一种对高分子材料具有增强和着色效果的粉体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种对高分子材料具有增强和着色效果的粉体的制备方法。主要步骤如下：1)将去除肉质的贝壳在低温下煅烧，粉碎，制备贝壳粉体；3)将相当于粉体质量0.01％～10％的染料与贝壳粉体混合，加水搅拌，制成料浆；5)加入固色剂进行固色；6)过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。本发明专利技术原料来源广泛，工艺简单，操作条件温和，设备投资和能耗小，成本低廉；制备的粉体对高分子材料具备增强和着色的双重效果，有利于高分子材料加工工序的简化，具有良好的经济和社会效益。

Method for preparing powder with reinforcing and colouring effect for macromolecule material

The present invention discloses a method for preparing powder with reinforcing and colouring effect for macromolecule material. The main steps are as follows: 1) the removal of fleshy shells in low temperature calcining, crushing, preparation of shell powder; 3) will be equivalent to the powder quality 0.01% dye and shell powder, 10% water mixing into slurry; 5) adding fixative for fixation; filtration, washing, 6) dry, crushing of polymer materials with enhanced and coloring effect of powder. The invention has wide raw material sources, simple process, mild operation conditions, equipment investment and low energy consumption and low cost; the prepared powder has dual effect on the enhancement and coloring of polymer materials, a simplified process for polymer materials, and has good economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种对高分子材料具有增强和着色效果的粉体的制备方法
本专利技术涉及高分子材料加工领域，尤其涉及一种对高分子材料具有增强和着色效果的粉体的制备方法。
技术介绍
填料和着色剂是高分子材料加工过程中的两种常用添加剂。填料的作用是降低生产成本，改善材料的力学性能；着色剂则有利于美化产品外观，增加产品附加值。着色剂又可分为颜料和染料。颜料不溶于聚合物基质，为了达到理想的着色效果，需使颜料颗粒均匀地分散到聚合物中；染料则或多或少可溶解于聚合物基质。与颜料相比，染料具有分子级分散、色泽光亮鲜艳、色谱齐全、着色力强和用量少等优点。贝壳是一种重要的生物矿化材料，其化学成分中碳酸钙约占95％，其余约5％为蛋白质、甲壳素等有机基质。在贝壳粉体制备过程中，经热处理和机械力化学作用，生物大分子发生裂解，粉体表面生成大量的活性官能团如氨基、酰胺基、羧基、羟基等。有机组分的存在使贝壳粉体具有天生的有机亲和性和与高分子材料良好的相容性，据此特性可制备贝壳基碳酸钙填料，如专利“一种醛改性贝壳微粉的制备方法”(申请号201210032141.2)。本专利技术在原有贝壳基填料制备工艺的基础之上，将染料优秀的着色性能结合到贝壳粉上，提出了一种应用于高分子材料的兼具增强和着色双重功能的粉体的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是将贝壳粉体突出的填充性能和染料优秀的着色性能相结合，提供一种对高分子材料具有增强和着色效果的粉体的制备方法。对高分子材料具有增强和着色效果的粉体的制备方法，包括以下步骤：1)将贝壳洗净，去除残余肉质；2)将去除肉质的贝壳在低温下煅烧，粉碎，制备贝壳粉体；3)将相当于粉体质量0.01％～10％的染料与贝壳粉体混合；4)加水，使染料浓度为0.1g/L～100g/L，搅拌，制成料浆；5)加入固色剂进行固色；6)依次经过过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。上述技术方案还可以提供若干如下优选方式：步骤2)中所述煅烧温度为150℃～400℃。步骤3)中所述染料包括酸性染料、碱性染料和直接染料。步骤5)中所述固色剂为氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶、固色剂Y、固色剂M、固色剂KS、交联固色剂DE或交联固色剂IndosolCR。所述贝壳为珍珠贝壳、贻贝壳、牡蛎壳、河蚌壳、扇贝壳或文蛤壳。本专利技术的优点是原料来源广泛，工艺简单，操作条件温和，设备投资和能耗小，成本低廉；制备的粉体对高分子材料具备增强和着色的双重效果，简化了高分子材料的加工工序，具有良好的经济和社会效益。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的低密度聚乙烯复合材料的外观(粉体添加量为2wt.％～40wt.％)。图2为本专利技术实施例1制得的低密度聚乙烯复合材料的颜色指标(粉体添加量为2wt.％～40wt.％)，图中△L*代表明度变化，△a*和△b*代表色度变化，△E*为总色差。图3为本专利技术实施例1制得的低密度聚乙烯复合材料的力学性能指标(粉体添加量为2wt.％～40wt.％)，其中(a)为拉伸强度，(b)为弯曲强度。图4为本专利技术实施例1制得的低密度聚乙烯复合材料的断面扫面电镜照片。图4a为未添加粉体的低密度聚乙烯，图4b的粉体添加量为15wt.％，图4c的粉体添加量为30wt.％，图4d的粉体添加量为40wt.％。具体实施方式实施例1：1)将珍珠贝壳洗净，去除残余肉质；2)将去除肉质的珍珠贝壳在150℃下煅烧，粉碎，制备珍珠贝壳粉体；3)将相当于粉体质量0.5％的酸性大红与珍珠贝壳粉体混合；4)加水，使酸性大红浓度为3g/L，搅拌，制成料浆；5)加入固色剂氯化十六烷基吡啶进行固色；6)过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。本方法制得的粉体具有均匀的颜色。将粉体按2wt.％～40wt.％的量添加到低密度聚乙烯中，制备系列复合材料。从图1可以看到制得的复合材料颜色分布均匀，表明粉体具有优异的着色性能。从图2可以看到当添加量低于10wt.％时，随着粉体含量的升高，材料颜色显著加深；当添加量高于10wt.％时，材料颜色的变化已不明显，表明粉体的最佳添加量为10wt.％。从图3可以看到粉体的添加显著提高了材料的力学性能。图4的断面扫面电镜图显示，粉体在低密度聚乙烯基质中分散均匀，表明粉体与高分子的相容性良好。并且，随着粉体含量的升高，断面变得粗糙，说明粉体的加入增强了高分子链之间相互作用，从而使复合材料的力学性能得到显著提升。实施例2：1)将牡蛎壳洗净，去除残余肉质；2)将去除肉质的牡蛎壳在400℃下煅烧，粉碎，制备牡蛎壳粉体；3)将相当于粉体质量10％的直接金黄与牡蛎壳粉体混合；4)加水，使直接金黄浓度为100g/L，搅拌，制成料浆；5)加入固色剂Y进行固色；6)过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。本方法制得的粉体具有均匀的颜色，且显著提高了材料的力学性能。实施例3：1)将贻贝壳洗净，去除残余肉质；2)将去除肉质的贻贝壳在200℃下煅烧，粉碎，制备贻贝壳粉体；3)将相当于粉体质量5％的直接墨绿B与贻贝壳粉体混合；4)加水，使直接墨绿B浓度为55g/L，搅拌，制成料浆；5)加入固色剂M进行固色；6)过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。本方法制得的粉体具有均匀的颜色，且显著提高了材料的力学性能。实施例4：1)将河蚌壳洗净，去除残余肉质；2)将去除肉质的河蚌壳在180℃下煅烧，粉碎，制备河蚌壳粉体；3)将相当于粉体质量0.01％的直接蓝3B与河蚌壳粉体混合；4)加水，使直接蓝3B浓度为0.1g/L，搅拌，制成料浆；5)加入固色剂KS进行固色；6)过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。本方法制得的粉体具有均匀的颜色，且显著提高了材料的力学性能。实施例5：1)将扇贝壳洗净，去除残余肉质；2)将去除肉质的扇贝壳在250℃下煅烧，粉碎，制备扇贝壳粉体；3)将相当于粉体质量1％的直接紫N与扇贝壳粉体混合；4)加水，使直接紫N浓度为20g/L，搅拌，制成料浆；5)加入交联固色剂DE进行固色；6)过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。本方法制得的粉体具有均匀的颜色，且显著提高了材料的力学性能。实施例6：1)将文蛤壳洗净，去除残余肉质；2)将去除肉质的文蛤壳在300℃下煅烧，粉碎，制备文蛤壳粉体；3)将相当于粉体质量2％的亚甲基蓝与文蛤壳粉体混合；4)加水，使亚甲基蓝浓度为30g/L，搅拌，制成料浆；5)加入交联固色剂IndosolCR进行固色；6)过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。本方法制得的粉体具有均匀的颜色，且显著提高了材料的力学性能。以上所述的实施例只是本专利技术的一种较佳的方案，然其并非用以限制本专利技术。有关
的普通技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对高分子材料具有增强和着色效果的粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将贝壳洗净，去除残余肉质；2)将去除肉质的贝壳在低温下煅烧，粉碎，制备贝壳粉体；3)将相当于粉体质量0.01％～10％的染料与贝壳粉体混合；4)加水，使染料浓度为0.1g/L～100g/L，搅拌，制成料浆；5)加入固色剂进行固色；6)依次经过过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。

【技术特征摘要】
1.一种对高分子材料具有增强和着色效果的粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将贝壳洗净，去除残余肉质；2)将去除肉质的贝壳在低温下煅烧，粉碎，制备贝壳粉体；3)将相当于粉体质量0.01％～10％的染料与贝壳粉体混合；4)加水，使染料浓度为0.1g/L～100g/L，搅拌，制成料浆；5)加入固色剂进行固色；6)依次经过过滤，水洗，干燥，粉碎得到对高分子材料具有增强和着色效果的粉体。2.如权利要求1所述的一种对高分子材料具有增强和着色效果的粉体的制备方法，其特征在于，步骤2)中的煅烧温度为150℃～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛柳钦，夏枚生，周佑洲，范能，杨文叶，张维睿，叶瑛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33