CN110294889A - 一种色母粒在制备塑料制品中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及着色母粒领域,公开了一种色母粒在制备塑料制品中的应用。该色母粒在与淀粉母粒体系中具有良好的相容性以及分散性。本发明提供的色母粒,具有良好的着色性以及良好的韧性,能够在体系中具有良好的分散性,适用于吹塑制品、注塑制品、挤出制品等。

Description

一种色母粒在制备塑料制品中的应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种色母粒在制备塑料制品中的应用。
背景技术
色母(Color Master Batch)的全称叫色母粒,也叫色种,是一种新型高分子材料专用着色剂,亦称颜料制备物(PigmentPreparation)。
色母粒是一种由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂,经良好分散而成的塑料着色剂,其所选用的树脂对着色剂具有良好润湿和分散作用,并且与被着色材料具有良好的相容性。
色母粒有着广泛的用途,尤其是塑料中,但是随着色母粒广泛的应用,对色母粒也提出更好的要求。例如在使用色母过程中对于色母粒的稳定性及加工性能要求较高,因此,在色母粒制备过程中需要添加各种助剂,而添加的助剂又会对色母颜料的分散性能及效果产生不利影响,并且容易引起色母粒中颜料在高温下流失或者变色,且后续制得的产品表面又会由于色母粒的变色或分散不均,导致产品出现白点,严重影响产品的外观品质;而现有的色母粒制备方法及材料又各有其不足之处,例如,存在着原料品种单一,制造方法粗糙,产品性能不佳等问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述缺陷,提供一种色母粒在制备塑料制品中的应用,本发明提供的色母用于塑料制品时,表现出良好的力学性能、分散性能以及显色效果。
为了实现上述目的,本发明提供了一种色母粒在制备塑料制品中的应用,所述色母粒含有颜料和载体,以100重量份的所述载体为基准,所述颜料的含量为20-80重量份。
优选地,所述载体为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、POE、 ABS和EVA中的一种或多种。
优选地,所述色母粒还含有加工助剂。
优选地,以100重量份的所述载体为基准,所述加工助剂的含量为3- 20重量份。
优选地,所述加工助剂选自分散剂或添加剂中的一种或多种。
优选地,所述分散剂选自聚乙烯低分子蜡、硬脂酸盐和磷酸酯中的一种或多种。
优选地,所述添加剂选自阻燃剂、增亮剂、抗菌剂、抗静电剂和抗氧化剂中的一种或多种。
优选地,所述颜料的粒径为1-30μm。
优选地,所述颜料为有机颜料和/或无机颜料。
优选地,所述有机颜料选自酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、颜料黄、颜料蓝和偶氮红中的一种或多种。
优选地,所述无机颜料选自镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红和氧化铁黄中的一种或多种。
优选地,所述聚乙烯为低密度聚乙烯。
优选地,所述POE的密度为0.85-1.20g/cm3和/或具有20%以下的结晶度。
优选地,所述载体为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、ABS和 EVA中的一种或多种与POE的混合物。
优选地,所述混合物中POE的含量为30-70重量%。
优选地,所述色母粒的粒径为10-30μm。
本发明提供的色母粒在制备塑料制品中的应用,尤其适用于淀粉母粒,在淀粉母粒中有着良好的分散性。
本发明相对于现有的产品,具有以下优点:
1、本发明的成本低,除了本专利中所记载的原料,无需添加其他任何原料,能够有效地减少工艺的经济成本,并且所使用的原料间相互配合,获得的产品性能优良;
2、本发明的POE弹性体、EVA弹性体、TPE弹性体作为主要的基体弹性体,与颜料、加工助剂实现了非常好的相互作用,保证其产品的均匀性;
3、本发明的色母粒质软、断裂伸长性能优良。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中,如无特别说明,所用的各材料均可通过商购获得,如无特别说明,所用的方法为本领域的常规方法。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面,本发明提供了一种色母粒在制备塑料制品中的应用,所述色母粒含有颜料和载体,以100重量份的所述载体为基准,所述颜料的含量为20-80重量份。
为了保证色母的分散性能及显色效果,本发明中,优选地,所述载体为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、POE、ABS和EVA中的一种或多种。
为了保证色母的加工性、稳定性及力学性能,本发明中,优选地,所述色母粒还含有加工助剂。
优选地,以100重量份的所述载体为基准,所述加工助剂的含量为3- 20重量份。
优选地,所述加工助剂选自分散剂或添加剂中的一种或多种。
优选地,所述分散剂选自聚乙烯低分子蜡、硬脂酸盐、磷酸酯中的一种或多种。
优选地,所述添加剂选自阻燃剂、增亮剂、抗菌剂、抗静电剂和抗氧化剂中的一种或多种。
对于上述添加剂的含量没有特别的限定,可以根据具体使用需求进行选择或复配,对于其用量比,可以由本领域技术人员根据实际需求进行确定得到。
为了进一步保证色母的显色效果,本发明中,优选地,所述颜料的粒径为1-30μm;更优选地,所述颜料的粒径为1-20μm。
优选地,所述颜料为有机颜料和/或无机颜料。
优选地,所述有机颜料选自酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、颜料黄、颜料蓝和偶氮红中的一种或多种。
优选地,所述无机颜料选自镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红和氧化铁黄中的一种或多种。
优选地,所述聚乙烯为低密度聚乙烯。
优选地,所述POE的密度为0.85-1.20g/cm3和/或具有20%以下的结晶度。
为了进一步提升色母的分散性能及显色效果,在本发明中,优选地,所述载体为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、ABS和EVA中的一种或多种与POE的混合物。例如可以为2种组分的混合物:聚乙烯和POE的混合物;聚丙烯和POE的混合物;聚氯乙烯和POE的混合物或者聚碳酸酯和POE的混合物,或者为3种组分的混合物,在此不再一一列举。
在本发明中,为了进一步提升色母的分散性能及显色效果,优选地,所述混合物中POE的含量为30-70重量%。对于上述混合物的POE的含量,当其超过最大含量范围时,其在提升色母的分散性能及显色效果方面的增效并没有大幅提升,当其含量不足最小含量范围时,对于色母的分散性能及显色效果会产生不利影响,也可以根据产品性能及生产综合成本的考量,进行相应调整。
本发明中,色母粒的制备方法可以采用本领域常规的各种方法进行制备,在本发明的具体实施方式中,色母粒通过将各组分混合后经密炼机搅拌及单螺杆挤出机熔融、挤出,切粒制得。
对于上述色母粒的粒径没有特别的限定,依据色母粒生产设备的实际情况考量以及对于后续利用的便利性的考量,在本发明的方法中,优选地,所述色母粒的粒径为10-30μm。
本发明中,对于上述制品没有特别的限定,例如可以为吹塑制品、注塑制品、挤塑制品或发泡制品。
下面通过实施例对本发明进行详细地说明,但本发明并不仅限于下述实施例。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外,均为市购。
性能测试方法如下:
拉伸强度、撕裂强度、抗摆锤冲击、穿刺强度测试、热封强度:按照相应国家标准测试方法进行测试。
拉伸性能测试:按照GB/T 1040.3-2006测试,试样采用2型,长度为150mm,宽度为15mm,试验速度为200mm/min,检测样品纵向和横向两个方向的数据;
撕裂强度测试:按GB/T 16578.2-2009的规定进行。检测样品纵向和横向两个方向的数据;
热封强度测试:
抗摆锤冲击:按GB/T 8809-2015标准进行测试;
穿刺强度:按GB/T 10004-2008标准进行测试;
拉断力单位为N,拉伸强度单位为MPa,断裂伸长率单位为%,抗摆锤冲击单位为J,穿刺强度单位为N。
实施例1
POE 20重量%,颜料14重量份,聚乙烯蜡2重量份,抗氧剂1重量份。
实施例2
POE 80重量份,颜料56重量份,聚乙烯蜡8重量份,抗氧剂4重量份。
实施例3
POE 60重量份,颜料36重量份,聚乙烯蜡6重量份,抗氧剂3重量份。
实施例4
POE 90重量份,颜料45重量份,聚乙烯蜡3重量份,EBS 3重量份,抗氧剂3重量份。
实施例5
POE 20重量份,聚乙烯50重量份,颜料50重量份,EBS 8重量份,抗氧剂3重量份。
实施例6
POE 80重量份,聚乙烯50重量份,颜料40重量份,EBS 4重量份,抗氧剂2重量份。
实施例7
POE 20重量份,EVA50重量份,颜料49重量份,聚乙烯蜡5重量份, EBS 3重量份,抗氧剂3重量份。
实施例8
POE 80重量份,EVA50重量份,颜料33重量份,聚乙烯蜡3重量份,EBS 3重量份,抗氧剂1重量份。
实施例9
POE 20重量份,聚氯乙烯60重量份,颜料42重量份,聚乙烯蜡6重量份,EBS 4重量份,抗氧剂2重量份。
实施例10
POE 80重量份,聚氯乙烯60重量份,颜料35重量份,聚乙烯蜡3重量份,EBS 3重量份,抗氧剂1重量份。
对比例1
POE 100重量份,颜料80重量份,EBS 4重量份,抗氧剂1重量份。
对比例2
POE 40重量份,聚乙烯60重量份,颜料32重量份,聚乙烯蜡6重量份,抗氧剂2重量份。
制备色母粒M1-M10以及D1-D2
将实施例1-10以及对比例1-2的色母粒组分混合后经密炼机搅拌及单螺杆挤出机熔融、挤出、切粒,得到所述色母粒,具体方法如下:
A.混料
将按重量份称取的上述载体与加工助剂加入密炼机中,预混料5分钟,再加入按重量份称取的颜料继续混合3分钟后出料。
B.挤出
将步骤A混好的料移至单螺杆挤出机,挤出机的各温区温度为85℃, 105-℃,125℃,135℃,120℃,挤出机模头温度为125℃。
C.造粒,包装
将挤出的料条经冷却水冷却后,经造粒机造粒,造粒的颗粒长度不超过3cm,造粒后冷却至常温包装即可。
制备塑料产品S1-S10与SD1-SD2
分别取上述制得的色母粒M1-M10以及D1-D2(15重量份)与PE (25重量份),淀粉母粒(苏州汉丰新材料股份有限公司)(60重量份) 按照下述方式制备塑料。
将原料混合后投入吹膜机吹膜,设置吹膜机各区温度为:一区140℃、二区160℃、三区165℃、四区165℃、五区170℃、上模头170℃、下模头 165℃,得到塑料产品S1-S10与SD1-SD2。
对上述S1-S10与SD1-SD2进行测试,测试结果见下述表1。
表1
通过上述表1可知,采用本发明的淀粉色母粒制得的含有淀粉的薄膜产品,具有优良的韧性与很好的强度。
上述实施例中使用的淀粉母粒,颜料具体为钛白粉/炭黑)POE的密度为0.89g/cm3和/或具有20%以下结晶度。
S1-S10的薄膜韧性良好,断裂伸长率大于300%,抗摆锤与穿刺性能优异;添加色母后,S1-S10的薄膜表面无白点,表面光滑,分散均匀,SD1- SD2表面出现白点;S1-S10的显色效果优异,添加含量低的本色母粒,淀粉基快递袋遮光度优异,SD1-SD2表现较差。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种色母粒在制备塑料制品中的应用,其特征在于,所述色母粒含有颜料和载体,以100重量份的所述载体为基准,所述颜料的含量为20-80重量份。
2.根据权利要求1所述的应用,其中,所述载体为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、POE、ABS和EVA中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其中,所述色母粒还含有加工助剂。
4.根据权利要求3所述的应用,其中,以100重量份的所述载体为基准,所述加工助剂的含量为3-20重量份。
5.根据权利要求4所述的应用,其中,所述加工助剂选自分散剂或添加剂中的一种或多种;
优选地,所述分散剂选自聚乙烯低分子蜡、硬脂酸盐和磷酸酯中的一种或多种;
优选地,所述添加剂选自阻燃剂、增亮剂、抗菌剂、抗静电剂和抗氧化剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用,其中,所述颜料的粒径为1-30μm。
7.根据权利要求6所述的应用,其中,所述颜料为有机颜料和/或无机颜料;
优选地,所述有机颜料选自酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、颜料黄、颜料蓝和偶氮红中的一种或多种;
优选地,所述无机颜料选自镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红和氧化铁黄中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的应用,其中,所述聚乙烯为低密度聚乙烯。
9.根据权利要求2所述的应用,其中,所述POE的密度为0.85-1.20g/cm3和/或具有20%以下的结晶度。
10.根据权利要求8或9所述的应用,其中,所述载体为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、ABS和EVA中的一种或多种与POE的混合物;
优选地,所述混合物中POE的含量为30-70重量%。
11.根据权利要求1所述的应用,其中,所述色母粒的粒径为10-30μm。
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