020-08-06 2022-12-27 福建永荣锦江股份有限公司 聚酰胺6纤维用蓝相黑母粒及其制备方法与应用

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