CN1903937A - 一种pet色母料及其制造方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PET色母料及其制造方法和用途,它含有PET和颜料,颜料的粒径10-1000纳米,色母料中含有10%-80%的颜料,颜料是耐热温度不小于300℃的有机颜料或无机颜料,所述颜料以颗粒状分散在PET中。其制造方法为:将PET溶解到有机溶剂中;将颜料材料分散到同样的有机溶剂中;将上述溶液和分散液混合,搅拌,制得混合液;(对混合液加热蒸发,除去有机溶剂,得到PET色母料。有机溶剂是硝基苯或邻氯苯酚,或三氟乙酸与二氯甲烷体积比50∶50的混和溶液。上述PET色母料可作为PET的着色剂。采用本发明色母料能大大提高了着色效果,能大幅提高色母料的用量、光泽、着色透明性等。
Description
技术领域
本发明涉及一种PET色母料及其制造方法和用途。
背景技术
PET(聚对苯二甲酸乙二酯)是由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇为原料,用直接缩聚法和酯交换法制得的热塑性饱和聚酯树脂。PET可用于抽丝制纤维、挤塑并双轴拉伸制薄膜和薄片、吹塑制饮料瓶、增强及合金化制品用作机械、电子零部件等。
色母料是由有机颜料、助剂、作为载体的树脂,在熔融温度下混合,并通过挤出机进行径向与轴向混合,使颜料粒子均匀分布在载体中,经挤出、切粒制得颜料浓缩着色物或制备物。目前已生产有注射成型用、吹膜用、纤维用以及多功能型等各种色母粒产品。在塑料、树脂着色时,将被着色的树脂与具有良好相容性的色母粒,按特定配方将颜料粒子均匀地分散在着色树脂中。此工艺具有工艺简单、颜色重现性好、环境污染小、着色的产品质量高等特点。目前,中国市场色母粒需求约占整个亚洲市场的50%,韩国、中国占亚洲地区色母粒市场的70%。亚洲地区包装业对色母粒的需求仍保持较高的增长态势。
如化工新型材料编辑部出版的《化工新型材料》2005年第三十三卷第六期(国内统一刊号CN11-2357/TQ)第76-77页公开了“色砂在聚合物中的使用和效果”。文献介绍:高分子材料传统着色方法是添加颜料、色母料共混加工,或采用喷涂、彩塑(或色彩专用料)等工艺。颜料是具有一定粉化度,且一般不能自由流动的粉料,如:钛白粉、锌白。色母粒是指颜料按20%~80%比例、经研磨或双螺杆挤出均匀地分散到树脂中而制得的颜色颗粒,具有着色效果优越、便于自动计量和运输、节约能源、无粉尘、无污染等优点,在塑料等材料的着色中应用普遍。为降低最终产品成本,色母粒向颜料高浓度方向发展,由于色母粒中颜料含量越高,颜料愈难分散,且在制作透明色母粒时更难以分散。因此,国外推出类似颜料预分散体的产品——色砂,颜料含量高达80%,分散效果较好,可直接应用,亦可以与树脂混合造粒或制备高浓度色母粒。色砂采用独特的胶囊化工艺,以低熔点物质作为载体,包裹了完全分散均匀的高浓度色彩而成一种聚集体,使其具有更高的着色效率。文献还介绍了HCA荷兰色彩公司的色砂载体熔点约85℃,其中HOLCOBATCH色砂含有65%有无机颜料或25%的有机颜料,平均直径2μm。该种产品主要有以下三方面优点:(1)在混料部分没有任何颜料污染;(2)采用在线着色系统,着色剂在挤出机或注塑机的加料口进行加料;(3)提供了一个可以快速更换颜色的清洁、灵活、先进的着色方案。但由于上述产品中含有的有无机颜料或有机颜料粒径较大,一方面不能满足PET的一些用途的要求,如化纤抽丝。另一方面,着色透明性、用料、光泽等方面也有待进一步的提高。
发明内容
本发明拟解决的问题是提供一着色透明性好、用料省、光泽鲜艳、环保且能满足PET的用途的PET色母料及其制造方法和用途。
为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:一种PET色母料,它含有PET和颜料,所述颜料的粒径10-1000纳米,所述色母料中含有10%-80%的颜料,所述颜料是耐热温度不小于300℃的有机颜料或无机颜料,所述颜料以颗粒状分散在PET中。
上述的PET色母料,所述颜料的粒径最好为50-500纳米。所述色母料中最好含有20%-50%的颜料。所述有机颜料是偶氮颜料或酞菁颜料或多环颜料。所述无机颜料是碳黑或镉黄或铁红或铁蓝。
前述的PET色母料的制造方法,它包括以下步骤:
(1)将PET溶解到有机溶剂中,制得溶液A;
(2)将颜料材料分散到步骤(1)同样的有机溶剂中,制得分散液B;
(3)将溶液A和分散液B混合,搅拌,制得混合液C;
(4)对混合液C加热蒸发,除去有机溶剂,得到PET色母料。
上述有机溶剂是硝基苯或邻氯苯酚,或三氟乙酸与二氯甲烷体积比50∶50的混和溶液;所述颜料是为有机颜料或无机颜料;上述步骤中,控制色母料中含有10%-80%的颜料,最好为20%-50%。
所述颜料的粒径为10-1000纳米,最好为50-500纳米。
上述PET色母料的用途,可作为PET的着色剂。
采用本发明方法,首先将颜料分散在有机溶剂中,并且可通过高速搅拌、剪切、超声波等方法,使色颜料充分分散。当这种充分分散的分散液与PET有机溶剂溶液混合,蒸发溶剂后可使颜料颗粒充分分散在PET中。这样得到的分散体,形象的看是颗粒状的颜料镶嵌在连续相的PET中,也可以看作是颜料外均包覆了一层或多层PET,解决了颜料团聚和分散不好的问题。另一方面,通过本发明的色母料来对PET着色,由于色母料中的颜料颗粒小,能大大提高了着色效果,能大幅提高色母料的用量、光泽、着色透明性等。另外,用本发明方法对混合液C加热蒸发,除去的有机溶剂可回收利用,既节约生产成本,又符合环保要求。
具体实施方式
色母料的制造方法
第一步:溶液A的制备。取一定量的PET溶解到有机溶剂中,有机溶剂可以是硝基苯或邻氯苯酚,或三氟乙酸与二氯甲烷体积比50∶50的混和溶液,其溶解的工艺条件可以参照化学工业出版社2004年4月出版的《聚合物回收》[(京)新登字039号]第96-97页中介绍。在溶液A的制备过程中,为节约生产成本,PET溶解到有机溶剂中的浓度以接近饱和溶液为好。
第二步:分散液B的制备。取一定量颜料分散到与第一步同样的有机溶剂中。颜料为耐热温度不小于300℃的有机颜料或无机颜料,所用的颜料可在化学工业出版社2004年出版的“颜料工艺学”[(京)新登字039号]中介绍的颜料中选取,如偶氮颜料的颜料橙#5、酞菁颜料的酞菁蓝B、多环颜料的颜料黄-110、涂料用碳黑MC-3、镉黄、铁红、铁蓝等。在制备分散液B的过程中,颜料分散到有机溶剂可采用高速搅拌、剪切、超声波等方法搅拌、分散,使无机材料充分分散。当所采用的颜料颗粒较大时,可以延长速搅拌、剪切、超声波等时间,在不同的分散液B配制中,尽可能控制颜料到不同粒径,如10纳米、20纳米、50纳米、100纳、500纳米、800纳米、1000纳米。同时,为节约生产成本,颜料材料分散到有机溶剂中的浓度为:以能有效分散的接近最大分散量为好。
实施例1
取按第一步制备的含5%PET的硝基苯溶液(溶液A)20克,取按第二步制备的含10%偶氮颜料的颜料橙#5的分散液(分散液B)90克,将溶液A和分散液B混合,搅拌,制得混合液C后,对混合液C加热蒸发,除去有机溶剂硝基苯,得到偶氮颜料的颜料橙#5的PET色母料10克,其中颜料橙#5的含量为90%。
实施例2
取按第一步制备的含5%PET的硝基苯溶液(溶液A)100克,取按第二步制备的含10%酞菁颜料的酞菁蓝B的分散液(分散液B)100克,将溶液A和分散液B混合,搅拌,制得混合液C后,对混合液C加热蒸发,除去有机溶剂硝基苯,得到酞菁蓝B的PET色母料15克,其中酞菁蓝B的含量为约67%。
实施例3
取按第一步制备的含10%PET的邻氯苯酚溶液(溶液A)20克,取按第二步制备的含10%多环颜料的颜料黄-110的分散液(分散液B)80克,将溶液A和分散液B混合,搅拌,制得混合液C后,对混合液C加热蒸发,除去有机溶剂邻氯苯酚溶液,得到颜料黄-110的PET色母料10克,其中颜料黄-110的含量为80%。
实施例4
取按第一步制备的含10%PET的邻氯苯酚溶液(溶液A)200克,取按第二步制备的含10%涂料用碳黑MC-3的分散液(分散液B)200克,将溶液A和分散液B混合,搅拌,制得混合液C后,对混合液C加热蒸发,除去有机溶剂邻氯苯酚溶液,得到涂料用碳黑MC-3的PET色母料40克,其中P涂料用碳黑MC-3的含量为50%。
实施例5
取按第一步制备的含10%PET的三氟乙酸与二氯甲烷的混和溶液(溶液A)400克,取按第二步制备的含镉黄10%的分散液(分散液B)100克,将溶液A和分散液B混合,搅拌,制得混合液C后,对混合液C加热蒸发,除去有机溶剂三氟乙酸与二氯甲烷的混和液,得到镉黄的PET的色母料50克,其中镉黄的含量为20%。
实施例6
取按第一步制备的含10%PET的三氟乙酸与二氯甲烷的混和溶液(溶液A)450克,取按第二步制备的含铁红10%的分散液(分散液B)50克,将溶液A和分散液B混合,搅拌,制得混合液C后,对混合液C加热蒸发,除去有机溶剂三氟乙酸与二氯甲烷的混和液,得到铁红的PET色母料50克,其中铁红的含量为10%。
实施例7
取按第一步制备的含10%PET的硝基苯溶液(溶液A)340克,取按第二步制备的铁蓝10%的分散液(分散液B)60克,将溶液A和分散液B混合,搅拌,制得混合液C后,对混合液C加热蒸发,除去有机溶剂硝基苯,得到铁蓝的PET色母料40克,其中铁蓝的含量为约15%。
PET色母料的用途
将实施例1-7的PET色母料,与可作为PET的着色剂与PET共混后,改变PET的色泽。具体效果见下表:
实施例1-7的色母料与颜料直接染色的应用差别
产品 | 颜色 | 污染 | 着色透明性 | 用料 |
实施例一的色母料颜料橙#5 | 好较好 | 无有 | 较好一般 | 省一般 |
实施例二的色母料酞菁蓝B | 好较好 | 无有 | 较好一般 | 省一般 |
实施例三的色母料颜料黄-110 | 好较好 | 无有 | 较好一般 | 省一般 |
实施例四的色母料涂料用碳黑MC-3 | 好一般 | 无有 | 良好一般 | 省一般 |
实施例五的色母料隔黄 | 好较好 | 无有 | 良好一般 | 省一般 |
实施例六的色母料铁红 | 好较好 | 无有 | 较好一般 | 省一般 |
实施例七的色母料铁蓝 | 好较好 | 无有 | 较好一般 | 省一般 |
Claims (10)
1、一种PET色母料,它含有PET和颜料,其特征在于所述颜料的粒径10-1000纳米,所述色母料中含有10%-80%的颜料,所述颜料是耐热温度不小于300℃的有机颜料或无机颜料,所述颜料以颗粒状分散在PET中。
2、根据权利要求1所述的PET色母料,其特征在于所述颜料的粒径50-500纳米。
3、根据权利要求1所述的PET色母料,其特征在于所述色母料中含有20%-50%的颜料。
4、根据权利要求1所述PET色母料,其特征在于所述有机颜料是偶氮颜料或酞菁颜料或多环颜料。
5、根据权利要求1所述PET色母料,其特征在于所述无机颜料是碳黑或镉黄或铁红或铁蓝。
6、如权利要求1所述的PET色母料的制造方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将PET溶解到有机溶剂中,制得溶液A;
(2)将颜料材料分散到步骤(1)同样的有机溶剂中,制得分散液B;
(3)将溶液A和分散液B混合,搅拌,制得混合液C;
(4)对混合液C加热蒸发,除去有机溶剂,得到PET色母料。
上述有机溶剂是硝基苯或邻氯苯酚,或三氟乙酸与二氯甲烷体积比50∶50的混和溶液;所述颜料是为有机颜料或无机颜料;上述步骤中,控制色母料中含有10%-80%的颜料,最好为20%-50%。
7、根据权利要求6所述PET色母料的制造方法,起特征在于所述机颜料是偶氮颜料或酞青颜料或多环颜料。
8、根据权利要求6所述PET色母料的制造方法,起特征在于所述无机颜料是碳黑或镉黄或铁红或铁蓝。
9、根据权利要求6所述的PET色母料的制造方法,其特征在于所述颜料的粒径为10-1000纳米,最好为50-500纳米。
10、根据权利要求1所述的PET色母料的用途,其特征在于所述PET色母料作为PET的着色剂。
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