橙色混配料组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种橙色混配料组合物及其制备方法，具体涉及一种燃气管材用聚乙 烯橙色混配料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚乙烯（PE)管道具有许多优异的性能，如耐低温性、韧性好、抗腐蚀性、可焊接性 以及"非开挖定向钻孔"等，特别是其具有良好的快速裂纹传递抵抗能力，使其成为城镇中 低压埋地燃气管材的首选材料。
[0003] 根据国际标准ISO 4437:2007和欧洲标准EN 1555-1:2010的要求，生产燃气用埋 地聚乙烯管材的原料应采用混配料，即基础聚乙烯树脂与添加剂，如抗氧剂、颜料、炭黑、紫 外线稳定剂等的均匀挤出混合物。目前，聚乙烯燃气管材主要采用PE80与PE100等级的中 密度聚乙烯（MDPE)和高密度聚乙烯（HDPE)树脂为原料。其中PE80级树脂的颜色为黄色 或者黑色，生产的管材颜色为黄色或者黑色管材加黄色标记，PE100级树脂的颜色为橙色或 者黑色，生产的管材颜色为橙色或黑色管材加橙色标记。
[0004] 聚乙烯管材混配料的生产方法一般有两种：一是直接加入专用色母料；二是利用 炭黑（或颜料）和聚乙烯粉料进行共混来生产。目前采用较多的是直接加入色母料的方法。 在国内能够生产聚乙烯管材黑色混配料的厂家有很多。专利CN101148523A提供了一种以 高密度聚乙烯树脂为基体的高浓度炭黑色母，该色母与PE管材基料通过熔融共混制备混 配料，将混配料采用挤出机挤出，得到炭黑分散度良好的可达PE100级的聚乙烯管材。专利 CN101148523A提供一种可用于PE100级聚乙烯混配料的炭黑组合物，该组合物与PE100级 聚乙烯粉料进行充分混合后，在常规的双螺杆挤出机中进行熔融挤出，就能得到炭黑分散 度良好的PE100级聚乙烯黑色混配料。
[0005] 在橙色管材料的生产方面，还是生产空白，主要依赖于进口，价格较高，严重影响 了我国橙色PE100混配料的推广和应用。国外生产橙色管材料时，一般采用橙色母料加聚 乙烯树脂的方法。其中橙色母料中的聚乙烯载体一般为非PE100级树脂，这样在生产橙色 PE100混配料时，会影响到混配料的性能。同时，加入的橙色母料经过造粒，也会增加橙色混 配料的生产成本。因此，PE100树脂生产厂家有必要开发出直接加入橙色颜料生产混配料 的方法，满足市场的需求。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可用于生产燃气管道的聚乙烯橙色混 配料组合物。
[0007] 本发明的另一个目的是提供所述聚乙烯橙色混配料组合物的制备方法，工艺简 单，操作容易，适合于工业应用。
[0008] 该组合物包含有PE100级聚乙烯树脂、着色剂、复合热稳定剂、抗酸剂、氟弹性体 加工助剂、酰胺蜡。将该组合物通过高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中进行熔融挤 出造粒，就能够得到颜料分散良好的PE100级聚乙烯橙色混配料。
[0009] 本发明提供一种橙色混配料组合物，以组份PE100级聚乙烯树脂粉料重量份数为 1〇〇份计，着色剂为〇. 7~0. 9份且着色剂为包含橙色着色剂的复合着色剂，复合热稳定剂 为0. 2~0. 4份，抗酸剂为0. 1~0. 15份，氟弹性体加工助剂为0. 01~0. 05份，酰胺蜡为 0· 06 ~0· 1 份。
[0010] 其中，所述复合着色剂为白色着色剂和橙色着色剂组成，白色着色剂和橙色着色 剂的重量比优选为1:0. 75~1:1。
[0011] 所述白色着色剂由钛白粉和硫酸钡组成，钛白粉和硫酸钡重量比优选为1:1 ;橙 色着色剂优选为偶氮类有机颜料，着色剂的加入，使PE100管材混配料具有良好的耐光性 和耐候性。
[0012] 所述复合热稳定剂优选为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168、主抗氧剂1076和辅助 抗氧剂168、抗氧剂736或抗氧剂300。
[0013] 四[β-(3'，5' -二叔丁基-4' -羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010)， β-(4'_羟基_3'，5'_二叔丁基苯基）丙酸十八碳酸酯（抗氧剂1076)，亚磷酸三（2,4_二 叔丁基苯基）酯（抗氧剂168)，其中主抗氧剂1010与1076分别与辅助抗氧剂168复配使 用，主抗氧剂与辅助抗氧剂重量比为1:1 ;也可以单独使用硫代受阻酚抗氧剂4,4'_硫代双 (6-叔丁基-2-甲基苯酚）（抗氧剂736)或4, 4' -硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）（抗 氧剂300)，抗氧剂的加入，使ΡΕ100管材混配料具有良好的耐热老化性能，能够满足氧化诱 导期大于20分钟的要求。
[0014] 所述主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168重量比优选为1:1，所述主抗氧剂1076与辅 助抗氧剂168重量比优选为1:1。
[0015] 所述抗酸剂优选为硬脂酸钙和硬脂酸锌，硬脂酸钙与硬脂酸锌重量比优选为1:1。
[0016] 所述氟弹性体加工助剂优选为碳氟高聚物，在生产混配料过程中，碳氟高聚物既 可以改善ΡΕ100树脂的加工性能，又可以提高管材制品的表面光泽度。
[0017] 本发明还提供上述橙色混配料组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0018] 将2~3份ΡΕ100粉料、复合着色剂、酰胺蜡和氟弹性体加工助剂在高速混合机中 进行预混合3~5分钟，然后将上述预混料、97~98份ΡΕ100粉料、复合热稳定剂和抗酸剂 在高速混合机中再次混合3~5分钟，最后将混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，挤出加 工温度为220°C，螺杆转速为80~150rpm，经挤出、冷却、干燥、切粒制得橙色ΡΕ100混配料 组合物。
[0019] 本发明有益效果：
[0020] 本发明所提供的橙色混配料组合物，具有耐热氧老化、耐光性、耐候性以及加工性 能优异。具有以下特点和效果：
[0021] (1)本发明可用于燃气管材的PE100级聚乙烯管材橙色混配料组合物，不同于色 母料，在不外加其它高密度聚乙烯树脂的条件下，利用少量的PE100粉料对着色剂进行预 分散，这样既提高了着色剂的分散效果，又不影响到PE100管材自身的性能。
[0022] (2)着色剂的分散性直接影响到管材的耐老化性能和力学性能。各种标准规定聚 乙烯管材中着色剂的分散性应不大于3. 0级。本发明中酰胺蜡的加入，对着色剂具有良好 的分散作用，着色剂的分散等级小于3. 0级。
[0023] (3)本发明橙色混配料组合物中复合热稳定剂的加入，使混配料具有良好的耐热 老化性能，在加工成管材后氧化诱导期时间远大于20分钟。
[0024] (4)本发明橙色混配料组合物中氟弹性体加工助剂的加入，改善了混配料的加工 性能，降低能耗，同时提高了管材成品的外观光泽度。
[0025] 本发明的橙色混配料组合物在不改变PE100原料自身性能和压力管材性能的前 提下，以最有效最经济的手段赋予聚乙烯管材必要的耐光性能和耐候性能。同时该混配料 具有良好的加工性能、优良的耐热氧稳定性，适用于工厂直接进行橙色混配料的生产。
【具体实施方式】
[0026] 以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下列实施 例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
[0027] 复合着色剂：
[0028] 在本发明中，对复合着色剂用量并无特别限定，通常是以组份PE100级聚乙烯树 脂粉料重量份数为1〇〇份计，复合着色剂用量为〇. 7~0. 9份，如果复合着色剂用量低于 〇. 7份，着色效果不明显，不能满足着色需求；而复合着色剂用量大于0. 9份，则会造成着色 剂用量的浪费，同时会影响管材的综合性能。
[0029] 在本发明中，对复合着色剂组成并无特别限定，通常是白色着色剂和橙色着色剂 组成，白色着色剂和橙色着色剂的重量比通常选为1:0. 75~1:1，选择白色着色剂与橙色 着色剂进行复合，是因为白色着色剂起到抵抗紫外线的作用，橙色着色剂用来满足对管材 的颜色需求；如果白色着色剂和橙色着色剂的重量比高于1:0. 75时，造成橙色着色剂用量 过少，染色效果不明显；如