本发明涉及色母粒领域，特别涉及到一种阻燃色母粒及其制备方法。
背景技术：
：聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的综合性能优异，价格低廉，其分子主链上存在刚性基团且分子链具有高度的对称性，物理机械性能、耐热性能、电学性能和成膜性等性能均非常优异。因此，pet广泛应用于工程塑料、纤维纺织和薄膜工业中；特别在工程塑料的应用中，相比于其它传统的工程塑料，如聚酰胺(pa)、聚碳酸酯(pc)等具有极高的性价比，因此极具竞争性。由于电子电器、汽车、家用器具等行业对材料燃烧和安全性能有严格要求，因此，提高pet材料的阻燃性和耐酸碱性已经逐渐成为pet材料的基本要求之一，使pet材料拥有良好的阻燃性能具有极其重要的现实意义。然而现有阻燃pet材料通常采用非阻燃色母粒、pet树脂、阻燃剂以及其他助剂混合制备而成，非阻燃色母粒的加入不仅使pet树脂、阻燃剂以及其他助剂混合制备而成的阻燃pet的阻燃性能下降，而且还会影响pet材料的机械性能。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种添加到pet材料中不影响其阻燃性能以及机械性能的阻燃色母粒及其制备方法，不仅可以提高色母粒与pet材料的相容性，而且在pet材料体系内具有较好的分散性。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种阻燃色母粒，由以下组分组成：30-60重量份pet树脂、0.1-60重量份色粉、1-15重量份三聚氰胺、5-12重量份碱式碳酸镁、1-6重量份氢氧化铝、5-20重量份白炭黑、4-15重量份含磷无卤有机物和8-25重量份分散剂。上述阻燃色母粒，所述含磷无卤有机物为磷酸烷基酯、磷酸芳基酯和同时含有氮、磷的化合物中的一种或多种。上述阻燃色母粒，所述含磷无卤有机物由磷酸三丁酯、磷酸三甲苯酯和环磷酰胺聚合物组成。上述阻燃色母粒，所述含磷无卤有机物由1-6重量份磷酸三丁酯、2-8重量份磷酸三甲苯酯和5-10重量份环磷酰胺聚合物组成。上述阻燃色母粒，所述分散剂由甲基硅油、环氧基聚醚硅油、氨基聚醚嵌段硅油和磷酸酯基硅油组成。上述阻燃色母粒，所述分散剂由6-12重量份甲基硅油、1-3重量份环氧基聚醚硅油、2-6重量份氨基聚醚嵌段硅油和2-8重量份磷酸酯基硅油组成。上述阻燃色母粒，所述色粉由1-4重量份耐温性能≥230℃的有机颜料和1-2重量份耐温性能≥200℃的无机颜料组成。上述阻燃色母粒，所述白炭黑为沉超细二氧化硅凝胶、粉末状合成硅酸铝和粉末状合成硅酸钙中的一种或多种。上述阻燃色母粒的制备方法，包括如下步骤：1)按照如下配方准备原料：30-60重量份pet树脂、0.1-60重量份色粉、1-15重量份三聚氰胺、5-12重量份碱式碳酸镁、1-6重量份氢氧化铝、5-20重量份白炭黑、4-15重量份含磷无卤有机物和8-25重量份分散剂；2)将三聚氰胺、碱式碳酸镁、氢氧化铝和含磷无卤有机物混合均匀得到第一混合物，将色粉、白炭黑和分散剂混合得到第二混合物；3)将步骤1)中准备好的pet树脂的1/2放入双螺杆挤出机，然后依次加入第一混合物的1/3和第二混合物的1/2，混合5-10分钟，然后再依次加入剩下的第二混合物、剩下的第一混合物和剩下的pet树脂，混合10-20分钟，挤出造粒，挤出腔温度为250-255℃。上述阻燃色母粒的制备方法，挤出腔温度为253℃。本发明的有益效果如下：本发明利用碱式碳酸镁和氢氧化铝以及白炭黑和含磷无卤阻燃剂的协同效应，提高了本发明中阻燃色母粒的阻燃性能，而且碱式碳酸镁中的碳酸根离子可以提高碱式碳酸镁和氢氧化铝以及白炭黑和含磷无卤阻燃剂的协同效应，提高产品的阻燃性。而采用分步混合不仅有利于提高各种助剂的分散性，还有利于提高色母粒的阻燃性，而且制备出来的色母粒中的助剂分散比较均匀。具体实施方式为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。实施例1本发明提供一种阻燃色母粒，由以下组分组成：30重量份pet树脂；60重量份色粉，所述色粉由3重量份耐温性能≥230℃的有机颜料和2重量份耐温性能≥200℃的无机颜料组成；10重量份三聚氰胺；8重量份碱式碳酸镁；5重量份氢氧化铝；18重量份白炭黑，所述白炭黑为沉超细二氧化硅凝胶；6重量份含磷无卤有机物，所述含磷无卤有机物由4重量份磷酸三丁酯、2重量份磷酸三甲苯酯和5重量份环磷酰胺聚合物组成；16重量份分散剂，所述分散剂由8重量份甲基硅油、1重量份环氧基聚醚硅油、2重量份氨基聚醚嵌段硅油和8重量份磷酸酯基硅油组成。本实施例中阻燃色母粒的制备方法，包括如下步骤：1)按照上述配方准备原料；2)将三聚氰胺、碱式碳酸镁、氢氧化铝和含磷无卤有机物混合均匀得到第一混合物，将色粉、白炭黑和分散剂混合得到第二混合物；3)将步骤1)中准备好的pet树脂的1/2放入双螺杆挤出机，然后依次加入第一混合物的1/3和第二混合物的1/2，混合10分钟，然后再依次加入剩下的第二混合物、剩下的第一混合物和剩下的pet树脂，混合10分钟，挤出造粒，挤出腔温度为252℃，制得的色母粒记作色母粒1。实施例2本发明提供一种阻燃色母粒，由以下组分组成：50重量份pet树脂；20重量份色粉，所述色粉由3重量份耐温性能≥230℃的有机颜料和2重量份耐温性能≥200℃的无机颜料组成；1重量份三聚氰胺；12重量份碱式碳酸镁；2重量份氢氧化铝；7重量份白炭黑，所述白炭黑为粉末状合成硅酸铝；12重量份含磷无卤有机物，所述含磷无卤有机物由1重量份磷酸三丁酯、8重量份磷酸三甲苯酯和10重量份环磷酰胺聚合物组成；8重量份分散剂，所述分散剂由12重量份甲基硅油、2重量份环氧基聚醚硅油、3重量份氨基聚醚嵌段硅油和2重量份磷酸酯基硅油组成。本实施例中阻燃色母粒的制备方法，包括如下步骤：1)按照上述配方准备原料；2)将三聚氰胺、碱式碳酸镁、氢氧化铝和含磷无卤有机物混合均匀得到第一混合物，将色粉、白炭黑和分散剂混合得到第二混合物；3)将步骤1)中准备好的pet树脂的1/2放入双螺杆挤出机，然后依次加入第一混合物的1/3和第二混合物的1/2，混合10分钟，然后再依次加入剩下的第二混合物、剩下的第一混合物和剩下的pet树脂，混合15分钟，挤出造粒，挤出腔温度为250℃，制得的色母粒记作色母粒2。实施例3本发明提供一种阻燃色母粒，由以下组分组成：40重量份pet树脂；0.1重量份色粉，所述色粉由3重量份耐温性能≥230℃的有机颜料和2重量份耐温性能≥200℃的无机颜料组成；6重量份三聚氰胺；6重量份碱式碳酸镁；6重量份氢氧化铝；20重量份白炭黑，所述白炭黑为粉末状合成硅酸钙；4重量份含磷无卤有机物，所述含磷无卤有机物由3重量份磷酸三丁酯、4重量份磷酸三甲苯酯和7重量份环磷酰胺聚合物组成；25重量份分散剂，所述分散剂由6重量份甲基硅油、3重量份环氧基聚醚硅油、6重量份氨基聚醚嵌段硅油和5重量份磷酸酯基硅油组成。本实施例中阻燃色母粒的制备方法，包括如下步骤：1)按照上述配方准备原料；2)将三聚氰胺、碱式碳酸镁、氢氧化铝和含磷无卤有机物混合均匀得到第一混合物，将色粉、白炭黑和分散剂混合得到第二混合物；3)将步骤1)中准备好的pet树脂的1/2放入双螺杆挤出机，然后依次加入第一混合物的1/3和第二混合物的1/2，混合10分钟，然后再依次加入剩下的第二混合物、剩下的第一混合物和剩下的pet树脂，混合15分钟，挤出造粒，挤出腔温度为254℃，制得的色母粒记作色母粒3。实施例4本发明提供一种阻燃色母粒，由以下组分组成：60重量份pet树脂；30重量份色粉，所述色粉由3重量份耐温性能≥230℃的有机颜料和2重量份耐温性能≥200℃的无机颜料组成；15重量份三聚氰胺；2重量份碱式碳酸镁；1重量份氢氧化铝；5重量份白炭黑，所述白炭黑为1重量份沉超细二氧化硅凝胶和1重量份粉末状合成硅酸铝组成的混合物；15重量份含磷无卤有机物，所述含磷无卤有机物由6重量份磷酸三丁酯、6重量份磷酸三甲苯酯和6重量份环磷酰胺聚合物组成；12重量份分散剂，所述分散剂由10重量份甲基硅油、2.5重量份环氧基聚醚硅油、4重量份氨基聚醚嵌段硅油和7重量份磷酸酯基硅油组成。本实施例中阻燃色母粒的制备方法，包括如下步骤：1)按照上述配方准备原料；2)将三聚氰胺、碱式碳酸镁、氢氧化铝和含磷无卤有机物混合均匀得到第一混合物，将色粉、白炭黑和分散剂混合得到第二混合物；3)将步骤1)中准备好的pet树脂的1/2放入双螺杆挤出机，然后依次加入第一混合物的1/3和第二混合物的1/2，混合10分钟，然后再依次加入剩下的第二混合物、剩下的第一混合物和剩下的pet树脂，混合20分钟，挤出造粒，挤出腔温度为255℃，制得的色母粒记作色母粒4。实施例5本发明提供一种阻燃色母粒，由以下组分组成：48重量份pet树脂；16重量份色粉，所述色粉由3重量份耐温性能≥230℃的有机颜料和2重量份耐温性能≥200℃的无机颜料组成；12重量份三聚氰胺；9重量份碱式碳酸镁；4.8重量份氢氧化铝；15.6重量份白炭黑，所述白炭黑为2重量份沉超细二氧化硅凝胶、0.5重量份粉末状合成硅酸铝和1重量份粉末状合成硅酸钙组成的混合物；13.8重量份含磷无卤有机物，所述含磷无卤有机物由5重量份磷酸三丁酯、8重量份磷酸三甲苯酯和9重量份环磷酰胺聚合物组成；13重量份分散剂，所述分散剂由8重量份甲基硅油、2重量份环氧基聚醚硅油、4重量份氨基聚醚嵌段硅油和6重量份磷酸酯基硅油组成。本实施例中阻燃色母粒的制备方法，包括如下步骤：1)按照上述配方准备原料；2)将三聚氰胺、碱式碳酸镁、氢氧化铝和含磷无卤有机物混合均匀得到第一混合物，将色粉、白炭黑和分散剂混合得到第二混合物；3)将步骤1)中准备好的pet树脂的1/2放入双螺杆挤出机，然后依次加入第一混合物的1/3和第二混合物的1/2，混合10分钟，然后再依次加入剩下的第二混合物、剩下的第一混合物和剩下的pet树脂，混合20分钟，挤出造粒，挤出腔温度为252℃，制得的色母粒记作色母粒5。对比实施例本实施例中阻燃色母粒由以下组分组成：30wt％pet切片、30wt％钛白粉、20wt％聚磷酸铵和十溴二苯醚混合物(重量比为1:1)、2wt％抗氧剂、2wt％荧光增白剂、6wt％聚丙烯蜡或聚乙烯蜡、10wt％马来酸酐接枝poe，制备方法为：首先将上述原料加入到双螺杆挤出机中制得熔融混合物，然后将所得的熔融混合物挤出造粒，制得色母粒记作对比色母粒，其中，所述的双螺杆挤出机各区温度为220-300℃，主机转速200-800rpm，过滤器滤网孔径为20-100μm。所述的水槽水温为5-25℃，热风干燥温度为100-200℃。性能测试：将上述实施例1-5制备出的色母粒1-5和对比实施例中对比色母粒分别与聚酯切片混合结晶干燥，然后使用塑料注射成型机在250-300℃下制备样品，并样品依次记作样品1、样品2、样品3、样品4、样品5和对比样品，对制得的样品分别进行如表1中的性能测试。相关性能测试方法如下：(1)拉伸性能：按gb/t1040-2006标准测试，采用instron1185型万能试验机，测试温度为23℃，夹持长度为60mm，拉伸速度5mm/min。(2)弯曲强度：按gb/t9341-2008标准测试。(3)悬臂梁冲击强度：按gb/t1843-2008标准测试。(4)悬臂梁冲击强度：按gb/t1843-2008标准测试。(5)热变形温度：按gb/t1634-2004标准测试，使用8mpa弯曲应力的c法。(6)阻燃性：按ansl-ul94-2009标准测试，使用厚度为0.8mm的试验样品测试阻燃性。经测试，样品1-5和对比样品相关性能见表1。表1样品1-5与对比样品的性能测试结果对比样品样品1样品2样品3样品4样品5拉伸强度(mpa)39.239.641.240.842.344.7断裂伸长率42.843.244.843.647.646.8弯曲强度(mpa)85.188.387.289.687.690.8冲击强度(mpa)25.731.229.632.430.434.6热变性温度/℃103.8102.6101.8103.6102.5101.6阻燃等级v0v0v0v0v0v0由表1中的数据可知，本发明中色母粒在保证pet树脂合金的阻燃性同时，还提高了pet的机械性能，而且将对比色母粒在pet树脂合金中的重量百分比降到5wt％时，pet树脂的阻燃等级降至v1级，而本发明中的色母粒1-5在pet树脂合金中的重量百分降至5wt％时，pet树脂合金的阻燃等级仍为v0级。将实施例1-5中制得的色母粒1-5用25wt％柠檬酸溶液浸泡30天，并把经过氢氧化钠溶液和柠檬酸溶液浸泡后处理的色母粒在室温下放置210天。本发明中的色母粒在浸泡过程中以及在室温下放置过程中均未出现色泽变化，而且氢氧化钠溶液和柠檬酸溶液也未出现颜色变化，说明本发明中的色母粒具有较好的耐酸性。本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页12