本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種無載體炭黑母粒及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、炭黑作為一種常用的黑色顏料和填料，廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料、油墨等行業(yè)。在塑料工業(yè)中，炭黑因其優(yōu)越的著色力、紫外線吸收性能和抗紫外線老化性能而被廣泛用作色素和穩(wěn)定劑。色母粒是塑料加工中最常用的添加劑，通常是由一定比例的顏料/染料、分散劑與熱塑性樹脂載體，經(jīng)過分散而成的塑料著色劑。傳統(tǒng)的炭黑母粒制備方法通常采用聚烯烴、聚酰胺、聚碳酸酯、abs等熱塑性聚合物作為載體，通過物理混合的方式將炭黑與樹脂混合。但由于炭黑粒徑很小，通常為納米級別，顆粒間范德華力很高，炭黑粉體之間極易團聚在一起，非常影響炭黑的分散，在制備炭黑母粒時，炭黑的分散也至關(guān)重要。

2、在塑料加工過程中，炭黑的分散性直接關(guān)系到制品的光澤度、色澤均勻性和物理機械性能。炭黑粒子的聚集會導(dǎo)致制品表面出現(xiàn)麻點，影響外觀質(zhì)量，同時降低制品的強度和耐候性。

3、此外，炭黑的原生粒徑、結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)也對其分散性有重要影響。粒徑越小，比表面積越大，炭黑粒子之間的范德華力越強，越難以分散。因此，如何在不犧牲性能的前提下，提高炭黑的分散性，是炭黑母粒制備技術(shù)中亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種無載體炭黑母粒及其制備方法，不含塑料樹脂載體，進一步提高炭黑的分散，改善炭黑母粒使用的通用性。

2、為更好的解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種無載體炭黑母粒，所述無載體炭黑母粒由以下步驟制備而成：

4、(1)將炭黑、超分散劑、有機硅單體dmc按比例加入反應(yīng)器中，分散；

5、(2)待炭黑完全分散后，加入封端劑、引發(fā)劑，混合均勻，升溫，聚合反應(yīng)4-8小時，反應(yīng)結(jié)束后，開啟真空除低組分，降溫放料得到聚二甲基硅氧烷包覆的炭黑；

6、(3)將聚二甲基硅氧烷包覆的炭黑與分散劑按比例混合均勻，用捏合機捏合成粉狀，造粒成所述無載體炭黑母粒。

7、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述炭黑、超分散劑、有機硅單體dmc的使用比例為，按質(zhì)量比(4-8):(0.01-0.2):(5-10)。

8、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(2)中進行聚合反應(yīng)的溫度為80-120℃。

9、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述有機硅單體dmc與封端劑和引發(fā)劑的質(zhì)量比為100:(0.05-0.5)：(0.01-0.03)。

10、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述炭黑粒徑為5-50nm。

11、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述超分散劑為肥皂類、硫酸化物、磺酸化物中的一種或幾種混合物。

12、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述有機硅單體dmc為二甲基硅氧烷環(huán)體d3、d4、d5、d6的混合物，其中d4的質(zhì)量含量在80％以上。

13、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)中所述的封端劑為六甲基二硅氧烷、四甲基二氫二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷中的一種。

14、作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(3)所述的分散劑為pets、pe蠟、pp蠟、ebs、e蠟、op蠟、s蠟中的一種或幾種混合物。

15、本申請還提供了一種制備如上述任一項所述的無載體炭黑母粒的方法，包括以下步驟：

16、(1)將炭黑、超分散劑、有機硅單體dmc按比例加入反應(yīng)器中，分散；

17、(2)待炭黑完全分散后，加入封端劑、引發(fā)劑，混合均勻，升溫，聚合反應(yīng)4-8小時，反應(yīng)結(jié)束后，開啟真空除低組分，降溫放料得到聚二甲基硅氧烷包覆的炭黑；

18、(3)將聚二甲基硅氧烷包覆的炭黑與分散劑按比例混合均勻，用捏合機捏合成粉狀，造粒成所述無載體炭黑母粒。

19、本發(fā)明的有益效果在于：將炭黑和有機硅dmc單體直接進行聚合反應(yīng)，制備出聚二甲基硅氧烷包覆的炭黑，這種包覆結(jié)構(gòu)有助于提高炭黑的分散性和耐候性。同時，提升光澤度，不含塑料樹脂載體，具有通用性，在多種塑料加工中均可使用，不受載體限制。特別是應(yīng)用于pa、abs、pc、pmma等高光制品中，制品表面黑度高、光澤度高、無麻點。

技術(shù)特征：

1.一種無載體炭黑母粒，其特征在于，所述無載體炭黑母粒由以下步驟制備而成：

2.如權(quán)利要求1所述的無載體炭黑母粒，其特征在于，所述炭黑、超分散劑、有機硅單體dmc的使用比例為，按質(zhì)量比(4-8):(0.01-0.2):(5-10)。

3.如權(quán)利要求1所述的無載體炭黑母粒，其特征在于，所述步驟(2)中進行聚合反應(yīng)的溫度為80-120℃。

4.如權(quán)利要求1所述的無載體炭黑母粒，其特征在于，所述有機硅單體dmc與封端劑和引發(fā)劑的質(zhì)量比為100:(0.05-0.5)：(0.01-0.03)。

5.如權(quán)利要求1所述的無載體炭黑母粒，其特征在于，所述炭黑粒徑為5-50nm。

6.如權(quán)利要求1所述的無載體炭黑母粒，其特征在于，所述超分散劑為肥皂類、硫酸化物、磺酸化物中的一種或幾種混合物。

7.如權(quán)利要求1所述的無載體炭黑母粒，其特征在于，所述有機硅單體dmc為二甲基硅氧烷環(huán)體d3、d4、d5、d6的混合物，其中d4的質(zhì)量含量在80％以上。

8.如權(quán)利要求1所述的無載體炭黑母粒，其特征在于，步驟(2)中所述的封端劑為六甲基二硅氧烷、四甲基二氫二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷中的一種。

9.如權(quán)利要求1所述的無載體炭黑母粒，其特征在于，步驟(3)所述的分散劑為pets、pe蠟、pp蠟、ebs、e蠟、op蠟、s蠟中的一種或幾種混合物。

10.一種制備如權(quán)利要求1至9任一項所述的無載體炭黑母粒的方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種無載體炭黑母粒，所述無載體炭黑母粒由以下步驟制備而成：(1)將炭黑、超分散劑、有機硅單體DMC按比例加入反應(yīng)器中，分散；(2)待炭黑完全分散后，加入封端劑、引發(fā)劑，混合均勻，升溫，聚合反應(yīng)4?8小時，反應(yīng)結(jié)束后，開啟真空除低組分，降溫放料得到聚二甲基硅氧烷包覆的炭黑；(3)將聚二甲基硅氧烷包覆的炭黑與分散劑按比例混合均勻，用捏合機捏合成粉狀，造粒成所述無載體炭黑母粒。本發(fā)明還提供了該無載體炭黑母粒的制備方法。該無載體炭黑母粒，不含塑料樹脂載體，進一步提高炭黑的分散，改善炭黑母粒使用的通用性。

技術(shù)研發(fā)人員：徐力群,胡號,韓镕沸,趙發(fā)文,朱金培,吳森榮
受保護的技術(shù)使用者：浙江佳華精化股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26