本發(fā)明屬于高分子化學(xué)及聚合物領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合色餅及其制備方法。
背景技術(shù)：
色餅是由樹脂和大量顏料或染料配制成高濃度顏色的混合物，加工時(shí)用少量色母料和未著色樹脂摻混，就可達(dá)到設(shè)計(jì)顏料濃度的著色樹脂或制品。色餅廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、尼龍、PC、PMMA、PET等樹脂中，生產(chǎn)出了五顏六色的纖維、服裝、日用塑料、電線及電纜、家用電器、農(nóng)用薄膜、汽車配件、保健器械等制品。
中國(guó)專利申請(qǐng)CN104004300A公開了一種色母料配方，包括載體75～85％、添加劑5～6％、分散劑3～5％、珠光粉2～3％、顏料1～2％、有機(jī)脂1～2％、石蠟3～5％；其中，所述顏料為酞菁紅、酞菁藍(lán)、酞菁綠、耐曬大紅、大分子紅、大分子黃、永固黃、永固紫、偶氮紅中的一種或者幾種混合。該色母料顏色種類較多，光澤度好，可控性強(qiáng)。但該色母中永固黃不耐高溫，在加工過(guò)程中容易產(chǎn)生色變，影響制品的正常顏色。
中國(guó)專利申請(qǐng)CN1524902A公開了一種軟質(zhì)聚氯乙烯專用色餅及其制造方法，其包括聚氯乙烯樹脂100份、顏料為5～200份、增塑劑為50～200份、擠出加工助劑為1～10份、熱穩(wěn)定劑為1～10份和分散劑為10～30份。該色餅其分散性和均勻化程度均高于已有的色餅，在透明PVC薄膜著色方面具有特別的優(yōu)勢(shì)。但其色餅中顏料的分散性不好，導(dǎo)致制品的著色力不夠。
另外，目前市場(chǎng)上的色母料均存在色差難以控制，批次間色差較大，難以滿足客戶的要求的問(wèn)題。而在實(shí)際中，對(duì)色餅本身的色差控制是關(guān)鍵，它是衡量色餅制造商的產(chǎn)品質(zhì)量水平的首選指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)中，色差通常表現(xiàn)在色餅樣品與客戶要求色餅間的色差，色餅樣品與批量訂貨產(chǎn)品的色差，色餅供貨批次間色差，基料品種或牌號(hào)改變后產(chǎn)生的色差等等方面。
因此，如何提供一種不易色變，著色力強(qiáng)同時(shí)色差極小的色餅成為了目前行業(yè)內(nèi)亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合色餅及其制備方法，以解決以上缺陷。
本發(fā)明提供了一種復(fù)合色餅，包括以下重量份數(shù)的組分：載體20～60份、鈦白粉20～40份、鈦黃20～30份、鐵紅1～6份、炭黑0.5～3份、穩(wěn)定劑1～5份、增塑劑25～55份、三氧化二銻100～200份、潤(rùn)滑劑0.5～4份和納米碳酸鈣2～6份。
優(yōu)選地，所述的復(fù)合色餅包括以下重量份數(shù)的組分：載體40份、鈦白粉28份、鈦黃24份、鐵紅3.6份、炭黑0.8份、穩(wěn)定劑4份、增塑劑54份、三氧化二銻150份、潤(rùn)滑劑2份和納米碳酸鈣3份。
優(yōu)選地，所述的復(fù)合色餅包括以下重量份數(shù)的組分：載體20份、鈦白粉20份、鈦黃20份、鐵紅1份、炭黑0.5份、穩(wěn)定劑1份、增塑劑25份、三氧化二銻100份、潤(rùn)滑劑0.5份和納米碳酸鈣2份。
優(yōu)選地，所述的復(fù)合色餅包括以下重量份數(shù)的組分：載體60份、鈦白粉40份、鈦黃30份、鐵紅6份、炭黑3份、穩(wěn)定劑5份、增塑劑55份、三氧化二銻200份、潤(rùn)滑劑4份和納米碳酸鈣6份。
優(yōu)選地，所述納米碳酸鈣的粒徑為0.01～0.06μm，比表面積為33～52m2/g。
優(yōu)選地，所述納米碳酸鈣的粒徑為0.05μm，比表面積為41m2/g。
優(yōu)選地，所述載體選自聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一種。
優(yōu)選地，所述載體選自聚氯乙烯。
優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑為鈣鋅穩(wěn)定劑。
優(yōu)選地，所述增塑劑選自環(huán)氧大豆油、911P、DOTP和TOTM中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述增塑劑由環(huán)氧大豆油和911P按1:(0.1～1)的重量比組成。
優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑選自硬脂酸鋅和硬脂酸鈣中的一種。
優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑選自硬脂酸鋅。
優(yōu)選地，所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉，平均粒徑為0.15～0.2μm，其中，粒徑在0.5～5μm之間的粒子占比為2.5～4.8％。
優(yōu)選地，所述金紅石型鈦白粉的平均粒徑為0.18μm，其中，粒徑在0.5～5μm之間的粒子占比為3.6％。
優(yōu)選地，所述炭黑的平均粒徑為5～13nm。
優(yōu)選地，所述炭黑的平均粒徑為9.7nm。
相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種制備如權(quán)利要求上述復(fù)合色餅的方法，包括以下步驟：
A)稱取各原料，投入混合缸中混合，100～150℃混合10～30min后移入三輥研磨機(jī)研磨、分散；
B)將研磨后分散的物料經(jīng)二輥機(jī)壓餅成型，輥筒溫度60～80℃，經(jīng)裁剪機(jī)切割，包裝即得。
本發(fā)明中鈦白粉能夠提高制品的遮光性，而鈦白粉的粒徑以及粒徑分布不僅直接影響鈦白粉的白度、消色力、遮蓋力等顏料性質(zhì)，還關(guān)系到鈦白粉的分散穩(wěn)定性、光澤、耐候性等應(yīng)用性能。一般來(lái)說(shuō)，粒徑較大的鈦白粉具有更高的遮蓋力，但是大粒徑的鈦白粉對(duì)制品的光澤度有較大的影響。發(fā)明人在長(zhǎng)期的理論和實(shí)踐結(jié)合中，得出，當(dāng)鈦白粉的平均粒徑為0.15～0.2μm，并且控制粒徑在0.5～5μm之間的粒子的占比為2.5～4.8％時(shí)，鈦白粉具有更高的遮蓋力和光澤度。這一點(diǎn)是發(fā)明人意想不到的，因?yàn)椋诎l(fā)明人過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)中，當(dāng)鈦白粉粒徑大于0.5μm時(shí)，制品容易出現(xiàn)光澤度不好等問(wèn)題，但是本發(fā)明加入了較大粒徑的鈦白粉(0.5～5μm)后，制品的性能沒有預(yù)料之中的降低反而提高了。其中，鈦白粉更優(yōu)選為平均粒徑為0.18μm，其中，粒徑在0.5～5μm之間的粒子占比為3.6％。
但是高含量且部分粒徑較大的鈦白粉在制品中難以分散開。本發(fā)明利用納米碳酸鈣作為分散劑，其與現(xiàn)有技術(shù)中常用的分散劑相比，納米碳酸鈣具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)成本低、分散性好；(2)與樹脂相容性好，能有效提高制品的光澤度。但是，納米碳酸鈣的粒徑、比表面積對(duì)其性能有較大的影響。發(fā)明人經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐和調(diào)試，發(fā)現(xiàn)，粒徑為0.01～0.06μm，比表面積為33～52m2/g的納米碳酸鈣對(duì)鈦白粉具有很好的分散能力，且納米碳酸鈣具有空間位阻效應(yīng)，其對(duì)粒徑較大的鈦白粉具有懸浮作用，起到防沉降的作用，加入納米碳酸鈣后，鈦白粉的分散性明顯提高，但是遮蓋力卻不會(huì)降低。
另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，顏料分散程度對(duì)色餅的色差有較大的影響。本發(fā)明通過(guò)合理的選擇顏料的組成和控制其粒徑范圍和比例，同時(shí)通過(guò)嚴(yán)格選擇適合體系的分散劑，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中色餅色差難以控制的問(wèn)題，最終得出顏色色差極小，質(zhì)量上乘的色餅。
本發(fā)明中鐵紅、鈦黃和炭黑其耐溫性均在1000℃以上，故在加工過(guò)程中不會(huì)發(fā)生色變，且三種顏料的安全性高。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明復(fù)合色餅具有以下優(yōu)勢(shì)：
1)本發(fā)明色餅具有色差小、著色力強(qiáng)、遮蓋力高等優(yōu)點(diǎn)，并且制備簡(jiǎn)單，易于操作，適于大范圍推廣應(yīng)用。
2)本發(fā)明通過(guò)加入納米碳酸鈣作為分散劑，并且嚴(yán)格控制納米碳酸鈣的粒徑和比表面積，從而克服了高含量的鈦白粉分散性不好的問(wèn)題，另外，通過(guò)對(duì)鈦白粉的粒徑的選擇，并控制不同粒徑鈦白粉的比例，使其具有更高的分散性和遮蓋力。
3)本發(fā)明通過(guò)合理的選擇顏料的組成和控制其粒徑范圍和比例，同時(shí)通過(guò)嚴(yán)格選擇適合體系的分散劑，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中色餅色差難以控制的問(wèn)題，最終得出顏色色差極小，質(zhì)量上乘的色餅。
具體實(shí)施方式：
以下通過(guò)具體實(shí)施方式的描述對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但這并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做出各種修改或改進(jìn)，但是只要不脫離本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
實(shí)施例1、一種復(fù)合色餅
本發(fā)明實(shí)施例1所述色餅由以下重量份數(shù)的組分組成：聚乙烯20份、鈦白粉20份、鈦黃20份、鐵紅1份、炭黑0.5份、鈣鋅穩(wěn)定劑1份、增塑劑25份、三氧化二銻100份、硬脂酸鋅0.5份和納米碳酸鈣2份。其中，所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉，平均粒徑為0.15μm，其中，粒徑在0.5～5μm之間的粒子占比為2.5％，所述炭黑的平均粒徑為5nm，所述納米碳酸鈣的粒徑為0.01μm，比表面積為33m2/g，所述增塑劑由環(huán)氧大豆油和911P按1:0.1的重量比組成。
制備方法：
A)稱取各原料，投入混合缸中混合，130℃混合20min后移入三輥研磨機(jī)研磨、分散；
B)將研磨后分散的物料經(jīng)二輥機(jī)壓餅成型，輥筒溫度70℃，經(jīng)裁剪機(jī)切割，包裝即得。
實(shí)施例2、一種復(fù)合色餅
本發(fā)明實(shí)施例2所述色餅由以下重量份數(shù)的組分組成：聚氯乙烯40份、鈦白粉28份、鈦黃24份、鐵紅3.6份、炭黑0.8份、鈣鋅穩(wěn)定劑4份、增塑劑54份、三氧化二銻150份、硬脂酸鋅2份和納米碳酸鈣3份。其中，所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉，平均粒徑為0.18μm，其中，粒徑在0.5～5μm之間的粒子占比為3.6％，所述炭黑的平均粒徑為9.7nm，所述納米碳酸鈣的粒徑為0.05μm，比表面積為41m2/g，所述增塑劑由環(huán)氧大豆油和911P按1:0.5的重量比組成。
制備方法如實(shí)施例1。
實(shí)施例3、一種復(fù)合色餅
本發(fā)明實(shí)施例3所述色餅由以下重量份數(shù)的組分組成：聚丙烯60份、鈦白粉40份、鈦黃30份、鐵紅6份、炭黑3份、鈣鋅穩(wěn)定劑5份、增塑劑55份、三氧化二銻200份、硬脂酸鋅4份和納米碳酸鈣6份。其中，所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉，平均粒徑為0.2μm，其中，粒徑在0.5～5μm之間的粒子占比為4.8％，所述炭黑的平均粒徑為13nm，所述納米碳酸鈣的粒徑為0.06μm，比表面積為52m2/g，所述增塑劑由環(huán)氧大豆油和911P按1:1的重量比組成。
制備方法如實(shí)施例1。
對(duì)比例1、一種復(fù)合色餅
對(duì)比例1與實(shí)施例2的區(qū)別在于：所述鈦白粉中粒徑在0.5～5μm之間的粒子占比為2.0％，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例2。
對(duì)比例2、一種復(fù)合色餅
對(duì)比例2與實(shí)施例2的區(qū)別在于：所述鈦白粉中粒徑在0.1～5μm之間的粒子占比為3.6％，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例2。
對(duì)比例3、一種復(fù)合色餅
對(duì)比例3與實(shí)施例2的區(qū)別在于：所述納米碳酸鈣的粒徑為0.08μm，比表面積為63m2/g，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例2。
對(duì)比例4、一種復(fù)合色餅
對(duì)比例4與實(shí)施例2的區(qū)別在于：所述載體為PPR樹脂，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例2。
對(duì)比例5、一種復(fù)合色餅
對(duì)比例5與實(shí)施例2的區(qū)別在于：用聚乙烯蠟替代納米碳酸鈣，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例2。
試驗(yàn)例一、性能測(cè)試
取本發(fā)明實(shí)施例1～3以及對(duì)比例1～5所述復(fù)合色餅，對(duì)其外觀、著色強(qiáng)度、總色差、耐熱性、耐酸、耐堿性、耐遷移性/分散性和透光率進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，測(cè)試結(jié)果如表2所示。
表1測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
表2測(cè)試結(jié)果
由上表2可知，本發(fā)明實(shí)施例1～3所述復(fù)合色餅質(zhì)量上乘，同時(shí)色餅顏色色差極小，其中，尤以實(shí)施例2所述復(fù)合色餅的各方面性能最佳，為本發(fā)明最佳實(shí)施例。
值得提出的是，各對(duì)比例與實(shí)施例2相比，各項(xiàng)性能均有所下降，其中：
對(duì)比例1降低了粒徑為0.5～5μm的鈦白粉的占比，其總色差有明顯提高，且其透光率和分散性均有明顯下降，一般，粒徑在0.2～0.3μm的鈦白粉具有最佳的性能，而粒徑在0.5μm以上的鈦白粉的遮蓋力、分散性等均有所下降，但本發(fā)明加入粒徑較大的鈦白粉(0.5～5μm)，所得的色餅各項(xiàng)性能沒有預(yù)料之中的降低反而提高了，這一點(diǎn)是發(fā)明人意料不到的。
對(duì)比例2中所述鈦白粉粒徑在0.1～5μm之間的粒子占比為3.6％，其增加了小粒徑的鈦白粉的比例，其著色強(qiáng)度和總色差有明顯下降。
對(duì)比例3中納米碳酸鈣的粒徑增加了0.02μm，其所得色餅的各項(xiàng)指標(biāo)均有所下降，對(duì)比例4中載體為PPR樹脂，其所得色餅的各項(xiàng)指標(biāo)與實(shí)施例2相比有明顯下降，這說(shuō)明，載體樹脂的變換對(duì)色餅的分散性、透光率、色差等有一定的影響。對(duì)比例5用現(xiàn)有技術(shù)中常用的分散劑替換本發(fā)明中的納米碳酸鈣，顯然，納米碳酸鈣更適用于本發(fā)明體系。