CN107619520B - 用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒，按质量百分比计，其由以下原料制得：40‑75％LLDPE树脂、25‑40％炭黑、0‑5％分散剂、0‑2％润滑剂和0‑12％无机填充物。本发明选用熔融指数小于10的LLDPE树脂，并进一步搭配合适粒径的吸碘值和吸油值的色素炭黑，可以在PE和PP注塑中显著提高PE及PP制品的光泽度和黑度，能使产品显示出蓝相黑；制造成本低，工序简单；与进口色母相比，在PE及PP注塑中，加入同等份量的黑色母，其所显现的黑色色相更蓝，具有广阔的应用前景和市场竞争力。

Description

用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒及其制备方法。

背景技术

黑色软胶类制品的表面光泽越亮黑度越强，所表现出的品质就越高，因此，众多的生产者、设计者均追求高黑的塑胶表面效果。理论上，采用高色素炭黑进行着色会呈现更佳的黑度，但是高色素炭黑较难分散，而且在最终的制品中所表现的色相与炭黑的分散性及基料的品质、螺杆的结构，模具表面光度、注射压力等因素有很大的关系。

现在市面上为达到高黑的效果多用色粉进行配色，配色成本较高，而且对生产设备、生产场地造成污染，存放时间短，时效性很强，而传统的着色母粒在注塑PE、PP等软胶制品时，多呈红相，分散效果及品质相对于配色效果明显低劣。

因此，生产一种高黑度的色母粒产品是当前技术需解决的难题。

发明内容

本发明并不是按传统的思维去解决黑色的着色问题，而是通过研究光的散射和反射原理，从而采用技术手段解决光的漫射和反射问题。通过采用色母粒在塑胶制品中的特殊稀释和分散性能，从而实现可见光更多的吸收效果，最终让黑色呈现出蓝相，使塑胶制品具有品质感。

本发明的目的在于提供一种制造成本低，工序简单，使用效果好的用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

本发明采用的技术方案是：一种用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒，按质量百分比计，由以下原料制得：

优选的，所述LLDPE树脂的熔融指数小于10，优选的，LLDPE树脂的熔融指数为0.5-6。

当选用熔融指数高于10的LLDPE树脂时，制备得到的黑色母粒在注塑中没有蓝相效果，而是显红黄相。

优选的，所述炭黑的吸碘值大于110g/Kg，DBP吸收值小于105×10^-5M³/kg。优选的炭黑的吸碘值的范围是120-300g/Kg，DBP吸收值的范围是50-105×10^-5M³/kg。当选用的炭黑吸碘值小于110g/Kg时，制备得到的黑色母粒在注塑中黑度不够，选用DBP吸收值小于105×10^-5M³/kg的炭黑，可以使分散剂的用量控制在尽量小的比例，增加蓝相效果。

优选的，炭黑的粒径是11-50nm。

优选的，所述分散剂是聚乙烯蜡(PE蜡)、乙撑硬脂酸酰胺(EBS)和EVA蜡中的一种或几种。

优选的，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬酯酸钙中的一种或几种。

优选的，所述无机填充物的粒径为10-10000nm，无机填充物选自碳酸钙、硫酸钡、玻璃微珠、高岭土、硅灰石、滑石粉、云母、蒙脱土、氢氧化铝、氢氧化镁、硅藻土和二氧化硅中的一种或几种；更优选的无机填充物的粒径为50-3000nm。

无机填充物的粒径需要控制在合理的范围，例如10-10000nm，如果粒径太小，不利于分散，而粒径太大，制品表面会粗糙。

本发明还提供了用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒的制备方法，包括以下步骤：

1)按配比将LLDPE树脂、无机填充物、炭黑、分散剂和润滑剂在高速混合机中混合8-12分钟，得到混合物料；

2)将混合物料投入密炼机中，密炼至塑胶全部熔化，倒出冷却后破碎；

3)采用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，用水环切粒，得到用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

优选的，步骤2)中密炼机的温度控制在180℃以下，步骤3)中的挤出温度控制为135-180℃。

在注塑过程中，仅需要添加很少量的本发明的蓝相黑色母粒，就能够使塑胶制品着色出现蓝色色调，会给人具有黑度更高的感觉，提高制品的美感。

本发明的发色原理是利用采用了特定条件的炭黑(吸碘值大于110g/Kg，DBP吸收值小于105×10^-5M³/kg)和特定比例的分散剂相结合得到的一种特殊效果，超出规定的范围，制备得到的黑色母粒的色相及黑度达不到蓝相高黑的效果，合适粒径的无机填料(10nm-10000nm)可以起到协同增效和促进分散的作用。

本发明的有益效果是：本发明选用熔融指数小于10的LLDPE树脂，并进一步搭配合适粒径(11-50nm)的吸碘值和吸油值的色素炭黑，可以在PE和PP注塑中显著提高PE及PP制品的光泽度和黑度，能使产品显示出蓝相黑；制造成本低，工序简单；与进口色母相比，在PE及PP注塑中，加入同等份量的蓝相黑色母粒，其所显现的黑色色相更蓝，具有广阔的应用前景和市场竞争力。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，下面结合具体实施实例对此发明作详细的说明。

实施例1

按质量计，将60％的熔融指数为8的LLDPE树脂，12％的平均粒径为200nm碳酸钙，25％炭黑是吸碘值为134g/Kg，DBP吸收值为95×10^-5M³/kg的炭黑，1％聚乙烯蜡(PE蜡)、2％硬脂酸锌，在高速混合机中混合10分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

实施例2

按质量计，将62％的熔融指数为5的LLDPE树脂，5％的平均粒径为500nm碳酸钙，30％炭黑是吸碘值为188g/Kg，DBP吸收值为68×10^-5M³/kg的炭黑，1.5％聚乙烯蜡(PE蜡)、1.5％硬酯酸钙，在高速混合机中混合8分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

实施例3

按质量计，将61.5％的熔融指数为3的LLDPE树脂，35％炭黑是吸碘值为222g/Kg，DBP吸收值为55×10^-5M³/kg的炭黑，1.5％乙撑硬脂酸酰胺(EBS)、2％硬脂酸锌，在高速混合机中混合10分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为130-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

实施例4

按质量计，将57％的熔融指数为2.2的LLDPE树脂，40％炭黑是吸碘值为256g/Kg，DBP吸收值为52×10^-5M³/kg的炭黑，2％聚乙烯蜡(PE蜡)、1％硬脂酸锌，在高速混合机中混合12分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

实施例5

按质量计，将56％的熔融指数为1.3的LLDPE树脂，40％炭黑是吸碘值为288g/Kg，DBP吸收值为50×10^-5M³/kg的炭黑，3％聚乙烯蜡(PE蜡)、1％硬脂酸锌，在高速混合机中混合8分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，最后用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

实施例6

按质量计，将48％的熔融指数为8的LLDPE树脂，9％的平均粒径为800nm玻璃微珠，40％炭黑是吸碘值为132g/Kg，DBP吸收值为98×10^-5M³/kg的炭黑，1％分散剂(0.6％聚乙烯蜡+0.4％EVA蜡)、2％润滑剂(1％硬脂酸锌+1％硬酯酸钙)，在高速混合机中混合10分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

实施例7

按质量计，将60％的熔融指数为9的LLDPE树脂，12％的平均粒径为200nm滑石粉，28％炭黑是吸碘值为188g/Kg，DBP吸收值为65×10^-5M³/kg的炭黑，在高速混合机中混合8分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

对比例1

按质量计，将60％的熔融指数为20的LLDPE树脂，12％的平均粒径为200nm碳酸钙，25％炭黑是吸碘值为134g/Kg，DBP吸收值为95×10^-5M³/kg的炭黑，1％聚乙烯蜡(PE蜡)、2％硬脂酸锌，在高速混合机中混合10分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的黑色母粒。

对比例2

按质量计，将62％的熔融指数为5的LLDPE树脂，5％的平均粒径为15000nm碳酸钙，30％炭黑是吸碘值为188g/Kg，DBP吸收值为68×10^-5M³/kg的炭黑，1.5％聚乙烯蜡(PE蜡)、1.5％硬酯酸钙，在高速混合机中混合8分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的黑色母粒。

对比例3

按质量计，将61.5％的熔融指数为3的LLDPE树脂，35％炭黑是吸碘值为85g/Kg，DBP吸收值为55×10^-5M³/kg的炭黑，1.5％乙撑硬脂酸酰胺(EBS)、2％硬脂酸锌，在高速混合机中混合10分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在150℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为160℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯黑色母粒。

对比例4

按质量计，将48％的熔融指数为8的LLDPE树脂，9％的平均粒径为800nm玻璃微珠，40％炭黑是吸碘值为132g/Kg，DBP吸收值为112×10^-5M³/kg的炭黑，1％分散剂(0.6％聚乙烯蜡+0.4％EVA蜡)、2％润滑剂(1％硬脂酸锌+1％硬酯酸钙)，在高速混合机中混合10分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，再用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的黑色母粒。

对比例5

按质量计，将49％的熔融指数为1.3的LLDPE树脂，40％炭黑是吸碘值为288g/Kg，DBP吸收值为50×10^-5M³/kg的炭黑，10％聚乙烯蜡(PE蜡)、1％硬脂酸锌，在高速混合机中混合8分钟后，接着在密炼机中密炼至塑胶全部熔化(温度控制在170℃)，冷却熔化后破碎，最后用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为135-180℃，用水环切粒，制得用于聚乙烯或聚丙烯的黑色母粒。

将实施例1-7制备的蓝相黑色母粒和对比例1-5制备的黑色母粒分别添加于PP和PE中，其中添加量分别占PP质量的1％或占PE质量的1％，所得结果如表1和表2所示。

表1黑色母粒色相测试结果(在PP中添加1％)

表2黑色母粒色相测试(在PE中添加1％)

项目	L值	a值	b值
				实施例1	23.9	-1.3	-0.8
实施例2	23.7	-0.9	-2.1
				实施例3	23.5	-3.6	-1.2
实施例4	23.1	-1.77	-0.9
				实施例5	23.8	-0.8	-1.1
实施例6	24.2	-0.8	-2.2
				实施例7	24.6	-0.9	-1.7
对比例1	26.1	-0.2	+2.5
				对比例2	25.0	+1.1	+0.9
对比例3	26.8	-0.2	+1.8
				对比例4	25.9	+2.1	+0.6
对比例5	27.0	+1.28	+1.1

由表1和表2可知，在PP及PE中添加1％实施例1-7制备的蓝相黑色母粒，用测色仪测试的结果是L值均小于或等于25，L值越小，黑度越高，a值和b值均为负数，表示制品的色相偏蓝。同时在D65光源下通过肉眼观测(无色盲及色弱年龄在18-40岁的30个标准观测者中，有29人得出一致的蓝相结论)。由表1和表2可知，实施例1-7制备的蓝相黑色母粒的亮度较高，呈现出蓝相，而对比例1-5制备的黑色母粒显红黄相，没有蓝相效果，填充物细度的改变对色相的影响最小。

Claims (6)

1.一种用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒，其特征在于，按质量百分比计，由以下原料制得：

所述LLDPE树脂的熔融指数小于10；所述炭黑的吸碘值大于110g/Kg，DBP吸收值小于105×10^-5M³/kg。

2.根据权利要求1所述的用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒，其特征在于，所述分散剂是聚乙烯蜡、乙撑硬脂酸酰胺和EVA蜡中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬酯酸钙中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒，其特征在于，所述无机填充物的粒径为10-10000nm，无机填充物选自碳酸钙、硫酸钡、玻璃微珠、高岭土、硅灰石、滑石粉、云母、蒙脱土、氢氧化铝、氢氧化镁、硅藻土和二氧化硅中的一种或几种。

5.权利要求1-4中任一项所述的用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按配比将LLDPE树脂、无机填充物、炭黑、分散剂和润滑剂在高速混合机中混合8-12分钟，得到混合物料；

2)将混合物料投入密炼机中，密炼至塑胶全部熔化，倒出冷却后破碎，

3)采用长径比44:1的双螺杆挤出机挤出造粒，用水环切粒，得到用于聚乙烯或聚丙烯的蓝相黑色母粒。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中密炼机的温度控制在180℃以下，步骤3)中的挤出温度控制为135-180℃。