[發明專利]一種納米顏料分散的高分子色母料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111401605.8
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN113881125B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 牟文杰;黃超杰;趙良知
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/14;C08L101/00;C08K9/10;C08K3/013;C08K5/00;C08J3/22
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 文靜

本發明公開了一種納米顏料分散的高分子色母料及其制備方法，該制備方法將顏料材料以納米尺寸狀態均勻分散在高分子載體材料中，可使顏料在高分子載體材料中的顆粒粒徑長久保持在80nm?120nm之間，不發生團聚現象，且容易在最終欲加工成型的高分子材料中均勻分散。本發明所制備的納米顏料分散的高分子色母料，不僅顏色均勻、著色效果好，同時由于顏料的納米尺寸效應還能增強所加入的最終高分子材料制品的力學性能，尤其是拉伸性能和抗沖擊性能。

技術領域

本發明屬于高分子材料所用色母料的技術領域，具體涉及一種納米顏料分散的高分子色母料及其制備方法。

背景技術

高分子色母料是由顏料材料和高分子載體材料混合而成的一種混合物，它具有遮蓋力、著色力、對光相對穩定的特點，是廣泛應用于塑料、橡膠等高分子材料加工成型行業的一種著色材料；加工成型高分子材料制品時只需用少量的高分子色母料加入欲加工成型的高分子材料中，即可達到較佳的染色效果，可將塑料、橡膠等高分子材料著色以制成各種不同顏色的高分子材料制品。目前高分子色母料已在各種高分子材料制品的加工成型生產中實現了工業化應用。

高分子色母料中采用的常用顏料材料是一種有色的顆粒或粉狀物質。普通顏料在剛生產出來的時候是一種尺寸為納米尺寸級別的原生顆粒，但這種原生態的納米顆粒有較大的比表面積、分子間作用力大，很容易由于相互吸引而自發聚集形成粒徑較大的團聚體，這種團聚體的粒徑已不再是納米尺寸級別。團聚體的形成對高分子色母料的生產是不利的，不僅會影響著色效果，還會影響最終成型的高分子材料制品的力學性能。要得到良好的著色力、遮蓋力以及色度，理想情況是將顏料團聚體重新進行解聚并使顏料顆粒穩定保持在納米尺寸狀態。如果顏料顆粒在高分子材料中沒有分散均勻，許多相關的高分子材料制品缺陷就可能會發生，如制品表面光澤度偏低、顏色偏移、浮色、透光等。

中國專利CN101831099A(一種全分散聚乙烯著色母料的制備方法)采用包膜技術，將顏料預處理后還原為接近原生顆粒狀態進行包膜，阻止凝聚體的再發生，也即在混料機的剪切下將顏料接近或達到原生顆粒，加入包膜劑，使其均勻地包覆在顆粒的表面，避免二次團聚。但該方法只采用了傳統的剪切分散操作使色母料顆粒分離，其分散效果有限，達不到顏料顆粒呈納米尺寸級別的分散效果。

中國專利CN104059317A(聚偏氟乙烯薄膜用高濃度白色母料及其生產方法)將白色顏料、分散劑、顏料有機包覆劑和聚偏氟乙烯樹脂的材料按照比例加入混合器中或直接喂入雙螺桿擠出機中進行熔融共混，通過螺桿剪切、混煉作用使顏料在雙螺桿擠出機中完成表面的有機包覆，并與高分子分散劑均勻分散于聚偏氟乙烯樹脂中。該方法也是只借助剪切混煉作用，并不能使顏料顆粒呈納米尺寸級別的分散效果。

中國專利CN106432881A(一種塑料色母料)將炭黑、分散劑、松節油、偶聯劑等助劑進行攪拌研磨，在三輥研磨機中進行擠壓研磨，之后把產物與載體樹脂、抗氧劑等添加劑在二輥混煉機中輥壓，最后在雙螺桿擠出機中擠出造粒得到色母料。但此方法是用三輥混煉機進行混練，也是只利用了剪切力來分散顏料，分散效果不佳。

中國專利CN110894364A(一種超分散無載體色母料及其制備方法和應用)制備了一種無載體分散色母料。該發明將顏料和加工助劑(聚丙烯蠟、聚乙烯蠟、費托蠟中的一種或多種)混合，進行密煉和擠出造粒，其分散效果不能使顏料達到納米尺寸均勻分散狀態。

從上述公開的專利可以看出，目前的高分子色母料中所采用的顏料分散技術沒有解決顏料粉體的團聚問題，只是利用設備的剪切作用來分散顏料粉體。生產實踐證明這種剪切作用不足以對團聚的顏料顆粒進行解聚而使顏料顆粒穩定保持在納米尺寸級別的分散狀態，因而不能將顏料顆粒以納米尺寸狀態均勻分散在高分子色母料中。因此，如何將顏料材料以納米尺寸均勻分散在高分子色母料中，目前仍是一個技術瓶頸。

發明內容

為了克服現有技術的不足和缺點，本發明的首要目的在于提供一種納米顏料分散的高分子色母料。