[发明专利]一种硅藻土替代部分颜料的聚烯烃色母粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于塑料着色改性领域，涉及一种无机填充材料，具体涉及一种具有微孔结构、优良吸附性的无机填料。

背景技术

色母粒是把超常量的颜料均匀载附于树脂中而制得的聚集体，它可以使颜料在制品中更好地分散，既保证了颜料的化学稳定性，又保证了制品颜色的稳定性，且环保低碳。色彩性能、分散性能、耐热性、加工流变性等指标是衡量颜料在塑料中应用性能的指标。

无机填料具有不同于有机高分子材料的特性，将无机填料与有机高分子材料结合起来是目前材料科学研究的热点。将无机填料作为分散相应用在聚合物基体中，不仅对聚合物基体起到增强、增韧等性能优化的作用，并具有降低成本，提高塑料产业价值的作用。目前，无机填料已广泛使用在色母粒的生产与应用研究中，显现出了较高的行业价值。适量无机填料替代部分颜料制得的色母粒，其颜料在制品中的着色性能、分散性能和遮盖性能等不会下降，甚至有所提高。产生这种现象的原因，一是相比于颜料，无机填料具有更高的硬度，在加工过程中无机填料粒子会对颜料粒子起到研磨作用，可以减少颜料粒子的团聚；二是无机填料与颜料粒子能有相互隔离的作用，无机填料的加入能够促进颜料在制品中的分散，从而提高制品的色彩性能。

文献报道，将CaCO3、BaSO4替代部分颜料应用于色母粒中，经过适当的混合工艺制备色母粒，然后将所制得的色母粒应用于相应制品中，结果表明，被着色制品色彩性能不仅没有降低，反而有所增加，说明实验中添加的无机粒子可以取代部分颜料，作为助剂分散在母粒基体中，无机粒子的加入为体系引入更多活性点，有利于提高有机颜料在母粒中的分散均匀程度，同时，可以使整个体系的加工过程的流动性能基本上维持不变。

硅藻土是一种天然的含多级有序排列微孔结构的生物沉积岩，具有稳定性好、耐酸耐热、孔隙率高、孔体积大、质量轻、吸附性强、活性好、可溶盐含量低等优点。硅藻土分布广泛，价格低廉，特别是硅藻土颗粒壁壳上的天然的多级有序的微孔结构使其在作为聚合物材料、涂料的填料和增强剂、化工助滤剂、吸附剂、色谱固定剂或载体等方面有很高的应用价值。且硅藻土作为塑料的填料，能明显增强制品的刚性和硬度，提高制品的耐热、耐磨、抗老化等性能，大幅度降低成本，应用广泛。

发明内容

本发明的目的在于使用硅藻土替代部分颜料制备色母粒，并研究硅藻土在色母粒中的应用及对制品色彩性能的影响。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以实现：

以重量百分数计，由以下原料组成：聚乙烯为60～90％，硅藻土为0.5～15％，分散剂为1～10％，颜料为10～30％。其中：

聚丙烯为燕山石化有限公司生产，熔体流动速率为1～20g/10min；

聚乙烯为燕山石化有限公司生产，熔体流动速率为1～20g/10min；

分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、硬脂酸、聚丙二醇中的一种或多种的混合物；

颜料为无机颜料、有机颜料或染料；所述的无机颜料为氧化铁红、群青或钴蓝；所述的有机颜料为偶氮颜料、酞菁颜料或者杂环颜料；

硅藻土为吉林远通矿业有限公司，粒径为5～40μm。

该方案按照以下步骤进行：

步骤一，将硅藻土干燥；

步骤二，将原料按照配方比例预混，使得各原料初步混合均匀，得到预混料，其中：

所述的配方比例以重量百分数计，由以下原料组成：聚乙烯为60～90％，硅藻土为0.5～15％，分散剂为1～10％，颜料为10～30％。

步骤三，将步骤二得到的预混料加入双螺杆挤出机中进行混炼，其中：

所述的双螺杆挤出机的螺杆为同向平行双螺杆，长径比为32:1～48:1。

所述的双螺杆挤出机的转速为200～300r/min；

所述的双螺杆挤出机加工温度为170～185℃；

步骤四，将从双螺杆挤出机中出来的物料进行水冷，造粒，得到硅藻土替代部分有机颜料的色母粒。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

硅藻土替代部分有机颜料的色母粒，所得制品色彩性能较好，色差较小，且颜料分散均匀，着色力提高。硅藻土的加入促进了颜料在制品中的分散，主要是因为硅藻土的加入有效减少了颜料粒子在载体树脂中分散时因碰撞而聚集的机会，并且硅藻土和颜料两种粒子因质地不同可起到相互研磨的作用，有利于颜料粒子达到理想分散状态。硅藻土的加入降低了色母粒生产成本，进一步拓宽了硅藻土的应用范围。

附图说明

图1实施例1～6与对比例1的制品透射率曲线