CN115028934B - 一种大红珠光色母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大红珠光色母粒及其制备方法，该大红珠光色母粒由以下质量份数的组分组成：苯乙烯‑丙烯腈共聚物85‑94%、改性聚氨酯0.5‑2%、染料2‑4%、珠光粉3‑5%；改性聚氨酯由以下质量份数的组分制成：异佛尔酮二异氰酸酯45‑50份、有机锡催化剂2‑4份、聚醚多元醇35‑45份、二羟基喹啉26‑32份、有机溶剂80‑100份。相较于现有技术，改性聚氨酯可以有效提高珠光粉和染料的分散性，使得大红珠光色母粒的表面光泽度，也不易出现退色或者变色现象，同时能有效抑制染料对苯乙烯‑丙烯腈共聚物力学性能的影响。

Description

一种大红珠光色母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及色母领域，尤其是涉及一种大红珠光色母粒及其制备方法。

背景技术

塑料着色不但能美化产品而且能遮盖塑料的某些性能，提高产品的品质和外在感官，将着色剂加入塑料树脂中，经过混炼设备处理制备色母粒，以使得着色剂在加工过程中具有良好的分散性。

苯乙烯-丙烯腈树脂又称为AS树脂，其以优异的耐高温性、出色的光泽度和耐化学介质性受到人们的关注，但发明人发现,采用红色染料作为苯乙烯-丙烯腈树脂的着色剂来制备色母粒时，色母粒容易出现退色或者变色现象，难以呈现纯正的红色。

发明内容

为使苯乙烯-丙烯腈树脂稳定地呈现红色效果，而不易出现退色或者变色现象，本申请提供一种大红珠光色母粒及其制备方法。

一种大红珠光色母粒，主要由以下质量份数的组分组成：

苯乙烯-丙烯腈共聚物85-94％

改性聚氨酯0.5-2％

染料2-4％

珠光粉3-5％

所述改性聚氨酯由以下质量份数的组分制成：

异佛尔酮二异氰酸酯45-50份

有机锡催化剂2-4份

聚醚多元醇35-45份

二羟基喹啉26-32份

有机溶剂80-100份。

由上述异佛尔酮二异氰酸酯、有机锡催化剂、聚醚多元醇、二羟基喹啉和有机溶剂制成的改性聚氨酯，能增加色母粒中染料和珠光粉与苯乙烯-丙烯腈共聚物的相容性，提高色母粒的表面光泽度，减少染料退色或者变色、珠光粉光泽下降的不合格品出现，使苯乙烯-丙烯腈树脂稳定地呈现红色效果，同时能有效抑制染料对苯乙烯-丙烯腈共聚物力学性能的影响，苯乙烯-丙烯腈共聚物的拉伸强度和冲击强度保持率较高，因此色母粒的稳定性较佳。

优选的，所述二羟基喹啉为2，4-二羟基喹啉、2，8-二羟基喹啉和2，6-二羟基喹啉中的一种或者多种的组合。

2，4-二羟基喹啉、2，8-二羟基喹啉和2，6-二羟基喹啉作为合成改性聚氨酯的原料，改性聚氨酯均能提高色母粒的表面光泽度和力学性能，提高染料和珠光粉在苯乙烯-丙烯腈共聚物中的分散性。

优选的，所述有机锡催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、二月桂酸二正辛基锡和马来酸二辛基锡中的一种或者多种组合。

优选的，所述有机溶剂为N，N-二甲基乙酰胺。

上述组分在N，N-二甲基乙酰胺中溶解分散性佳，使得聚氨酯预聚体与二羟基喹啉更易相互反应结合，得到分散性更佳的改性聚氨酯。

优选的，所述改性聚氨酯的制备方法如下：

步骤(1)，在无水干燥条件下，将异佛尔酮二异氰酸酯、有机锡催化剂、聚醚多元醇在氮气保护下混合，保持80-90℃反应3-4h，得到聚氨酯预聚物；

步骤(2)，在聚氨酯预聚物中加入二羟基喹啉和有机溶剂，保持58-65℃反应0.5-1h，降温，蒸馏除去有机溶剂，出料，得到改性聚氨酯。

优选的，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物由熔体流动速率为40-45g/10min和熔体流动速率为3-5g/10min组合。

通过熔体流动速率分别为40-45g/10min和3-5g/10min的苯乙烯-丙烯腈作为主体材料，能提高色母粒的流动性，有助于塑化分散，同时全面提高各项力学性能。

优选的，将所述大红珠光色母粒添加在苯乙烯、高强度聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚碳酸酯、聚甲醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚酰胺中。

将大红珠光色母粒添加在苯乙烯、高强度聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚碳酸酯、聚甲醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚酰胺中，均能保持较高的颜色稳定性。

一种大红珠光色母粒的制备方法，包括以下步骤：将苯乙烯-丙烯腈共聚物、染料和改性聚氨酯混合，搅拌3-5min，再加入珠光粉，搅拌1-2min，得到色母混合料，色母混合料经过挤出混炼、挤出拉条、水冷、抽湿和切粒，得到大红珠光色母粒。

珠光粉在高剪切黏度环境下长时间搅拌，珠光粉粒径会明显减少导致色母粒的光泽度下降，本申请大红珠光色母粒的制备过程中，充分考虑珠光的分散性和光泽度，将大红珠光色母粒各组分在搅拌作用下在较短时间内快速分散均匀，使得染料发挥较高着色力，珠光粉也能发挥较好的珠光效果。

优选的，所述色母混合料挤出混炼的温度为200-220℃。

在上述挤出混炼温度下，苯乙烯-丙烯腈共聚物的流动性较佳，与染料、改性聚氨酯快速混合均匀。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由上述异佛尔酮二异氰酸酯、有机锡催化剂、聚醚多元醇、二羟基喹啉和有机溶剂制成的改性聚氨酯可以有效提高珠光粉和染料的分散性，使得大红珠光色母粒的表面光泽度，也不易出现退色或者变色现象，使苯乙烯-丙烯腈树脂稳定地呈现红色效果，同时能有效抑制染料对苯乙烯-丙烯腈共聚物力学性能的影响。

2、2，4-二羟基喹啉、2，8-二羟基喹啉和2，6-二羟基喹啉作为原料，改性聚氨酯均能提高色母粒的表面光泽度和力学性能，增加染料和珠光粉的分散性。

3、通过采用熔体流动速率分别为40-45g/10min和3-5g/10min的两种苯乙烯-丙烯腈作为主体材料，能提高色母粒的流动性，有助于塑化分散，同时全面提高各项力学性能。

具体实施方式

以下实施例以及对比例中采用的原料均可通过市售得到。

实施例1

一种大红珠光色母粒的制备方法如下：

1)改性聚氨酯的制备：

步骤(1)，在无水干燥条件下，将5kg异佛尔酮二异氰酸酯、0.2kg二丁基锡二月桂酸酯和3.5kg聚丙醇400在氮气保护下投入搅拌釜中，90℃恒温反应3h，得到聚氨酯预聚物；

步骤(2)，在聚氨酯预聚物中投入2.6kg的2,4-二羟基喹啉和10kgN，N-二甲基乙酰胺，保持58-65℃恒温反应0.5-1h，降温至室温，在-0.09MPa，95℃下蒸馏30min，除去有机溶剂，出料，得到改性聚氨酯。

2)大红珠光色母粒的制备：

将5kg苯乙烯-丙烯腈共聚物奇美PN-107、4.4kg苯乙烯-丙烯腈共聚物82-TR、0.2kg染料和0.05kg改性聚氨酯投入搅拌缸内，搅拌3min，再加入0.1kg珠光粉Iriodin 163和0.2kg珠光粉Iriodin 7205，搅拌2min，得到色母混合料，造粒机温度调整至200℃，色母混合料经过挤出混炼、挤出拉条、水冷、抽湿和切粒，得到大红珠光色母粒。

实施例2

一种大红珠光色母粒的制备方法如下：

1)改性聚氨酯的制备：

步骤(1)，在无水干燥条件下，将4.5kg异佛尔酮二异氰酸酯、0.4kg二丁基锡二月桂酸酯和4kg聚丙醇500在氮气保护下投入搅拌釜中，85℃恒温反应3.5h，得到聚氨酯预聚物。

步骤(2)，在聚氨酯预聚物中投入3.2kg的2,4-二羟基喹啉和8kgN，N-二甲基乙酰胺，保持60℃恒温反应0.5-1h，降温至室温，在-0.09MPa，95℃下蒸馏30min，除去有机溶剂，出料，得到改性聚氨酯。

2)大红珠光色母粒的制备：

将5kg苯乙烯-丙烯腈共聚物奇美PN-107、4kg苯乙烯-丙烯腈共聚物82-TR、0.3kg染料和0.1kg改性聚氨酯投入搅拌缸内，搅拌4min，再加入0.2kg珠光粉Iriodin 163和0.2kg珠光粉Iriodin 7205，搅拌1min，得到色母混合料，造粒机温度调整至210℃，色母混合料经过挤出混炼、挤出拉条、水冷、抽湿和切粒，得到大红珠光色母粒。

实施例3

一种大红珠光色母粒的制备方法如下：

1)改性聚氨酯的制备：

步骤(1)，在无水干燥条件下，将4.8kg异佛尔酮二异氰酸酯、0.3kg二丁基锡二月桂酸酯和4.5kg聚丙醇600在氮气保护下投入搅拌釜中，80℃恒温反应4h，得到聚氨酯预聚物；

步骤(2)，在聚氨酯预聚物中投入2.8kg的2,4-二羟基喹啉和9kgN，N-二甲基乙酰胺，保持58℃恒温反应1h，降温至室温，在-0.09MPa，95℃下蒸馏30min，除去有机溶剂，出料，得到改性聚氨酯。

2)大红珠光色母粒的制备：

将5kg苯乙烯-丙烯腈共聚物奇美PN-107、3.5kg苯乙烯-丙烯腈共聚物82-TR、0.4kg染料和0.2kg改性聚氨酯投入搅拌缸内，搅拌5min，再加入0.3kg珠光粉Iriodin 163和0.2kg珠光粉Iriodin 7205，搅拌3min，得到色母混合料，造粒机温度调整至220℃，色母混合料经过挤出混炼、挤出拉条、水冷、抽湿和切粒，得到大红珠光色母粒。

对比例1

一种大红珠光色母粒的制备方法，与实施例2的区别在于：大红珠光色母粒的制备过程中不加入改性聚氨酯。具体为：将5kg苯乙烯-丙烯腈共聚物奇美PN-107、4kg苯乙烯-丙烯腈共聚物82-TR和0.3kg染料投入搅拌缸内，搅拌4min，再加入0.2kg珠光粉Iriodin 163和0.2kg珠光粉Iriodin 7205，搅拌1min，得到色母混合料，造粒机温度调整至210℃，色母混合料经过挤出混炼、挤出拉条、水冷、抽湿和切粒，得到大红珠光色母粒。

对比例2

一种大红珠光色母粒的制备方法，与实施例2的区别在于：采用1,4-丁二醇等量替换2,4-二羟基喹啉。

实验1

将上述实施例以及对比例制得的大红珠光色母粒与AS树脂按照质量比为1:99混合，在注塑机上成型，在自然光下观察色泽分布状况，并观察色点、墨点的大小和个数，有无条纹、色斑。

将上述注塑成型后的试样

实验2

将上述实施例以及对比例制得的大红珠光色母粒分别与AS树脂按照质量比为4:96混合着色试样和同等条件下未着色空白试样，注塑成冲击试验试样，按照GB/T 1843-2018《塑料悬臂梁冲击强度的测定》分别进行试验，按公式计算冲击强度保留率。

实验3

将上述实施例以及对比例制得的大红珠光色母粒分别与AS树脂按照质量比为4:96混合着色试样和同等条件下未着色空白试样，注塑成拉伸试验试样，按照GB/T 1040.2-2018《塑料拉伸性能的测定》分别进行试验，按公式计算拉伸强度保留率。

实验1-3的测试结果见表1。

表1

由上述表1中实施例1-3的数据可以看出，本申请制备的大红珠光色母的外观不存在色点、墨点；无条纹、色斑，且冲击强度保留率和拉伸强度保留率十分高，证明本申请制得的色母粒中，染料和珠光粉的分散性佳，且色母粒的力学性能保持良好。

实施例2相较于对比例1增加改性聚氨酯，从外观来看，实施例2的大红珠光色母粒无明显色点、墨点，也无条纹、色斑，与对比例1的相差明显，证明加入改性聚氨酯对于提高染料和珠光粉的分散性有明显效果。从力学性能测试结果来看，实施例2的大红珠光色母粒的冲击强度保留率和拉伸强度保留率均明显高于对比例1的，证明加入改性聚氨酯还能提高色母粒的力学性能。

实施例2与对比例2的区别在于两者制得的聚氨酯结构不同，实施例2的外观、冲击强度保留率和拉伸强度保留率与对比例2的外观、冲击强度保留率和拉伸强度保留率都相差十分明显，证明本申请制得的改性聚氨酯不但对染料和珠光粉的分散效果要明显高于对比例2的，且对于色母粒的冲击强度保留率和拉伸强度保留率效果也更好。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种大红珠光色母粒，其特征在于：由以下质量份数的组分组成：

苯乙烯-丙烯腈共聚物85-94%

改性聚氨酯0.5-2%

染料2-4%

珠光粉3-5%

所述改性聚氨酯由以下质量份数的组分制成：

异佛尔酮二异氰酸酯45-50份

有机锡催化剂2-4份

聚醚多元醇35-45份

二羟基喹啉26-32份

有机溶剂80-100份；

所述二羟基喹啉为2，4-二羟基喹啉、2，8-二羟基喹啉和2，6-二羟基喹啉中的一种或者多种的组合；

所述改性聚氨酯的制备方法如下：

步骤（1），在无水干燥条件下，将异佛尔酮二异氰酸酯、有机锡催化剂、聚醚多元醇在氮气保护下混合，保持80-90℃反应3-4h，得到聚氨酯预聚物；

步骤（2），在聚氨酯预聚物中加入二羟基喹啉和有机溶剂，保持58-65℃反应0.5-1h，降温，蒸馏除去有机溶剂，出料，得到改性聚氨酯。

2.根据权利要求1所述的一种大红珠光色母粒，其特征在于：所述有机锡催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、二月桂酸二正辛基锡和马来酸二辛基锡中的一种或者多种组合。

3.根据权利要求1所述的一种大红珠光色母粒，其特征在于：所述有机溶剂为N，N-二甲基乙酰胺。

4.根据权利要求1所述的一种大红珠光色母粒，其特征在于：所述苯乙烯-丙烯腈共聚物由熔体流动速率为40-45 g/10min和熔体流动速率为3-5 g/10min组合。

5.根据权利要求1所述的一种大红珠光色母粒，其特征在于：将所述大红珠光色母粒添加在苯乙烯、高强度聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚碳酸酯、聚甲醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚酰胺中。

6.一种如权利要求1-5任一所述的大红珠光色母粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将苯乙烯-丙烯腈共聚物、染料和改性聚氨酯混合，搅拌3-5min，再加入珠光粉，搅拌1-2min，得到色母混合料，色母混合料经过挤出混炼、挤出拉条、水冷、抽湿和切粒，得到大红珠光色母粒。

7.根据权利要求6所述的大红珠光色母粒的制备方法，其特征在于：所述色母混合料挤出混炼的温度为200-220℃。