一種PVC色母的製作方法

2023-11-04 20:17:17

本發明涉及塑料著色領域，尤其涉及的是，一種PVC色母。

背景技術：

色母（Color Master Batch）的全稱叫色母粒，也叫色種，是一種新型高分子材料專用著色劑，亦稱顏料製備物（Pigment Preparation）。色母主要用在塑料上。色母由顏料或染料、載體和添加劑三種基本要素所組成，是把超常量的顏料均勻載附於樹脂之中而製得的聚集體，可稱顏料濃縮物（Pigment Concentration），所以它的著色力高於顏料本身。加工時用少量色母料和未著色樹脂摻混，就可達到設計顏料濃度的著色樹脂或製品。

現有的色母多採用PE或EVA來增強其通用性能，但是對於PVC來說，如何改進設計其專用色母，是需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種新的PVC色母。

本發明的技術方案如下：一種PVC色母，其包括以下質量比例的組分：顏料20至50份；載體30至70份；以及分散劑6至10份；其中，所述載體包括PVC樹脂。

優選的，所述分散劑為硬脂酸類分散劑。

優選的，所述硬脂酸類分散劑為硬脂酸鹽類分散劑。

優選的，所述分散劑包括硬脂酸鋅。

優選的，所述分散劑包括硬脂酸鎂。

優選的，所述分散劑包括硬脂酸鈣。

優選的，所述分散劑包括硬脂酸鎘。

優選的，所述分散劑包括硬脂酸銅。

優選的，所述顏料的用量為所述分散劑的用量的4至8倍。

優選的，所述顏料的用量為所述分散劑的用量的5至6倍。

採用上述方案，本發明通過採用PVC樹脂作為載體，應用於PVC材料中，使得生產劑量準確，顏色可控性更強，分散性更好，與色母的相容性更佳，便於工藝控制。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的配比示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，對本發明進行詳細說明，下面的實施例可以組合使用，並且，本發明可利用各種形式來實現，不限於本說明書所描述各個具體的實施例，提供這些實施例的目的是對本發明的公開內容更加透徹全面地便於理解。進一步需要說明的是，當某一結構固定於另一個結構，包括將該結構直接或間接固定於該另一個結構，或者將該結構通過一個或多個其它中間結構固定於該另一個結構。當一個結構連接另一個結構，包括將該結構直接或間接連接到該另一個結構，或者將該結構通過一個或多個其它中間結構連接到該另一個結構。並且，所述的「和/或」包括了「和」與「或」兩種可能的實施例。

本發明應用於PVC領域，PVC（Polyvinyl chloride，聚氯乙烯），是氯乙烯單體（vinyl chloride monomer, 簡稱VCM）在一定條件下按自由基聚合反應機理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統稱之為氯乙烯樹脂。PVC為無定形結構的白色粉末，支化度較小，相對密度1.4左右，玻璃化溫度77~90℃，170℃左右開始分解，工業生產的PVC分子量一般在5萬～11萬範圍內，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加；無固定熔點，80～85℃開始軟化，130℃變為粘彈態，160～180℃開始轉變為粘流態；有較好的機械性能，抗張強度60MPa左右，衝擊強度5～10kJ/m2；有優異的介電性能。PVC應用非常廣泛。在建築材料、工業製品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應用。本發明可以廣泛應用於各種PVC材料。

本發明的一個例子是，一種PVC色母，其包括以下質量比例的組分：顏料20至50份；載體30至70份；以及分散劑6至10份；其中，所述載體包括PVC樹脂。這樣，可以將超常量的顏料平均載附於PVC樹脂中，能夠應用於PVC材料的生產與製備中，使得生產劑量準確，顏色可控性更強，分散性更好，PVC材料與色母的相容性更佳，便於工藝控制。

例如，一種PVC色母，其包括以下質量比例的組分：顏料25至45份；載體35至60份；以及分散劑7至9份；又如，PVC色母包括以下質量比例的組分：顏料30至40份；載體40至50份；以及分散劑8份；又如，PVC色母包括以下質量比例的組分：顏料30份；載體40份；以及分散劑7份；又如，PVC色母包括以下質量比例的組分：顏料40份；載體50份；以及分散劑9份；又如，PVC色母包括以下質量比例的組分：顏料45份；載體55份；以及分散劑6份；又如，PVC色母包括以下質量比例的組分：顏料25份；載體60份；以及分散劑10份；又如，各實施例中，還包括助劑3至7份；例如，各實施例中，還包括助劑。例如，一種PVC色母，其包括以下質量比例的組分：顏料20至50份；載體30至70份；分散劑6至10份；以及助劑3至7份。例如，包括助劑4至6份；又如，包括助劑5份。又如，所述助劑包括阻燃劑、增亮劑、抗菌劑和/或抗氧化劑等，可根據實際產品需求而設置助劑，對於某些產品，助劑可能不是必需的，但是對於應用於某些特殊環境下，例如光照強烈或者貼身使用的地方，助劑是非常重要的。具體的助劑可採用一種、兩種或多種成分混合配製。

其中，分散劑的作用是使用潤溼分散劑減少完成分散過程所需要的時間和能量，穩定所分散的顏料分散體，改性顏料粒子表面性質，調整顏料粒子的運動性，例如，所述分散劑為聚乙烯低分子蠟或硬脂酸類。優選的，所述分散劑為硬脂酸類分散劑。例如，所述硬脂酸類分散劑為硬脂酸鹽類分散劑，通常還具有一定的潤滑作用。例如，所述分散劑包括硬脂酸鋅；和/或，所述分散劑包括硬脂酸鎂；和/或，所述分散劑包括硬脂酸鈣；和/或，所述分散劑包括硬脂酸鎘；和/或，所述分散劑包括硬脂酸銅。例如，所述分散劑包括硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸銅以及硬脂酸鈣，其質量比例為1:2:2:1；即每份分散劑中，包括有質量比例為1:2:2:1的硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸銅以及硬脂酸鈣，硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸銅以及硬脂酸鈣總共合計一份，以此類推。採用上述分散劑，能增強產品的熱穩定性，避免熱分解，還兼具一定的潤滑性能，且相對於鋇/鎘毒性低。優選的，所述分散劑還包括微量聚丙烯酸類螯合分散劑，配合上述實施例，微量聚丙烯酸類螯合分散劑對於顯色金屬離子有較強的絡合作用，且具有良好的膠體特性和分散作用，並且在後續PVC材料生產中由於用量很低，所以基本上影響微乎其微。例如，聚丙烯酸類螯合分散劑為聚羥基丙烯酸和/或聚丙烯醯胺；例如，所述分散劑包括硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸銅、硬脂酸鎘以及聚丙烯醯胺，其質量比例為1:2:2:1:（0.1至0.2）；例如，所述分散劑包括硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸銅、硬脂酸鎘以及聚丙烯醯胺，其質量比例為1:2:2:1:0.1。又如，所述分散劑還包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、古爾膠和/或脂肪酸聚乙二醇酯等。

優選的，所述顏料的用量為所述分散劑的用量的4至8倍。例如，所述顏料的用量為所述分散劑的用量的5至6倍。為了提升顏料的穩定分散性，優選的，所述顏料的微粒的最大粒徑或者最大長度小於0.3微米，優選的，所述顏料的微粒的最大粒徑或者最大長度小於0.1微米。並且，經實驗發現，所述顏料的微粒為多稜角凸體形狀時具有較好的均勻效果及分散性能，通常的，顏料微粒越小，其比表面積越大，採用多稜角凸體形狀的顏料微粒，具有更大的比表面積，這樣，在顏料與載體混合時，具有快速的吸附效果，且可以少用分散劑；並且，使得在PVC材料的生產與製備中可以減少PVC色母的整體用量。例如，所述多稜角凸體具有圓球體或類圓球體、橢球體或類橢球體、多面體或類多面體形狀，且具有若干凸出稜角；例如，所述多稜角凸體形狀的厚度為所述PVC樹脂的最大厚度或最大粒徑的35%至95%；例如，所述多稜角凸體形狀的厚度為所述PVC樹脂的最大厚度或最大粒徑的50%至75%。又如，所述多稜角凸體形狀具有至少二凸出稜角；例如，所述多稜角凸體採用振動球磨或相關研磨技術實現，優選為真空磨；例如在分級細磨條件下得到；又如，所述凸出稜角的長度為所述PVC樹脂的最大厚度或最大粒徑的10%至60%；例如，所述凸出稜角的長度為所述PVC樹脂的最大厚度或最大粒徑的40%至50%。現有技術在PVC材料的生產與製備中PVC色母通常的用量是5%至10%，即每100kgPVC材料中添加PVC色母5至10kg（不同的具體產品存在一定差異，可上下超限）；在較優條件下可達到3%至5%，特殊條件下PVC色母的整體用量大約是2%至3%；而採用多稜角凸體形狀的顏料微粒，對於各種具體產品，可以有效減少PVC色母的用量大約為12%至30%，其中，對於一些PVC色母用量大的產品，減少PVC色母的用量略小一些。並且，採用上述方式，PVC色母中的分散劑的用量也比通常的用量更小一些，使得最終PVC材料的產品均有更優的均一性。

為了匹配顏料的結構達到更好的承載效果，優選的，採用粒徑處於預設比例範圍的PVC樹脂作為所述載體，例如，所述預設比例範圍包括第一粒徑範圍及其第一比例值、第二粒徑範圍及其第二比例值、以及第三粒徑範圍及其第三比例值；也就是說，PVC樹脂的均一性可以分布在三個區間，且每個區間的PVC樹脂具有一定的數量比例，其中，粒徑範圍包括第一粒徑範圍、第二粒徑範圍與第三粒徑範圍，比例值包括第一比例值、第二比例值與第三比例值，且所述比例值與數量相關，即在各粒徑範圍的PVC樹脂微粒的數量比例。通過約束PVC樹脂的粒徑範圍及其比例值，使得PVC色母最終呈現產品具有良好的外觀一致性，且具有優異的光澤感。例如，第一粒徑範圍為2.2至2.8微米，第二粒徑範圍為2.8至3.2微米，第三粒徑範圍為3.2至3.8微米；第一比例值為10%至20%，第二比例值為65%至85%，第三比例值為5%至15%。又如，第一粒徑範圍為2.0至2.6微米，第二粒徑範圍為2.6至3.1微米，第三粒徑範圍為3.1至3.9微米；第一比例值為15%至20%，第二比例值為65%至80%，第三比例值為5%至10%。這樣，特別有利於適應具有更大比表面積的所述多稜角凸體形狀的顏料微粒，在顏料與載體混合時，具有快速的吸附效果，且可以少用分散劑；並且，使得在PVC材料的生產與製備中可以減少PVC色母的整體用量。

為了配合PVC材料的生產已獲得較好的加工性能，例如，所述助劑包括第一子助劑，例如，所述第一子助劑包括甲基丙烯酸甲酯的共聚物，或者丁二烯和丙烯腈共聚物；優選的，所述第一子助劑包括甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸酯的共聚物，優選的，所述第一子助劑包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及苯乙烯的共聚物，應用於PVC色母中，可以改善PVC色母的熔體強度和熔體延展性，特別適用於硬質PVC材料的生產製造；例如，具體的共聚物配比，可以根據實際應用而調節，並且，根據不同產品加入的數量亦有所改變，例如，透明材料、硬質材料、建築材料的不同產品，所述第一子助劑的用量順序增大。

為了得到一定的添加效果，優選的，所述助劑包括第二子助劑，例如，所述第二子助劑包括阻燃劑。例如，所述阻燃劑為無滷阻燃劑。例如，所述阻燃劑包括矽系阻燃劑；和/或，所述阻燃劑包括氮系阻燃劑；和/或，所述阻燃劑包括鉬類化合物；和/或，所述阻燃劑包括錫類化合物；和/或，所述阻燃劑包括鐵類化合物。例如，所述阻燃劑包括鉬類化合物和鐵類化合物，兩者的質量比例為1:1。又如，所述阻燃劑還包括輔助阻燃劑，例如，所述輔助阻燃劑為三氧化二銻。優選的，所述第二子助劑還包括抗菌劑；例如，所述抗菌劑包括載銀無機抗菌劑或載鋅無機抗菌劑；例如，所述第二子助劑包括抗菌劑與阻燃劑，兩者的質量比例為（3~5）:1，通常情況下，阻燃劑無需使用太多。又如，所述第二子助劑還包括增亮劑和抗氧化劑等；例如，所述第二子助劑包括抗菌劑、阻燃劑、增亮劑與抗氧化劑，其質量比例為（3~5）:1:1:2。例如，所述助劑包括所述第一子助劑與所述第二子助劑；又如，每份所述助劑中，所述第一子助劑與所述第二子助劑的質量比例為（3~5）:（2~3）；例如，每份所述助劑中，所述第一子助劑與所述第二子助劑的質量比例為3:2或1:1。

為了提升PVC色母及其目標PVC產品的機械特性、抗氧化、耐酸鹼、導電性及導熱性，優選的，所述助劑包括第三子助劑，所述第三子助劑為石墨烯，通常選用納米級的片狀石墨烯；優選的，所述分散劑包括硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸銅以及硬脂酸鈣，其質量比例為1:2:2:1，並且，所述助劑包括第三子助劑，所述第三子助劑為石墨烯。其中，所述第三子助劑與所述硬脂酸鹽類分散劑具有較好的協同作用，在所述硬脂酸鹽類分散劑存在時，有利於石墨烯與載體即PVC樹脂相鍵合，從而能夠整合石墨烯自身的物化特性，更好地提升PVC色母及其目標PVC產品的機械特性、抗氧化、耐酸鹼、導電性及導熱性。例如，所述助劑包括所述第一子助劑與所述第三子助劑；又如，每份所述助劑中，所述第一子助劑與所述第三子助劑的質量比例為（3~5）:（2~4）；例如，每份所述助劑中，所述第一子助劑與所述第二子助劑的質量比例為3:2、5:4或1:1。又如，所述助劑包括所述第一子助劑、所述第二子助劑與所述第三子助劑；又如，每份所述助劑中，所述第一子助劑、所述第二子助劑與所述第三子助劑的質量比例為（3~5）:（2~3）:（2~4）；例如，每份所述助劑中，所述第一子助劑與所述第二子助劑的質量比例為3:2:4、4:3:2或1:1:1。

為了製造多色PVC色母用以獲得混色均勻的PVC產品，又如，每份所述顏料包括以下質量比例的組分：第一子顏料45%至70%，第二子顏料25%至50%，第三子顏料5%至10%；例如，每份所述顏料包括以下質量比例的組分：第一子顏料50%至65%，第二子顏料30%至45%，第三子顏料5%至10%；這樣可以凸現第一子顏料的優勢展現。也就是說，所述顏料為複合顏料，其包括有三種子顏料，各子顏料的質量比例根據需要調製。例如，所述第一子顏料為第一有機顏料，所述第二子顏料為第二有機顏料，所述第三子顏料為無機顏料；例如，第一有機顏料為偶氮顏料，第二有機顏料為酞菁顏料，例如，兩者的體積比約為（6~8）:1；又如，酞菁顏料的最大粒徑為0.05微米。這樣，可以通過不同子顏料的配比調節，展現出千變萬化的混色均勻的PVC產品；為了提升耐光性，優選的，所述第一子顏料為第一無機顏料，所述第二子顏料為第二無機顏料，所述第三子顏料為有機顏料。具體的顏料種類，根據實際產品的使用情況及配色需求靈活調整即可，本發明及其相關實施例僅是在現有單色基礎上別出心裁所提出的新技術方案，應用於現實產品發現具有極好的彩色效果或者混色均勻效果，特別適用於開發新款PVC產品；優選的，所述第一子顏料或所述第二子顏料為鈦白粉。又如，還可以配比每份所述顏料額外加入染料，例如，PVC色母包括以下質量比例的組分：顏料20至50份；載體30至70份；分散劑6至10份；以及染料；按質量計算，染料的用量為顏料的用量的10%至20%。這樣，可以提供色彩迥異的PVC色母，以及採用所述PVC色母呈現更多變化的PVC產品，以此類推。

進一步地，本發明的實施例還包括，上述各實施例的各技術特徵，相互組合形成的PVC色母，亦可稱為PVC色母粒；本發明及其各實施例所述色母，採用常規技術製備即可，例如，將合適配比的各原料，包括顏料、載體、分散劑等混煉後擠出，例如採用油墨法、衝洗法、捏合法或金屬皂法等製備。

需要說明的是，上述各技術特徵繼續相互組合，形成未在上面列舉的各種實施例，均視為本發明說明書記載的範圍；並且，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。