CN114685917A - 一种fep色母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种FEP色母粒及其制备方法，其中FEP色母粒由以下质量份的原料制成：FEP树脂：70％‑90％，分散剂1：1％‑5％，分散剂2：0.5％‑2％，色粉：5％‑25％，所述FEP树脂为经端基处理过的FEP树脂粉料，分子链上所含的极性基团数在20ppm以内，所述分散剂1为分子量在10万以下，未经彻底端基处理的FEP树脂粉末，极性基团在100‑400ppm之间，所述分散剂2为氟油。本发明在两种分散剂的协同作用下，色粉与树脂的界面相容性得以改善，同时体系的熔融粘度降低，分散能够更好分散在FEP树脂基体中，改善了传统FEP色母粒存在的色粉分散不均匀导致的色差大的问题。

Description

一种FEP色母粒及其制备方法
技术领域
本发明属于氟化工技术领域，具体涉及氟塑料技术。
背景技术
聚全氟乙丙烯(FEP)具有优异的物理机械性能、耐化学品腐蚀性、耐高温性和电绝缘性能，因而被广泛地应用在电子通讯、航空航天和医疗器械等领域。为扩展FEP的应用范围，有时需要对树脂本体进行着色。直接在加工过程中使用色粉进行着色，不仅容易造成环境污染，而且色粉分散容易不均会导致制品表面产生缺陷。而使用色母对树脂基体进行着色能够很好地解决上述问题。在制备FEP色母的过程中，为了能使色粉均匀地分散在FEP树脂中，往往需要添加分散剂，但是由于FEP加工温度较高，一般的分散剂在加工过程中容易分解，并且可能产生结块造成色度差异，影响产品的品质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种FEP色母粒及其制备方法，避免分散剂在加工过程中分解，以及产生结块造成色度差异。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一方面，提供了一种FEP色母粒，由以下质量份的原料制成：FEP树脂：70％-90％，分散剂1：1％-5％，分散剂2：0.5％-2％，色粉：5％-25％，所述FEP树脂为经端基处理过的FEP树脂粉料，分子链上所含的极性基团数在20ppm以内，所述分散剂1为分子量在10万以下，未经彻底端基处理的FEP树脂粉末，极性基团在100-400ppm之间，所述分散剂2为氟油。
优选的，所述氟油为分解温度高于350℃含氟油类物质中的任意一种或者两种以上组合。
另外一方面，提供了一种FEP色母粒的制备方法，首先，将色粉与氟油按质量比投入到高速混合机中进行预混，时间不少于10分钟；然后将FEP树脂和分散剂1投入到高速混合机中进行混合，时间不少于10分钟；最后将混合后的原料投入到螺杆挤出机中进行挤出造粒。
本发明FEP色母粒采用了低分子量FEP与氟油作为分散剂，其中氟油与FEP具有较好的相容性，同时其热稳定性保证在加工过程中不容易发生分解。而含有一定数量极性基团的低分子量FEP粉末，其分子链上所含有机长链和极性基团，能起到表面处理剂的作用。在两者的协同作用下，色粉与树脂的界面相容性得以改善，同时体系的熔融粘度降低，分散能够更好分散在FEP树脂基体中，改善了传统FEP色母粒存在的色粉分散不均匀导致的色差大的问题。
本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中进行详细的说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种FEP色母粒，由以下质量份的原料制成：FEP树脂：70％-90％，分散剂1：1％-5％，分散剂2：0.5％-2％，色粉：5％-25％，所述FEP树脂为经端基处理过的FEP树脂粉料，分子链上所含的极性基团数在20ppm以内，所述分散剂1为分子量在10万以下，未经彻底端基处理的FEP树脂粉末，极性基团在100-400ppm之间，所述分散剂2为氟油。
本发明FEP色母粒配方采用了低分子量FEP与氟油作为分散剂，其中氟油的添加量不应超过5％，氟油在起到分散作用的同时也起到润滑的作用，当添加量较小时可起到减少物料摩擦，防止物料局部过热分解，而添加量超过5％时，物料过于润滑，对色粉的剪切分散是不利的，甚至可能造成物料打滑而挤出不良。而作为分散剂2的低分子量FEP，由于其保留一定的端基，分子链上含有较多的极性基团，与基体有较好相容性的同时也能增强基体与色粉间的界面强度，但是不稳定基团易水解，宏观上会造成成品的色差，因此添加量一般控制在不超过2％。同理，作为基体的FEP树脂应严格控制极性基团含量，通过端基稳定化处理使其极性基团含量控制在20ppm以内。另外聚合物的熔融指数受分子量大小影响，分子量越大，其熔融指数越低，作为分散剂而言其辅助分散色粉的效果也就越差。因此，作为分散剂的FEP粉末也应控制其分子量在10万以下的水平。
其中，所述氟油为分解温度高于350℃含氟油类物质中的任意一种或者两种以上组合。例如，所述氟油为聚全氟异丙醚油、全氟烃油、氟氯碳油中的任意一种或者两种以上组合。
可以理解的是，所述的色粉为耐高温的无机颜料。
本发明中原料的质量可以做出调整，例如，优选的，由以下质量份的原料制成：FEP树脂：70％-75％，分散剂1：4％-5％，分散剂2：0.5％-1％，色粉：20％-25％。又例如，由以下质量份的原料制成：FEP树脂：80-85％，分散剂1：2％-3％，分散剂2：1％-2％，色粉：10％-15％。另外，还可以由以下质量份的原料制成：FEP树脂：85-90％，分散剂1：1％-2％，分散剂2：2％-3％，色粉：5％-10％。
具体的，所述FEP色母粒由以下质量份的原料制成：FEP树脂：85％，分散剂1：4％，分散剂2：1％，色粉：10％。或者，所述FEP色母粒由以下质量份的原料制成：FEP树脂：90％，分散剂1：3.5％，分散剂2：1.5％，色粉：5％。或者，所述FEP色母粒由以下质量份的原料制成：FEP树脂：70％，分散剂1：3％，分散剂2：2％，色粉：25％。
本发明还提供的一种可熔性聚四氟乙烯制备方法，采用上述的一种FEP色母粒中的原料进行制备，首先，将色粉与氟油按质量比投入到高速混合机中进行预混，时间不少于10分钟；然后将FEP树脂和分散剂1投入到高速混合机中进行混合，时间不少于10分钟；最后将混合后的原料投入到螺杆挤出机中进行挤出造粒。
在两种分散剂的协同作用下，物料整体的熔融粘度下降，螺杆剪切的作用更有利于将色粉均匀地分散在FEP树脂基体中。
以下结合具体实施例对本发明做出进一步的说明。
实施例1：
一种高性能的FEP色母粒，由以下质量份的原料制成：FEP树脂：1.70kg，低分子量FEP：0.04kg，氟醚油：0.06kg，色粉：0.2kg。制备步骤如下，
步骤1：将0.2kg色粉和0.06kg氟醚油投入到高速混合机中，混合15分钟，待用。
步骤2：再将1.70kgFEP树脂和0.04kg低分子量FEP投入到该高速混合机中，再100rpm转速下混合5分钟，得到分散均匀的混合原料，待用。
步骤3：将该混合料投入到双螺杆挤出机料斗中，设定挤出机温度为310-380℃，高温熔融挤出造粒得到FEP色母粒，再经过烘干后得到FEP色母粒成品。
实施例2：
一种高性能的FEP色母粒，由以下质量份的原料制成：FEP树脂：1.6kg，低分子量FEP：0.06kg，氟醚油：0.04kg，色粉：0.30kg。制备步骤如下，
步骤1：将0.30kg色粉和0.04kg氟醚油投入到高速混合机中，混合15分钟，待用。
步骤2：再将1.60kgFEP树脂和0.06kg低分子量FEP投入到该高速混合机中，再100rpm转速下混合5分钟，得到分散均匀的混合原料，待用。
步骤3：将该混合料投入到双螺杆挤出机料斗中，设定挤出机温度为310-380℃，高温熔融挤出造粒得到FEP色母粒，再经过烘干后得到FEP色母粒成品。
实施例3：
一种高性能的FEP色母粒，由以下质量份的原料制成：FEP树脂：1.40kg，低分子量FEP：0.08kg，氟醚油：0.02kg，色粉：0.5kg。制备步骤如下，
步骤1：将0.5kg色粉和0.02kg氟醚油投入到高速混合机中，混合15分钟，待用。
步骤2：再将1.40kgFEP树脂和0.08kg低分子量FEP投入到该高速混合机中，再100rpm转速下混合5分钟，得到分散均匀的混合原料，待用。
步骤3：将该混合料投入到双螺杆挤出机料斗中，设定挤出机温度为310-380℃，高温熔融挤出造粒得到FEP色母粒，再经过烘干后得到FEP色母粒成品。
对比例1：
步骤1：将0.24Kg色粉和0.06kg氟醚油投入到高速混合机中，混合15分钟，待用。
步骤2：再将1.70kgFEP投入到该高速混合机中，在100rpm转速下混合5分钟，得到分散均匀的混合原料，待用。
步骤3：将该混合料投入到双螺杆挤出机料斗中，设定挤出机温度为310-380℃，高温熔融挤出造粒得到FEP色母粒，再经过烘干后得到FEP色母粒成品。
对比例2：
步骤1：将0.24kg色粉和1.70kgFEP树脂和0.06kg低分子量FEP一起投入到高速混合机中，在100rpm转速下混合20分钟，得到分散均匀的混合原料，待用。
步骤2：将该混合料投入到双螺杆挤出机料斗中，设定挤出机温度为310-380℃，高温熔融挤出造粒得到FEP色母粒，再经过烘干后得到FEP色母粒成品。
分别将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2所制备的FEP色母按添加比5％制成着色料，测试力学性能并分别将该5种着色料压制成膜，放置在显微镜下进行观测。同时对制备的色母粒进行热分析和拉线表面缺陷测试，对比结果如表1所示.
表1：
Figure BDA0003605541470000061
Figure BDA0003605541470000071
通过上述分散性测试结果表面，本发明中的分散体系能够使颜料能够在FEP树脂中分散均匀，制成着色料后具有良好的力学性能，同时拥有较高的分解温度和较少的表面缺陷。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种FEP色母粒，其特征在于，由以下质量份的原料制成：FEP树脂：70％-90％，分散剂1：1％-5％，分散剂2：0.5％-2％，色粉：5％-25％，所述FEP树脂为经端基处理过的FEP树脂粉料，分子链上所含的极性基团数在20ppm以内，所述分散剂1为分子量在10万以下，未经彻底端基处理的FEP树脂粉末，极性基团在100-400ppm之间，所述分散剂2为氟油。
2.根据权利要求1所述的一种FEP色母粒，其特征在于：所述氟油为分解温度高于350℃含氟油类物质中的任意一种或者两种以上组合。
3.根据权利要求2所述的一种FEP色母粒，其特征在于：所述氟油为聚全氟异丙醚油、全氟烃油、氟氯碳油中的任意一种或者两种以上组合。
4.根据权利要求1所述的一种FEP色母粒，其特征在于：由以下质量份的原料制成：FEP树脂：70％-75％，分散剂1：4％-5％，分散剂2：0.5％-1％，色粉：20％-25％。
5.根据权利要求1所述的一种FEP色母粒，其特征在于：由以下质量份的原料制成：FEP树脂：80-85％，分散剂1：2％-3％，分散剂2：1％-2％，色粉：10％-15％。
6.根据权利要求1所述的一种FEP色母粒，其特征在于：由以下质量份的原料制成：FEP树脂：85-90％，分散剂1：1％-2％，分散剂2：2％-3％，色粉：5％-10％。
7.根据权利要求1所述的一种FEP色母粒，其特征在于：由以下质量份的原料制成：FEP树脂：85％，分散剂1：4％，分散剂2：1％，色粉：10％。
8.根据权利要求1所述的一种FEP色母粒，其特征在于：由以下质量份的原料制成：FEP树脂：90％，分散剂1：3.5％，分散剂2：1.5％，色粉：5％。
9.根据权利要求1所述的一种FEP色母粒，其特征在于：由以下质量份的原料制成：FEP树脂：70％，分散剂1：3％，分散剂2：2％，色粉：25％。
10.一种FEP色母粒的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的一种FEP色母粒中的原料进行制备，首先，将色粉与氟油按质量比投入到高速混合机中进行预混，时间不少于10分钟；然后将FEP树脂和分散剂1投入到高速混合机中进行混合，时间不少于10分钟；最后将混合后的原料投入到螺杆挤出机中进行挤出造粒。
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