本发明属于塑料着色领域，特别涉及一种塑料色母粒及其制备方法。
背景技术：
：聚丙烯具有原料来源丰富，价格便宜，易于成型加工，具有较好的刚性和优良的力学性能，并且耐热、耐化学性，综合性能优良，无毒，可循环使用等优点，被广泛用于汽车工业、家用电器、工业配套材料、包装、办公用品、医疗用品和日用品等行业，已成为通用塑料发展最快的品种。在塑料产品中，一次成型的聚丙烯外装饰件比传统的金属外装饰件更节能更省材。聚丙烯分子的非极性特征使其表面自由能和表面张力较低，使得其与极性聚合物和无机填料相容性差，吸水性差，难于粘结，染色难。因此，对于聚丙烯专用的色母粒的研究具有广阔的发展前景。色母粒是一种颜料浓缩物,主要由颜料、载体树脂和分散剂三个基本要素组成。对分散剂的研究人们已经做了大量工作,但对载体树脂的研究却不多。本发明选用的载体树脂为经过等离子技术处理的聚丙烯。不同状态的物质有不同的特性，人们常用固态、液态、气态三种状态来划分物质，近百年来等离子体才被看成是物质的第四种状态，它是由带电离子组成的电离状态。等离子体是由电子、正负离子、激发态原子、分子、自由基等离子组成。在放电过程中，电子在电场中被加速，成为高能电子，高能电子引起碰撞气体发生电离，当电子温度远远大于离子温度时，称为低温等离子体，其电子温度可以达到以上，但是离子温度却只有。低温等离子体已经被广泛的运用于冶金提炼、刻蚀和材料的表面处理、废气处理、灭菌等。但是将等离子处理技术应用在塑料的清除表面杂质、表面刻蚀、表面交联和形成具有新化学结构的表面。中国专利，申请公布号：CN103046307.A，发明名称：一种用等离子体处理提高木棉纤维吸水性的方法，该发明为将等离子应用于对木棉纤维的处理上，可极大提高木棉纤维的吸水性能，从而改善木棉纤维的染色性能。缺点：只提高木棉纤维的亲水性，其它性能没有明显提高，功能单一。申请公布号：CN103266506.A，发明名称：一种羊绒散纤维及绒条的染色方法，主要内容：利用低温染色的工艺，降低了染色过程对羊绒的损伤，通过超声波振荡和蒸纱工艺，提高了染色的鲜艳度和色牢度。缺点：涉及的等离子处理步骤简单、无具体不走，且要经过复杂的处理程序，设备多，生产成本低。技术实现要素：本发明目的在于提供一种聚丙烯塑料专用的色母粒及其制备方法，从而改善聚丙烯色母粒的的相容性差、染色性差、耐光性差、迁移性和易老化缺点的目的。为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种塑料色母粒，按重量份数计包括以下组分：颜料红10-15份，等离子处理的聚丙烯80-100份，分散剂3-5份，木质素磺酸钠5-10份，偶联剂3-5份，硅油1-3份，填料10-15份，抗氧化剂2-4份和阻燃剂2-5份。在本发明中，作为进一步说明，所述的等离子处理的聚丙烯的处理方法为：将聚丙烯放入浸渍液中浸渍20-60min后，自然晾干，放入等离子处理装置的两个极板中，抽真空3-10min后，释放等离子气体，然后在温度为20-25℃，气体流量为0.2-2L/min，电流为20-40mA，极板电压为3000-5000V的条件下作用3-6min后，得到等离子处理的聚丙烯；所述的等离子气体为氧气、氦气、氩气、四氟化碳和氮气中的一种。在本发明中，作为进一步说明，所述的浸渍液为2,4-二羟基苯丁酮溶液、对羟基苯戊酮溶液和2,4-二羟基苯己酮溶液中的一种；所述浸渍液为质量分数为10-20％的溶液。在本发明中，作为进一步说明，所述的聚丙烯和浸渍液的重量比为1-5:100。在本发明中，作为进一步说明，所述的偶联剂为乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-氯代丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。在本发明中，作为进一步说明，所述的填料为二氧化钛、碳酸钙、高岭土、膨润土、黏土、木粉和淀粉中的一种或多种；所述的填料为纳米级填料。在本发明中，作为进一步说明，所述的阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵、八溴醚和硼酸锌中一种或多种；所述的阻燃剂为微米级的粉末。在本发明中，作为进一步说明，所述的分散剂为TEGODispers740W或TEGODispers752W。在本发明中，作为进一步说明，所述的一种塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料红，等离子处理的聚丙烯，分散剂，木质素磺酸钠，偶联剂，硅油，填料，抗氧化剂和阻燃剂放入高速混合器混合5-10min，然后加入双螺杆挤出机，在机头温度为180-250℃，螺杆转速为400-1200r/min的条件下挤出，经水冷却，再依次烘干、切粒和包装后，得到塑料色母粒。部分原料的功能介绍如下：聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，是所有塑料中最轻的品种之一。木质素磺酸钠是一种天然高分子聚合物，具有很强的分散性，由于分子量和官能团的不同而具有不同程度的分散性，是一种表面活性物质，能吸附在各种固体质点的表面上，可进行金属离子交换作用，也因为其组织结构上存在各种活性基，因而能产生缩合作用或与其他化合物发生氢键作用。硅油通常指的是在室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品。一般分为甲基硅油和改性硅油两类。最常用的硅油一甲基硅油，也称为普通硅油，其有机基团全部为甲基，甲基硅油具有良好的化学稳定性、绝缘性和疏水性能。乙烯基甲基二甲氧基硅烷，分子量为132，为无色透明液体，主要用来合成乙烯基环体及甲基乙烯二甲基硅烷、甲基乙烯二乙氧基硅烷等结构调整剂。乙烯基三氯硅烷，无色透明液体相对密度：1.265，熔点：-95℃，沸点：104.8℃，闪点：17.2℃，蒸汽压：35.2mmHg，折射率：1.4320，溶于有机溶剂，易水解、醇解。遇水激烈水解，为了降低水解速度，配制水溶时可用水与丙酮或甲苯的混合溶剂。γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷为无色至浅红色透明液体，熔点为-48℃，沸点190℃，溶于有机溶剂、醇、苯、甲苯等，不溶于水，在pH值为4-5的酸性水中，水解成硅醇。γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，熔点-70℃，沸点119-121℃，易吸潮，溶于水，溶于丙酮、苯和醚γ-氨丙基三乙氧基硅烷，无色透明液体，可溶于水和有机溶剂。在水中水解，呈碱性。丙酮、四氯化碳不适宜做稀释剂。用来偶联有机高分子和无机填料，增强其粘结性，提高产品的机械、耐水、抗老化等性能，常用于玻璃纤维、铸造、纺织物助剂、绝缘材料、粘胶剂行业。二氧化钛俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌，现正广泛开发，将来有机会成为新工业。二氧化钛可由钛铁矿用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。二氧化钛可制作成光催化剂，净化空气，消除车辆排放物中25％到45％的氮氧化物，可用于治理PM2.5悬浮颗粒物过高的空气污染。高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。因江西省景德镇高岭村而得名。质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。其矿物成分主要由高岭石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成。高岭土用途十分广泛，主要用于造纸、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产。它具有特殊的性质，如膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性，广泛用于各个工业领域。膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型。黏土含沙粒很少、有黏性的土壤，水分不容易从中通过粘土是可塑性的包括高岭土、多水高岭土、颗粒非常小的(<2μm)硅酸铝盐。除了铝外粘土还包含少量镁、铁、钠、钾和钙。木粉是由木材打成的粉末，一般是指家具厂、密度板厂、多层板厂木材加工剩余的材料。曾一度被当作废料丢弃，现今技术改进，可用于多种用途。氢氧化铝是铝的氢氧化物。是一种碱，由于又显一定的酸性，所以又可称之为铝酸，但实际水溶液中与碱反应时生成的是四羟基合铝酸盐。按用途分为工业级和医药级两种。氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化镁为白色无定形粉末，难溶于水，易溶于稀盐酸和铵盐溶液。用做分析试剂，主要作为氯丁橡胶及氟橡胶的促进剂与活化剂,用于黏合剂、塑料、油漆和纸张的填料；医药上用作抗酸剂和缓泻剂,用于胃酸过多和十二指肠溃疡病；可作为陶瓷、玻璃、高级保温材料及氧化镁水泥等原料，还可用于冶炼脱硫及燃气和燃料脱硫等等。聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)，1965年美国孟山都公司首先开发成功。聚磷酸铵无毒无味，不产生腐蚀气体，吸湿性小，热稳定性高，是一种性能优良的非卤阻燃剂。八溴醚是一种白色粉末，低毒，可溶于苯、丙酮、氯仿等,不溶于水和已醇，分解温度105℃，是四溴双酚深加工的主要产品，阻燃效果更好。八溴醚作为添加型阻燃剂，是一种既含有芳香族溴又含有脂肪族溴的高效阻燃剂，有极好的热稳定性和光稳定性。主要用于聚丙稀、聚丙乙烯、聚丙乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、树脂中。与六溴环十二烷相比，分解温度较高，在有些方面是六溴环十二烷无法替代的。硼酸锌是一种环保型的非卤素阻燃剂，无毒、低水溶性、高热稳定性、粒度小、比重小、分散性好等特点，作为一种高效阻燃剂被广泛应用在塑料、橡胶、涂料等领域。本发明具有以下有益效果：1.本发明采用等离子处理过的聚丙烯作为色母粒载体，利用等离子气体对聚丙烯的表面进行处理，在高速高能量的等离子体的轰击下，等离子处理能是使聚丙烯的结构表面变得粗糙增加其表面积；同时聚丙烯表面残留的浸渍液收到攻击，分子链发生断裂，使浸渍液中的极性基团--羟基得以断开并潜入聚丙烯表层，从而使聚丙烯表面引入极性基团，在材料表面形成一个活性层，能有效的提高聚丙烯表面的粘合力，从而增加与其它材料的相容性、粘结性和着色性，提高产品的质量。2.本发明低温等离子体加工是一项对环境友好的技术，无需添加化学试剂，对材料的处理效率高、设备简单和低能耗的特点，并且在对材料表面处理的过程具有安全性、环保性和经济性。3.本发明的塑料色母粒的制备方法简单易行，设备少，过程可控性和操作性强，适合于生产技术的推广和应用。【具体实施方式】实施例1：1.聚丙烯的等离子处理方法：将1000g聚丙烯放入20000g质量分数为10％的2,4-二羟基苯己酮溶液中浸渍20min后，自然晾干，放入等离子处理装置的两个极板中，抽真空3min后，释放等离子氩气气体，然后在温度为20℃，气体流量为0.2L/min，电流为20mA，极板电压为3000V的条件下作用3min后，得到等离子处理的聚丙烯。2.一种塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料红100g，等离子处理的聚丙烯800g，TEGODispers740W30g，木质素磺酸钠50g，乙烯基甲基二甲氧基硅烷30g，硅油10g，二氧化钛100g，抗氧化剂20g和氢氧化铝20g放入高速混合器混合5min，然后加入双螺杆挤出机，在机头温度为180℃，螺杆转速为400r/min的条件下挤出，经水冷却，再依次烘干、切粒和包装后，得到塑料色母粒。实施例2：1.聚丙烯的等离子处理方法：将1000g聚丙烯放入40000g质量分数为13％的对羟基苯戊酮溶液中浸渍20-60min后，自然晾干，放入等离子处理装置的两个极板中，抽真空6min后，释放等离子氦气气体，然后在温度为21℃，气体流量为0.5L/min，电流为35mA，极板电压为3500V的条件下作用4min后，得到等离子处理的聚丙烯。2.一种塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料红120g，等离子处理的聚丙烯850g，TEGODispers752W45g，木质素磺酸钠65g，乙烯基甲基二甲氧基硅烷10g,乙烯基三氯硅烷10g,γ-氯代丙基三甲氧基硅烷15g，硅油15g，碳酸钙50g,高岭土52g，抗氧化剂33g，氢氧化镁15g，聚磷酸铵10g放入高速混合器混合8min，然后加入双螺杆挤出机，在机头温度为220℃，螺杆转速为760r/min的条件下挤出，经水冷却，再依次烘干、切粒和包装后，得到塑料色母粒。实施例3：1.聚丙烯的等离子处理方法：将1000g聚丙烯放入25000g质量分数为14％的对羟基苯戊酮溶液中浸渍20-60min后，自然晾干，放入等离子处理装置的两个极板中，抽真空7min后，释放等离子氧气气体，然后在温度为22℃，气体流量为1L/min，电流为24mA，极板电压为3700V的条件下作用5min后，得到等离子处理的聚丙烯。2.一种塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料红120g，等离子处理的聚丙烯920g，TEGODispers740W80g，γ-氯代丙基三甲氧基硅烷10g，γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷15g，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷15gg，硅油28g，高岭土40g，膨润土20g，黏土60g，抗氧化剂35g,聚磷酸铵20g和八溴醚10g放入高速混合器混合7min，然后加入双螺杆挤出机，在机头温度为200℃，螺杆转速为700r/min的条件下挤出，经水冷却，再依次烘干、切粒和包装后，得到塑料色母粒。实施例4：1.聚丙烯的等离子处理方法：将1000g聚丙烯放入85000g质量分数为16％的2,4-二羟基苯丁酮溶液中浸渍45min后，自然晾干，放入等离子处理装置的两个极板中，抽真空9min后，释放等离子氩气气体，然后在温度为23℃，气体流量为0.8L/min，电流为32mA，极板电压为4200V的条件下作用5min后，得到等离子处理的聚丙烯。2.一种塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料红125g，等离子处理的聚丙烯850g，TEGODispers752W44g，木质素磺酸钠90g，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷20g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷20g，硅油24g，黏土35g,木粉40g,淀粉50g，抗氧化剂36g，氢氧化镁12g，聚磷酸铵20g和八溴醚10g放入高速混合器混合9min，然后加入双螺杆挤出机，在机头温度为235℃，螺杆转速为1000r/min的条件下挤出，经水冷却，再依次烘干、切粒和包装后，得到塑料色母粒。实施例5：1.聚丙烯的等离子处理方法：将1000g聚丙烯放入75000g质量分数为12％的对羟基苯戊酮溶液中浸渍30min后，自然晾干，放入等离子处理装置的两个极板中，抽真空6min后，释放等离子四氟化碳气体，然后在温度为24℃，气体流量为0.6L/min，电流为38mA，极板电压为4500V的条件下作用3.5min后，得到等离子处理的聚丙烯。2.一种塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料红135g，等离子处理的聚丙烯940g，TEGODispers752W37g，木质素磺酸钠77g，γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷10g,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷15g,γ-氨丙基三乙氧基硅烷15g，硅油22g，木粉60g，淀粉90g，抗氧化剂32g，聚磷酸铵20g，八溴醚10g和硼酸锌10g放入高速混合器混合6min，然后加入双螺杆挤出机，在机头温度为230℃，螺杆转速为1100r/min的条件下挤出，经水冷却，再依次烘干、切粒和包装后，得到塑料色母粒。实施例6：1.聚丙烯的等离子处理方法：将1000g聚丙烯放入70000g质量分数为15％的2,4-二羟基苯己酮溶液中浸渍40min后，自然晾干，放入等离子处理装置的两个极板中，抽真空10min后，释放等离子氮气气体，然后在温度为21℃，气体流量为1.2L/min，电流为27mA，极板电压为4600V的条件下作用5min后，得到等离子处理的聚丙烯。2.一种塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料红115g，等离子处理的聚丙烯946g，TEGODispers740W35g，木质素磺酸钠55g，γ-氯代丙基三甲氧基硅烷10g,γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷20g,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷20g，硅油18g，二氧化钛50g，碳酸钙50g，高岭土40g，木粉5g，抗氧化剂34g，氢氧化铝10g，氢氧化镁10g和聚磷酸铵20g放入高速混合器混合7min，然后加入双螺杆挤出机，在机头温度为245℃，螺杆转速为950r/min的条件下挤出，经水冷却，再依次烘干、切粒和包装后，得到塑料色母粒。实施例7：1.聚丙烯的等离子处理方法：将1000g聚丙烯放入80000g质量分数为15％的对羟基苯戊酮溶液中浸渍50min后，自然晾干，放入等离子处理装置的两个极板中，抽真空8min后，释放等离子氧气气体，然后在温度为22℃，气体流量为1.8L/min，电流为32mA，极板电压为4300V的条件下作用4min后，得到等离子处理的聚丙烯。2.一种塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料红128g，等离子处理的聚丙烯890g，TEGODispers752W48g，木质素磺酸钠82g，乙烯基甲基二甲氧基硅烷10g，乙烯基三氯硅烷10g，γ-氯代丙基三甲氧基硅烷10g，γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷10g，硅油25g，膨润土15g，黏土15g，木粉20g，淀粉70g，抗氧化剂38g，氢氧化铝10，氢氧化镁10，聚磷酸铵10g和硼酸锌5g放入高速混合器混合7min，然后加入双螺杆挤出机，在机头温度为240℃，螺杆转速为1050r/min的条件下挤出，经水冷却，再依次烘干、切粒和包装后，得到塑料色母粒。实施例8：1.聚丙烯的等离子处理方法：将1000g聚丙烯放入100000g质量分数为20％的2,4-二羟基苯丁酮溶液中浸渍60min后，自然晾干，放入等离子处理装置的两个极板中，抽真空10min后，释放等离子氦气气体，然后在温度为25℃，气体流量为2L/min，电流为40mA，极板电压为5000V的条件下作用6min后，得到等离子处理的聚丙烯。2.一种塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤：将颜料红150g，等离子处理的聚丙烯1000g，TEGODispers752W50g，木质素磺酸钠100g，乙烯基甲基二甲氧基硅烷20g，乙烯基三氯硅烷20g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷10g，硅油30g，二氧化钛10g，碳酸钙10g，黏土30g，淀粉100g，抗氧化剂40g和氢氧化铝10g，氢氧化镁20g和聚磷酸铵20g放入高速混合器混合10min，然后加入双螺杆挤出机，在机头温度为250℃，螺杆转速为1200r/min的条件下挤出，经水冷却，再依次烘干、切粒和包装后，得到塑料色母粒。对比例：具体步骤与实施例1基本相同，不同点在于：聚丙烯没有经过等离子处理。将对比例与实施例1-8的样品进行在氙灯老化箱中进行加速老化100h后的色差试验、着色强度试验和耐迁移性试验，试验结果见表1。表1：色差ΔE着色强度耐迁移性对比例10.5275％4级实施例11.3898％5级实施例21.3599％5级实施例30.24120％5级实施例40.96102％％5级实施例51.41110％％5级实施例61.03105％％5级实施例71.49108％％5级实施例81.23116％％5级表1的结果表明：色差越小，说明样品的色差变化越小，样品的耐候性也就越好，色差从低到高排列：实施例3<实施例4<实施例6<实施例8<实施例2<实施例1<实施例5<实施例7<对比例；着色强度越高，说明样品的附着能力越强，附着牢度从高到低排列为：实施例3>实施例8>实施例5>实施例7>实施例6>实施例4>实施例2>实施例1>对比例；耐迁移性的国家检测标准分为1-5级，级别越高，说明耐迁移性越好，实施例1-8的耐迁移性的等级为5级，高于对比例的4级。上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。当前第1页1 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