一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法技术

本发明专利技术提出一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法，直接利用表面活性剂对无机色粉的水分散体系进行改性，使色粉离子表面带电荷，然后将载体树脂颗粒浸润在分散体内，通电后进行电镀，最终制得牢固的色母料。该工艺直接使用树脂载体母料，降低了设备成本，同时通过电镀解决了基体与色粉的相容问题，颜料粘结更牢固，避免了注塑中的分层现象。本发明专利技术公开的方案制备工艺简单，原料来源广泛，无污染，成本低，易储存输运，易于实现规模化工业生产。

A method for preparing plastic masterbatch by screw free extrusion

【技术实现步骤摘要】
一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法
本专利技术涉及复合材料领域，具体涉及一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法。
技术介绍
色母料，是由树脂和大量颜料（达50%）或染料配制成高浓度颜色的混合物。色母又名色种，是一种把超常量的颜料或染料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体。加工时用少量色母料和未着色树脂掺混，就可达到设计颜料浓度的着色树脂或制品。色母料广泛用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、尼龙、PC、PMMA、PET等树脂中，生产出了五颜六色的纤维、服装、日用塑料、电线及电缆、家用电器、农用薄膜、汽车配件、保健器械等制品。使用色母料或功能色母料生产塑料制品，着色剂在制品中的分散性好、颜色鲜艳、制品表面无色点或色差、调换颜色方便、成本较低、对环境友好、劳动强度小，是应用广泛、发展前景好的塑料着色方法。目前在制备色母粒的时候，通常是采用LLDPE、HDPE和PP等为基体，但这些基体与色粉之间不能很好的相容，会导致注塑程序的制品有分层现象，同时制备各类母料的传统方法为首先将各组分置于高速捏合机或混合机中进行捏合、混合，然后出料，再于双螺杆挤出机中进行挤出、切粒，得到母料。由于上述方法需使用高速捏合机和螺杆挤出机，不仅工艺繁琐，并且设备成本高昂，很难避免基体的分解。中国专利申请号201210429165.1公开了一种彩色母粒，按重量百分比将计量好的色粉10％～60％、填充料0～30％及载体38％～88％投入密炼机中密炼，将密炼后的物料放入三辊研磨机中研磨，将研磨后的物料输送到单螺杆挤出机中造粒。该方法色粉在载体树脂中分散完全，能达到更好的分散效果，且该方法工艺流程短，重复生产稳定性高，品质容易控制而且使用范围广，大部分色粉的分散处理都可应用，同时由于无需使用蜡进行湿润，还可节约生产成本。但是，该种色母粒需要螺杆挤出机造粒处理，不仅工艺繁琐，并且设备成本高昂，很难避免基体的分解。中国专利申请号201310052583.8公开了一种ABS色母粒及其制备工艺，先将ABS树脂载体干燥后，将色粉、ABS树脂载体和各种助剂混合进行密炼或双辊炼塑，树脂载体进行合理的干燥处理，无机颜料或有机颜料中加入无机纳米填料可以提高颜料在塑料制品中的分散性，以及颜料的着色力和薄膜制品的遮盖力。但是，采用颜料与树脂载体共混密炼工艺容易造成树脂载体受热不均匀而分解，导致色母粒的良品率受到影响。综上所述，高速机械啮合部件制备色母粒工艺，不仅工艺繁琐，并且设备成本高昂，很难避免基体的分解，因此，急需一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法。
技术实现思路
针对现有技术中，利用高速机械啮合部件螺杆机制备色母粒工艺，不仅工艺繁琐，并且设备成本高昂，很难避免基体分解的缺陷。本专利技术提出一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法，主要采用化学电镀的方法将无机色粉黏附在载体树脂表面。该方法降低了设备成本，同时通过电镀解决了基体与色粉的相容问题，颜料粘结更牢固，避免了注塑中的分层现象。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法，首先利用表面活性剂对无机色粉表面改性处理，使无机色粉表面带正电荷，然后将载体树脂颗粒表面粗化，预镀金属层，将金属改性后的载体树脂压实，放入高分子网笼中，轴心插入石墨阴极，通过一般电镀得到色母料，具体包括以下步骤：（1）按质量份称取原料：无机色粉10-30份，载体树脂颗粒30-60份，表面活性剂1-5份，胶体钯1-5份，去离子水10-30份；（2）将表面活性剂溶于去离子水中，再加入无机色粉，机械搅拌，使无机色粉表面带正电荷，得到改性的无机色粉；（3）将载体树脂颗粒浸入浓度为5-10mol/L的Cr2(SO4)3溶液中，加热至70-80℃，使载体树脂表面粗化，再加入胶体钯，采用钯金属粒子活化载体树脂表面，得到金属表面改性的载体树脂；（4）将金属表面改性的载体树脂压实，保证载体树脂相互接触，放入高分子网笼，在网笼轴心插入石墨阴极，在石墨阴极上施加负电压，加入改性的无机色粉,电镀后，得到色母料。优选的，所述无机色粉为钛白粉、氧化锌、锌钡白、铅铬绿、氧化铬绿、钴蓝、铁蓝、铅铬黄、镉黄、铁黄、锌铬黄、氧化铁红、石墨黑中的一种或几种混合，所述无机色粉的粒径小于等于10微米。优选的，所述载体树脂颗粒为LLDPE、HDPE、ABS和PP中的两种以上的混合，所述载体树脂颗粒的粒径为100-300微米。优选的，所述胶体钯为PdCl2和还原剂反应制备得到，还原剂为次磷酸钠、甲醛、抗坏血酸、二甲胺硼烷、亚磷酸钠、硼氢化钠、水合肼和亚锡化合物中的一种。优选的，所述表面活性剂为四甲基碳酸氢铵、四乙基碳酸氢铵、四丁基碳酸氢铵、十二烷基四甲基碳酸胍、十六烷基四甲基碳酸胍、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠及十六烷基苯磺酸钠中的一种或几种优选的，所述石墨阴极与分散体内的电位差控制在120-180mV，使电镀层致密均匀。优选的，在所述电镀过程中，保持载体树脂颗粒在高分子网笼中高速振荡，振荡频率为100-300Hz。优选的，所述高分子网笼为聚四氟乙烯网笼，网孔径为10-100微米。现有方案中的高速机械啮合部件制备色母粒工艺，不仅工艺繁琐，并且设备成本高昂，很难避免基体分解的缺陷。鉴于此，本专利技术提出一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法，直接利用表面活性剂对无机色粉的水分散体系进行改性，使色粉离子表面带电荷，然后将载体树脂颗粒浸润在分散体内，通电后进行电镀，最终制得牢固的色母料。该工艺直接使用树脂载体母料，降低了设备成本，同时通过电镀解决了基体与色粉的相容问题，颜料粘结更牢固，避免了注塑中的分层现象。本专利技术公开的方案制备工艺简单，原料来源广泛，无污染，成本低，易储存输运，易于实现规模化工业生产。本专利技术一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1、本专利技术将无机色粉电镀到载体树脂表层，提升其牢固性，并无需螺杆挤出，避免机械挤出过程的繁琐工艺，降低设备成本，降低基体分解缺陷。2、本方案颜料与树脂载体粘结更牢固，避免了注塑中的分层现象，获得的产品质量较高。3、本方案对环境造成污染少，易于实现规模化工业生产。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本专利技术的范围内。实施例1（1）按质量份称取粒径小于等于10微米的钛白粉无机色粉10份，载体树脂颗粒LLDPE、HDPE的混合60份，表面活性剂四甲基碳酸氢铵1份，PdCl2和次磷酸钠反应制备得到的胶体钯5份，去离子水30份；（2）将表面活性剂四甲基碳酸氢铵溶于去离子水中，再加入（1）中的混合无机色粉，机械搅拌，使混合无机色粉表面带正电荷，得到改性的无机色粉；（3）将载体树脂颗粒浸入浓度为5mol/L的Cr2(SO4)3溶液中，加热至80℃，使载体树脂表面粗化，再加入胶体钯，采用钯金属粒子活化载体树脂表面，得到金属表面改性的载体树脂；（4）将金属表面改性的载体树脂压实，保证载体树脂相互接触，放入网孔径为100微米的聚四氟乙烯网笼，在网笼轴心插入石墨阴极，在石墨阴极上施加负电压，石墨阴极与分散体内的电位差控制在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法，其特征在于，首先利用表面活性剂对无机色粉表面改性处理，使无机色粉表面带正电荷，然后将载体树脂颗粒表面粗化，预镀金属层，将金属改性后的载体树脂压实，放入高分子网笼中，轴心插入石墨阴极，通过一般电镀得到色母料，具体包括以下步骤：（1）按质量份称取原料：无机色粉10‑30份，载体树脂颗粒30‑60份，表面活性剂1‑5份，胶体钯1‑5份，去离子水10‑30份；（2）将表面活性剂溶于去离子水中，再加入无机色粉，机械搅拌，使无机色粉表面带正电荷，得到改性的无机色粉；（3）将载体树脂颗粒浸入浓度为5‑10mol/L的Cr2(SO4)3溶液中，加热至70‑80℃，使载体树脂表面粗化，再加入胶体钯，采用钯金属粒子活化载体树脂表面，得到金属表面改性的载体树脂；（4）将金属表面改性的载体树脂压实，保证载体树脂相互接触，放入高分子网笼，在网笼轴心插入石墨阴极，在石墨阴极上施加负电压，加入改性的无机色粉,电镀后，得到色母料。

【技术特征摘要】
1.一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法，其特征在于，首先利用表面活性剂对无机色粉表面改性处理，使无机色粉表面带正电荷，然后将载体树脂颗粒表面粗化，预镀金属层，将金属改性后的载体树脂压实，放入高分子网笼中，轴心插入石墨阴极，通过一般电镀得到色母料，具体包括以下步骤：（1）按质量份称取原料：无机色粉10-30份，载体树脂颗粒30-60份，表面活性剂1-5份，胶体钯1-5份，去离子水10-30份；（2）将表面活性剂溶于去离子水中，再加入无机色粉，机械搅拌，使无机色粉表面带正电荷，得到改性的无机色粉；（3）将载体树脂颗粒浸入浓度为5-10mol/L的Cr2(SO4)3溶液中，加热至70-80℃，使载体树脂表面粗化，再加入胶体钯，采用钯金属粒子活化载体树脂表面，得到金属表面改性的载体树脂；（4）将金属表面改性的载体树脂压实，保证载体树脂相互接触，放入高分子网笼，在网笼轴心插入石墨阴极，在石墨阴极上施加负电压，加入改性的无机色粉,电镀后，得到色母料。2.根据权利要求1所述的一种无螺杆挤出制备塑料色母料的方法，其特征在于，所述无机色粉为钛白粉、氧化锌、锌钡白、铅铬绿、氧化铬绿、钴蓝、铁蓝、铅铬黄、镉黄、铁黄、锌铬黄、氧化铁红、石墨黑中的一种或几种混合，所述无机色粉的粒径小于等于10微米。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，昝航，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51