[發明專利]用于聚丙烯類樹脂的多功能黑色母料及制備方法

有效

• 申請號: 201110404984.6
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102492204A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 劉芝芳;王孟;杜勇;吳紅枚;陳鑫;陳仲清
• 申請（專利權）人: 南華大學;中山市鐵鷹塑膠有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/12;C08L51/06;C08K13/02;C08K3/04;C08K5/20;C08K5/098;C08J3/22
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 鄒小強

技術領域

本發明涉及塑料著色技術領域，特別是涉及一種用于聚丙烯類樹脂的多功能黑色母料及制備方法。

背景技術

聚丙烯（PP）具有原料來源豐富，價格便宜，易于成型加工，具有較好的剛性和優良的力學性能，并且耐熱、耐化學性，綜合性能優良，無毒，可循環使用等優點，被廣泛用于汽車工業、家用電器、工業配套材料、包裝、辦公用品、醫療用品和日用品等行業，已成為通用塑料發展最快的品種。在塑料產品特別是黑色家電中，一次成型的聚丙烯外裝飾件比傳統的金屬外裝飾件更節能更省材。

而聚丙烯具有很高的電絕緣性，表面電阻高達10¹⁶-10¹⁷Ω·cm。?這種優異電絕緣性，使聚丙烯制品在生產、運輸和使用中產生靜電積累，對塑料產品特別是家電產品造成吸塵污染，影響外觀裝飾性能。甚至產生電擊、火花放電導致爆炸等嚴重事故。

聚丙烯分子的叔氫原子極易被熱氧老化和光氧老化，聚丙烯是所有聚烯烴中最容易老化的品種，老化導致著色樹脂的變色和失光。導致著色樹脂表面性能的變化，使表面電阻上升，喪失抗靜電性。

聚丙烯分子的非極性特征使其表面自由能和表面張力較低，是一種典型的親油性材料。這一特點使得其與極性聚合物和無機填料相容性差，吸水性差，難于粘結，染色難。

目前，聚丙烯塑料的生產方法是在需要著色時使用單一色母粒著色，需要抗靜電性能時添加單一抗靜電母粒賦予抗靜電性能，需要耐老化性能時添加單一的熱穩定劑母粒、光穩定劑母粒、抗氧劑母粒來使體系穩定化。添加單一母粒的方法使得在對聚丙烯樹脂綜合性能具有較高要求的時候需要使用大量的載體樹脂，并且由此帶來加工過程中抗氧劑消耗量高，下游成型加工的組分多，工藝復雜等缺點。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述不足而提供一種用于聚丙烯類樹脂的多功能黑色母料及制備方法。

本發明的技術方案是：一種用于聚丙烯類樹脂的多功能黑色母料，其各組分的重量百分比為：色素碳黑：25～35%；碳納米管：1～4%；相容劑：2～6%；防老化劑：2～8%；分散潤滑劑：15～25%；載體樹脂：35～45%。

色素碳黑主要用作著色劑給聚丙烯類樹脂著色，其次作為導電性填料與碳納米管共同組成抗靜電體系，三是用作抗氧劑和紫外線屏蔽劑，與防老化劑共同組成防老化體系。

碳納米管具有良好的導電性能，作為摻雜的導電材料與色素碳黑共同形成導電網絡，降低體系表面電阻，達到抗靜電的效果。

所述相容劑為聚丙烯接枝馬來酸酐，或者是聚乙烯接枝馬來酸酐，或者是聚丙烯接枝馬來酸酐和聚乙烯接枝馬來酸酐混合物。其接枝率為0.5～1.5%，相容于載體樹脂與防老劑之間，偶聯于載體樹脂與無機顏料之間。

所述分散潤滑劑為雙乙撐硬脂酸酰胺與硬脂酸鋅的混合物，其各組分的重量百分比為：雙乙撐硬脂酸酰胺60～80%；硬脂酸鋅20～40%。分散潤滑劑起分散作用，且具備內外潤滑和脫膜作用。

所述載體樹脂為聚丙烯或線性低密聚乙烯或低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂或者是上述幾種樹脂的組合。熔融指數3～40g/10min，即溫度230℃，壓力0.304?MPa，加入這種同類或類似載體樹脂的色母粒不會影響聚丙烯塑料制品的綜合性能。

所述防老劑由抗氧劑1010、抗氧劑1076、輔助抗氧劑DSTP和金屬鈍化劑GI-09-367組成，其各組分的重量百分比為：抗氧劑1010：20～40%?；抗氧劑1076：10～30%；輔助抗氧劑DSTP：20～40%；金屬鈍化劑GI-09-367：10～30%。

老化過程主要是光氧老化和熱氧老化，是自由基反應歷程。色素碳黑屏蔽紫外線，減少自由基的產生，金屬鈍化劑GI-09-367鈍化金屬對自由基反應作用，色素碳黑還具有抗氧劑的功能，與抗氧劑1076、抗氧劑1010共同終止自由基鏈反應，輔助抗氧劑DSTP分解氧化反應產生的過氧化物，色素碳黑、金屬鈍化劑和抗氧劑及輔助抗氧劑之間具有良好的協同效益，能有效地防止聚丙烯樹脂的老化。

本發明提供的用于聚丙烯類樹脂的多功能黑色母料制備方法如下：

將色素碳黑、碳納米管、防老化劑、相容劑、分散潤滑劑和載體樹脂加入高速混合器混合20-30分鐘，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，經冷卻烘干切粒包裝成所需母粒。

本發明與現有技術相比具有如下特點：