本发明涉及色母技术领域，具体涉及一种阻燃抗紫外线色母及其制备方法。
背景技术：
塑胶主要由碳、氧、氢和氮及其他有机或无机元素所构成，并可形成各种形状、颜色的塑胶制品，目前已被广泛应用于现代生活中的每一个领域，例如家用电器、仪器仪表、电线电缆、建筑器材、通讯电子、汽车工业、航天航空、日用五金等。现有技术生产塑胶制品的着色方法有色粉着色、染色拉粒着色和色母粒着色三种。直接采用色粉着色时，着色非常简单，但存在容易产生色点、色差不易控制、对环境污染较大的缺点。染色拉粒着色是将塑胶原料和色粉混合后采用混炼设备如双螺杆挤出机进行熔融共混着色，与采用色粉着色相比，拉粒着色效果有了很大的提高，但塑胶需经历两次加热，不仅提高了生产成本，而且在一定程度上损害了制品的机械性能。采用色母粒着色时，颜料经过预处理并均匀分散于载体树脂中，大大提高了颜料的分散性能和着色效率，具有操作简单、成本低廉、对环境无污染等优点。
添加色母可用于调配塑胶制品的颜色，但现有的色母抗紫外线和阻燃性能较差，无法保证塑胶制品在加工中和户外使用中的稳定性，一般都会降低塑胶制品的力学性能，从而降低塑胶制品的设计和使用寿命。因此，如何克服现有技术的不足，是目前高分子材料技术领域亟需解决的问题。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种阻燃抗紫外线色母，该阻燃抗紫外线色母具有较好的阻燃和抗紫外线性能，且对塑胶制品的力学性能影响小，提高了塑料制品的使用寿命。
本发明的另一目的在于提供一种阻燃抗紫外线色母的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种阻燃抗紫外线色母，所述阻燃抗紫外线色母包括如下重量份的原料：
基础树脂 80-120份
填充剂 25-35份
阻燃剂 4-8份
润滑剂 3-5份
紫外线吸收剂 1-3份
抗氧剂 1-2份
成核剂 0.1-1份
色粉 0.8-1.2份；
其中，所述阻燃剂是由溴化聚苯乙烯、三聚氰胺磷酸酯和氢氧化镁以重量比1.4-2.2:1:0.8-1.2组成的混合物。
本发明通过严格控制阻燃剂的种类、复配和重量配比，可以使色母达到很好的阻燃效果，还能改善材料的加工性能和机械性能。
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O和光稳定剂 AM-101以重量比1:0.8-1.2:0.5-1.5组成的混合物。
本发明通过严格控制紫外线吸收剂的种类、复配和重量配比，制得的色母抗紫外线效果好，大大提高了制品在暴露空气中的使用寿命。
优选的，所述基体树脂为熔融指数在0.8-1.2g/10min、密度在0.91-0.92g/cm3低密度聚乙烯树脂。
本发明通过采用熔融指数在0.8-1.2g/10min、密度在0.91-0.92g/cm3低密度聚乙烯树脂作为基体树脂，具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。
优选的，所述填充剂是由纳米蒙脱土、纳米二氧化钛和纳米氧化锌以重量比0.5-1.5:1:1.4-2.2组成的混合物。
本发明通过严格控制填充剂的种类、复配和重量配比，可以提高色母的强度和硬度，降低生产成本。
优选的，所述润滑剂是由内润滑剂和外润滑剂以重量比1:1.6-2.0组成的混合物。
本发明通过采用内润滑剂和外润滑剂的配合使用，并严格控制其重量配比，可以使材料在加工过程中改善材料的流动性和制品的脱模性，能够降低加工难度，节省能源消耗。
优选的，所述内润滑剂是由季戊四醇硬脂酸酯、脂肪酸和油酰胺以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物。
本发明通过严格控制内润滑剂的种类、复配和重量配比，与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起到降低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善塑料熔体的内摩擦生热和熔体的流动性。
优选的，所述外润滑剂是由固体石蜡和氧化聚乙烯蜡以重量比1:1.4-2.2组成的混合物。
本发明通过严格控制外润滑剂的种类、复配和重量配比，可以改善聚合物熔体与加工涂布设备的热金属表面的摩擦，它与聚合物相容性较差，容易从熔体内往外迁移，所以能在塑料熔体与金属的交界面形成润滑的薄层。
优选的，所述抗氧剂是由抗氧剂 164、抗氧剂 TNP和抗氧剂 TPP以重量比1-2:0.8-1.2:1组成的混合物。
本发明通过严格控制抗氧剂的种类、复配和重量配比，制得的色母抗氧化性能好，可以延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。
优选的，所述成核剂为聚氧化乙烯、聚乙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油甲基丙烯酸醋以重量比0.8-1.2:1:1.5-2.5组成的混合物。
本发明通过严格控制成核剂的种类、复配和重量配比，可以缩短成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能。
优选的，所述色粉为耐光牢度在7-8级、耐候性在4-5级、耐温性在260-300℃的环保高耐候色粉。
本发明通过采用耐光牢度在7-8级、耐候性在4-5级、耐温性在260-300℃的环保高耐候色粉，制得的色母色牢度高，耐候性好，环保无毒。具体的，所述色粉为钛白粉、钛黄粉、苯并咪唑酮黄、蒽醌橙、喹吖啶酮红、酞青兰、酞青绿和苯并咪唑硐棕中的至少一种。
所述阻燃抗紫外线色母还包括耐寒增韧剂2-6份、相容剂1-3份和抗菌剂0.5-1.5份。
所述耐寒增韧剂是由酰胺类β晶型成核剂和二羧酸盐类β晶型成核剂以重量比1：1.2-1.8组成的混合物。
本发明通过采用酰胺类β晶型成核剂和二羧酸盐类β晶型成核剂作为耐寒增韧剂复配使用，并控制其重量比为1：1.2-1.8，使得材料在低温-20℃时增韧效果明显，超过常温时的冲击强度，同时常温下刚性明显提高。
所述相容剂是由马来酸酐接枝聚丙烯和苯乙烯接枝聚丙烯以重量比1：1.4-2.2组成的混合物。
本发明通过采用马来酸酐接枝聚丙烯和苯乙烯接枝聚丙烯作为相容剂复配使用，并控制其重量比为1：1.4-2.2，可改善无机填料与有机树脂相容性，提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，提高表面光洁度。
所述抗菌剂是由载银沸石和载银磷酸钴以重量比1.5-2.5：1组成的混合物。
本发明通过采用载银沸石和载银磷酸钴作为抗菌剂复配使用，并控制其重量比为1.5-2.5：1，使得材料不仅着色力高、分散性好、可纺性佳，还具有较好的杀菌、抑菌效果。
一种阻燃抗紫外线色母的制备方法，包括如下步骤：
A、按组成原料的重量份称取上述原料；
B、将混合后的原料放入捏合机内捏合成型，捏合成型的温度为180-200℃，捏合成型的时间为5-15min；
C、将成型后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得阻燃抗紫外线色母；
所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度200-210℃、二区温度200-210℃、三区温度190-200℃、四区温度180-190℃、五区温度170-180℃、六区温度170-180℃、七区温度170-180℃、八区温度170-180℃和九区温度190-210℃。
本发明的有益效果在于：本发明的阻燃抗紫外线色母具有较好的阻燃和抗紫外线性能，且对塑胶制品的力学性能影响小，提高了塑料制品的使用寿命。
本发明通过采用特定的配方以及特定的配方含量，制得的色母不仅颜色准，且色牢度达到7-8级，生产出的产品板面不出油，且板面没有流纹。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种阻燃抗紫外线色母，所述阻燃抗紫外线色母包括如下重量份的原料：
基础树脂 80份
填充剂 25份
阻燃剂 4份
润滑剂 3份
紫外线吸收剂 1份
抗氧剂 1份
成核剂 0.1份
色粉 0.8份；
其中，所述阻燃剂是由溴化聚苯乙烯、三聚氰胺磷酸酯和氢氧化镁以重量比1.4:1:0.8组成的混合物；
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O和光稳定剂 AM-101以重量比1:0.8:0.5组成的混合物。
所述基体树脂为熔融指数在0.8g/10min、密度在0.91g/cm3低密度聚乙烯树脂。
所述填充剂是由纳米蒙脱土、纳米二氧化钛和纳米氧化锌以重量比0.5:1:1.4组成的混合物。
所述润滑剂是由内润滑剂和外润滑剂以重量比1:1.6组成的混合物。
所述内润滑剂是由季戊四醇硬脂酸酯、脂肪酸和油酰胺以重量比1:0.5:1.5组成的混合物。
所述外润滑剂是由固体石蜡和氧化聚乙烯蜡以重量比1:1.4组成的混合物。
所述抗氧剂是由抗氧剂 164、抗氧剂 TNP和抗氧剂 TPP以重量比1:0.8:1组成的混合物。
所述成核剂为聚氧化乙烯、聚乙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油甲基丙烯酸醋以重量比0.8:1:1.5组成的混合物。
所述色粉为耐光牢度在7级、耐候性在4级、耐温性在260℃的环保高耐候色粉。
一种阻燃抗紫外线色母的制备方法，包括如下步骤：
A、按组成原料的重量份称取上述原料；
B、将混合后的原料放入捏合机内捏合成型，捏合成型的温度为180℃，捏合成型的时间为15min；
C、将成型后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得阻燃抗紫外线色母；
所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度200℃、二区温度200℃、三区温度190℃、四区温度180℃、五区温度170℃、六区温度170℃、七区温度170℃、八区温度170℃和九区温度190℃。
实施例2
一种阻燃抗紫外线色母，所述阻燃抗紫外线色母包括如下重量份的原料：
基础树脂 90份
填充剂 28份
阻燃剂 5份
润滑剂 3.5份
紫外线吸收剂 1.5份
抗氧剂 1.2份
成核剂 0.3份
色粉 0.9份；
其中，所述阻燃剂是由溴化聚苯乙烯、三聚氰胺磷酸酯和氢氧化镁以重量比1.6:1:0.9组成的混合物；
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O和光稳定剂 AM-101以重量比1:0.9:0.8组成的混合物。
所述基体树脂为熔融指数在0.9g/10min、密度在0.912g/cm3低密度聚乙烯树脂。
所述填充剂是由纳米蒙脱土、纳米二氧化钛和纳米氧化锌以重量比0.8:1:1.6组成的混合物。
所述润滑剂是由内润滑剂和外润滑剂以重量比1:1.7组成的混合物。
所述内润滑剂是由季戊四醇硬脂酸酯、脂肪酸和油酰胺以重量比1:0.8:1.8组成的混合物。
所述外润滑剂是由固体石蜡和氧化聚乙烯蜡以重量比1:1.6组成的混合物。
所述抗氧剂是由抗氧剂 164、抗氧剂 TNP和抗氧剂 TPP以重量比1.2:0.9:1组成的混合物。
所述成核剂为聚氧化乙烯、聚乙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油甲基丙烯酸醋以重量比0.9:1:1.8组成的混合物。
所述色粉为耐光牢度在78级、耐候性在5级、耐温性在270℃的环保高耐候色粉。
一种阻燃抗紫外线色母的制备方法，包括如下步骤：
A、按组成原料的重量份称取上述原料；
B、将混合后的原料放入捏合机内捏合成型，捏合成型的温度为185℃，捏合成型的时间为12min；
C、将成型后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得阻燃抗紫外线色母；
所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度202℃、二区温度202℃、三区温度192℃、四区温度182℃、五区温度172℃、六区温度172℃、七区温度172℃、八区温度172℃和九区温度195℃。
实施例3
一种阻燃抗紫外线色母，所述阻燃抗紫外线色母包括如下重量份的原料：
基础树脂 100份
填充剂 30份
阻燃剂 6份
润滑剂 4份
紫外线吸收剂 2份
抗氧剂 1.5份
成核剂 0.5份
色粉 1份；
其中，所述阻燃剂是由溴化聚苯乙烯、三聚氰胺磷酸酯和氢氧化镁以重量比1.8:1:1组成的混合物；
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O和光稳定剂 AM-101以重量比1:1:1组成的混合物。
所述基体树脂为熔融指数在1g/10min、密度在0.915g/cm3低密度聚乙烯树脂。
所述填充剂是由纳米蒙脱土、纳米二氧化钛和纳米氧化锌以重量比1:1:1.8组成的混合物。
所述润滑剂是由内润滑剂和外润滑剂以重量比1:1.8组成的混合物。
所述内润滑剂是由季戊四醇硬脂酸酯、脂肪酸和油酰胺以重量比1:1:2组成的混合物。
所述外润滑剂是由固体石蜡和氧化聚乙烯蜡以重量比1:1.8组成的混合物。
所述抗氧剂是由抗氧剂 164、抗氧剂 TNP和抗氧剂 TPP以重量比1.5:1:1组成的混合物。
所述成核剂为聚氧化乙烯、聚乙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油甲基丙烯酸醋以重量比1:1:2组成的混合物。
所述色粉为耐光牢度在7级、耐候性在4级、耐温性在280℃的环保高耐候色粉。
一种阻燃抗紫外线色母的制备方法，包括如下步骤：
A、按组成原料的重量份称取上述原料；
B、将混合后的原料放入捏合机内捏合成型，捏合成型的温度为190℃，捏合成型的时间为10min；
C、将成型后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得阻燃抗紫外线色母；
所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度205℃、二区温度205℃、三区温度195℃、四区温度185℃、五区温度175℃、六区温度175℃、七区温度175℃、八区温度175℃和九区温度200℃。
实施例4
一种阻燃抗紫外线色母，所述阻燃抗紫外线色母包括如下重量份的原料：
基础树脂 110份
填充剂 32份
阻燃剂 7份
润滑剂 4.5份
紫外线吸收剂 2.5份
抗氧剂 1.8份
成核剂 0.8份
色粉 1.1份；
其中，所述阻燃剂是由溴化聚苯乙烯、三聚氰胺磷酸酯和氢氧化镁以重量比2:1:1.1组成的混合物；
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O和光稳定剂 AM-101以重量比1:1.1:1.2组成的混合物。
所述基体树脂为熔融指数在1.1g/10min、密度在0.918g/cm3低密度聚乙烯树脂。
所述填充剂是由纳米蒙脱土、纳米二氧化钛和纳米氧化锌以重量比1.2:1:2组成的混合物。
所述润滑剂是由内润滑剂和外润滑剂以重量比1:1.9组成的混合物。
所述内润滑剂是由季戊四醇硬脂酸酯、脂肪酸和油酰胺以重量比1:1.2:2.2组成的混合物。
所述外润滑剂是由固体石蜡和氧化聚乙烯蜡以重量比1:2组成的混合物。
所述抗氧剂是由抗氧剂 164、抗氧剂 TNP和抗氧剂 TPP以重量比1.8:1.1:1组成的混合物。
所述成核剂为聚氧化乙烯、聚乙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油甲基丙烯酸醋以重量比1.1:1:2.2组成的混合物。
所述色粉为耐光牢度在7级、耐候性在4级、耐温性在290℃的环保高耐候色粉。
一种阻燃抗紫外线色母的制备方法，包括如下步骤：
A、按组成原料的重量份称取上述原料；
B、将混合后的原料放入捏合机内捏合成型，捏合成型的温度为195℃，捏合成型的时间为8min；
C、将成型后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得阻燃抗紫外线色母；
所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度208℃、二区温度208℃、三区温度198℃、四区温度188℃、五区温度178℃、六区温度178℃、七区温度178℃、八区温度178℃和九区温度205℃。
实施例5
一种阻燃抗紫外线色母，所述阻燃抗紫外线色母包括如下重量份的原料：
基础树脂 120份
填充剂 35份
阻燃剂 8份
润滑剂 5份
紫外线吸收剂 3份
抗氧剂 2份
成核剂 1份
色粉 1.2份；
其中，所述阻燃剂是由溴化聚苯乙烯、三聚氰胺磷酸酯和氢氧化镁以重量比2.2:1:1.2组成的混合物；
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O和光稳定剂 AM-101以重量比1:1.2:1.5组成的混合物。
所述基体树脂为熔融指数在1.2g/10min、密度在0.92g/cm3低密度聚乙烯树脂。
所述填充剂是由纳米蒙脱土、纳米二氧化钛和纳米氧化锌以重量比1.5:1:2.2组成的混合物。
所述润滑剂是由内润滑剂和外润滑剂以重量比1:2.0组成的混合物。
所述内润滑剂是由季戊四醇硬脂酸酯、脂肪酸和油酰胺以重量比1:1.5:2.5组成的混合物。
所述外润滑剂是由固体石蜡和氧化聚乙烯蜡以重量比1:2.2组成的混合物。
所述抗氧剂是由抗氧剂 164、抗氧剂 TNP和抗氧剂 TPP以重量比2:1.2:1组成的混合物。
所述成核剂为聚氧化乙烯、聚乙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油甲基丙烯酸醋以重量比1.2:1:2.5组成的混合物。
所述色粉为耐光牢度在8级、耐候性在5级、耐温性在300℃的环保高耐候色粉。
一种阻燃抗紫外线色母的制备方法，包括如下步骤：
A、按组成原料的重量份称取上述原料；
B、将混合后的原料放入捏合机内捏合成型，捏合成型的温度为200℃，捏合成型的时间为5min；
C、将成型后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得阻燃抗紫外线色母；
所述双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度210℃、二区温度210℃、三区温度200℃、四区温度190℃、五区温度180℃、六区温度180℃、七区温度180℃、八区温度180℃和九区温度210℃。
实施例6
本实施例与上述实施例1的区别在于：
所述阻燃抗紫外线色母还包括耐寒增韧剂2份、相容剂1份和抗菌剂0.5份。
所述耐寒增韧剂是由酰胺类β晶型成核剂和二羧酸盐类β晶型成核剂以重量比1：1.2组成的混合物。
所述相容剂是由马来酸酐接枝聚丙烯和苯乙烯接枝聚丙烯以重量比1：1.4组成的混合物。
所述抗菌剂是由载银沸石和载银磷酸钴以重量比1.5：1组成的混合物。
实施例7
本实施例与上述实施例2的区别在于：
所述阻燃抗紫外线色母还包括耐寒增韧剂3份、相容剂1.5份和抗菌剂0.8份。
所述耐寒增韧剂是由酰胺类β晶型成核剂和二羧酸盐类β晶型成核剂以重量比1：1.4组成的混合物。
所述相容剂是由马来酸酐接枝聚丙烯和苯乙烯接枝聚丙烯以重量比1：1.6组成的混合物。
所述抗菌剂是由载银沸石和载银磷酸钴以重量比1.8：1组成的混合物。
实施例8
本实施例与上述实施例3的区别在于：
所述阻燃抗紫外线色母还包括耐寒增韧剂4份、相容剂2份和抗菌剂1份。
所述耐寒增韧剂是由酰胺类β晶型成核剂和二羧酸盐类β晶型成核剂以重量比1：1.5组成的混合物。
所述相容剂是由马来酸酐接枝聚丙烯和苯乙烯接枝聚丙烯以重量比1：1.8组成的混合物。
所述抗菌剂是由载银沸石和载银磷酸钴以重量比2：1组成的混合物。
实施例9
本实施例与上述实施例4的区别在于：
所述阻燃抗紫外线色母还包括耐寒增韧剂5份、相容剂2.5份和抗菌剂1.2份。
所述耐寒增韧剂是由酰胺类β晶型成核剂和二羧酸盐类β晶型成核剂以重量比1：1.7组成的混合物。
所述相容剂是由马来酸酐接枝聚丙烯和苯乙烯接枝聚丙烯以重量比1：2组成的混合物。
所述抗菌剂是由载银沸石和载银磷酸钴以重量比2.2：1组成的混合物。
实施例10
本实施例与上述实施例5的区别在于：
所述阻燃抗紫外线色母还包括耐寒增韧剂6份、相容剂3份和抗菌剂1.5份。
所述耐寒增韧剂是由酰胺类β晶型成核剂和二羧酸盐类β晶型成核剂以重量比1：1.8组成的混合物。
所述相容剂是由马来酸酐接枝聚丙烯和苯乙烯接枝聚丙烯以重量比1：2.2组成的混合物。
所述抗菌剂是由载银沸石和载银磷酸钴以重量比2.5：1组成的混合物。
本发明的阻燃抗紫外线色母具有较好的阻燃和抗紫外线性能，且对塑胶制品的力学性能影响小，提高了塑料制品的使用寿命。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。