專利名稱：一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乙烯著色母料的制備方法，特別涉及一種全分散聚乙烯著色母 料的制備方法。
背景技術(shù)：
著色母料是一種新型高分子材料專用著色劑。它由顏料或染料、載體和添加劑三 種基本要素所組成，是把超常量的顏料或染料均勻地載附于樹脂之中而得到的聚集體。著 色母料使用的顏料，其狀態(tài)可分為原生顆粒、凝聚體、團(tuán)聚體。當(dāng)顏料處于原生顆粒狀態(tài)的 時(shí)候，其分散性最好，著色力最強(qiáng)，遮蓋性能最佳。原生顆粒狀態(tài)是顏料著色性能的最佳狀 態(tài)。但是，原生顆粒狀態(tài)的顏料由于分子間的作用力，會(huì)形成粒徑大許多倍的凝聚體，凝聚 體間的作用力又會(huì)形成粒徑更大的團(tuán)聚體。顏料在包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的過程中由于擠壓、吸 潮會(huì)形成比團(tuán)聚體粒徑大許多倍的顏料顆粒。傳統(tǒng)著色母料生產(chǎn)工藝的二次剪切由于其自 身的技術(shù)缺陷，不能將顏料充分還原成原生顆粒狀態(tài)，所以分散性等多項(xiàng)性能的提高受到 限制。目前，常見的聚乙烯著色母料制備方法包括混料、冷卻、破碎、擠出拉絲、切粒等步 驟，其存在的主要問題如下1、其顏料為細(xì)微顆粒或粉塵，在計(jì)量、投料中會(huì)造成大量的顏 料粉塵飛揚(yáng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，影響環(huán)境和操作人員身體健康；2、在混料工序中，顏料粒子和 樹脂粒子以及高混機(jī)的內(nèi)壁相互高速碰撞實(shí)現(xiàn)顏料粒子的細(xì)化分散，因此高速混料機(jī)的負(fù) 荷大能耗高。3、僅靠高速混料工序還不能使顏料得到較好的分散，所以在擠出工序中，需通 過雙螺桿擠出機(jī)強(qiáng)大的剪切作用，再次細(xì)化分散顏料。由于高剪切力帶來的螺桿的高扭矩， 大大降低擠出設(shè)備的使用壽命，增加維修成本，使設(shè)備性能下降，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定。 4、雖然經(jīng)過高速混料和擠出機(jī)剪切作用的兩次細(xì)化分散，顏料的分散仍達(dá)不到塑料高端制 品要求，無法生產(chǎn)出高分散、高濃度、高遮蓋性能的著色母料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法。該全分散聚乙烯著 色母料的制備方法縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約能源消耗，減小設(shè)備磨損，產(chǎn)品品質(zhì)提高且質(zhì)量穩(wěn)定。發(fā)明人在發(fā)明過程中進(jìn)行了反復(fù)探索，采用如下方法解決技術(shù)問題1)采用包膜技術(shù)，將顏料預(yù)處理后還原為接近原生顆粒狀態(tài)進(jìn)行包膜，阻止凝聚 體的再發(fā)生，用此顏料與樹脂及其他助劑混料后擠出切粒成著色母料。傳統(tǒng)的混料、擠出工 序不再承擔(dān)剪切分散的功能，以降低能耗和設(shè)備磨損，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量降低綜合成本。2)在混料機(jī)高速剪切顏料的同時(shí)，用潤濕劑潤濕顏料中的凝聚體、團(tuán)聚體并置換 其中的水分子，降低分子間作用力，使顏料得到初步潤濕細(xì)化；顏料在混料機(jī)的剪切下接近 或達(dá)到原生顆粒時(shí)，加入包膜劑，使其均勻地包覆在顆粒表面；加入分散劑使其在摩擦熱的 作用下融化，完成二次包覆，避免顏料顆粒的再次團(tuán)聚；包覆處理完成后，冷卻物料，在加溫條件下，利用三輥機(jī)的轉(zhuǎn)速差形成的更大的剪切力對(duì)物料實(shí)行再次剪切，使物料成為片狀； 冷卻后再將片狀粉碎成小顆粒狀，完成顏料預(yù)處理。因此，發(fā)明人提出了如下的技術(shù)方案一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法，包括如下步驟A、顏料預(yù)處理，包括下列步驟al、將重量份數(shù)為100的顏料和重量份數(shù)為1的的潤濕劑加入混料機(jī)中，在常溫下 潤濕7 10分鐘；a2、通過混料機(jī)噴霧嘴加入重量份數(shù)為2的包膜劑，在常溫下包膜25 31分鐘， 噴霧壓強(qiáng)為0. 5MPa-0. 6MPa ；
a3、混料機(jī)中加入重量份數(shù)為10的分散劑，在常溫下分散12 20分鐘后停機(jī)出 料；a4、顏料送入研磨機(jī)中連續(xù)研磨三次；B、著色母料制備，包括下列步驟bl、將重量百分比為8% 80%的聚乙烯樹脂、重量百分比為0 的添加劑和 重量百分比為20% 91%預(yù)處理后的顏料加入混料機(jī)中進(jìn)行混料；b2、將步驟bl所得的混合料進(jìn)行擠出和切粒，得到全分散聚乙烯著色母料。作為優(yōu)選方式，在所述步驟b2中，利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，雙螺桿擠出機(jī)的 主機(jī)轉(zhuǎn)速為250r/min，進(jìn)料電機(jī)轉(zhuǎn)速為24r/min，模頭壓強(qiáng)為0. 7 0. 9MPa。作為優(yōu)選方式，在所述步驟b2中，利用切粒機(jī)進(jìn)行擠出和切粒。作為優(yōu)選方式，在所述步驟bl中，混料機(jī)先低速運(yùn)行9 13分鐘，然后高速運(yùn)行 28 35分鐘，再低速運(yùn)行9 12分鐘后出料。作為優(yōu)選方式，在所述步驟a4中，研磨機(jī)為三輥研磨機(jī)，磨輥速度為1300r/Min， 磨輥溫度為100 120°C。本發(fā)明的有益效果在于1、實(shí)現(xiàn)全分散薄膜中不出現(xiàn)粒徑大于0. 3mm的色點(diǎn)；粒徑在0. lmm-0. 3mm之間 的允許色點(diǎn)，每IOOcm2薄膜中平均不超過1. 5個(gè)。2、較傳統(tǒng)著色母料生產(chǎn)工藝能耗下降10% -15%，生產(chǎn)周期縮短一半左右。3、設(shè)備磨損小，產(chǎn)品品質(zhì)提高且質(zhì)量穩(wěn)定。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只 是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
實(shí)施例1 如圖1所示，一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法，包括如下步驟A、顏料預(yù)處理，包括下列步驟al、將重量份數(shù)為100的顏料和重量份數(shù)為1的的潤濕劑加入混料機(jī)中，在常溫下 潤濕7 10分鐘；a2、通過混料機(jī)噴霧嘴加入重量份數(shù)為2的包膜劑，在常溫下包膜25 31分鐘， 噴霧壓強(qiáng)為0. 5MPa-0. 6MPa ；a3、混料機(jī)中加入重量份數(shù)為10的分散劑，在常溫下分散12 20分鐘后停機(jī)出 料；a4、顏料送入研磨機(jī)中連續(xù)研磨三次；B、著色母料制備，包括下列步驟bl、將重量百分比為8% 80%的聚乙烯樹脂、重量百分比為0 的添加劑和 重量百分比為20% 91%預(yù)處理后的顏料加入混料機(jī)中進(jìn)行混料；b2、將步驟bl所得的混合料進(jìn)行擠出和切粒，得到全分散聚乙烯著色母料。作為優(yōu)選，在所述步驟b2中，利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī) 轉(zhuǎn)速為250r/min，進(jìn)料電機(jī)轉(zhuǎn)速為24r/min，模頭壓強(qiáng)為0. 7 0. 9MPa。在所述步驟b2中， 利用切粒機(jī)進(jìn)行擠出和切粒。在所述步驟bl中，混料機(jī)先低速運(yùn)行9 13分鐘，然后高速 運(yùn)行28 35分鐘，再低速運(yùn)行9 12分鐘后出料。在所述步驟a4中，研磨機(jī)為三輥研磨 機(jī)，磨輥速度為1300r/Min，磨輥溫度為100 120°C。實(shí)施例2 如圖1所示，一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法，包括如下步驟A、顏料預(yù)處理，包括下列步驟al、將重量份數(shù)為100的顏料和重量份數(shù)為1的的潤濕劑加入混料機(jī)中，在常溫下 潤濕7 10分鐘；a2、通過混料機(jī)噴霧嘴加入重量份數(shù)為2的包膜劑，在常溫下包膜25 31分鐘， 噴霧壓強(qiáng)為0. 5MPa-0. 6MPa ；a3、混料機(jī)中加入重量份數(shù)為10的分散劑，在常溫下分散12 20分鐘后停機(jī)出 料；a4、顏料送入研磨機(jī)中連續(xù)研磨三次；B、著色母料制備，包括下列步驟bl、將重量百分比為8% 80%的聚乙烯樹脂、重量百分比為0 的添加劑和 重量百分比為20% 91%預(yù)處理后的顏料加入混料機(jī)中進(jìn)行混料；b2、將步驟bl所得的混合料進(jìn)行擠出和切粒，得到全分散聚乙烯著色母料。作為優(yōu)選，在所述步驟b2中，利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī) 轉(zhuǎn)速為250r/min，進(jìn)料電機(jī)轉(zhuǎn)速為24r/min，模頭壓強(qiáng)為0. 7 0. 9MPa，溫區(qū)溫度見表1。在 所述步驟b2中，利用切粒機(jī)進(jìn)行擠出和切粒。在所述步驟a4中，三輥研磨機(jī)的磨輥速度為 1300r/Min，磨輥溫度為 100 120°C。表 1溫區(qū)~~Γ Γ~2 ΓΙ ΓΙ ΓΙ Γ~6模頭~
溫度 °C90 + 5 100 + 5 125 + 5 115 + 5 116 + 5 115 + 5 130 + 5為了驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果，在下列條件下將三種著色母料性能做了對(duì)比。1、著色母料的顏料樹脂=0.8 0. 2 ；2、塑料制品的著色母料被著色樹脂=0. 3 1，混合吹膜。3、試驗(yàn)設(shè)備及檢測項(xiàng)目
熱熔性塑料溶體質(zhì)量流動(dòng)速率測試儀測MFI ；吹膜機(jī)吹膜；分光光度儀測白度、亮度，用對(duì)比法測遮蓋力；顯微鏡測分散性；試驗(yàn)檢驗(yàn)效果見表2。表2傳統(tǒng)著色母料，進(jìn)口著色母料和全分散聚乙烯著色母料的性能對(duì)比表
色母料名~~熔體質(zhì)量流~~著色強(qiáng)度遮蓋力 分散性白度 平整度
稱動(dòng)速率
(g/ IOmin)
傳統(tǒng)著色HTl 麗表面粗糙，^
母料36測有大顆不光滑
粒
進(jìn)口著色 36高5% -10%I很好，目~~表面平整光~
母料10%-15% 測無色點(diǎn)潔度高
全分散聚^ 5%-10%I很好，目表面平整光~
乙稀著色 3610% -15% 測無色點(diǎn)潔度高
母料 本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法，其特征在于包括如下步驟A、顏料預(yù)處理，包括下列步驟a1、將重量份數(shù)為100的顏料和重量份數(shù)為1的的潤濕劑加入混料機(jī)中，在常溫下潤濕7～10分鐘；a2、通過混料機(jī)噴霧嘴加入重量份數(shù)為2的包膜劑，在常溫下包膜25～31分鐘，噴霧壓強(qiáng)為0.5MPa-0.6MPa；a3、混料機(jī)中加入重量份數(shù)為10的分散劑，在常溫下分散12～20分鐘后停機(jī)出料；a4、顏料送入研磨機(jī)中連續(xù)研磨三次；B、著色母料制備，包括下列步驟b1、將重量百分比為8％～80％的聚乙烯樹脂、重量百分比為0～1％的添加劑和重量百分比為20％～91％預(yù)處理后的顏料加入混料機(jī)中進(jìn)行混料；b2、將步驟b1所得的混合料進(jìn)行擠出和切粒，得到全分散聚乙烯著色母料。
2.如權(quán)利要求1所述的一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法，其特征在于在所述 步驟b2中，利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出，雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速為250r/min，進(jìn)料電機(jī) 轉(zhuǎn)速為24r/min，模頭壓強(qiáng)為0. 7 0. 9MPa。
3.如權(quán)利要求1所述的一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法，其特征在于在所述 步驟b2中，利用切粒機(jī)進(jìn)行擠出和切粒。
4.如權(quán)利要求1所述的一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法，其特征在于在所述 步驟bl中，混料機(jī)先低速運(yùn)行9 13分鐘，然后高速運(yùn)行28 35分鐘，再低速運(yùn)行9 12分鐘后出料。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法，其特征在于 在所述步驟a4中，研磨機(jī)為三輥研磨機(jī)，磨輥速度為1300r/Min，磨輥溫度為100 120°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法，包括如下步驟A、顏料預(yù)處理，包括下列步驟a1、將顏料和潤濕劑加入混料機(jī)中，在常溫下潤濕7～10分鐘；a2、通過混料機(jī)噴霧嘴加入包膜劑，在常溫下包膜25～31分鐘，噴霧壓強(qiáng)為0.5MPa-0.6MPa；a3、混料機(jī)中加入分散劑，在常溫下分散12～20分鐘后停機(jī)出料；a4、顏料送入研磨機(jī)中連續(xù)研磨三次；B、著色母料制備，包括下列步驟b1、將聚乙烯樹脂、添加劑和預(yù)處理后的顏料加入混料機(jī)中進(jìn)行混料；b2、將步驟b1所得的混合料進(jìn)行擠出和切粒，得到全分散聚乙烯著色母料。本發(fā)明方法縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約能源消耗，減小設(shè)備磨損，產(chǎn)品品質(zhì)提高且質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C08K13/06GK101831099SQ20101015173
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者彭志遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:成都菲斯特化工有限公司