制造着色浓缩物的方法技术

一种制造添加剂着色浓缩物的方法，该浓缩物包含大小为５微米至１０毫米的纤维和／或薄片的着色添加剂粒子以及热塑性聚合物或产物前体或蜡粘结剂，该方法包括下列工序： （ａ）将添加剂粒子和粘结剂在室温下以干态混合； （ｂ）任选采用足以使粘结剂软化而又不足以使粒子显著熔融的热量，将所得混合物压实，以便形成粘合体；和 （ｃ）任选粉碎所得粘合体。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制造热塑性制品的浓缩添加剂的制造，特别是着色添加剂浓缩物的制造。已知的着色浓缩物由含有高含量颜料或染料的聚合物树脂组合物组成，其通常为丸状或方粒状。〔参见，例如，现代塑料(Modern Plastics)，1991年10月中旬，155、156和158页。〕浓缩物能够包含较大的粒子，例如绒屑状纤维或片状材料如云母。制造商能够以一种简单的具有重现性的方法通过把聚合物树脂和小比例如最高约4％(重量)的浓缩添加剂共混制造具有希望的色泽和外观的制品。该聚合物树脂也称作稀释树脂，浓缩添加剂也称作母料。使用粒状母料而不是液体或干态着色剂或其他添加剂时，容易进行加工，并且比较干净。使用母料也便于在贮藏、运输和称重时操作。这类已知浓缩物典型地是使用强力混合机如螺杆挤出机、班伯里型混炼机或配混辊炼机通过将着色剂或其他添加剂熔融配混到聚合物树脂载体中制备的。着色浓缩物典型地包含50～80％(重量)颜料或染料。包含大粒子的浓缩物因为难以配混通常浓度较低。Thomas B Reeve在题为“塑料颜料分散体的研究”中叙述了一种将颜料、二氧化钛和树脂干混生产淡色浓缩物，随后挤出配混生产着色浓缩物的方法。该文发表在“塑料-迎接未来的挑战”，1982年5月10～13日在加里福尼亚州圣弗兰西斯科举行的第40次技术年会和展览会(ANTEC ′82)论文集，p 389-392(美国橡胶与塑料研究协会(RAPRA)文摘229169)。假如省去挤出配混工序，那末显色强度则大大降低，并且还发现斑点化程度大得多。美国专利US-A-5187202公开了一种粒状着色浓缩物，它包含最多约80％(重量)的热塑性聚合物，至少约5％、最多约30％(重量)的纤维素短纤维或绒屑，最多约10％(重量)的至少一种分散助剂。浓缩物可以在已知类型高剪切混合机或挤出设备中通过将各组分均匀混合制备。本专利技术的目的是提供一种生产能包含高含量大粒子的特别是纤维状或片状粒子的浓缩添加剂的方法。按照本专利技术，提供了一种制造添加剂着色浓缩物的方法，该浓缩物包含大小为5微米至10毫米的纤维和/或薄片的成形着色添加剂粒子以及热塑性聚合物或预聚物或蜡粘结剂，该方法包括下列工序(a)将添加剂粒子和粘结剂在室温下以干态混合；(b)任选采用足以使粘结剂软化而又不足以使粒子显著熔融的热量，将所得混合物压实，以便形成粘合体；和(c)任选粉碎所得粘合体。在本专利技术生产的浓缩添加剂中的成形粒子包括纤维状如纤维绒屑，或片状例如有机片状材料如切碎的或磨碎的基于聚合物的薄膜如粘胶膜或其他聚合物或基于交联聚合物的薄膜材料，或无机材料如云母。粒子可以全部为基本相同的形状和大小，或也可是不同的形状和大小。假若使用片状粒子作为浓缩物的基本部分，现已发现加入小比例纤维状粒子是理想的，例如0.25～15％(重量)，优选1～10％(重量)。这些粒子可以全部是同种颜色和材料，或者可以是不同的颜色和/或材料，或者可以是无色或未着色的即原色的。在一个实施方案中，浓缩物包含至少两种不同颜色的粒子。该类浓缩添加剂是含有着色的例如染料染色或颜料着色的纤维、绒屑或薄片的着色浓缩物。优选基本上所有粘结剂粒子的最大尺寸为10～100微米。优选纤维的直径可以为5微米至60微米，经常为7～30微米，纤维长度为500微米至10毫米或者100微米或250微米至10毫米。这类纤维通常称为短纤维，也可以称为绒屑，特别是当纤维长度为约5毫米以下时。纤维绒屑可以通过将较长的纤维切断成长度为约250微米或250微米以上的方法制备。较短的绒屑可以通过研磨如深冷磨碎的方法制备。优选薄片以薄膜平面计的单位重量可以为10～50克/米2，最大尺寸可以为50微米至5毫米或者10微米或25微米至5毫米。适合的薄片可以通过例如将聚合物薄膜切断或研磨或撕碎(包括深冷磨碎)的方法制备。显然，要求粒子的形状和组成应该不损坏如磨蚀加工设备。所以，与玻璃纤维相比，玻璃薄片通常很少使用。成形粒子可以基本上由天然有机聚合物、合成有机聚合物或玻璃组成。其可以基本由加工了的天然聚合物组成，例如基本可以由天然纤维素或再生粘胶形式的纤维素组成。可以优选使用合成有机聚合物或加工了的天然有机聚合物。另一方面，在某些应用中可以优选使用玻璃粒子。适当类型的玻璃的实例包括A-、C-、E-和S-玻璃。每种聚合物粒子通常含有一种聚合物但是可以含有一种以上聚合物的混合物。在共混物中的粒子可以由同种或不同种聚合物或聚合物混合物组成。选择聚合物粒子的材料应该考虑该材料与待加入的粒子粘结剂之间的相容性。一种具体类型的聚合物粒子是未增塑的纤维素薄膜，任选颜料着色，例如由粘胶法制造的再生纤维素薄膜，将该薄膜磨碎到规定尺寸并任选染料染色或颜料着色。聚合物粒子优选在加工温度下既有机械稳定性又有热稳定性，特别是在热塑性加工中，以便基本保持聚合物粒子的原有形状并且在该加工过程中不降解。在加工期间粒子变形可以引起由此制成的塑料制品外观有条纹。在生产浓缩添加剂时，聚合物粒子应彼此保持分立。只要在压制过程中粒子不发生显著变形，聚合物就可以是热塑性聚合物。现已发现，某些热塑性聚合物，特别是半结晶聚合物，可以在高于其玻璃化温度下加工，且不发生这种变形。其他热塑性聚合物，特别是无定形聚合物，优选在低于其玻璃化温度下加工。聚合物可以是交联聚合物，可以是热固性聚合物。聚合物可以是在接近其分解温度的温度下仍具有其原有机械稳定性的聚合物，该分解温度高于压制时的温度(有或没有外加热)。例如，聚合物可以是纤维素，特别是再生粘胶，或者丙烯腈聚合物或共聚物，特别是含有至少85％(重量)丙烯腈单元的共聚物。可以使用的另一类有机聚合物包括聚酰胺如聚酰胺6∶6和聚酰胺4∶6、聚酯、聚乙烯(如高密度或低密度聚乙烯)和可交联的乙烯共聚物。可以通过用碱金属盐(saline)形成接枝或辐射实现聚合物交联。聚合物粒子能够颜料着色或染料染色成所选择的颜色。假若使用聚合物粒子的共混物，那末该共混物可以包含小比例的白色和/或黑色颜料着色的粒子，例如消光颜料着色纤维，除了个别颜色的粒子之外。也能使用纤维素和丙烯腈共聚物。当然，可以得到精确可控制的广泛浓色范围的有机聚合物粒子。聚合物粒子可以在制造时颜料着色染料染色，或者可以在制造后染色。玻璃粒子或玻璃纤维也是可用的一类着色剂。优选的是着色的聚合物粒子具有优良光牢度。另一方面本专利技术使用的成形粒子可以是同色而不同形状。例如，添加剂可以包含相同或相似颜色的纤维和薄片的混合物。也可以使用无色聚合物粒子。这类无色粒子的实例包括有机纤维如既不含染料也不含颜料的粘胶纤维和丙烯酸酯类纤维和玻璃纤维。除了成形粒子之外，本专利技术的浓缩物可以另外包含一种或多种小比例常规颜料。虽然在某些应用中会希望颜料比例较高，例如5～10％，但是通常优选颜料比例不大于约5％，以成形粒子重量计，包括任何颜料的百分比。优选的颜料是白色颜料如二氧化钛。浓缩物可以另外包含小比例常规染料。可以使用的其他粒子包括云母片，石英粒子、短切碳纤维、乳光、珠光和荧光颜料，金属颜料和玻璃纤维。本专利技术使用的粘结剂通常是热塑性树脂，用于将成形粒子粘结在一起。优选粘结剂易于与稀释树脂相溶混。事实上优选粘结剂与稀释树脂完全相同。这样能使粒子均匀分散。母料技术众所周知的粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·古尔德，
申请(专利权)人：约翰·古尔德，
类型：发明
国别省市：