一種染色層狀礦物填充的聚丙烯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子填料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種染色層狀礦物母粒填充聚丙稀及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]層狀礦物是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽為主的黏土礦物。由于層狀礦物具備許多優(yōu)良的特征，如具有較好的吸附能力，獨(dú)特的分散性，耐高溫、抗鹽堿，有較高的可塑性及粘結(jié)力，礦物本身質(zhì)輕、性脆、吸水性強(qiáng)，所以層狀礦物的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。
[0003]隨著人民生活水平的不斷提高和塑料工業(yè)的日益發(fā)展，人們對(duì)塑料制品的依賴(lài)程度和性能要求也越來(lái)越高。日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求導(dǎo)致塑料加工行業(yè)更加積極地去尋找和使用各種有效方法和填充材料，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品工藝及提高生產(chǎn)效率等目的。目前塑料著色中最常用的方法是添加色母粒。色母粒是指顏料濃縮物，顏料按20%_80%比例經(jīng)研磨或雙螺桿擠出均勻地分散到載體中而制得的顏色顆粒，它是由顏料、載體和添加劑3個(gè)基本要素組成。
[0004]塑料用著色劑按溶解性不同，可分為顏料和染料兩大類(lèi)。顏料不溶于水和溶劑，實(shí)際應(yīng)用中的難點(diǎn)在于將顏料粒子均勻地分散到塑料基體中。染料可溶于水或有機(jī)溶劑，呈透明狀，有極強(qiáng)的著色力，色澤光亮鮮艷，色譜齊全，用量少，分散性好。染料廣泛應(yīng)用于聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯、聚酯等工程塑料和合成纖維的著色。由于與塑料基體相比，染料分子較小，運(yùn)動(dòng)能力較強(qiáng)，現(xiàn)有工藝中，染料用于聚烯烴塑料時(shí)存在耐迀移性較差的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種染色層狀礦物母粒填充聚丙烯及其制備方法。
[0006]—種所述的制備方法，通過(guò)將染料和季銨鹽混合溶解，再將混合溶液與層狀礦物混合均勻成潤(rùn)濕狀，烘干得到染色層狀礦物填料，再加入聚丙烯混合熔融擠出得到染色層狀礦物填充的聚丙烯。
[0007]所述的制備方法，包括以下步驟:
1)經(jīng)分離提純的層狀礦物，加5至10倍重量，質(zhì)量濃度3%至10%的無(wú)機(jī)酸，再加入相當(dāng)于層狀礦物重量0.5%至2%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在室溫下反應(yīng)6?24小時(shí)，期間不斷攪拌；
2)過(guò)濾或離心脫水，清洗2?4次，60至80°C烘干；
3)在層狀礦物中加入與礦物重量0.7-1.5%的染料及礦物重量0.01-0.05%的季銨鹽，加入水、酒精，攪拌均勻；
4 )取出物料，烘干，粉碎得到染色層狀礦物填料；
5)將聚丙烯與染色層狀礦物填料混合，熔融擠出或混煉造粒，即得染色層狀礦物填充的聚丙烯。
[0008]所述染料包括酸性染料、堿性染料、直接染料、活性染料和縮聚染料中的一種或多種。
[0009]所述的層狀礦物為滑石、蛇紋石、高嶺石、多水高嶺石、葉蠟石、云母類(lèi)、伊利石、綠泥石、蛭石、蒙脫石，它們?cè)谧匀唤绲漠a(chǎn)出形態(tài)為粘土、泥巖、頁(yè)巖。
[0010]所述的無(wú)機(jī)酸為鹽酸、硫酸中的一種或幾種。
[0011]所述的季銨鹽為十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鎂、十二烷基磺酸鈉。
[0012]所述的步驟3)，按固液比10:3?1:1加入水。
[0013]所述的步驟5):將質(zhì)量比為1:99-3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200-230°C熔融擠出或混煉造粒，即得染色層狀礦物填充的聚丙烯。
[0014]—種根據(jù)任一項(xiàng)制備方法得到的染色層狀礦物填充的聚丙烯。
[0015]本發(fā)明的特色是提高聚丙烯的色彩，通過(guò)將染料和水混合溶解，再將混合溶液與層狀礦物混合均勻成潤(rùn)濕狀，烘干得到染色層狀礦物母粒，再將其加入聚丙烯熔融擠出。由于層狀礦物具有很大的比表面積，吸附性很強(qiáng)，吸附染料的層狀礦物填充到聚丙烯中，不僅對(duì)聚合物基體起到增強(qiáng)、增韌等性能優(yōu)化的作用，并具有降低成本，提高塑料產(chǎn)業(yè)價(jià)值的作用。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明提供了一種以層狀礦物填充聚丙烯的制備方法。該方法是通過(guò)將染料和季銨鹽混合溶解，再將混合溶液與層狀礦物混合均勻成潤(rùn)濕狀，烘干得到彩色層狀礦物母粒，再將其加入聚丙烯或其共聚物熔融擠出。
[0017]所說(shuō)的染料為直接染料為直接紅、直接黑、直接黃、直接綠、直接青、直接紫、直接藍(lán)或直接橙中的一種。
[0018]彩色層狀礦物母粒填充聚丙烯的制備方法步驟如下:
I)在層狀礦物中加入與礦物重量0.7-1.5%的染料及礦物重量0.01-0.05%的季銨鹽，攪拌均勻；
季銨鹽由于其四面體結(jié)構(gòu)，可以作為一種表面活性劑，也可以作為柔軟、抗靜電劑、絮凝劑、破乳劑。由于層狀礦物是親水的，而使用的是有機(jī)染料，加入季銨鹽可以使染料與層狀礦物接觸更充分，增加染料的分散性。
[0019]2)取出物料，80_100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為1:99-3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200-230°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物母粒填充聚丙烯或共聚物。
[0020]先將染料吸附到層狀礦物上，再將彩色層狀礦物填充到聚丙烯或其共聚物中，熔融擠出或混煉造粒，不僅具有增強(qiáng)、增韌等性能優(yōu)化的作用，并具有降低成本，提高塑料產(chǎn)業(yè)價(jià)值的作用。
[0021]實(shí)施例1
1)在滑石中加入與礦物重量0.7%的染料直接紅及礦物重量0.01%的十二烷基硫酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，80°C烘干；
3)將質(zhì)量比為1:99的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0022]實(shí)施例2
1)在滑石中加入與礦物重量1.0%的染料直接黑及礦物重量0.02%的十二烷基硫酸鎂，攪拌均勻；
2)取出物料，100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為2:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在230°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0023]實(shí)施例3
1)在滑石中加入與礦物重量0.9%的染料直接黃及礦物重量0.05%的十二烷基硫酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，90°C烘干；
3)將質(zhì)量比為1:99的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0024]實(shí)施例4
1)在綠泥石中加入與礦物重量0.9%的染料直接黃及礦物重量0.04%的十二烷基硫酸鎂，攪拌均勻；
2)取出物料，90°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0025]實(shí)施例5
1)在綠泥石中加入與礦物重量0.8%的染料直接黃及礦物重量0.03%的十二烷基磺酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，80°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在210°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0026]實(shí)施例6
1)在高嶺石中加入與礦物重量0.7%的染料直接紫及礦物重量0.02%的十二烷基磺酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，80°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0027]實(shí)施例7
1)在高嶺石中加入與礦物重量0.9%的染料直接青及礦物重量0.03%的十二烷基硫酸鎂，攪拌均勻；
2)取出物料，100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在230°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0028]實(shí)施例8
I)在高嶺石中加入與礦物重量1.0%的染料直接藍(lán)及礦物重量0.03%的十二烷基硫酸鎂，攪拌均勻； 2)取出物料，100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0029]實(shí)施例9
1)在蛇紋石中加入與礦物重量1.0%的染料直接藍(lán)及礦物重量0.05%的十二烷基硫酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為4:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0030]實(shí)施例10
1)在蛭石中加入與礦物重量1.0%的染料直接橙及礦物重量0.02%的十二烷基硫酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，80°C烘干；
3)將質(zhì)量比為6:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以染色層狀礦物填充聚丙烯的制備方法，其特征在于，通過(guò)將染料和季銨鹽混合溶解，再將混合溶液與層狀礦物混合均勻成潤(rùn)濕狀，烘干得到染色層狀礦物填料，再加入聚丙烯混合熔融擠出得到染色層狀礦物填充的聚丙烯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: I)經(jīng)分離提純的層狀礦物，加5至10倍重量，質(zhì)量濃度3%至10%的無(wú)機(jī)酸，再加入相當(dāng)于層狀礦物重量0.5%至2%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在室溫下反應(yīng)6?24小時(shí)，期間不斷攪拌； 2 )過(guò)濾或離心脫水，清洗2?4次，60至80° C烘干； 3)在層狀礦物中加入與礦物重量0.7-1.5%的染料及礦物重量0.01-0.05%的季銨鹽，加入水、酒精，攪拌均勻； 4 )取出物料，烘干，粉碎得到染色層狀礦物填料； 5)將聚丙烯與染色層狀礦物填料混合，熔融擠出或混煉造粒，即得染色層狀礦物填充的聚丙烯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述染料包括酸性染料、堿性染料、直接染料、活性染料和縮聚染料中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的層狀礦物為滑石、蛇紋石、高嶺石、多水高嶺石、葉蠟石、云母類(lèi)、伊利石、綠泥石、蛭石、蒙脫石，它們?cè)谧匀唤绲漠a(chǎn)出形態(tài)為粘土、泥巖、頁(yè)巖。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)酸為鹽酸、硫酸中的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的季銨鹽為十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鎂、十二烷基磺酸鈉。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟3)，按固液比10:3?1:1加入水。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟5):將質(zhì)量比為1:99-3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200-230°C熔融擠出或混煉造粒，即得染色層狀礦物填充的聚丙烯。9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)制備方法得到的染色層狀礦物填充的聚丙烯。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種染色層狀礦物填充的聚丙烯及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。其制備方法步驟如下：1）使用無(wú)機(jī)酸與還原劑對(duì)層狀礦物進(jìn)行活化和除雜；2）酸活化后脫水、烘干；3）在層狀礦物中加入與礦物重量0.7-1.5%的染料及礦物重量0.01-0.05%的季銨鹽，攪拌均勻；4）取出物料，烘干；5）將質(zhì)量比為1:99-3:1的聚丙烯與已染色的礦物混合，在200-230℃熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度染色礦物填充的聚丙烯。本發(fā)明層狀礦物的染色具有制備簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，染色牢固；且該染色層狀礦物填料對(duì)聚丙烯具有提高機(jī)械性能和提高亮度的特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】C08L23/10, C08K5/41, C08K3/34, C08K5/42, C08K9/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105566741
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610068091
【發(fā)明人】葉瑛, 秦文莉, 夏天, 呂韓, 陳雪剛, 夏枚生
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日