[发明专利]一种染色层状矿物填充的聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子填料制备技术领域，尤其涉及一种染色层状矿物母粒填充聚丙烯及其制备方法。

背景技术

层状矿物是一种具有层状结构的含水富镁硅酸盐为主的黏土矿物。由于层状矿物具备许多优良的特征，如具有较好的吸附能力，独特的分散性，耐高温、抗盐碱，有较高的可塑性及粘结力，矿物本身质轻、性脆、吸水性强，所以层状矿物的应用范围相当广泛。

随着人民生活水平的不断提高和塑料工业的日益发展，人们对塑料制品的依赖程度和性能要求也越来越高。日益增长的市场需求导致塑料加工行业更加积极地去寻找和使用各种有效方法和填充材料，以达到降低生产成本、提升产品工艺及提高生产效率等目的。目前塑料着色中最常用的方法是添加色母粒。色母粒是指颜料浓缩物，颜料按20％-80％比例经研磨或双螺杆挤出均匀地分散到载体中而制得的颜色颗粒，它是由颜料、载体和添加剂3个基本要素组成。

塑料用着色剂按溶解性不同，可分为颜料和染料两大类。颜料不溶于水和溶剂，实际应用中的难点在于将颜料粒子均匀地分散到塑料基体中。染料可溶于水或有机溶剂，呈透明状，有极强的着色力，色泽光亮鲜艳，色谱齐全，用量少，分散性好。染料广泛应用于聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯、聚酯等工程塑料和合成纤维的着色。由于与塑料基体相比，染料分子较小，运动能力较强，现有工艺中，染料用于聚烯烃塑料时存在耐迁移性较差的问题。

发明内容

本发明提供了一种染色层状矿物母粒填充聚丙烯及其制备方法。

一种所述的制备方法，通过将染料和季铵盐混合溶解，再将混合溶液与层状矿物混合均匀成润湿状，烘干得到染色层状矿物填料，再加入聚丙烯混合熔融挤出得到染色层状矿物填充的聚丙烯。

所述的制备方法，包括以下步骤：

1）经分离提纯的层状矿物，加5至10倍重量，质量浓度3%至10%的无机酸，再加入相当于层状矿物重量0.5%至2%的连二亚硫酸钠，搅拌均匀制成悬浮液矿浆，在室温下反应6～24小时，期间不断搅拌；

2）过滤或离心脱水，清洗2～4次，60至80°C烘干；

3）在层状矿物中加入与矿物重量0.7-1.5%的染料及矿物重量0.01-0.05%的季铵盐，加入水、酒精，搅拌均匀；

4）取出物料，烘干，粉碎得到染色层状矿物填料；

5）将聚丙烯与染色层状矿物填料混合，熔融挤出或混炼造粒，即得染色层状矿物填充的聚丙烯。

所述染料包括酸性染料、碱性染料、直接染料、活性染料和缩聚染料中的一种或多种。

所述的层状矿物为滑石、蛇纹石、高岭石、多水高岭石、叶蜡石、云母类、伊利石、绿泥石、蛭石、蒙脱石，它们在自然界的产出形态为粘土、泥岩、页岩。

所述的无机酸为盐酸、硫酸中的一种或几种。

所述的季铵盐为十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸镁、十二烷基磺酸钠。

所述的步骤3），按固液比10∶3~1∶1加入水。

所述的步骤5）：将质量比为1:99-3:1的聚丙烯或其共聚物与已染色的矿物混合，在200-230℃熔融挤出或混炼造粒，即得染色层状矿物填充的聚丙烯。

一种根据任一项制备方法得到的染色层状矿物填充的聚丙烯。

本发明的特色是提高聚丙烯的色彩，通过将染料和水混合溶解，再将混合溶液与层状矿物混合均匀成润湿状，烘干得到染色层状矿物母粒，再将其加入聚丙烯熔融挤出。由于层状矿物具有很大的比表面积，吸附性很强，吸附染料的层状矿物填充到聚丙烯中，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。

具体实施方式

本发明提供了一种以层状矿物填充聚丙烯的制备方法。该方法是通过将染料和季铵盐混合溶解，再将混合溶液与层状矿物混合均匀成润湿状，烘干得到彩色层状矿物母粒，再将其加入聚丙烯或其共聚物熔融挤出。

所说的染料为直接染料为直接红、直接黑、直接黄、直接绿、直接青、直接紫、直接蓝或直接橙中的一种。

彩色层状矿物母粒填充聚丙烯的制备方法步骤如下：

1）在层状矿物中加入与矿物重量0.7-1.5%的染料及矿物重量0.01-0.05%的季铵盐，搅拌均匀；

季铵盐由于其四面体结构，可以作为一种表面活性剂，也可以作为柔软、抗静电剂、絮凝剂、破乳剂。由于层状矿物是亲水的，而使用的是有机染料，加入季铵盐可以使染料与层状矿物接触更充分，增加染料的分散性。

2）取出物料，80-100℃烘干；