一种红颜料分散充分的聚丙烯原混料及制备方法与流程

文档序号:19287047发布日期:2019-11-30 00:00阅读:752来源:国知局

本发明属于丙纶生产技术领域,具体涉及一种红颜料分散充分的聚丙烯原混料及制备方法。



背景技术:

丙纶是由聚丙烯树脂经熔体纺丝制成的聚丙烯纤维,具有质地轻、平直光滑、强度高、不吸湿、.耐酸耐碱性强等特点。但是丙纶的染色性差,目前主要是通过在聚丙烯原料中加入颜料纺丝制备带颜色的丙纶。但是若颜色在聚丙烯原料中分散不充分,不仅使丙纶产生色差,而且也会影响丙纶的品质。

目前本领域公认红颜料在聚丙烯原料中不易分散,现常用的红颜料的聚丙烯原混料配方为:聚丙烯颗粒39.32%、永固艳红37.99%、乳山蜡19.94%、静电剂1.33%、硬脂酸钙1.33%、硅酮粉0.09%。其制备方法包括直接将上述原料混合分散或者将颜料制成预分散体,参与分散;第一种方法有3%-8%的生粉,导致造粒难以过滤,纺丝组件使用周期缩短70%,废丝量大,易出色差。第二种方法虽然可以提高分散效果,但是投资大,并产生水污染问题,生产成本高。因此,有必要针对提高红颜料在聚丙烯原混料中的分散效果开展研究。



技术实现要素:

针对现有红颜料在聚丙烯原混料中不易分散,导致丙纶出现色差的问题,本发明的目的在于提供一种红颜料分散充分的聚丙烯原混料,与现有的聚丙烯原混料配方相比,红颜料分散效果得到提升,丙纶品质和加工成本也得到改善。

本发明的另一目的在于提供该红颜料分散充分的聚丙烯原混料的制备方法。

本发明提供如下的技术方案。

一种红颜料分散充分的聚丙烯原混料,由以下质量百分比的各组分组成:聚丙烯粉料≥48%、红颜料27~30%、聚乙烯蜡≥17%、静电剂0.95~1%、硅酮粉0.05~0.1%和助流剂2.5~3%,上述各组分的质量百分比之和为100%,聚乙烯蜡的软化点≥120℃

作为本发明的优选:所述红颜料为永固艳红。

作为本发明的优选:所述聚乙烯蜡为basfpe2。

作为本发明的优选:所述助流剂为硬脂酸锌。现有技术中采用硬脂酸钙作为聚丙烯的脱模剂,发明人经过试验发现,用硬脂酸锌作为助流剂,对分散造粒,尤其是对纺丝的可纺性有显著提高。

作为本发明的优选:由以下质量百分比的各组分组成:mfi20聚丙烯粉料49.97%、永固艳红颜料27.99%、basfpe2聚乙烯蜡18.19%、硬脂酸锌2.80%、静电剂0.98%、硅酮粉0.07%。

作为本发明的优选:本发明的聚丙烯原混料与现有聚丙烯原混料红颜料配方相比,从三个方面进行改进:

第一,增加聚丙烯的用量,相对降低红颜料在聚丙烯原混料中的分散浓度,提高红颜料的分散充分性。但是红颜料的浓度过低可能导致色母粒加入量过大超出计量系统的能力,操作不便。但红颜料的浓度降低少时并不能取得明显的促进分散的效果,因此存在一个聚丙烯粉料用量的突变点,使分散效果得到明显提升。经过通过大量的试验和分析限定聚丙烯与红颜料的相对比,使红颜料含量27~30%时,聚丙烯粉料≥48%。

第二,选用熔体流动指数mfi为20的聚丙烯粉料,替代原有的mfi为30的聚丙烯颗粒料,提高分散性。

第三,第三,选用软化点≥120℃的聚乙烯蜡作为分散剂。发明人发现,使用软化点不低于120℃的聚乙烯蜡,可以使聚乙烯蜡在合适的时间内保持固态而不会软化,这样可以延长聚丙烯原混料的分散时间不低于20min,促进聚丙烯原混料的充分分散;同时还将后期熟化时间由2~3秒延长至7~8秒,使最佳的放料时机更加容易掌握,极大的提升分散效果。

第四,同时发明人经过大量的研究发现,在本申请的配方范围内,随着聚丙烯粉料用量的增加或者聚乙烯蜡用量这种单因素的改变,这种促分散效果是逐渐提升的,但是当以本申请的配方作为一个整体去同时改变各因素时,存在一个较佳的配方,即:mfi20的聚丙烯粉料49.97wt%、永固艳红颜料27.99wt%、basfpe2聚乙烯蜡18.19wt%、硬脂酸锌2.80wt%、静电剂0.98wt%、硅酮粉0.07wt%。当改变该配方中某一组分如聚丙烯粉料的用量,例如增加1个百分比,其分散效果要高于减小1个百分比,但是两者的分散性均低于本申请所得到的上述较佳配方。

上述红颜料分散充分的聚丙烯原混料的制备方法,包括以下步骤:

(1)将各原料依次加入混料机中,启动混料机,保持混料机低速转动混料;

(2)然后升高混料机转速至标准工作转速转动,充分混合物料;

(3)将混料机再降低至低速转动状态待物料熟化,将物料完全放出,得到所述的红颜料分散充分的聚丙烯原混料。

作为本发明方法的优选,步骤(1)中低速转动的转速为150~200转/分,运行时间5~7分钟。

作为本发明方法的优选,步骤(2)中标准转速为1500~1800转/min,转动时间为15~18分钟。

本发明的聚丙烯原混料在上述配方的基础上分段混合,这是因为发明人经过研究发现,先将原混料的各组分在低速状态下混合,抑制混合过程中热量的产生以及由此引起的温度升高,这样可以保证部分组分如聚乙烯蜡保持原有形态而尽可能的不会融化,提供了各组分充分的混合机会,然后再高速转动混料,促进混料充分均匀分散。

本发明的有益效果如下:

本发明的聚丙烯原混料经特定配方和工艺制备,永固艳红分散充分,基本无生粉产生,并延长高速混料时间和熟化时间,提高纺丝组件的使用周期,所得丙纶的颜色好,基本无色差出现,废丝量也大幅减少。

具体实施方式

如无特别说明,本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的,如无特别说明,下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。

实施例1

一种红颜料分散充分的聚丙烯原混料,由以下质量百分比的各组分组成:mfi20聚丙烯粉料49.97%、永固艳红颜料27.99%、basfpe2聚乙烯蜡18.19%、硬脂酸锌2.80%、静电剂0.98%、硅酮粉0.07%。

上述红颜料分散充分的聚丙烯原混料的制备方法,包括以下步骤:

(1)将各原料依次加入混料机中,启动混料机,保持混料机低速转动混料,转速为200转/分,运行时间5分钟;

(2)然后升高混料机转速至1500转/min转动15分钟,充分混合物料;

(3)将混料机再降低至200转/分的低速转动状态转动7~8秒使物料熟化,将物料完全放出,得到所述的红颜料分散充分的聚丙烯原混料。

该聚丙烯原混料用手拿捏可呈结团,然后在用手轻轻一搓,又呈粉料。

实施例2

一种红颜料分散充分的聚丙烯原混料,其制备方法与实施例1相同,不同之处在于:由以下质量百分比的各组分组成:mfi20聚丙烯粉料48%、永固艳红颜料30%、basfpe2聚乙烯蜡18%、静电剂0.95%、硅酮粉0.05%和硬脂酸锌3%。

实施例3

一种红颜料分散充分的聚丙烯原混料,其制备方法与实施例1相同,不同之处在于:由以下质量百分比的各组分组成:mfi20聚丙烯粉料49.5%、永固艳红颜料28.4%、basfpe2聚乙烯蜡18.5%、静电剂1%、硅酮粉0.1%和硬脂酸锌2.5%。

实施例4

一种红颜料分散充分的聚丙烯原混料,其制备方法与实施例1相同,不同之处在于:由以下质量百分比的各组分组成:mfi20聚丙烯粉料50.5%、永固艳红颜料27%、basfpe2聚乙烯蜡19%、静电剂0.95%、硅酮粉0.05%和硬脂酸锌2.5%。

实施例5

一种红颜料分散充分的聚丙烯原混料,其制备方法与实施例1相同,不同之处在于:由以下质量百分比的各组分组成:mfi20聚丙烯粉料50.2%、永固艳红颜料27.5%、basfpe2聚乙烯蜡18.7%、静电剂1%、硅酮粉0.1%和硬脂酸锌2.5%。

对比例1

该聚丙烯原混料的制备方法与实施例1相同,不同之处为:该聚丙烯原混料由以下质量百分比的各组分组成。

mfi20聚丙烯粉料45%、永固艳红颜料33%、basfpe2聚乙烯蜡18%、硬脂酸锌2.50%、静电剂0.95%、硅酮粉0.55%。

对比例2

该聚丙烯原混料由质量百分比的聚丙烯颗粒料39.32%、永固艳红37.99%、乳山蜡19.94%、静电剂1.33%、硬脂酸钙1.33%、硅酮粉0.09%组成,其中聚丙烯颗粒料熔体流动指数mfi为30的聚丙烯颗粒料,所用乳山蜡购为乳山北化新材料科技有限公司的pe-1,软化点105℃。

制备方法为:将上述各原料混合后直接在混料机中1500转/min转速下混料7~8min,物料熟化放出即可。

对比例3

该聚丙烯原混料的配方与实施例1相同,不同之处在于其制备方法为对比例2的制备方法。

上述各聚丙烯原混料的分散性能参数对比(10次测试后的平均结果),如表1所示。

表中纺丝组件使用周期为实际使用周期相对理论使用周期(出厂参数)的百分比。

表1各聚丙烯原混料的分散性能参数对比

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