專利名稱：一種含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明是涉及一種含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料及其制備方法，具體說，是
涉及一種用于制作產(chǎn)品外觀件的添加炭黑助劑的高光澤聚丙烯材料及其制備方法，屬于復 合材料技術領域。
背景技術：
聚丙烯(PP)具有非常好的物理加工性能和廉價的成本，通過添加不同的助劑進 行改性可以獲得優(yōu)異性能，已被越來越多的用于家電產(chǎn)品。目前大部分家電制品的外觀要 求有很好的光澤性和特定的顏色。炭黑著色能力強，通過添加不同份量的炭黑可以調節(jié)改 性聚丙烯的白度，所以炭黑對有顏色要求的家電用改性聚丙烯來說是一種必不可少的著色 劑；由于家電制品光澤度、成本和密度等方面的要求，大部分高光澤聚丙烯添加了硫酸鋇、 滑石粉、碳酸鈣等礦物粉；大部分的改性聚丙烯是通過雙螺桿擠出機進行造粒，而雙螺桿造 粒過程中工藝的選擇對改性聚丙烯的外觀起著至關重要的作用。雖然部分改性高光澤聚丙 烯可以滿足一些產(chǎn)品對高光澤和顏色的要求，但添加炭黑助劑的改性聚丙烯仍然無法滿足 客戶的需求，主要問題如下1)由于炭黑的粒徑在10 500nm之間，粒子為球型，多個球型 粒子聚集到一起成為聚集體，在聚丙烯中分散困難；2)由于炭黑具有很強的吸附性，容易 和礦物粉吸附在一起，很難在聚丙烯中分散，造成改性聚丙烯制品表面凹凸不平的分散有 炭黑與礦物粉的粉體團，影響制品表面的光澤；3)在雙螺桿造粒中，不合適的工藝造成粉 體被壓實，樹脂、礦物粉、炭黑及各種助劑不能均勻的混合。 雖然現(xiàn)有技術中有高光澤聚丙烯的相關專利技術報道，例如CN00117199. 2公開 了一種家電用高光澤耐老化聚丙烯復合材料，CN200510010539. 6公開了一種高光澤低收 縮率納米聚丙烯改性復合物及其制備方法，CN200610027888. 3公開了一種高光澤耐沖擊填 充改性聚丙烯及制法和應用，CN200610029852. 9公開了一種高光澤低表面析出阻燃聚丙烯 復合物及其制備方法，CN200810039829. 7開了一種耐熱型高光澤增強聚丙烯及其制備方法 等，但上述現(xiàn)有技術均未公開添加難分散的炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料及其制備方法 的研究報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料及其制備方法，以滿
足家電制品對外觀的光澤和顏色的高要求，填補現(xiàn)有技術的空白。 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下 本發(fā)明的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其組成及各組成的重量百分比如 下 顆粒狀均聚聚丙烯 55% 80%
均聚聚丙烯粉 10% 25%
無機填料 5% 30%
炭黑 潤滑劑 白礦油 其他助劑 上述各組成的配比之和為100% ;所述的顆粒狀均聚聚丙烯是指經(jīng)過造粒處理的 均聚聚丙烯；所述的均聚聚丙烯粉是指未經(jīng)過造粒處理的均聚聚丙烯；所述的無機填料是 指硫酸鋇、碳酸鈣及滑石粉中的一種或一種以上的混合物。 所述的硫酸鋇優(yōu)選粒度分布為D50是0. 4 0. 9微米、D90是1. 2 2. 0微米； 所述的碳酸鈣優(yōu)選粒度分布為D50是2. 5 3. 0微米、D90是9 10. 5微米；所述的滑石 粉優(yōu)選粒徑為1250或3000的滑石粉，其中粒徑為1250目的滑石粉以粒度分布為D50是 10 13微米、D90是26 30微米的最佳，粒徑為3000目的滑石粉以粒度分布為D50是 5 6微米、D90是10 11微米的最佳。
所述的炭黑優(yōu)選粒徑在13 70微米的無塵炭黑。 所述潤滑劑優(yōu)選硬脂酸鹽或硬脂酸酯；所述潤滑劑的用量優(yōu)選為炭黑用量的 0. 1 1倍。 所述其它助劑包括除炭黑以外的其它色粉、抗氧劑、成核劑等配方中必備的助劑。
本發(fā)明所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料的制備方法，包括如下步驟
A)將炭黑和潤滑劑或炭黑、其它色粉和潤滑劑按配比進行混合均勻；
B)首先將顆粒狀均聚聚丙烯、均聚聚丙烯粉和白礦油按配比混合均勻，再加入步 驟A)制備的混合物料和非色粉的其它助劑進行混合均勻，最后加入無機填料進行混合均 勻； C)利用雙螺桿擠出機在170 230°C進行擠出造粒。 所述雙螺桿擠出機為同向雙螺桿擠出機，長徑比為40 : 1，每節(jié)螺筒一個溫區(qū)、機 頭單獨一個溫區(qū)，熔融塑化段的剪切元件的厚度小于或等于螺桿公稱直徑的20% ，剪切片 之間的錯列角為小于或等于45度，在物料熔融和半熔融狀態(tài)加入拉伸能力大的螺紋元件 (如S型螺紋元件)。 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明解決了添加炭黑著色劑的改性聚丙烯不能滿足家電制品 的外觀光澤和顏色要求的難題，實現(xiàn)了炭黑和各組分之間的最大程度的均勻混合，制得的 含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料的表面光澤度高達85，具有廣闊的市場應用前景。另外， 本發(fā)明的制備方法簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)要求。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明是如何實現(xiàn)的做進一步詳細、清楚、完整地說明，所 列實施例僅對本發(fā)明予以進一步的說明，并不因此而限制本發(fā)明。實施例中選用的
顆粒狀均聚聚丙烯是由上海福鑫塑膠原料有限公司生產(chǎn)，牌號為PPJ700 ;
均聚聚丙烯粉是由茂名市隆晟石化有限公司生產(chǎn)，牌號為PP 140粉；
硫酸鋇的粒度分布為D50是0. 838微米、D90是1. 861微米；
碳酸鈣的粒度分布為D50是2. 732微米、D90是9. 851微米；
滑石粉的粒度分布為D50是10. 782微米、D90是27. 963微米；
4
炭黑為粒徑在13 70微米的無塵炭黑； 雙螺桿擠出機是由南京瑞亞高聚物裝備有限公司提供的型號為 TSE-75D/600-250-36的同向雙螺桿擠出機，長徑比為40 : 1，每節(jié)螺筒一個溫區(qū)、機頭單獨 一個溫區(qū)，熔融塑化段的剪切元件的厚度小于或等于螺桿公稱直徑的20%，剪切片之間的 錯列角小于或等于45度，在物料熔融和半熔融狀態(tài)加入拉伸能力大的螺紋元件。
實施例1 本實施例的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其組成及各組成的重量百分比如
下 顆粒狀均聚聚丙烯 55% 均聚聚丙烯粉 18% 硫酸鋇 13% 滑石粉 12% 炭黑 0.5% 潤滑劑-硬脂酸鈣 0.5% 白礦油 0.6% 酞菁藍色粉 0.4% 本實施例的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料的制備方法如下 A)將炭黑、酞菁藍色粉和潤滑劑-硬脂酸鈣按配比放在密封的塑料袋子里，用手
揉勻備用； B)首先將顆粒狀均聚聚丙烯、均聚聚丙烯粉和白礦油按配比在800rpm的高速混 合機中混3 5秒，再加入步驟A)制備的混合物料在800rpm的攪拌速度下繼續(xù)混合5 10秒，最后加入無機填料_硫酸鋇和滑石粉，在800rpm的攪拌速度下再混合20 30秒；
C)利用同向雙螺桿擠出機進行擠出造粒，雙螺桿擠出機的各溫區(qū)溫度(°C )設定 如下:140/180/200/200/200/180/180/180/180/210。 螺桿在熔融塑化段加入S型螺紋元件，熔融塑化段的剪切元件的厚度為螺桿公稱 直徑的20%，剪切片之間的錯列角為45度和30度。 所制備的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其表面光澤度為80。
實施例2 本實施例的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其組成及各組成的重量百分比如
下 顆粒狀均聚聚丙烯 59% 均聚聚丙烯粉 25% 硫酸鋇 15% 炭黑 0.3% 潤滑劑-硬脂酸鋅 0.3% 白礦油 0.4% 本實施例的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料的制備方法如下 A)將炭黑和潤滑劑_硬脂酸鋅按配比在打粉機中進行混合1 2min備用； B)首先將顆粒狀均聚聚丙烯、均聚聚丙烯粉和白礦油按配比在800rpm的高速混驟A)制備的混合物料在800rpm的攪拌速度下繼續(xù)混合5 10秒，最后加入無機填料_硫酸鋇，在800rpm的攪拌速度下再混合20 30秒；
C)利用同向雙螺桿擠出機進行擠出造粒，雙螺桿擠出機的各溫區(qū)溫度(°C )設定 如下:140/180/200/200/200/180/180/180/180/210。 螺桿在熔融塑化段加入S型螺紋元件，熔融塑化段的剪切元件的厚度為螺桿公稱 直徑的16%，剪切片之間的錯列角為45度和30度 所制備的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其表面光澤度為85。
實施例3 本實施例的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其組成及各組成的重量百分比如 下 顆粒狀均聚聚丙烯 80%
均聚聚丙烯粉 10%
碳酸鈣 7%
炭黑 1%
潤滑劑-硬脂酸鈣 0. 1 %
白礦油 0.1%
成核劑 1.8% 本實施例的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料的制備方法如下
A)將炭黑和潤滑劑_硬脂酸鈣按配比在打粉機中進行混合1 2min備用；
B)首先將顆粒狀均聚聚丙烯、均聚聚丙烯粉和白礦油按配比在800rpm的高速混 合機中混3 5秒，再加入步驟A)制備的混合物料和成核劑在800rpm的攪拌速度下繼續(xù) 混合5 10秒，最后加入無機填料_碳酸鈣，在800rpm的攪拌速度下再混合20 30秒；
C)利用同向雙螺桿擠出機進行擠出造粒，雙螺桿擠出機的各溫區(qū)溫度(°C )設定 如下:140/180/200/200/200/180/180/180/180/210。 螺桿在熔融塑化段加入S型螺紋元件，熔融塑化段的剪切元件的厚度為螺桿公稱 直徑的20%，剪切片之間的錯列角為45度和30度 所制備的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其表面光澤度為80。
權利要求
一種含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其特征在于，其組成及各組成的重量百分比如下顆粒狀均聚聚丙烯55％～80％均聚聚丙烯粉10％～25％無機填料5％～30％炭黑0.1～1％潤滑劑 0.1～1％白礦油 0.1～0.6％其他助劑0～2％上述各組成的配比之和為100％；所述的顆粒狀均聚聚丙烯是指經(jīng)過造粒處理的均聚聚丙烯；所述的均聚聚丙烯粉是指未經(jīng)過造粒處理的均聚聚丙烯；所述的無機填料是指硫酸鋇、碳酸鈣及滑石粉中的一種或一種以上的混合物。
2. 根據(jù)權利要求1所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其特征在于，所述的硫 酸鋇的粒度分布為D50是0. 4 0. 9微米、D90是1. 2 2. 0微米。
3. 根據(jù)權利要求1所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其特征在于，所述的碳 酸鈣的粒度分布為D50是2. 5 3. 0微米、D90是9 10. 5微米。
4. 根據(jù)權利要求1所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其特征在于，所述的滑 石粉的粒徑為1250目，其粒度分布為D50是10 13微米、D90是26 30微米。
5. 根據(jù)權利要求1所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其特征在于，所述的滑 石粉的粒徑為3000目，其粒度分布為D50是5 6微米、D90是10 11微米。
6. 根據(jù)權利要求1所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其特征在于，所述的炭 黑是指粒徑在13 70微米的無塵炭黑。
7. 根據(jù)權利要求1所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其特征在于，所述的潤 滑劑是指硬脂酸鹽或硬脂酸酯。
8. 根據(jù)權利要求7所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其特征在于，所述的潤 滑劑的用量為炭黑用量的0. 1 1倍。
9. 一種權利要求1所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料的制備方法，其特征在 于，所述方法包括如下步驟A) 將炭黑和潤滑劑或炭黑、其它色粉和潤滑劑按配比進行混合均勻；B) 首先將顆粒狀均聚聚丙烯、均聚聚丙烯粉和白礦油按配比混合均勻，再加入步驟A) 制備的混合物料和非色粉的其它助劑進行混合均勻，最后加入無機填料進行混合均勻；C) 利用雙螺桿擠出機在170 23(TC進行擠出造粒。
10. 根據(jù)權利要求9所述的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料的制備方法，其特征在 于，所述雙螺桿擠出機為同向雙螺桿擠出機，長徑比為40 : 1，每節(jié)螺筒一個溫區(qū)、機頭單 獨一個溫區(qū)，熔融塑化段的剪切片的厚度小于或等于螺桿公稱直徑的20%，剪切片之間的 錯列角小于或等于45度，在物料熔融和半熔融狀態(tài)下使用S型螺紋元件。顆粒狀均聚聚丙烯均聚聚丙烯粉無機填料炭黑潤滑劑白礦油其他助劑55% 80%
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料，其是由顆粒狀均聚聚丙烯、均聚聚丙烯粉、無機填料、炭黑、潤滑劑、白礦油及其他助劑加工而成，所述的顆粒狀均聚聚丙烯是指經(jīng)過造粒處理的均聚聚丙烯，均聚聚丙烯粉是指未經(jīng)過造粒處理的均聚聚丙烯，無機填料是指硫酸鋇、碳酸鈣及滑石粉中的一種或一種以上的混合物。本發(fā)明產(chǎn)品的制備是先將炭黑預分散，然后預混各組分，最后利用雙螺桿擠出機在170～230℃進行擠出造粒而得。本發(fā)明解決了添加炭黑著色劑的改性聚丙烯不能滿足家電制品的外觀光澤和顏色要求的難題，實現(xiàn)了炭黑和各組分之間的最大程度的均勻混合，制得的含炭黑著色劑的高光澤聚丙烯材料的表面光澤度高達85。
文檔編號C08K3/30GK101704974SQ20091019836
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權日2009年11月5日
發(fā)明者何威, 夏建盟, 杜賞, 楊澤 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司;金發(fā)科技股份有限公司