本发明属于色母粒
技术领域：
，具体地，涉及一种pvc环保色母粒。
背景技术：
：聚氯乙烯(polyvinylchloride，以下简称pvc)是一种无毒、无臭的白色粉末。在国内，pvc的产量和消费量都位居五大通用树脂之首。据统计，2008年全国pvc的总产值接近670亿元。pvc下游制品的市场更为广阔，2008年以pvc为原料的下游制品产值超过千亿元。在硬质pvc领域，型材、异型材是我国pvc消费量最大的领域，约占pvc总消费量的25％左右，主要用于制作门窗和节能材料，聚氯乙烯管道是其第二大消费领域，约占其总消费量的20％左右。pvc板材、片材是其第三大消费领域。总体而言，pvc色母粒质优价廉，在工业、建筑、农业、电力、公用事业等领域都有广阔的应用空间。目前pvc色母粒主要采用色粉着色，色粉着色的特点直接用色粉(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。但是，目前pvc色母粒制造过程中，需要添加比较多的填充料、增塑剂等化合物，进行高速搅拌混合挤出，制造出色母粒，制得的色母粒不能降解，不够环保。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种pvc环保色母粒，通过采用树脂基体作为颜料的载体，树脂基体包括pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂，聚乳酸和聚碳酸酯树脂本身具有良好的生物降解性，pvc树脂在聚丁二酸1,6-己二醇酯的改性作用下，也具备良好的生物降解性，采用的分散剂为低分子聚乙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯蜡与含氟聚合物的复配物，含氟聚合物为可溶性聚四氟乙烯，原料均绿色环保，使得制备的色母粒为一种环保pvc色母粒，同时，阻燃纳米微球的加入，赋予色母粒较好的阻燃性能，拓展了色母粒的使用范围，得到的pvc色母粒兼具环保、阻燃、高韧性等优点，能够广泛使用。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种pvc环保色母粒，由如下重量份的原料制备而成：颜料40-60份、树脂基体30-40份、分散剂15-20份、聚丁二酸1,6-己二醇酯8-10份、阻燃微纳米球6-9份、湿法超细碳酸钙5-7份、加工助剂0.5-1份；所述pvc环保色母粒由如下步骤制备而成：步骤s1、将树脂基体在鼓风干燥机中干燥3h，干燥温度85℃；湿法超细碳酸钙干燥2h，干燥温度105℃；步骤s2、将颜料、树脂基体、分散剂、湿法超细碳酸钙加入高速密炼机中，设置螺杆转速为460-500r/min，温度为38-42℃，混合10-12min；步骤s3、再加入聚丁二酸1,6-己二醇酯、阻燃微纳米球和加工助剂，提高螺杆转速至490-530r/min，温度为55-60℃，继续混合15-16min，得到预混料；步骤s4、将预混料经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度205-230℃，水冷切粒，制得pvc环保色母粒。进一步地，所述树脂基体包括pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂，pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂按照质量比为10:2-3:0.9-1.5复配而成。进一步地，所述分散剂为低分子聚乙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯蜡与含氟聚合物的复配物，所述含氟聚合物为可溶性聚四氟乙烯。进一步地，所述颜料为金红石型钛白粉、钛黄粉、苯并咪唑酮黄、蒽醌橙、喹吖啶酮红、酞青兰、酞青绿、苯并咪唑硐棕中的任一种或几种的复合物。进一步地，所述加工助剂为硬酯酸镁、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇四硬脂酸酯中的一种或几种的混合物。进一步地，所述湿法超细碳酸钙的粒径为80-200nm。进一步地，所述阻燃微纳米球由如下方法制备：(1)称取0.36g六氯环三磷腈和0.77g双酚s置于250ml圆底烧瓶中，加入180ml乙腈，混合均匀后，向其中加入5.4ml氯乙酰氯，立即密封烧瓶；(2)将整个烧瓶置于超声仪中，将体系温度升高至49℃，恒温水浴100w超声反应5.5h；(3)向反应体系中加入0.06g双酚s，继续超声反应30min；(4)反应结束后分别用去离子水、乙醇和丙酮离心洗涤产物3次，最后将产物置于65℃真空干燥箱内干燥20h，制得阻燃微纳米球。进一步地，所述聚丁二酸1,6-己二醇酯由如下方法制备：(1)在装有搅拌器、氮气管、温度计套管和球型冷凝管的250ml四口烧瓶中，将丁二酸、1,6-己二醇按摩尔比为1:1.06加入四口烧瓶中；(2)将烧瓶置于油浴锅内，当油浴温度达到178℃时，通入氮气、开启搅拌器，恒温反应；(3)当反应至反应器中再无水流出时，停止反应，将得到的产物自然冷却至室温，制得聚丁二酸1,6-己二醇酯。本发明的有益效果：(1)本发明在色母粒的原料中添加了适量聚丁二酸1,6-己二醇酯，将聚丁二酸1,6-己二醇酯加入pvc树脂基体中时，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子能插入到聚合物的分子链间，其酯基极性部分与pvc的氯原子极性部分相互结合，能够形成新的pvc-聚丁二酸1,6-己二醇酯体系，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子与pvc分子链之间的相互作用就越充分，两个大分子链的相互缠结有效地阻碍了氯化氢的脱除，使得pvc材料的热稳定性得到了较大幅度的提高；同时，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子具有更长的分子链，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子的加入额外给pvc提供了更多的运动空间，使自由体积升高，温度较低时，分子被固定下来，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子可阻碍pvc分子链间的相互吸引作用，增加了聚合物分子链的移动性，降低了pvc分子的结晶度，从而提高了聚合物的可塑性和柔韧性；此外，聚丁二酸1,6-己二醇酯的分子链含有酯键(-coo-)，很容易被牛胰腺脂肪酶进行分解、代谢最终成为co2和h2o；在聚丁二酸1,6-己二醇酯高分子链断裂的过程中会产生大量的羧基，而羧基可以对降解过程起到较好的自催化作用，加快pvc树脂降解，断裂的聚丁二酸1,6-己二醇酯链段所包含的活性点较多，并且分子间作用力变小，结晶度降低，使微生物更加容易进入聚合物内部，从而进一步加快降解速率，除此之外，在降解过程中，pvc会吸收水分，pvc内部的聚丁二酸1,6-己二醇酯吸水溶胀，也有利于加快降解速度，从而使得制得的色母粒具有良好的生物降解性；(2)本发明在原料中添加了阻燃微纳米球，阻燃微纳米球中富含p-o和p＝n键，p-o和p＝n结构分解后，可生成含磷酸性介质，为阻燃过程提供酸源；微纳米球和树脂基体初始热降解产生小分子化合物，组成阻燃气源；树脂基体主体骨架在酸源催化交联形成炭源；在燃烧过程中，酸源、气源和炭源匹配较好，可以形成最佳膨胀型炭层结构，赋予色母粒较好的阻燃性能；同时，在热解过程中，微纳米球会在气相产生含磷裂解物，可有效捕获或终止气相中自由基，起到延缓火焰传播作用，进一步增强阻燃效果；(3)本发明的色母粒采用的树脂基体作为颜料的载体，树脂基体包括pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂，聚乳酸和聚碳酸酯树脂本身具有良好的生物降解性，pvc树脂在聚丁二酸1,6-己二醇酯的改性作用下，也具备良好的生物降解性，采用的分散剂为低分子聚乙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯蜡与含氟聚合物的复配物，含氟聚合物为可溶性聚四氟乙烯，原料均绿色环保，使得制备的色母粒为一种环保pvc色母粒，同时，阻燃纳米微球的加入，赋予色母粒较好的阻燃性能，拓展了色母粒的使用范围，得到的pvc色母粒兼具环保、阻燃、高韧性等优点，能够广泛使用。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。一种pvc环保色母粒，由如下重量份的原料制备而成：颜料40-60份、树脂基体30-40份、分散剂15-20份、聚丁二酸1,6-己二醇酯8-10份、阻燃微纳米球6-9份、湿法超细碳酸钙5-7份、加工助剂0.5-1份；所述树脂基体包括pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂，pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂按照质量比为10:2-3:0.9-1.5复配而成；所述分散剂为低分子聚乙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯蜡与含氟聚合物的复配物，所述含氟聚合物为可溶性聚四氟乙烯；所述颜料为金红石型钛白粉、钛黄粉、苯并咪唑酮黄、蒽醌橙、喹吖啶酮红、酞青兰、酞青绿、苯并咪唑硐棕中的任一种或几种的复合物；所述加工助剂为硬酯酸镁、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇四硬脂酸酯中的一种或几种的混合物；所述湿法超细碳酸钙为采用湿法工艺研磨得到的超细碳酸钙粒子，所述湿法超细碳酸钙的粒径为80-200nm；所述阻燃微纳米球由如下方法制备：(1)称取0.36g六氯环三磷腈和0.77g双酚s置于250ml圆底烧瓶中，加入180ml乙腈，混合均匀后，向其中加入5.4ml氯乙酰氯，立即密封烧瓶；(2)将整个烧瓶置于超声仪中，将体系温度升高至49℃，恒温水浴100w超声反应5.5h；(3)向反应体系中加入0.06g双酚s，继续超声反应30min；(4)反应结束后分别用去离子水、乙醇和丙酮离心洗涤产物3次，最后将产物置于65℃真空干燥箱内干燥20h，制得阻燃微纳米球；制得的阻燃微纳米球中富含p-o和p＝n键，p-o和p＝n结构分解后，可生成含磷酸性介质，为阻燃过程提供酸源；微纳米球和树脂基体初始热降解产生小分子化合物，组成阻燃气源；树脂基体主体骨架在酸源催化交联形成炭源；在燃烧过程中，酸源、气源和炭源匹配较好，可以形成最佳膨胀型炭层结构，表现出较好的阻燃性能；同时，在热解过程中，微纳米球会在气相产生含磷裂解物，可有效捕获或终止气相中自由基，起到延缓火焰传播作用，进一步增强阻燃效果；所述聚丁二酸1,6-己二醇酯由如下方法制备：(1)在装有搅拌器、氮气管、温度计套管和球型冷凝管的250ml四口烧瓶中，将丁二酸、1,6-己二醇按摩尔比为1:1.06加入四口烧瓶中；(2)将烧瓶置于油浴锅内，当油浴温度达到178℃时，通入氮气、开启搅拌器，恒温反应；(3)当反应至反应器中再无水流出时，停止反应，将得到的产物自然冷却至室温，制得聚丁二酸1,6-己二醇酯；将聚丁二酸1,6-己二醇酯加入pvc树脂基体中时，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子能插入到聚合物的分子链间，其酯基极性部分与pvc的氯原子极性部分相互结合，能够形成新的pvc-聚丁二酸1,6-己二醇酯体系，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子与pvc分子链之间的相互作用就越充分，两个大分子链的相互缠结有效地阻碍了氯化氢的脱除，使得pvc材料的热稳定性得到了较大幅度的提高；同时，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子具有更长的分子链，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子的加入额外给pvc提供了更多的运动空间，使自由体积升高，温度较低时，分子被固定下来，聚丁二酸1,6-己二醇酯分子可阻碍pvc分子链间的相互吸引作用，增加了聚合物分子链的移动性，降低了pvc分子的结晶度，从而提高了聚合物的可塑性和柔韧性；聚丁二酸1,6-己二醇酯的分子链含有酯键(-coo-)，很容易被牛胰腺脂肪酶进行分解、代谢最终成为co2和h2o；在聚丁二酸1,6-己二醇酯高分子链断裂的过程中会产生大量的羧基，而羧基可以对降解过程起到较好的自催化作用，加快pvc树脂降解，断裂的聚丁二酸1,6-己二醇酯链段所包含的活性点较多，并且分子间作用力变小，结晶度降低，使微生物更加容易进入聚合物内部，从而进一步加快降解速率，除此之外，在降解过程中，pvc会吸收水分，pvc内部的聚丁二酸1,6-己二醇酯吸水溶胀，也有利于加快降解速度，从而使得制得的色母粒具有良好的生物降解性；所述pvc环保色母粒由如下步骤制备而成：步骤s1、将树脂基体在鼓风干燥机中干燥3h，干燥温度85℃；湿法超细碳酸钙干燥2h，干燥温度105℃；步骤s2、将颜料、树脂基体、分散剂、湿法超细碳酸钙加入高速密炼机中，设置螺杆转速为460-500r/min，温度为38-42℃，混合10-12min；步骤s3、再加入聚丁二酸1,6-己二醇酯、阻燃微纳米球和加工助剂，提高螺杆转速至490-530r/min，温度为55-60℃，继续混合15-16min，得到预混料；步骤s4、将预混料经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度205-230℃，水冷切粒，制得pvc环保色母粒。实施例1一种pvc环保色母粒，由如下重量份的原料制备而成：金红石型钛白粉40份、树脂基体30份、低分子聚乙烯蜡15份、聚丁二酸1,6-己二醇酯8份、阻燃微纳米球6份、湿法超细碳酸钙5份、硬酯酸镁0.5份；所述树脂基体包括pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂，pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂按照质量比为10:2:0.9复配而成；所述pvc环保色母粒由如下步骤制备而成：步骤s1、将树脂基体在鼓风干燥机中干燥3h，干燥温度85℃；湿法超细碳酸钙干燥2h，干燥温度105℃；步骤s2、将金红石型钛白粉、树脂基体、低分子聚乙烯蜡、湿法超细碳酸钙加入高速密炼机中，设置螺杆转速为460r/min，温度为38℃，混合10min；步骤s3、再加入聚丁二酸1,6-己二醇酯、阻燃微纳米球和硬酯酸镁，提高螺杆转速至490r/min，温度为55℃，继续混合15min，得到预混料；步骤s4、将预混料经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度205℃，水冷切粒，制得pvc环保色母粒。实施例2一种pvc环保色母粒，由如下重量份的原料制备而成：钛黄粉50份、树脂基体35份、分散剂18份、聚丁二酸1,6-己二醇酯9份、阻燃微纳米球7.5份、湿法超细碳酸钙6份、乙撑双硬脂酸酰胺0.8份；所述树脂基体包括pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂，pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂按照质量比为10:2.5:1.3复配而成；所述分散剂为乙烯-醋酸乙烯蜡与含氟聚合物的复配物，所述含氟聚合物为可溶性聚四氟乙烯；所述pvc环保色母粒由如下步骤制备而成：步骤s1、将树脂基体在鼓风干燥机中干燥3h，干燥温度85℃；湿法超细碳酸钙干燥2h，干燥温度105℃；步骤s2、将钛黄粉、树脂基体、分散剂、湿法超细碳酸钙加入高速密炼机中，设置螺杆转速为480r/min，温度为40℃，混合11min；步骤s3、再加入聚丁二酸1,6-己二醇酯、阻燃微纳米球和乙撑双硬脂酸酰胺，提高螺杆转速至510r/min，温度为57℃，继续混合16min，得到预混料；步骤s4、将预混料经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度220℃，水冷切粒，制得pvc环保色母粒。实施例3一种pvc环保色母粒，由如下重量份的原料制备而成：喹吖啶酮红60份、树脂基体40份、低分子聚乙烯蜡20份、聚丁二酸1,6-己二醇酯10份、阻燃微纳米球9份、湿法超细碳酸钙7份、季戊四醇四硬脂酸酯1份；所述树脂基体包括pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂，pvc树脂、聚乳酸、聚碳酸酯树脂按照质量比为10:3:1.5复配而成；所述pvc环保色母粒由如下步骤制备而成：步骤s1、将树脂基体在鼓风干燥机中干燥3h，干燥温度85℃；湿法超细碳酸钙干燥2h，干燥温度105℃；步骤s2、将喹吖啶酮红、树脂基体、低分子聚乙烯蜡、湿法超细碳酸钙加入高速密炼机中，设置螺杆转速为460-500r/min，温度为38-42℃，混合10-12min；步骤s3、再加入聚丁二酸1,6-己二醇酯、阻燃微纳米球和季戊四醇四硬脂酸酯，提高螺杆转速至490-530r/min，温度为55-60℃，继续混合15-16min，得到预混料；步骤s4、将预混料经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度205-230℃，水冷切粒，制得pvc环保色母粒。对实施例1-3制备得到的色母粒做如下性能测试：将实施例1-3制备得到的色母粒分别与pvc树脂按照1:20的质量配比在270℃的注塑机中注塑样条，按照gb/t1843-2008测量试样的缺口冲击强度，温度23℃，测试结果如下表：实施例1实施例2实施例3纯pvc冲击强度/kj·m-222232118可知，相比纯pvc树脂，加入色母粒的树脂其冲击强度都得到了提升，为21-23kj·m-2，说明本发明制备得到的色母粒具有较强的韧性。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
技术领域：
技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页1 2 3