CN110776688A - 一种抗氧抗uv的色母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗氧抗UV的色母粒，按重量份数计，包括以下组分：高密度聚乙烯35‑50份、低密度聚乙烯15‑30份、抗紫外线剂10‑20份、抗氧化剂2‑10份、分散剂2‑8份、色粉2‑8份。该抗氧抗UV的色母粒的制备方法包括以下步骤：S1.初次混料：将高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂和分散剂混合，边搅拌边加热至200‑250℃得混合物A；S2.二次混料：向S1步骤中的混合物A中加入色粉，搅拌均匀并降温至160‑170℃得混合物B；S3.三次混料：向S2步骤中的混合物中加入抗紫外线剂和抗氧化剂，并搅拌均匀得混合物C;S4.挤出造粒：将S3步骤中的混合物C投入至挤出造粒机中，挤出造粒得抗氧抗UV的色母粒。本发明制备的色母粒具有可增强塑胶产品抗氧化性和抗紫外线性能的技术效果。

Description

一种抗氧抗UV的色母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑胶生产的技术领域，尤其是涉及一种抗氧抗UV的色母粒及其制备方法。
背景技术
色母粒又称为母粒、塑料母粒，是由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂，经过良好分散而成的塑胶着色剂。在塑胶制品加工的过程中，相较于直接加入颜料来说，采用色母粒的方式可以提高颜料的分散性和着色力，使加热熔融后的颜料颗粒可以更好的分散于塑胶制品中，提高塑胶制品颜色的稳定性。
现有的色母抗紫外线和抗氧化性能较差，无法保证塑胶制品在加工中和户外使用中的稳定性，一般都会降低塑胶制品的力学性能，从而降低塑胶制品的设计和使用寿命。
发明内容
本发明的目的一是提供一种可增强塑胶产品抗氧化性和抗紫外线性能的抗氧抗UV的色母粒。
本发明的目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种抗氧抗UV的色母粒，按重量份数计，包括以下组分：
Figure BDA0002273794940000011
进一步设置为：所述抗氧抗UV的色母粒按重量份数计包括以下组分：
Figure BDA0002273794940000012
通过采用上述技术方案，色母粒主料采用高密度聚乙烯和低密度聚乙烯，高密度聚乙烯具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好，但是其耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯。而低密度聚乙烯的硬度、拉伸强度和蠕变性等均不如高密度聚乙烯，高密度聚乙烯和低密度聚乙烯搭配，可取长补短，使色母粒具有更加平衡优异的使用性能。
抗紫外线剂赋予色母粒抗紫外线性能，使色母粒添加至塑胶中可提高塑胶的抗紫外线性能，抗氧化剂则赋予色母粒抗氧化性能，使色母粒添加至塑胶中可提高塑胶抗氧化性能。
进一步设置为：所述抗紫外线剂由重量比为(3-5):1的UV-531和UV-2908复配而成。
通过采用上述技术方案，UV-531能强烈吸收紫外线，尤其是波长在300-375nm的紫外线，且具有卓越的活性及与高聚物的良好的可混溶性和优异的耐热性，在塑胶加工过程中不会使塑胶品质变坏或挥发。UV-2908是优良的光稳定剂，其挥发性低、着色性小、化学稳定性好且耐酸碱，可有效增强色母粒与塑胶的耐候性。UV-531和UV-2908搭配使用，可使色母粒同时兼具二者的优异性能，对塑胶的性能增强效果更好。
进一步设置为：所述抗氧化剂由重量比为(2-3)：1的抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成。
通过采用上述技术方案，抗氧剂1010是一种大分子多功能受阻酚类抗氧剂，具有无污染，不着色，挥发性小，耐抽出性好等优点，对聚乙烯类树脂有卓越的抗氧化性能，可有效地延长制品的使用期限。抗氧剂1076是非污染型无毒受阻酚类抗氧剂，其对光稳定、不易变色、不污染、不着色、挥发性低，且耐水抽提、相容性好、抗氧化效能高，可有效增强塑胶制品的抗氧化性能。
进一步设置为：所述分散剂由重量比为1:1:4的聚乙烯蜡、扩散油与滑石粉复配而成。
通过采用上述技术方案，聚乙烯蜡、扩散油与滑石粉都具有良好的分散润滑性能，有助于提高颗粒原料的分散均匀性，提高色母粒的性质稳定性。此外，滑石粉可添加至色母粒中，可对色母粒起到强化改质填充作用，从而对添加有色母粒的塑胶制品起到增强效果。
本发明的目的二是提供上述抗氧抗UV的色母粒的制备方法，本发明的目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种抗氧抗UV的色母粒的制备方法，包括以下步骤：
S1.初次混料：将高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂和分散剂混合，边搅拌边加热至200-250℃得混合物A；
S2.二次混料：向S1步骤中的混合物A中加入色粉，搅拌均匀并降温至160-170℃得混合物B；
S3.三次混料：向S2步骤中的混合物中加入抗紫外线剂和抗氧化剂，并搅拌均匀得混合物C；
S4.挤出造粒：将S3步骤中的混合物C投入至挤出造粒机中，挤出造粒得抗氧抗UV的色母粒。
通过采用上述技术方案，S1步骤将色母粒的主料高密度聚乙烯和低密度聚乙烯先进行混合，并加入分散剂边搅拌边加热至200-250℃，使两种聚乙烯混合均匀且完全熔融，提高物料之间的均匀性，进而提高色母粒的性质均一稳定性。S2步骤中，向S1步骤得到的混合物A中加入色粉并搅拌均匀，使色母粒均匀上色，降温至160-170℃是由于此时两种聚乙烯已完全熔融且在此温度区间内不会凝固，降低加热能耗。S3步骤中，向S2步骤得到的混合物B中加入抗紫外线剂和抗氧化剂，使抗紫外线剂、抗氧化剂与混合物B充分混合均匀形成混合物C，赋予色母粒抗紫外线性能和抗氧化性能。S4步骤中，将S3步骤中的混合物C进行挤出造粒，得到成品色母粒。此工艺步骤综合配方中各组分物理化学性质，以合适的顺序进行加料及反应，使各组分充分发挥其性能优点，从而实现对色母粒更好的性能增强效果。
进一步设置为：所述S1步骤中，搅拌速度v1为50-70r/min,搅拌时间t1为40-60min。
通过采用上述技术方案，S1步骤中高密度聚乙烯和低密度聚乙烯及分散剂在50-70r/min速度下缓慢搅拌40-60min，可使加热过程中颗粒物料受热更加均匀，物料不易过热或物料受热不足导致粘结成块，从而降低出现色母粒不良品的可能性。
进一步设置为：所述S2步骤中，搅拌速度v2为300-500r/min，搅拌时间t2为10-20min。
通过采用上述技术方案，S2步骤中，向S1步骤制得的熔融态混合物A中加入色粉，在300-500r/min的速度下快速搅拌10-20min，可以使色粉更快速均匀地溶入熔融状态的混合物A中，从而使色母粒的颜色更加均匀。
进一步设置为：所述S3步骤中，搅拌速度v3为80-90r/min，搅拌时间t3为25-35min。
通过采用上述技术方案，S3步骤中，向S2步骤制得的混合物B中加入抗紫外线剂和抗氧化剂，抗紫外线剂和抗氧化剂在最后阶段加入，可避免抗紫外线剂或/和抗氧化剂在200-250℃温度下发生反应导致抗紫外线性能或/和抗氧化性能丧失，从而更好地赋予色母粒和塑胶制品抗紫外线性能和抗氧化性能。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
(1)色母粒的主料采用高密度聚乙烯和低密度聚乙烯进行搭配，使色母粒可同时具备两种聚乙烯优异的物化性质，即同时具备良好耐候性、化学稳定性、机械强度、硬度、拉伸强度和蠕变性等性能，使色母粒具有更加平衡优异的使用性能；
(2)配方中添加由UV-531和UV-2908复配而成的抗紫外线剂和由抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成的抗氧剂，使色母粒具有良好的抗紫外线性能和抗氧化性能，色母粒应用至塑胶制品中，也可对塑胶制品起到提高抗紫外线性能和抗氧化性能；
(3)在色母粒的制备方法中，不同的原料组分分别在不同的步骤进行投料并在不同的温度下进行混合，使物料之间混合更加均匀彻底，同时也对抗紫外线剂和抗氧化剂进行保护，使色母粒的抗紫外线性能和抗氧化性能更强更稳定。
具体实施方式
本发明具体实施方式的一种抗氧抗UV的色母粒，按重量份数计(1重量份数＝1kg)，包括如表1所示的组分。
表1实施例1-6各组分含量表(kg)
其中抗紫外线剂由重量比为(3-5)：1的UV-531和UV-2908复配而成。
抗氧化剂由重量比为(2-3)：1的抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成。
分散剂由重量比为1:1:4的聚乙烯蜡、扩散油与滑石粉复配而成。
本发明具体实施方式的一种抗氧抗UV的色母粒的制备方法，包括以下步骤：
S1.初次混料：将高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂和分散剂混合，边搅拌边加热至200-250℃得混合物A，搅拌速度为v1,搅拌时间为t1；
S2.二次混料：向S1步骤中的混合物A中加入色粉，搅拌均匀并降温至160-170℃得混合物B，搅拌速度为v2,搅拌时间为t2；
S3.三次混料：向S2步骤中的混合物中加入抗紫外线剂和抗氧化剂，并搅拌均匀得混合物C，搅拌速度为v3,搅拌时间为t3；
S4.挤出造粒：将S3步骤中的混合物C投入至挤出造粒机中，挤出造粒得抗氧抗UV的色母粒。其中，上述步骤中的工艺参数如表2所示。
表2实施例1-6工艺参数表
Figure BDA0002273794940000051
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：一种抗氧抗UV的色母粒，采用如表1所示的配方组分及上述制备方法及相应的工艺参数得到。
其中，抗紫外线剂由重量比为3：1的UV-531和UV-2908复配而成。
抗氧化剂由重量比为2：1的抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成。
实施例2：一种抗氧抗UV的色母粒，采用如表1所示的配方组分及上述制备方法及相应的工艺参数得到。
其中，抗紫外线剂由重量比为3.4：1的UV-531和UV-2908复配而成。
抗氧化剂由重量比为2.2：1的抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成。
实施例3：一种抗氧抗UV的色母粒，采用如表1所示的配方组分及上述制备方法及相应的工艺参数得到。
其中，抗紫外线剂由重量比为3.8：1的UV-531和UV-2908复配而成。
抗氧化剂由重量比为2.4：1的抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成。
实施例4：一种抗氧抗UV的色母粒，采用如表1所示的配方组分及上述制备方法及相应的工艺参数得到。
其中，抗紫外线剂由重量比为4.2：1的UV-531和UV-2908复配而成。
抗氧化剂由重量比为2.6：1的抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成。
实施例5：一种抗氧抗UV的色母粒，采用如表1所示的配方组分及上述制备方法及相应的工艺参数得到。
其中，抗紫外线剂由重量比为4.6：1的UV-531和UV-2908复配而成。
抗氧化剂由重量比为2.8：1的抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成。
实施例6：一种抗氧抗UV的色母粒，采用如表1所示的配方组分及上述制备方法及相应的工艺参数得到。
其中，抗紫外线剂由重量比为5：1的UV-531和UV-2908复配而成。
抗氧化剂由重量比为3：1的抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成。
实施例7：本实施例与实施例1的区别在于，抗紫外线剂等质量全部采用UV-328。
实施例8：本实施例与实施例1的区别在于，抗氧化剂等质量全部采用抗氧剂168。
实施例9：本实施例与实施例1的区别在于，分散剂等质量全部替换成石蜡。
对比例1：本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中的高密度聚乙烯全部等质量替换成低密度聚乙烯。
对比例2：本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中的低密度聚乙烯全部等量替换成高密度聚乙烯。
对比例3：本对比例与实施例1的区别在于，本对比例的抗氧抗UV的色母粒的制备方法中，高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、抗紫外线剂、抗氧化剂、分散剂和色粉均一次性混合并在250℃下搅拌至熔融态，再进行挤出造粒。
性能测试：
(1)按照GB 1035-1970《塑料耐热性(马丁)试验方法》、GB/T 1040《塑料拉伸性能的测定》和GB 1842-2008-T《塑料聚乙烯环境应力开裂试验方法》分别对实施例1-9和对比例1-3中制得的色母粒的耐热温度、拉伸强度和24h破坏百分率进行检测，测试结果如表3所示。
表3耐热温度、拉伸轻度、24h破坏百分率测试数据表
Figure BDA0002273794940000071
(2)取实施例1-9和对比例1-3中制得的色母粒，在波长为315-400nm、光照强度为6000μw/cm2的紫外线下曝光30d，按照GB/T 1040《塑料拉伸性能的测定》测定曝光30d后各种色母粒的断裂伸长率保持率，测试数据如表4所示。
表4紫外线曝光30d后断裂伸长率保持率测试数据表
Figure BDA0002273794940000072
本实施例的实施原理及有益效果为：采用高密度聚乙烯和低密度聚乙烯进行搭配作为色母粒主料，使色母粒同时兼备两种聚乙烯的性能优点，从而具有更加平衡优异的使用性能。配方中添加由UV-531和UV-2908复配而成的抗紫外线剂和由抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成的抗氧剂，使色母粒剂应用色母粒的塑胶制品具有良好的抗紫外线性能和抗氧化性能。在色母粒的制备方法中，不同的原料组分分别在不同的步骤进行投料并在不同的温度下进行混合，使物料之间混合更加均匀彻底，同时也对抗紫外线剂和抗氧化剂进行保护，使色母粒的抗紫外线性能和抗氧化性能更强更稳定。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抗氧抗UV的色母粒，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
高密度聚乙烯 35-50份；
低密度聚乙烯 15-30份；
抗紫外线剂 10-20份；
抗氧化剂 2-10份；
分散剂 2-8份；
色粉 2-8份。
2.根据权利要求1所述的一种抗氧抗UV的色母粒，其特征在于，所述抗氧抗UV的色母粒按重量份数计包括以下组分：
高密度聚乙烯 40-45份；
低密度聚乙烯 20-25份；
抗紫外线剂 12-17份；
抗氧化剂 3-8份；
分散剂 3-6份；
色粉 2-5份。
3.根据权利要求1所述的一种抗氧抗UV的色母粒，其特征在于：所述抗紫外线剂由重量比为（3-5）:1的UV-531和UV-2908复配而成。
4.根据权利要求1所述的一种抗氧抗UV的色母粒，其特征在于：所述抗氧化剂由重量比为（2-3）：1的抗氧化剂1010和抗氧剂1076复配而成。
5.根据权利要求1所述的一种抗氧抗UV的色母粒，其特征在于：所述分散剂由重量比为1:1:4的聚乙烯蜡、扩散油与滑石粉复配而成。
6.如权利要求1-5所述的一种抗氧抗UV的色母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.初次混料：将高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂和分散剂混合，边搅拌边加热至200-250℃得混合物A；
S2.二次混料：向S1步骤中的混合物A中加入色粉，搅拌均匀并降温至160-170℃得混合物B；
S3.三次混料：向S2步骤中的混合物中加入抗紫外线剂和抗氧化剂，并搅拌均匀得混合物C;
S4.挤出造粒：将S3步骤中的混合物C投入至挤出造粒机中，挤出造粒得抗氧抗UV的色母粒。
7.根据权利要求6所述的一种抗氧抗UV的色母粒的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中，搅拌速度v1为50-70r/min,搅拌时间t1为40-60min。
8.根据权利要求6所述的一种抗氧抗UV的色母粒的制备方法，其特征在于：所述S2步骤中，搅拌速度v2为300-500r/min，搅拌时间t2为10-20min。
9.根据权利要求6所述的一种抗氧抗UV的色母粒的制备方法，其特征在于：所述S3步骤中，搅拌速度v3为80-90r/min，搅拌时间t3为25-35min。
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