CN109575417B - 色母料混配物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种色母料混配物及其制备方法，该色母料混配物由聚烯烃树脂、色粉、聚乙烯蜡以及有机颜料制成，具体方法是先将有机颜料与聚烯烃树脂以及聚乙烯蜡加工得到高浓度单色母料，再将其与聚烯烃树脂稀释得到低浓度单色母料，最后再与聚烯烃树脂、色粉以及聚乙烯蜡加工得到色母料混配物。本发明的方法最终能够制得着色强度较高、分散度较好的色母料混配物，将其应用到塑料制品着色中能够产生优异的色泽通透性，适合于中高档聚烯烃塑料制品的着色加工。

Description

色母料混配物及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种色母料混配物及其制备方法。
背景技术
珠光色母料因其优异的特殊质感使其在塑料加工中的应用十分广泛。然而，现有的珠光色母料在有机颜料分散性和珠光质感方面仍然存在较大不足。
有机颜料分散效果较差不仅会导致珠光色母料分散度较差，着色强度不高，而且还会使得塑料制品存在不规则的色点。
现有的珠光色母料基本都是采用高速混合机混料，高速混合对珠光粉粒度破坏较大，影响珠光质感，所着色塑料制品的色泽通透性不好。
虽然也有文献报道（参见中国专利文献CN101392077A和CN104312109A）可以先高速混合其它物料，再加入珠光粉进行低速混合，但是该技术手段对珠光质感改善有限，而且对有机颜料的分散性作用不大。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种着色强度较高、分散度较好、珠光质感较强、所着色塑料制品的色泽通透性较好的色母料混配物及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种色母料混配物，由下述重量百分比的组分制成：聚烯烃树脂20～45%；珠光粉20～30%；聚乙烯蜡5～10%；低浓度单色母料30～40%。
所述低浓度单色母料由下述重量百分比的组分制成：聚烯烃树脂75～85%；高浓度单色母料15～25%。
所述高浓度单色母料由下述重量百分比的组分制成：聚烯烃树脂57～65%；有机颜料30～40%；聚乙烯蜡3～5%。
所述聚烯烃树脂为LLDPE、LDPE、EVA、POE、PP中的一种或者两种以上（含两种）；优选LLDPE和/或LDPE。
所述LLDPE和/或LDPE优选平均粒径为50～300μm的粉状颗粒。
当所述聚烯烃树脂采用两种以上（含两种）时，可以同时加入，也可以先后加入。
所述有机颜料为高透明度的有机颜料；优选下述颜料中的一种或者两种以上（含两种）：C.I.Pigment Yellow 17、C.I.Pigment Yellow 83、C.I.Pigment Yellow 180、C.I.Pigment Orange 64、C.I.Pigment Orange 71、C.I.Pigment Red 48︰2、C.I.PigmentRed 48︰3、C.I.Pigment Red 57︰1、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Violet 19、C.I.Pigment Violet 23、C.I.Pigment Blue 15︰1、C.I.Pigment Blue 15︰3、C.I.PigmentGreen 7、C.I.Pigment Green 36。
上述色母料混配物的制备方法，具有以下步骤：
①将有机颜料与聚烯烃树脂以及聚乙烯蜡按照上述配方加工得到高浓度单色母料；
②将步骤①制得的高浓度单色母料稀释得到低浓度单色母料；
③将步骤②制得的低浓度单色母料与聚烯烃树脂、珠光粉以及聚乙烯蜡按照上述配方加工得到色母料混配物【也称珠光色母料】。
上述步骤①中所述加工采用的是连续密炼工艺。
所述连续密炼工艺的温度为170～200℃。
所述连续密炼工艺的时间为1～15min，优选为3～5min。
上述步骤②稀释得到的低浓度单色母料中有机颜料的浓度优选为5～10wt%。
上述步骤②中所述稀释是将高浓度单色母料与聚烯烃树脂按照15～25%︰75～85%的重量百分比混合后，采用单螺杆挤出机加工得到。
所述单螺杆挤出机各区温度及模头温度均为145～155℃。
所述单螺杆挤出机螺杆转速为80～120rpm。
上述步骤③中所述加工是先用螺带式卧式搅拌机进行混合，再用单螺杆挤出机进行加工。
所述螺带式卧式搅拌机的螺带转速为50～100rpm。
所述螺带式卧式搅拌机的搅拌混合时间为1～15min，优选为3～5min。
所述单螺杆挤出机优选设有真空脱气装置的单螺杆挤出机。
所述单螺杆挤出机各区温度为：一区95～105℃，二区115～125℃，三区135～145℃，四区145～155℃，五区145～155℃，六区135～145℃，七区125～135℃，模头130±5℃。
所述单螺杆挤出机螺杆转速为80～120rpm。
本发明具有的积极效果：
（1）本发明的方法先行采用少量（不超过有机颜料2倍用量）的聚烯烃树脂与有机颜料制成高浓度单色母料，然后再与部分聚烯烃树脂混合制成低浓度单色母料，这种加工方式能够明显改善有机颜料的分散性，提高珠光色母料的着色强度，改善分散度。
（2）本发明的方法通过先行制得低浓度单色母料，然后再将其与珠光粉以及部分聚烯烃树脂制成珠光色母料，相比于现有技术只是将珠光粉后续加入到混合物中在高速混合机中进行低速混合的加工方式能够更好的改善珠光质感。
（3）目前在珠光色母料的混料加工中几乎没有采用连续密炼机以及螺带式卧式搅拌机的，虽然前者混料效率较高，但是其高剪切力会对珠光粉带来较大损失，而后者虽然具有较低的剪切力，但是混料效率较低；而本发明的方法恰恰可以发挥这两者的优点，又避免了这两者的缺点。
（4）本发明的方法最终能够制得着色强度较高、分散度较好、珠光质感较强的珠光色母料，将其应用到塑料制品着色中能够产生优异的珠光效果，色泽通透性较好，适合于中高档聚烯烃塑料制品的着色加工。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的色母料混配物的制备方法具体如下：
①制备高浓度单色母料。
将4.2kg的LLDPE树脂、2.52kg的有机颜料以及0.28kg的聚乙烯蜡加入到连续密炼机（来源于美国法莱尔公司）中，在185±2℃的温度下连续密炼3～5min，再经造粒得到7kg高浓度单色母料。
该高浓度单色母料中有机颜料的浓度为36wt%。
本实施例采用的有机颜料为C.I.Pigment Yellow 17。
②制备低浓度单色母料。
将步骤①制得的7kg高浓度单色母料与28kg的LLDPE树脂混合后，加入到单螺杆挤出机中，经挤出混炼、拉条水冷、切粒，得到35kg低浓度单色母料。
该低浓度单色母料中有机颜料的浓度为7.2wt%。
该单螺杆挤出机各区温度及模头温度均为150±5℃，螺杆转速为100rpm。
③制备色母料混配物。
将步骤②制得的35kg低浓度单色母料与33kg的LLDPE树脂、7kg的聚乙烯蜡以及25kg的珠光粉加入到螺带式卧式搅拌机进行混合，然后再将混合物加入到设有真空脱气装置的单螺杆挤出机中，经挤出混炼、抽真空脱气、拉条水冷、切粒，得到色母料混配物。
螺带式卧式搅拌机的螺带转速为75rpm，搅拌混合时间为3～5min。
该单螺杆挤出机各区温度为：一区100℃，二区120℃，三区140℃，四区150℃，五区150℃，六区140℃，七区130℃，模头130℃，螺杆转速为100rpm。
本实施例步骤①～步骤③中采用的LLDPE树脂均是平均粒径为150～200μm的粉状颗粒。
本实施例采用的聚乙烯蜡的分子量为3000～4500，熔点为103～107℃。
本实施例采用的珠光粉是10kg平均粒径为5～25μm的白色珠光粉和15kg平均粒径为10～60μm的金色珠光粉。
（实施例2～实施例3）
各实施例的制备方法与实施例1基本相同，不同之处见表1。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（实施例4～实施例6）
各实施例的制备方法与实施例1基本相同，不同之处见表2。
表2
实施例1 实施例4 实施例5 实施例6
步骤①中加入的树脂 4.2kg的LLDPE树脂 4.2kg的LLDPE树脂 4.2kg的LDPE树脂 2.1kg的LDPE树脂+2.1kg的LLDPE树脂
步骤②中加入的树脂 28kg的LLDPE树脂 28kg的LLDPE树脂 28kg的EVA树脂 14kg的LDPE树脂+14kg的LLDPE树脂
步骤③中加入的树脂 33kg的LLDPE树脂 33kg的EVA树脂 33kg的LLDPE树脂 16kg的LLDPE树脂+17kg的LLDPE树脂
（对比例1）
本对比例的色母料的制备方法具体如下：
①将65.2kg平均粒径为150～200μm的粉状颗粒LLDPE树脂、10kg平均粒径为5～25μm的白色珠光粉、15kg平均粒径为10～60μm的白色珠光粉、7.28kg的聚乙烯蜡【分子量为3000～4500，熔点为103～107℃】以及2.52kg的有机颜料C.I.Pigment Yellow 17一起加入到高速混合机中，在800rpm的转速下高速混合3～5min，得到混合均匀的物料。
②将步骤①得到的物料再加入到设有真空脱气装置的单螺杆挤出机中，经挤出混炼、抽真空脱气、拉条水冷、切粒，得到色母料。
（对比例2）
本对比例的色母料的制备方法具体如下：
①将65.2kg平均粒径为150～200μm的粉状颗粒LLDPE树脂、7.28kg的聚乙烯蜡【分子量为3000～4500，熔点为103～107℃】以及2.52kg的有机颜料C.I.Pigment Yellow 17先加入到高速混合机中，在800rpm的转速下高速混合3～5min，得到混合均匀的物料。
②然后向高速混合机中加入10kg平均粒径为5～25μm的白色珠光粉以及15kg平均粒径为10～60μm的白色珠光粉，在100rpm的转速下低速混合3～5min，得到混合均匀的物料。
③将步骤②得到的物料再加入到设有真空脱气装置的单螺杆挤出机中，经挤出混炼、抽真空脱气、拉条水冷、切粒，得到色母料。
（测试例）
分别对实施例1和实施例6制得的色母料混配物以及对比例1和对比例2制得的色母料进行相关性能测试，结果见表3。
表3
实施例1 实施例6 对比例1 对比例2
着色强度（%） 104 101 92 95
分散度（个/100mm×100mm） 1 2 10 8
珠光质感 强 强 弱 中
（应用例）
分别将实施例1和实施例6制得的色母料混配物以及对比例1和对比例2制得的色母料采用常规方法应用到塑料制品着色加工中（添加量均为10wt%），测试相关性能，结果见表4。
表4
实施例1 实施例6 对比例1 对比例2
＞1.0mm的色点（个/m<sup>2</sup>） 无 无 2 1
＞0.6～1.0mm的色点（个/m<sup>2</sup>） 无 无 10 4
0.3～0.6mm的色点（个/m<sup>2</sup>） 1 2 较多 8
流痕 无 无 较多 较少
色泽通透性 好 好 差 中
注：表3中的着色强度和分散度以及表4中的色点的测试方法参照行业标准《QB/T1648-1992聚乙烯着色母料》。

Claims (8)

1.一种色母料混配物的制备方法，具有以下步骤：
①将有机颜料与聚烯烃树脂以及聚乙烯蜡按照配方加工得到高浓度单色母料；所述高浓度单色母料由下述重量百分比的组分制成：聚烯烃树脂57～65%；有机颜料30～40%；聚乙烯蜡3～5%；所述加工采用的是连续密炼工艺；
②将步骤①制得的高浓度单色母料稀释得到低浓度单色母料；所述低浓度单色母料由下述重量百分比的组分制成：聚烯烃树脂75～85%；高浓度单色母料15～25%；
③将步骤②制得的低浓度单色母料与聚烯烃树脂、珠光粉以及聚乙烯蜡按照配方加工得到色母料混配物；所述色母料混配物由下述重量百分比的组分制成：聚烯烃树脂20～45%；珠光粉20～30%；聚乙烯蜡5～10%；低浓度单色母料30～40%；所述加工是先用螺带式卧式搅拌机进行混合，再用单螺杆挤出机进行加工。
2.根据权利要求1所述的色母料混配物的制备方法，其特征在于：所述聚烯烃树脂为LLDPE、LDPE、EVA、POE、PP中的一种或者两种以上。
3.根据权利要求1所述的色母料混配物的制备方法，其特征在于：所述有机颜料为下述颜料中的一种或者两种以上：C.I.Pigment Yellow 17、C.I.Pigment Yellow 83、C.I.Pigment Yellow 180、C.I.Pigment Orange 64、C.I.Pigment Orange 71、C.I.Pigment Red 48︰2、C.I.Pigment Red 48︰3、C.I.Pigment Red 57︰1、C.I.PigmentRed 122、C.I.Pigment Violet 19、C.I.Pigment Violet 23、C.I.Pigment Blue 15︰1、C.I.Pigment Blue 15︰3、C.I.Pigment Green 7、C.I.Pigment Green 36。
4.根据权利要求1所述的色母料混配物的制备方法，其特征在于：所述连续密炼工艺的温度为170～200℃，时间为1～15min。
5.根据权利要求1所述的色母料混配物的制备方法，其特征在于：上述步骤②稀释得到的低浓度单色母料中有机颜料的浓度为5～10wt%。
6.根据权利要求1所述的色母料混配物的制备方法，其特征在于：所述螺带式卧式搅拌机的螺带转速为50～100rpm，搅拌混合时间为1～15min。
7.根据权利要求1所述的色母料混配物的制备方法，其特征在于：所述单螺杆挤出机为设有真空脱气装置的单螺杆挤出机。
8.一种由权利要求1至7中任一方法制备得到的色母料混配物。
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