[发明专利]一种利用超临界二氧化碳分散的聚酰胺色母粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用超临界二氧化碳分散的聚酰胺色母粒及其制备方法；本发明通过将纳米级色粉颗粒、偶联剂和功能性组分混合，并且加入超临界二氧化碳作为分散剂，利用湿法研磨得到含超临界二氧化碳的色浆，并聚酰胺单体、开环剂和上述色浆通过原位聚合得到聚酰胺色母粒；本发明通过使用超临界二氧化碳作为分散剂，实现粘稠液体下的色粉的物理分散，利用色粉分子在超临界二氧化碳中高的溶解度以及超临界二氧化碳高扩散性的特点，促进色粉的扩散以进行染色，同时随着聚合温度升高，大分子链段得以运动，吸附在大分子链上的色粉分子就沿着不断变化的孔穴进行扩散，最终实现染色的均匀性，同时降低能耗和减少污染。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种利用超临界二氧化碳分散的聚酰胺色母粒及其制备方法。

背景技术

聚酰胺，英文名称Polyamide(简称PA)，在我国商品名称锦纶，是分子主链重复单元为酰胺基团的热塑性聚合物总称，其可分为脂肪族聚酰胺、脂肪-芳香族聚酰胺和芳香族聚酰胺三类。

聚酰胺纤维是最早工业化的合成纤维，其主要品种有聚酰胺6和聚酰胺66。美国杜邦公司于1937年开发了PA66纤维，在两年后于特拉华中的锡福德建成工业基地；德高法本公司于1941年在兰茨贝格开始生产PA6纤维；聚酰胺纤维由于具有强度高，抗冲击能力强、耐腐蚀性、耐磨以及自润滑性等优点，同时其刚性、硬度、抗蠕变性能和耐热性较佳，而且成本低，因而在工业、服装、装饰、工程塑料领域得到广泛应用。

塑料着色可以采用色粉着色，它是直接用色粉(颜料或染料)添加适量粉状助剂对塑料粒子进行着色的方法，其优点是成本低，可小批量操作；但其最大缺点是颜料在运输、仓储、称量、混和过程中会飞扬，产生污染，严重影响工作环境，同时会让挤出机的料斗不易清洗。而色母粒着色克服了色粉着色的种种弊端，因此色母粒着色是现今最普遍采用的塑料着色法，它能够把颜料超常量均匀的载附于树脂中而制得的聚合物的复合物。不过目前国内色母粒产品结构单一，品种不全，通用型产品占很大比重，而且只有少量针对聚酰胺的色母粒。

中国发明专利申请CN105400184A公开了一种聚酰胺色母粒及其制备方法，包括以下重量份配比：聚酰胺60份、色粉35份、分散剂5份；其中分散剂为EBFF，通过分散剂可以大大促进聚酰胺的分散效果；当是在聚酰胺色母粒制备过程中需要用到分散剂，而引入分散剂容易导致体系相容性的问题；另外要实现色粉的均匀分散和高效着色，需要加入质量分数较高的分散剂，容易引起体系的污染问题。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种无废水污染的，能耗低，聚酰胺色母粒色泽均匀的利用超临界二氧化碳分散的聚酰胺色母粒的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的利用超临界二氧化碳分散的聚酰胺色母粒。

本发明通过使用超临界二氧化碳作为分散剂，实现粘稠液体下的色粉的物理分散，利用色粉分子在超临界二氧化碳中高的溶解度以及超临界二氧化碳高扩散性的特点，促进色粉的扩散以进行染色，同时随着聚合温度升高，大分子链段得以运动，吸附在大分子链上的色粉分子就沿着不断变化的孔穴进行扩散，最终实现染色的均匀性，同时降低能耗和减少污染。

传统的聚酰胺色母粒着色工艺能耗大，色料利用率低，而且还会产生大量废水污染环境，针对以上的问题，本发明通过将纳米级色粉颗粒、偶联剂和功能性组分混合，并且加入超临界二氧化碳作为分散剂，利用湿法研磨得到含超临界二氧化碳的色浆，借助超临界二氧化碳的快速扩散，促使色料在聚合体系中均匀分布，得到色泽均匀的聚酰胺色母粒，同时降低能耗和减少污染。