一种聚烯烃注塑配方及其配色方法与流程

文档序号:25022947发布日期:2021-05-11 16:47阅读:225来源:国知局
本发明涉及塑料配色技术,为聚烯烃类及弹性体塑料配色提供快速准确的配色方法及工艺,同时比传统配色更精确,更节约成本,减少环境污染。
背景技术
:高分子材料聚合物的应用日益推广,塑料材料由于其可塑性强,质量轻同时强度高的特性在很多领域成功替换木材,金属材料,比如在家电,日用品,等领域;为了赋予材料外观多样性,塑料材料对颜色外观成分产品设计的一部份,因此,塑料制品着色成分产品的非常重要的环节,而且消费者对颜色外观的同一性越来越高。塑料材料的着色过程包含了前期的打样配色过程和量产实施过程,前期的打样配色过程需要经过多次的颜料配方调整才能达到与目标颜色的一致性,因此是配色的重要环节。目前行业中塑料材料配色过程其一为通过应用颜料直接与塑料颗粒树脂混合后进行注塑制样色板配色,由于颜料没有经过分散处理,注塑后颜料分散不良,具有明显色粉点,在进行量产挤出后颜色重现性非常低。另外用色粉导致清机转产困难和环境污染;其二为应用颜料与颗粒树脂混合后先经过双螺杆挤出机造粒分散,然后再注塑制样色板,这个过程需要经过额外的螺杆挤出,除了耗时,费料外,还存在清机转产交叉污染导致产品质量异常。专利cn108407191a公开了一种塑料配色工艺,包括以下步骤:(1)称取塑料颗粒并加入到高混机中,然后加入分散剂和颜料并混合均匀;(2)按照步骤(1)的过程再至少设置4组,每一组分散剂的浓度相同,每一组颜料的浓度不同;(3)用测色配色仪分别检测各组试样的混合均匀性,每种试样分别检测至少3次,得到各自的色差值;(4)用测色配色仪的配色软件对各组试样进行自动配色拟合,得到拟合后的色差值;(5)注塑:对所述拟合后的色差值≤2的各组试样进行注塑;(6)将注塑色板用配色软件进行自动配色拟合,得到总色差值。该配色工艺仍然采用颜料直接与树脂进行高混混合,再注塑色板的方式,只是先对颜料与树脂在高混机混合后的颜色均匀性进行验证,但是此种方法会引起很大的误差:首先混合料的形态无法固定,另外颜料没有经过熔融分散,其表观还是颗粒状,对其混合物颜色进行评估无实际指导意义,另外本质工艺还是用颜料直接与树脂混合后注塑制样配色,同样存在色粉点等分散不良问题,对后续的量产加工颜色重现性有很大影响,而且其色粉含量控制在0.1%以内无法满足现实塑料制品着色效果需求。技术实现要素:本发明要解决的技术问题是克服现有有的聚烯烃塑料配色过程中存在注塑后颜料分散不良,具有明显色粉点的缺陷和不足,提供一种聚烯烃注塑配方,通过特定的聚烯烃注塑配方改进即可实现聚烯烃塑料的快速精确配色。本发明的再一目的在于提供一种聚烯烃注塑配色方法。本发明上述目的通过以下技术方案实现:一种聚烯烃注塑配方,按重量份数计,包括如下组分:聚合物粉体30~99份;聚合物颗粒1~70份;预分散颜料0.1~5份;功能助剂0~5份;粉体填料0~20份。本发明提供了一种聚烯烃塑料配色配方,通过特定的配方组分,尤其是预分散颜料的加入使得注塑制样配色颜色均一一致,分散良好,聚合物颗粒能有效避免下料架桥作用,聚合物粉体含量控制保证颜色得到良好的分散均匀,预分散颜料根据颜色特征进行调节并保证有效分散,各组分含量控制有效保证混合体在注塑成型后颜色稳定性。其中,需要说明的是:本发明的聚合物粉体优选为聚乙烯,聚丙烯,乙烯-醋酸乙烯共聚物,乙烯-丙烯酸酯共聚物,聚甲醛树脂,以及单一或多元烯烃单体聚合所得的烯烃类聚合物的粉体。聚合物粉体的制备方法具体可以如下:聚合物粉体可以直接应用上游石化厂家提供的原粉体树脂,也可以通过常规牌号的颗粒状树脂在磨粉设备中进行磨粉加工处理,磨粉后过筛粉体为合格聚合物粉体。优选地,聚合物颗粒包含聚乙烯,聚丙烯,乙烯-醋酸乙烯共聚物,乙烯-丙烯酸酯共聚物,聚甲醛树脂和单一或多元烯烃单体聚合所得的烯烃类聚合物及其经过预分散处理的填充母粒和预分散母粒。填充母粒包括滑石粉母粒,硫酸钡母粒,碳酸钙母粒,阻燃母粒,高领土母粒,玻璃微珠母粒,硅灰石母粒,玻纤母粒等。聚合物颗粒形态可以为圆柱形、椭圆形或半椭圆形。本发明的预分散颜料为经过预先分散处理的包含一定颜料浓度的颜料复合物,其颗粒形态为粉末状。本发明所述功能助剂是指保证注塑过程中颜色稳定性需要或者产品设计所需要的功能性助剂等,其种类包括但不限于主抗氧剂,辅抗氧剂,抗紫外老化剂,紫外吸收剂,热稳定剂,分散剂,润滑剂,抗菌剂,成核剂,偶联剂,金属效果颜料,云母珠光粉等的一种或几种混合物,其颗粒形态可以是粉末状或树脂颗粒状;本发明所述粉体填料包含但不限于粉体形态的碳酸钙,滑石粉,硫酸钡,钛白粉,硅灰石,玻璃微珠,硅灰石,高粘土等,根据产品设计需要进行添加。优选地,按重量份数计,包括如下组分:聚合物粉体30~62份;聚合物颗粒35~68份;预分散颜料1.3~3份;功能助剂0.2~2份;粉体填料0~5份。进一步优选地,按重量份数计,包括如下组分:聚合物粉体30~50份;聚合物颗粒45~68份;预分散颜料1.85~3份;功能助剂0.2~2份;粉体填料0~5份。优选地,所述聚合物粉体的颗粒大小为15~80目。为了进一步保证整个物料体系混合后各组份得到良好的均匀分布,避免由于堆积密度及静电吸附等对混合体的分层离析,本发明的聚合物粉体粒径优选控制在15~80目,如果颗粒过粗,混合后容易产生密度差分层离析,颗粒过细在混合过程中由于颗粒运动碰撞会产生强静电引起静电吸附不利于均匀性维持。优选地,所述聚合物颗粒的粒径为2~5mm。聚合物颗粒为常规颗粒树脂,在体系中添加可以防止物料下料系统中产生架桥,保证物料正常输送喂料。聚合物颗粒的粒径过粗不利于分散均匀,无法保证有效的分散,粒径过细会产生静电吸附影响混合均匀性。优选地,所述预分散颜料包括载体和颜料组分,所述载体为聚烯烃类树脂,既能保证原料的良好分散和加工性能,同时与被着色基体树脂有良好的相容性能。本发明所述的颜料可以为单一颜料或颜料组合物,优选为单一颜料预分散体,其中颜料种类包括但不限于市面上供应的无机颜料和有机颜料,无机颜料包含钛白粉,硫化锌,炭黑,群青,钛黄,铁黄,铁红及其他金属氧化物颜料,有机颜料包含偶氮结构颜料,酞青结构颜料,二噁嗪,喹吖啶酮,异吲哚啉,异吲哚啉酮,苝系,喹酞酮,吡咯并吡咯,蒽醌及金属络合物颜料等。在实际配色中,所述预分散颜料可以是一种的预分散颜料或者多种预分散颜料的组合搭配,可以根据配色的实际需要进行随机搭配。优选地,所述预分散颜料中颜料的质量含量为1~60%。如果含量超过60%不利于颜料的良好分散,且需要更高的分散成本。为了保证颜料能得到充分分散及在实际配方中的应用需要,本发明进一步优选预分散颜料中颜料组分的质量含量为1~60%,更优选地,其中颜料组分的质量含量为1~30%。优选地,所述预分散颜料的粒径为15~80目。预分散颜料的制备方法为按照如下配方结构:载体树脂(lldpemi50g/10min190度/2.16kg)百分比含量40-99%,颜料百分比含量1-60%,分散剂(聚乙烯蜡,ebs,硬脂酸盐,)百分比含量为0.1-10%,抗氧剂(主抗氧剂,辅助抗氧剂)百分比含量为0.1-0.5%,用高混机进行预分散混料处理,保证混合物均匀预分散,然后将预分散物料投入高剪切双螺杆挤出机挤出造粒制造成预分散母粒,预分散母粒经过磨粉机碾磨过网20目后所得的产品为预分散颜料,预分散颜料制作后可以作为往后配色常规使用物料存留。在本发明的聚烯烃塑料配方中预分散颜料的粒径同样影响整体的配色均匀性,粒径过粗不利于分散均匀,无法保证有效的分散,粒径过细会产生静电吸附影响混合均匀性。预分散颜料可以是市场上购买的预分散颜料,满足聚烯烃类载体要求,颜料浓度在1-60%百分比含量,颗粒形态为15-80目的粉体。也可以自行制备,制备方法如下:载体树脂(ldpe,lldpe,eva或其混合物mi7-50g/10min190度/2.16kg)百分比含量40-99%,颜料百分比含量1-60%,分散剂(聚乙烯蜡,乙烯-醋酸乙烯蜡,ebs,芥酸酰胺,氧化聚乙烯蜡,硬脂酸盐,硬脂酸)百分比含量为0.1-10%,抗氧剂(主抗氧剂,辅助抗氧剂)百分比含量为0.1-0.5%,用高混机进行预分散混料处理,保证混合物均匀预分散,然后将预分散物料投入双螺杆挤出机挤出造粒制造成预分散母粒,预分散母粒经过磨粉机碾磨过网后所得的产品为预分散颜料,并且保证其为颗粒形态15-80目的粉体,预分散颜料制作后可以作为往后配色常规使用物料存留。本发明同时还保护一种聚烯烃注塑配色方法,包括如下步骤:s1.将聚烯烃注塑配方的各组分充分混合得到均匀分布的混合物;s2.将s1的混合物投入注塑机中注塑成型,得到注塑制样的色板;s3.对注塑制样的色板进行颜色评价,根据色差值进行配方组分含量调整直至总色差值δe≤1,即可得到注塑配色方案,其中,总色差值δe=(δl2+δa2+δb2)1/2,δl=测试样l值-标样l值,δa=测试样a值-标样a值,δb=测试样b值-标样b值。其中,s3中组分含量调整是通过采用制样取得的颜色性能与目标颜色进行比较,根据色差可以用电脑配色软件进行电脑自动配色提供颜色配方方案或根据配色经验修正增容预分散剂配方比例,重复步骤s1~s3直到最终颜色与目标颜色一致(一般控制δe≦1为较理想)。优选地,s3中色差值采用分光光度计测定,测量波长范围为360~700nm,光栅精度为5nm,测量观测孔径≥15mm,观察角度为10度。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明提供了一种聚烯烃注塑配方,聚合物颗粒能有效避免下料架桥作用,聚合物粉体含量控制保证颜色得到良好的分散,预分散颜料的加入使得注塑制样配色颜色均一一致,分散良好,组分含量控制有效保证混合体在注塑成型后颜色稳定,通过特定的配方组分,尤其是特定比例的聚合物粉体、聚合物颗粒和预分散颜料配伍,使得注塑制样配色颜色均一一致,分散良好。本发明的聚烯烃注塑方法根据工程塑配方精确称量和混合均匀后注塑制样色板,制样δe≤1,且无色粉点,满足配色制样要求,同时操作简单,提升配色效率和准确度。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明,本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。具体实施例所用仪器信息如下:磨粉机,smw-800张家港惠邦机械有限公司;双螺杆挤出机,科倍隆(南京)机械有限公司,长径比48:1;电子秤,梅特勒——托利多有限公司注塑机,me-90,广州正茂精机分光光谱仪,爱色丽ci-7000a标准光源灯箱,x-rit额macbeth。本发明的具体配方组分说明如下:均聚pp粉粒径为15-20目,来源于pp320粉,茂名实华均聚pp颗粒粒径为2-5mm,来源于pphp500n,中海壳牌共聚ppep548r粒径为2-5mm,来源于中海壳牌lldpe7144粉粒径为15-20目,来源于茂名石化pp150粉粒径为15-20目,来源于茂名石化poe8137粒径为2-5mm,来源于陶氏化学ppz30s粉粒径为20目,用ppz30s,中石油,磨粉加工而成lldpe(mi=50)来源于lldpe6201rq,埃克森美孚抗氧剂1010—irganox1010,巴斯夫抗氧剂168—irganox168,巴斯夫抗紫外老化剂944—chimasor944巴斯夫实施例1一种聚烯烃注塑配方,具体如表1所示,具体如下:功能助剂为0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、0.8份抗紫外老化剂944;聚合物粉体为30份均聚pp粉;聚合物颗粒为20份共聚ppep548r,48.15份的均聚pphp500n.,0.2份预分散颜料1#,0.15份预分散颜料2#,0.1份预分散颜料3#,1.4份预分散颜料4#。各组分的制备如下:聚合物粉体制备,本实验用均聚pp颗粒树脂用专业塑料磨粉设备进行磨粉加工处理,磨粉筛网目为20目,大于20目的在线回收继续进入磨盘再次碾磨,过筛20目粉体为合格聚合物粉体。预分散颜料:预分散颜料1#——1%浓度颜料棕24(sicotanyellowk2001巴斯夫)预分散颜料2#——1%浓度颜料红101(bayferrox110m,朗盛德国)预分散颜料3#——1%浓度炭黑7(m717cabot)预分散颜料4#——60%浓度钛白粉(r103科慕化学)预分散颜料5#——30%浓度酞青蓝(pvfastbluebg,科莱恩)预分散颜料6#——10%浓度颜料红254(pvfastreddg,科莱恩)一种聚烯烃注塑配色方法,包括如下步骤:s1.根据实际产品特征及目标颜色特征选定预分散颜料方案称量各组分材料,重量大于20g含量组份用精度为0.01g天平称量,重量小于20g组份用精度为0.001g天平称量,称取样品的总重量为800g;将称量好的材料混合物统一装进带封口条的pe薄膜袋,并鼓气保证袋内充满空气,充满空气的袋子中混合物的体积占比以30-50%为合理,否则更换符合此容积比例的pe薄膜袋,密封后通过人工快速摇晃并转换角度持续摇匀30秒钟,此时的混合物为均匀分布的混合物s2.将s1的混合物投入注塑机中注塑成型,得到注塑制样的色板,将准备好的均匀混合物投入注塑机中进行注塑成型,注塑机锁模力为90吨的正茂精机,模具设计为100*50*2mm同时一模2腔的结构,注塑温度五区设定为200度,塑化背压20bar,冷却时间10秒,成型第六模开始取样,连续取样8模,编号为1-8#;s3.对注塑制样的色板进行颜色评价注塑制样的色板自然放凉致室温后进行颜色评价,应用分光光度计为爱色丽ci-7000a,测量观测孔径20mm,用cielabd6510°反射模式测量注塑制样的每一块色板l,a,b值,,以开始取样的第一模色板作为比色参考标准,其它7模为比色样品,以比色结果以δl/δa/δb/δe波动范围作为衡量指标,如果数值0.5说明颜色稳定可控,颜色均匀分布,能作为注塑配色依据其中,总色差值δe=(δl2+δa2+δb2)1/2,δl=测试样l值-标样l值,δa=测试样a值-标样a值,δb=测试样b值-标样b值。将注塑色板1-8#放置在标准光源灯箱下观察颜色均匀程度,观察有无色粉点。实施例2一种聚烯烃注塑配方,具体如表1所示,具体如下:功能助剂为0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、,1份珠光粉;聚合物粉体为25份lldpe7144粉、37份的pp150粉;聚合物颗粒为35份poe8137,0.2份预分散颜料3#,1.2份预分散颜料5#,0.2份预分散颜料6#。各组分的制备同实施例1。聚烯烃注塑配色方法同实施例1。实施例3一种聚烯烃注塑配方,具体如表1所示,具体如下:粉体填料为12份活性碳酸钙ac-05n,聚合物粉体为44份磨粉ppz30s粉,聚合物颗粒为39.5份均聚pphp500n,功能助剂为0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168,0.3份预分散颜料1#,0.6份预分散颜料3#,3.4份预分散颜料6#。各组分的制备同实施例1。聚烯烃注塑配色方法同实施例1。实施例4~8一种聚烯烃注塑配方,具体如表1所示。各组分的制备同实施例1。聚烯烃注塑配色方法同实施例1。表1对比例1一种聚烯烃注塑配方,具体如表1所示,具体如下:粉体填料为12份活性碳酸钙ac-05n,聚合物颗粒为83.5份均聚pphp500n,功能助剂为0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168,0.3份预分散颜料1#,0.6份预分散颜料3#,3.4份预分散颜料6#。各组分的制备同实施例1。聚烯烃注塑配色方法同实施例1。对比例2一种聚烯烃注塑配方,具体如表1所示,具体如下:粉体填料为5份硫酸钡粉体ab3000n1,聚合物粉体为93.95份均聚pp150粉,功能助剂为0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168,0.2份预分散颜料1#,0.15份预分散颜料2#,0.1份预分散颜料3#,0.4份预分散颜料4#。各组分的制备同实施例1。聚烯烃注塑配色方法同实施例1。对比例3一种聚烯烃注塑配方,具体如表1所示,具体如下:聚合物粉体为50份均聚pp150粉,聚合物颗粒为46.26份均聚pphp500n颗粒,功能助剂为0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168,1.8份聚乙烯蜡ac-6a,1.68份钛白粉r103,0.06酞青蓝颜料bg各组分的制备同实施例1。聚烯烃注塑配色方法同实施例1。对比例4一种聚烯烃注塑配方,具体如表1所示,具体如下:聚合物颗粒为65份均聚pphp500n颗粒,功能助剂为0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168,1份聚乙烯蜡ac-6a,0.34份颜料红reddg,0.003颜料棕k2001,0.042份炭黑m717。各组分的制备同实施例1。聚烯烃注塑配色方法同实施例1。对比例5一种聚烯烃注塑配方,具体如表2所示,各组分的制备同实施例1。聚烯烃注塑配色方法同实施例1。表2结果检测对上述实施例和对比例的颜色进行评价,cielab值进行检测,具体检测方法为:应用分光光度计(爱色丽ci-7000a)测量注塑制样的每一块色板l,a,b值,测量观测孔径为20mm,用cielabd6510°反射模式,以开始取样的第一模色板作为比色参考标准,其它7模为比色样品,以比色结果以δl/δa/δb/δe波动范围作为衡量指标。具体检测结果如下表3和表4所示:表3表4对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5δl最大值1.850.440.420.531.68δa最大值-3.64-0.3-0.381.02-2.04δb最大值-2.970.310.29-0.87-2.42δe最大值4.950.510.621.443.58颜色均匀性不均匀均匀均匀尚可不均匀不均匀色板外观无色点无色点有色点有色点无色点从实施例的实验数据来看,按照权利要求配方设计范围内的实施例1-8,各个配方所得实验数据δl,δa,δb波动范围都在0.5以内,总色差δe波动范围在1以内,说明颜色均一一致,而且无色粉点。从对比例实验数据来看,对比例1与实施例3不同之处是选用了全部为聚合物颗粒,无聚合物粉体,预分散颜料在混合过程中产生沉降分离,导致颜色前后变化很大;对比例2与实施例4的不同之处为全部改用聚合物粉体,无聚合物颗粒,颜色均一无色点,但是在实施过程中存在物料在注塑下料口架桥现象,需要外加搅拌才能顺利下料;对比例3和实施例8不同之处是直接用原色粉颜料替换了预分散原料,颜色波动均匀性尚可,但有色粉点;对比例4为仿制专利cn108407191a实施模式,用聚合物颗粒和原色粉进行实施制样,发现颜色有明显不均匀和大量无法良好分散的色粉点;对比例5与对实施例1的不同之处为减少聚合物粉体的含量,存在混合物分层沉降现象,虽然无色粉点,但是颜色前后波动大,颜色稳定性无法控制。显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。当前第1页12
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