一種聚烯烴類載體樹脂、色母粒及其制備方法，屬于塑料著色技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于色粉在塑料行業(yè)中直接著色存在著分散性差、粉塵大、計(jì)量不準(zhǔn)確、批次內(nèi)及批次間存在色差嚴(yán)重、顏色重復(fù)性差等問題，而色母料使用方便，對(duì)成型環(huán)境無污染，著色均勻，穩(wěn)定，提高塑料制件質(zhì)量，并且易于計(jì)量，可應(yīng)用自動(dòng)化程度高的成型生產(chǎn)系統(tǒng)，可將著色、抗老化劑、抗靜電劑等集于一方，制成多功能母粒，方便使用，故色母料取代色粉在塑料工業(yè)中的應(yīng)用越來越普遍。
在色母粒制備過程中，常用顏料有無機(jī)顏料和有機(jī)顏料，無機(jī)顏料性能穩(wěn)定，對(duì)光、熱等環(huán)境的影響抵抗能力強(qiáng)，但其自身難以克服的缺點(diǎn)是透明度差、色譜不廣、色光不艷麗、著色力比較低，而且不少重金屬無機(jī)顏料有毒。而有機(jī)顏料色譜齊全，色澤鮮艷，著色力強(qiáng)且制備可控，目前在塑料、橡膠、油墨和涂料中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但由于有機(jī)顏料本身的特性，該制品暴露在室外，經(jīng)過太陽光特別是紫外光長時(shí)間照射，極易引起顏色的改變，使得制品表面產(chǎn)生色差從而影響美觀。
專利cn106867095公開了一種抗紫外線高柔性色母及其制備方法，其以熔融指數(shù)在1.5-2.5g/10min，密度在0.9-0.91g/cm3，茂金屬線性低密度聚乙烯樹脂為載體，通過添加uv-9、uvp-327紫外線吸收劑實(shí)現(xiàn)抗紫外線性能。專利cn106947138公開了一種抗紫外線耐磨色母及其制備方法，其以u(píng)v-531、rmb為紫外線吸收劑實(shí)現(xiàn)抗紫外線性能。上述發(fā)明的色母及其制備方法中添加劑種類較多，增加了色母的成本，同時(shí)眾多的添加劑影響復(fù)合材料的性能，并增加了色母著色性能的不穩(wěn)定性。
色母粒的熔體流動(dòng)指數(shù)是色母粒制造和生產(chǎn)中一個(gè)很重要的控制參數(shù)，它不僅影響到注射、擠出、模塑等加工過程的順利進(jìn)行，而且會(huì)影響欲著色樹脂混合時(shí)的顏料分散程度和均勻性。一般來說，高熔融指數(shù)的載體具有更好的流動(dòng)性，對(duì)色粉具有更好的潤濕性，這是對(duì)色粉的均勻分散有利的，但是載體的熔融指數(shù)過高的會(huì)使得色母料制備過程中熔體粘度較低，傳遞的螺桿、捏合、研磨等分散的機(jī)械力較低，這對(duì)色母的分散又是不利的，故制備熔融指數(shù)相匹配的載體樹脂能夠提高母料的著色性能。
專利cn201210098479公開了引入茂金屬聚烯烴樹脂作為載體，制得聚烯烴用彩色高濃度單色母料的組合物，雖提高了色母料的著色劑含量，但著色劑的分散性能下降，使得聚烯烴制品著色不均勻，極易產(chǎn)生色差，而且在陽光或紫外光的長時(shí)間照射后會(huì)產(chǎn)生顏色變化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熔融指數(shù)較高的聚烯烴類載體樹脂，利用該載體樹脂為載體的色母粒及其制備方法，色母粒應(yīng)用于聚烯烴制品的著色時(shí)，具有分散性優(yōu)良，著色均勻，色差極小且無流紋等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該聚烯烴類載體樹脂，其特征在于：包括以下重量份原料：乙烯單體35-60份、丙烯單體20-35份、氯乙烯單體1-5份、聚乙烯醇1-3份、2-叔丁基對(duì)苯二酚0.01-0.5份和甲基纖維素0.5-1份。
優(yōu)選的，該聚烯烴類載體樹脂包括以下重量份原料：乙烯單體55份、丙烯單體30份、氯乙烯單體3份、聚乙烯醇2份、2-叔丁基對(duì)苯二酚0.3份和甲基纖維素0.6份。
所述聚乙烯醇的聚合度為300-500，醇解度30-40%。
所述甲基纖維素甲基取代度為1.6～1.8、含量為30%～32%。
該聚烯烴類載體樹脂由以下步驟制得：首先，將乙烯單體、丙烯單體和氯乙烯單體混合均勻，加熱至30-45℃，然后加入聚乙烯醇、2-叔丁基對(duì)苯二酚和甲基纖維素，充分?jǐn)嚢?，反?yīng)5-12h，最后回收未反應(yīng)單體，排空出料，漿料離心，得聚烯烴類載體樹脂。
一種色母粒，其特征在于：包括以下重量份原料：所述的聚烯烴類載體樹脂35-45份、有機(jī)顏料35-60份、硅酮粉0.5-2份、芥酸酰胺0.1-3份和聚乙烯蠟0.5-3份。
優(yōu)選的，色母粒包括以下重量份原料：權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的聚烯烴類載體樹脂40份、有機(jī)顏料50份、硅酮粉1份、芥酸酰胺2.5份和聚乙烯蠟2份。
所述有機(jī)顏料為偶氮顏料、雜環(huán)顏料或雜類顏料。
色母粒的制備方法，其特征在于，由以下步驟制得：
1）將聚烯烴類載體樹脂、有機(jī)顏料和聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）向步驟1）得混合物中加入硅酮粉和芥酸酰胺的混合物，高速攪拌10-20min，溫度控制在60-100℃；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在170-210℃，螺桿轉(zhuǎn)速為210-230rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
對(duì)本發(fā)明的說明如下：
本發(fā)明的聚烯烴類載體樹脂由乙烯單體、丙烯單體和氯乙烯單體聚合制得，聚合過程中，聚乙烯醇、2-叔丁基對(duì)苯二酚和甲基纖維素協(xié)同作用使得聚合度得到一定程度的控制，2-叔丁基對(duì)苯二酚是不飽和樹脂的貯存穩(wěn)定劑，與聚乙二醇和甲基纖維素結(jié)合，通過控制其各組分的用量，和聚合溫度，可以有效控制制得的聚烯烴類樹脂的熔融指數(shù)；同時(shí)，聚乙烯醇、2-叔丁基對(duì)苯二酚和甲基纖維素協(xié)同作用使得制得的聚烯烴類載體樹脂的結(jié)構(gòu)中形成一定的共軛結(jié)構(gòu)，可以吸收部分紫外光，從而使得制得的復(fù)合材料具有一定的抗紫外線強(qiáng)度。
色母粒采用本發(fā)明的聚烯烴類載體樹脂，改善了基材的熔融流動(dòng)性，提高了顏料的分散性能，從而使得著色時(shí)，著色均勻，色差極??；載體的熔融指數(shù)較高，使得制品無流紋產(chǎn)生，保證制品的外觀。
聚乙烯蠟作為分散劑可以改善填料在載體中的分散性能，硅酮粉分子間的作用力較強(qiáng)，其一端與無機(jī)物結(jié)合，另一端與高分子結(jié)合，在界面起到承上啟下的作用，一邊拉住無機(jī)物一邊融合高分子，比偶聯(lián)劑單純的改善界面極性強(qiáng)度要高很多，同時(shí)，硅酮粉和芥酸酰胺協(xié)同作用使得有機(jī)顏料與載體樹脂之間緊密牢固結(jié)合，有利于顏料在載體樹脂中的分散性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是：
1、本發(fā)明的聚烯烴類載體樹脂熔融指數(shù)為130-160g/10min，熔融流動(dòng)性較高且熔融指數(shù)分布范圍相對(duì)較小，在該熔融指數(shù)下，載體樹脂能夠與有機(jī)顏料充分接觸并熔融混合均勻，使得載體樹脂中分散的無機(jī)填料可以在基材中分散均勻；硅酮粉和芥酸酰胺與有機(jī)顏料和載體樹脂發(fā)生相互協(xié)同作用，有機(jī)顏料分散均勻，色母粒的熔融指數(shù)較高，與基材熔融混合充分，使得色母粒應(yīng)用于聚烯烴制品的著色時(shí)，著色均勻，色差極小，為0-0.2，色澤明亮且無流紋。
2、利用本發(fā)明制備的色母粒具有一定的抗紫外線性能，利用該色母粒制得的聚烯烴制品在強(qiáng)力紫外光照射30h，色差為0.4-0.7，得到顯著提升，且無需添加紫外線吸收劑，成本降低，色母粒制備方法簡單，添加劑少，著色性能穩(wěn)定。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，實(shí)施例1為最佳實(shí)施例。
實(shí)施例1
聚烯烴類載體樹脂的制備：
將55g乙烯單體、30g丙烯單體和3g氯乙烯單體混合均勻，加熱至35℃，然后加入2g聚乙烯醇、0.3g2-叔丁基對(duì)苯二酚和0.6g甲基纖維素，充分?jǐn)嚢?，反?yīng)5.5h，最后回收未反應(yīng)單體，排空出料，漿料離心，得聚烯烴類載體樹脂；
聚乙烯醇的聚合度為300-500，醇解度30-40%，甲基纖維素甲基取代度為1.6～1.8、含量為30%～32%。
色母粒制備：
1）將40g聚烯烴類載體樹脂、50g顏料黃168和2g聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）向步驟1）得混合物中加入1g硅酮粉和2.5g芥酸酰胺的混合物，高速攪拌15min，溫度控制在80℃；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為220rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
聚烯烴類載體樹脂的熔融指數(shù)為160g/10min。
實(shí)施例2
聚烯烴類載體樹脂的制備：
將35g乙烯單體、22g丙烯單體和5g氯乙烯單體混合均勻，加熱至35℃，然后加入1.5g聚乙烯醇、0.5g2-叔丁基對(duì)苯二酚和0.5g甲基纖維素，充分?jǐn)嚢?，反?yīng)8h，最后回收未反應(yīng)單體，排空出料，漿料離心，得聚烯烴類載體樹脂；
聚乙烯醇的聚合度為300-500，醇解度30-40%，甲基纖維素甲基取代度為1.6～1.8、含量為30%～32%。
色母粒制備：
1）將35g聚烯烴類載體樹脂、50g酚菁綠和1g聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）向步驟1）得混合物中加入2g硅酮粉和1.5g芥酸酰胺的混合物，高速攪拌10min，溫度控制在60℃；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為210rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
聚烯烴類載體樹脂的熔融指數(shù)為145g/10min。
實(shí)施例3
聚烯烴類載體樹脂的制備：
將60g乙烯單體、35g丙烯單體和1g氯乙烯單體混合均勻，加熱至45℃，然后加入1g聚乙烯醇、0.01g2-叔丁基對(duì)苯二酚和1g甲基纖維素，充分?jǐn)嚢?，反?yīng)10h，最后回收未反應(yīng)單體，排空出料，漿料離心，得聚烯烴類載體樹脂；
聚乙烯醇的聚合度為300-500，醇解度30-40%，甲基纖維素甲基取代度為1.6～1.8、含量為30%～32%。
色母粒制備：
1）將45g聚烯烴類載體樹脂、55g酚菁綠和0.5g聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）向步驟1）得混合物中加入1g硅酮粉和3g芥酸酰胺的混合物，高速攪拌15min，溫度控制在90℃；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在170℃，螺桿轉(zhuǎn)速為210rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
聚烯烴類載體樹脂的熔融指數(shù)為136g/10min。
實(shí)施例4
聚烯烴類載體樹脂的制備：
將53g乙烯單體、20g丙烯單體和2.5g氯乙烯單體混合均勻，加熱至40℃，然后加入3g聚乙烯醇、0.25g2-叔丁基對(duì)苯二酚和0.7g甲基纖維素，充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)12h，最后回收未反應(yīng)單體，排空出料，漿料離心，得聚烯烴類載體樹脂；
聚乙烯醇的聚合度為300-500，醇解度30-40%，甲基纖維素甲基取代度為1.6～1.8、含量為30%～32%。
色母粒制備：
1）將38g聚烯烴類載體樹脂、60g偶氮紅和3g聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）向步驟1）得混合物中加入2g硅酮粉和3g芥酸酰胺的混合物，高速攪拌16min，溫度控制在100℃；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在210℃，螺桿轉(zhuǎn)速為230rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
聚烯烴類載體樹脂的熔融指數(shù)為135g/10min。
實(shí)施例5
聚烯烴類載體樹脂的制備：
將53g乙烯單體、28g丙烯單體和2.5g氯乙烯單體混合均勻，加熱至35℃，然后加入2g聚乙烯醇、0.3g2-叔丁基對(duì)苯二酚和0.7g甲基纖維素，充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)5.5h，最后回收未反應(yīng)單體，排空出料，漿料離心，得聚烯烴類載體樹脂；
聚乙烯醇的聚合度為500-800，醇解度50-60%，甲基纖維素甲基取代度為1.2～1.6、含量為35%～40%。
色母粒制備：
1）將42g聚烯烴類載體樹脂、52g酚菁藍(lán)和2.2g聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）向步驟1）得混合物中加入0.9g硅酮粉和2.4g芥酸酰胺的混合物，高速攪拌16min，溫度控制在100℃；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在210℃，螺桿轉(zhuǎn)速為230rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
聚烯烴類載體樹脂的熔融指數(shù)為150g/10min。
對(duì)比例1
聚烯烴類載體樹脂的制備：
將30g乙烯單體、20g丙烯單體和6g氯乙烯單體混合均勻，加熱至35℃，然后加入0.8g聚乙烯醇、0.01g2-叔丁基對(duì)苯二酚和0.4g甲基纖維素，充分?jǐn)嚢?，反?yīng)5.5h，最后回收未反應(yīng)單體，排空出料，漿料離心，得聚烯烴類載體樹脂；
聚乙烯醇的聚合度為300-500，醇解度30-40%，甲基纖維素甲基取代度為1.6～1.8、含量為30%～32%。
色母粒制備：
1）將40g聚烯烴類載體樹脂、50g顏料黃168和2g聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）向步驟1）得混合物中加入1g硅酮粉和2.5g芥酸酰胺的混合物，高速攪拌15min，溫度控制在80℃；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為220rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
聚烯烴類載體樹脂的熔融指數(shù)為102g/10min。
對(duì)比例2
聚烯烴類載體樹脂的制備：
將55g乙烯單體、30g丙烯單體和3g氯乙烯單體混合均勻，加熱至35℃，然后加入2g聚乙烯醇、0.3g2-叔丁基對(duì)苯二酚和0.6g甲基纖維素，充分?jǐn)嚢?，反?yīng)5.5h，最后回收未反應(yīng)單體，排空出料，漿料離心，得聚烯烴類載體樹脂；
聚乙烯醇的聚合度為300-500，醇解度30-40%，甲基纖維素甲基取代度為1.6～1.8、含量為30%～32%。
色母粒制備：
1）將40g聚烯烴類載體樹脂、50g顏料黃168和2g聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）向步驟1）得混合物中加入1g硅酮粉和2.5g芥酸酰胺的混合物，高速攪拌15min，溫度控制在80℃；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為220rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
聚烯烴類載體樹脂的熔融指數(shù)為159g/10min。
對(duì)比例3
本對(duì)比例市售無規(guī)聚丙烯為載體樹脂，熔融指數(shù)為45g/10min。
色母粒制備：
1）將40g聚烯烴類載體樹脂、50g顏料黃168和2g聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）向步驟1）得混合物中加入1g硅酮粉和2.5g芥酸酰胺的混合物，高速攪拌15min，溫度控制在80℃；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為220rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
對(duì)比例4
聚烯烴類載體樹脂的制備：
將55g乙烯單體、30g丙烯單體和3g氯乙烯單體混合均勻，加熱至35℃，然后加入2g聚乙烯醇、0.3g2-叔丁基對(duì)苯二酚和0.6g甲基纖維素，充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)5.5h，最后回收未反應(yīng)單體，排空出料，漿料離心，得聚烯烴類載體樹脂；
聚乙烯醇的聚合度為300-500，醇解度30-40%，甲基纖維素甲基取代度為1.6～1.8、含量為30%～32%。
色母粒制備：
1）將32g聚烯烴類載體樹脂、45g顏料黃168和0.5g聚乙烯蠟按比例稱取，混合；
2）室溫下，向步驟1）得混合物中加入0.4g硅酮粉和2.5g芥酸酰胺的混合物，高速攪拌15min；
3）將步驟2）得混合物置于雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，溫度控制在200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為220rpm，然后進(jìn)行水冷拉條，切粒，得色母粒。
聚烯烴類載體樹脂的熔融指數(shù)為145g/10min。
性能檢測(cè)：
將實(shí)施例1-5和比較例1-4制備的色母粒，在均聚pp塑料中添加5-10%連續(xù)注射樣板50塊。對(duì)每塊色板進(jìn)行著色均勻性檢測(cè)，對(duì)比第一塊和最后一塊樣板色差。均勻性和流紋由檢測(cè)人員目視檢測(cè)，色差采用色差儀檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果見表1。
抗紫外線性能：采用uvb313光源正對(duì)色板，持續(xù)光照，用色差儀進(jìn)行色差檢測(cè)，色板隨機(jī)選擇。
表1色板均勻性、流紋比率和色差檢測(cè)結(jié)果
表2色板抗紫外線色差檢測(cè)結(jié)果
由表1可知，實(shí)施例1-5色母粒應(yīng)用于聚烯烴制品的著色時(shí)，著色均勻，色差極小，為0-0.2，色澤明亮且無流紋；對(duì)比例1-4色母粒著色均勻性下降，色差相對(duì)較大為0.8-1.0，有流紋現(xiàn)象。表2可知，利用本發(fā)明制備的色母粒具有一定的抗紫外線性能，利用該色母粒制得的聚烯烴制品在強(qiáng)力紫外光照射30h，色差為0.4-0.7，在強(qiáng)力紫外光照射100h，色差為1.3-1.7，抗紫外光性能得到顯著提升，且無需添加紫外線吸收劑，成本降低，色母粒制備方法簡單，添加劑少，著色性能穩(wěn)定。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。