一種染色層狀礦物填充的聚丙烯及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子填料制備技術領域，尤其涉及一種染色層狀礦物母粒填充聚丙稀及其制備方法。
【背景技術】
[0002]層狀礦物是一種具有層狀結構的含水富鎂硅酸鹽為主的黏土礦物。由于層狀礦物具備許多優(yōu)良的特征，如具有較好的吸附能力，獨特的分散性，耐高溫、抗鹽堿，有較高的可塑性及粘結力，礦物本身質(zhì)輕、性脆、吸水性強，所以層狀礦物的應用范圍相當廣泛。
[0003]隨著人民生活水平的不斷提高和塑料工業(yè)的日益發(fā)展，人們對塑料制品的依賴程度和性能要求也越來越高。日益增長的市場需求導致塑料加工行業(yè)更加積極地去尋找和使用各種有效方法和填充材料，以達到降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品工藝及提高生產(chǎn)效率等目的。目前塑料著色中最常用的方法是添加色母粒。色母粒是指顏料濃縮物，顏料按20%_80%比例經(jīng)研磨或雙螺桿擠出均勻地分散到載體中而制得的顏色顆粒，它是由顏料、載體和添加劑3個基本要素組成。
[0004]塑料用著色劑按溶解性不同，可分為顏料和染料兩大類。顏料不溶于水和溶劑，實際應用中的難點在于將顏料粒子均勻地分散到塑料基體中。染料可溶于水或有機溶劑，呈透明狀，有極強的著色力，色澤光亮鮮艷，色譜齊全，用量少，分散性好。染料廣泛應用于聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯、聚酯等工程塑料和合成纖維的著色。由于與塑料基體相比，染料分子較小，運動能力較強，現(xiàn)有工藝中，染料用于聚烯烴塑料時存在耐迀移性較差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種染色層狀礦物母粒填充聚丙烯及其制備方法。
[0006]—種所述的制備方法，通過將染料和季銨鹽混合溶解，再將混合溶液與層狀礦物混合均勻成潤濕狀，烘干得到染色層狀礦物填料，再加入聚丙烯混合熔融擠出得到染色層狀礦物填充的聚丙烯。
[0007]所述的制備方法，包括以下步驟:
1)經(jīng)分離提純的層狀礦物，加5至10倍重量，質(zhì)量濃度3%至10%的無機酸，再加入相當于層狀礦物重量0.5%至2%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在室溫下反應6?24小時，期間不斷攪拌；
2)過濾或離心脫水，清洗2?4次，60至80°C烘干；
3)在層狀礦物中加入與礦物重量0.7-1.5%的染料及礦物重量0.01-0.05%的季銨鹽，加入水、酒精，攪拌均勻；
4 )取出物料，烘干，粉碎得到染色層狀礦物填料；
5)將聚丙烯與染色層狀礦物填料混合，熔融擠出或混煉造粒，即得染色層狀礦物填充的聚丙烯。
[0008]所述染料包括酸性染料、堿性染料、直接染料、活性染料和縮聚染料中的一種或多種。
[0009]所述的層狀礦物為滑石、蛇紋石、高嶺石、多水高嶺石、葉蠟石、云母類、伊利石、綠泥石、蛭石、蒙脫石，它們在自然界的產(chǎn)出形態(tài)為粘土、泥巖、頁巖。
[0010]所述的無機酸為鹽酸、硫酸中的一種或幾種。
[0011]所述的季銨鹽為十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鎂、十二烷基磺酸鈉。
[0012]所述的步驟3)，按固液比10:3?1:1加入水。
[0013]所述的步驟5):將質(zhì)量比為1:99-3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200-230°C熔融擠出或混煉造粒，即得染色層狀礦物填充的聚丙烯。
[0014]—種根據(jù)任一項制備方法得到的染色層狀礦物填充的聚丙烯。
[0015]本發(fā)明的特色是提高聚丙烯的色彩，通過將染料和水混合溶解，再將混合溶液與層狀礦物混合均勻成潤濕狀，烘干得到染色層狀礦物母粒，再將其加入聚丙烯熔融擠出。由于層狀礦物具有很大的比表面積，吸附性很強，吸附染料的層狀礦物填充到聚丙烯中，不僅對聚合物基體起到增強、增韌等性能優(yōu)化的作用，并具有降低成本，提高塑料產(chǎn)業(yè)價值的作用。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明提供了一種以層狀礦物填充聚丙烯的制備方法。該方法是通過將染料和季銨鹽混合溶解，再將混合溶液與層狀礦物混合均勻成潤濕狀，烘干得到彩色層狀礦物母粒，再將其加入聚丙烯或其共聚物熔融擠出。
[0017]所說的染料為直接染料為直接紅、直接黑、直接黃、直接綠、直接青、直接紫、直接藍或直接橙中的一種。
[0018]彩色層狀礦物母粒填充聚丙烯的制備方法步驟如下:
I)在層狀礦物中加入與礦物重量0.7-1.5%的染料及礦物重量0.01-0.05%的季銨鹽，攪拌均勻；
季銨鹽由于其四面體結構，可以作為一種表面活性劑，也可以作為柔軟、抗靜電劑、絮凝劑、破乳劑。由于層狀礦物是親水的，而使用的是有機染料，加入季銨鹽可以使染料與層狀礦物接觸更充分，增加染料的分散性。
[0019]2)取出物料，80_100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為1:99-3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200-230°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物母粒填充聚丙烯或共聚物。
[0020]先將染料吸附到層狀礦物上，再將彩色層狀礦物填充到聚丙烯或其共聚物中，熔融擠出或混煉造粒，不僅具有增強、增韌等性能優(yōu)化的作用，并具有降低成本，提高塑料產(chǎn)業(yè)價值的作用。
[0021]實施例1
1)在滑石中加入與礦物重量0.7%的染料直接紅及礦物重量0.01%的十二烷基硫酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，80°C烘干；
3)將質(zhì)量比為1:99的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0022]實施例2
1)在滑石中加入與礦物重量1.0%的染料直接黑及礦物重量0.02%的十二烷基硫酸鎂，攪拌均勻；
2)取出物料，100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為2:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在230°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0023]實施例3
1)在滑石中加入與礦物重量0.9%的染料直接黃及礦物重量0.05%的十二烷基硫酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，90°C烘干；
3)將質(zhì)量比為1:99的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0024]實施例4
1)在綠泥石中加入與礦物重量0.9%的染料直接黃及礦物重量0.04%的十二烷基硫酸鎂，攪拌均勻；
2)取出物料，90°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0025]實施例5
1)在綠泥石中加入與礦物重量0.8%的染料直接黃及礦物重量0.03%的十二烷基磺酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，80°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在210°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0026]實施例6
1)在高嶺石中加入與礦物重量0.7%的染料直接紫及礦物重量0.02%的十二烷基磺酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，80°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0027]實施例7
1)在高嶺石中加入與礦物重量0.9%的染料直接青及礦物重量0.03%的十二烷基硫酸鎂，攪拌均勻；
2)取出物料，100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在230°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0028]實施例8
I)在高嶺石中加入與礦物重量1.0%的染料直接藍及礦物重量0.03%的十二烷基硫酸鎂，攪拌均勻； 2)取出物料，100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0029]實施例9
1)在蛇紋石中加入與礦物重量1.0%的染料直接藍及礦物重量0.05%的十二烷基硫酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，100°C烘干；
3)將質(zhì)量比為4:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
[0030]實施例10
1)在蛭石中加入與礦物重量1.0%的染料直接橙及礦物重量0.02%的十二烷基硫酸鈉，攪拌均勻；
2)取出物料，80°C烘干；
3)將質(zhì)量比為6:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在220°C熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度彩色礦物填充聚丙烯或共聚物。
【主權項】
1.一種以染色層狀礦物填充聚丙烯的制備方法，其特征在于，通過將染料和季銨鹽混合溶解，再將混合溶液與層狀礦物混合均勻成潤濕狀，烘干得到染色層狀礦物填料，再加入聚丙烯混合熔融擠出得到染色層狀礦物填充的聚丙烯。2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: I)經(jīng)分離提純的層狀礦物，加5至10倍重量，質(zhì)量濃度3%至10%的無機酸，再加入相當于層狀礦物重量0.5%至2%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在室溫下反應6?24小時，期間不斷攪拌； 2 )過濾或離心脫水，清洗2?4次，60至80° C烘干； 3)在層狀礦物中加入與礦物重量0.7-1.5%的染料及礦物重量0.01-0.05%的季銨鹽，加入水、酒精，攪拌均勻； 4 )取出物料，烘干，粉碎得到染色層狀礦物填料； 5)將聚丙烯與染色層狀礦物填料混合，熔融擠出或混煉造粒，即得染色層狀礦物填充的聚丙烯。3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述染料包括酸性染料、堿性染料、直接染料、活性染料和縮聚染料中的一種或多種。4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的層狀礦物為滑石、蛇紋石、高嶺石、多水高嶺石、葉蠟石、云母類、伊利石、綠泥石、蛭石、蒙脫石，它們在自然界的產(chǎn)出形態(tài)為粘土、泥巖、頁巖。5.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的無機酸為鹽酸、硫酸中的一種或幾種。6.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的季銨鹽為十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鎂、十二烷基磺酸鈉。7.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟3)，按固液比10:3?1:1加入水。8.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟5):將質(zhì)量比為1:99-3:1的聚丙烯或其共聚物與已染色的礦物混合，在200-230°C熔融擠出或混煉造粒，即得染色層狀礦物填充的聚丙烯。9.一種根據(jù)權利要求1-8任一項制備方法得到的染色層狀礦物填充的聚丙烯。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種染色層狀礦物填充的聚丙烯及其制備方法，屬于高分子材料領域。其制備方法步驟如下：1）使用無機酸與還原劑對層狀礦物進行活化和除雜；2）酸活化后脫水、烘干；3）在層狀礦物中加入與礦物重量0.7-1.5%的染料及礦物重量0.01-0.05%的季銨鹽，攪拌均勻；4）取出物料，烘干；5）將質(zhì)量比為1:99-3:1的聚丙烯與已染色的礦物混合，在200-230℃熔融擠出或混煉造粒，即得高亮度染色礦物填充的聚丙烯。本發(fā)明層狀礦物的染色具有制備簡單，原料來源廣泛，價格低廉，染色牢固；且該染色層狀礦物填料對聚丙烯具有提高機械性能和提高亮度的特點。
【IPC分類】C08L23/10, C08K5/41, C08K3/34, C08K5/42, C08K9/12
【公開號】CN105566741
【申請?zhí)枴緾N201610068091
【發(fā)明人】葉瑛, 秦文莉, 夏天, 呂韓, 陳雪剛, 夏枚生
【申請人】浙江大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年2月1日