本发明涉及供水塑料材料技术领域，更具体地，涉及一种ppr管材管件用绿色色母及其制备方法和应用。
背景技术：
ppr管材、管件以卫生级无规聚丙烯树脂(ppr)为主要原料制得，是一种优异的供水塑料材料，物化性能优良，耐化学腐蚀，抗冲强度高，流体阻力小，较同口径铸铁管流量提高30％，使用寿命长，使用年限不低于50年，是建筑冷热水供水的理想材料，在制备过程中通常要添加色母粉，但是色母粉与ppr的相容性差，导致ppr管材、管件性能下降，带来应用上的困难；中国专利cn109627611a公开了一种基于聚丁烯的ppr管材用高分散低析出色母粒及制备方法，利用聚丁烯在熔融状态熔体粘度急剧下降的特性，提高色母粉与ppr的相容性，进而提高色母粉的分散性。但是聚丙烯本身与体系也存在相容性问题，因此这种方法对分散性的改善不大，另外，色母粉中尤其是绿色粉，一般是用酞菁绿这样的颜料制作，加上整体体积相比其他无机颜料大，粒径差异大，更难分散，绿色色母粉分散不均造成应力集中，导致绿色色母制得的ppr产品耐候性差、易析出。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有绿色色母在ppr聚合物树脂中分散性差，导致应力集中，制得的产品存在耐候性差、易析出的缺陷和不足，提供一种ppr管材管件用绿色色母，其分散性优良，在制备ppr管材管件的过程中，与树脂基体相容性好，减少应力集中，所制得的ppr管材管件耐候性好、不易析出。
本发明的又一目的是提供一种ppr管材管件用绿色色母的制备方法。
本发明的另一目的是提供一种ppr管材管件用绿色色母的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种ppr管材管件用绿色色母，包括如下按照重量份计算的组分：
载体树脂70～80份；
绿色粉40～50份；
分散剂5～25份；
缓释剂1～2份；
抗氧化剂0.3～1.5份；
光稳定剂0.2～1份；
其中，所述绿色粉的粒径为12000～13000目；所述分散剂的粒径为2000～3000目。
本发明采用载体树脂为基体，调整了组分配比以及控制绿色粉目数、分散剂的粒径，其中，色粉粒径越小，着色力也强，但当色粉粒径达到某一临界范围时，随着粒径减小，遮盖力下降，其原因是当粒子直径小于光的波长一半时，会出现光的绕射现象，透明度会大大增加，同时粒径太小，其表面积越大，容易团聚使分散变得困难，难于加工；而粒径太大则比表面积小，因而遮盖能力差，着色力低，本发明通过对组分的改进提升了绿色色母在树脂基体中的相容性，提高绿色色母分散性，进一步制得ppr管材管件等产品，不易析出，可以提高产品的耐候性、低温脆性以及迁移性。
优选地，包括如下按照重量份计算的组分：
载体树脂70～75份；
绿色粉35～45份；
分散剂10～15份；
缓释剂1～1.5份；
抗氧化剂0.5～1.5份；
光稳定剂0.2～0.5份。
优选地，所述分散剂的粒径为2500～3000目。
优选地，所述绿色粉的粒径为12500～13000目。
优选地，所述绿色粉为酞菁类有机颜料。
优选地，所述载体树脂为ppr树脂。
优选地，所述分散剂为硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或几种。
本发明所述缓释剂包括但不限于蒙脱土、硅藻土中的一种或几种。上述物质均为层状或中空多微孔结构，可将光稳定剂和抗氧化剂负载其中，可以有效延缓ppr绿色类产品的老化。
本发明所述抗氧化剂包括但不限于受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。可以有效地防止色母粒加工过程中树脂的降解及颜料的发黄，从而达到保持色母粒颜色的稳定性。
本发明所述光稳定剂包括但不限于紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂中的一种。当ppr管道暴露在户外时，高能量的紫外光会使聚合物断链，产生自由基，引发材料的老化，上述物质可以避免老化产生的变色问题和力学性能降低的情况。
本发明保护上述ppr管材管件用绿色色母的制备方法，包括如下步骤：
将抗氧化剂、光稳定剂与缓释剂按比例混合，研磨，得混合原料；然后将分散剂及绿色粉分别混合，研磨，过筛；将载体树脂、绿色粉、分散剂以及混合原料混合后，密炼20～40min，密炼温度为160～210℃，得混合料；然后将混合料熔融共混，挤出造粒，干燥得到ppr管材管件用绿色色母。
优选地，所述密炼次数为1～3次，单次密炼时间为2～20min。为了提高绿色粉在高密度聚乙烯树脂中的分散效果，可通过增加密炼次数(重复密炼过程)或单次密炼时间来实现，但同时会影响加工效率，而且次数过多或单次时间过长，会降低色母载体无规共聚聚丙烯树脂的机械性能，进而影响到管材的机械性能。
优选地，所述密炼采用连续式密炼机或简写式密炼机。
更优选地，所述密炼采用连续式密炼机。
优选地，所述熔融共混采用螺杆挤出机，各区温度为190～220℃，螺杆转速为80～400r/min。
本发明还保护上述ppr管材管件用绿色色母的制备供水塑料材料中的应用。
优选地，包括如下步骤：
取按重量份计算的ppr100份，绿色色母1.5～5份混合均匀，然后加热190～230℃，使混合好的材料被加热熔融成为流体熔体，合模，注入模具，保压以及冷却成型，得到ppr管材管件。
优选地，所述绿色色母为3份。
优选地，将ppr和绿色色母加入到料斗中混合均匀。
一种ppr供水塑料材料，包括上述ppr管材管件用绿色色母制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用载体树脂为基体，通过添加一定粒径的绿色粉和分散剂，避免发生团聚，降低加工难度，本发明通过对组分的改进提升色母粉与树脂基体的相容性，提高色母粉分散性，进一步可将绿色色母用于制备ppr管材管件等产品，不易析出，产品的耐候性、低温脆性以及迁移性得到提高，本发明所提供的ppr管材管件用绿色色母可广泛应用于制备供水塑料材料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例1～5和对比例1～4
实施例1～5和对比例1～4的ppr管材管件用绿色色母，包括如下表1所示按照重量份的计算的组分，实施例2～5和对比例1～4与实施例1的区别在于组分的替换，制备方法相同。
表1各实施例和对比例的组分及其用量(份)
上述ppr管材管件用绿色色母的制备方法，包括如下步骤：
首先将抗氧化剂、光稳定剂与缓释剂按比例配料混合，置于研磨容器中，高速研磨器以500r/min的转速研磨10min，研磨均匀后得混合原料；分别将分散剂及绿色粉加入砂磨分散机，在2000转/分钟的转速下进行研磨，对分散剂研磨颗粒进行过筛处理，对绿色粉研磨颗粒进行过筛处理；
将载体树脂、处理后的分散剂与绿色粉以及所述混合原料在室温下以100转/分钟混合机中进行低速预混合3分钟，然后再用高速混合机以800转/分钟高速混合6分钟后，将混合料加入密炼机中混炼3次，每次15分钟，密炼温度为200℃，得混合料；然后采用双螺杆挤出机进行熔融共混造粒，挤出机中5个温区温度设定分别为180℃、185℃、190℃、195℃、200℃，主机转速为500转/分钟，挤出物在20℃中冷却；所得物硬化后使用切粒机造粒，过精细震动筛，除去不规则产品，通风，待色母粒完全冷却并干燥后即得到成品。
应用
ppr管材管件的制备：
s1.取按重量份计算的ppr100份，上述各实施例或对比例制得的绿色色母3份混合均匀后加入料斗中；
s2.对步骤s1的注射装置的熔胶筒进行加热，使注射装置的熔胶筒内温度达到预设温度190～230℃，并使混合好的材料被加热熔融成为流体熔体；
s3.合模完成后，将流体熔体通过注射装置注入填充到成型模具的成型腔内；
s4.步骤s3注射填充完成后，进行保压以及冷却步骤，冷却完成后，开模得到ppr管材管件。
性能测试
1、为了科学合理得到拥有较好加工性能的绿色色母的配比，通过流变实验进行比较，流变实验具体为：
(1)按100(ppr原料):3(色母)的比例称量好；
(2)打开转矩流变仪，设置温度200℃、转子转速40r/min及时间15min；
(3)待仪器稳定运行后加入已称好的材料；
(4)记录下各个样品的流变曲线并整理数据；结果如下表2所示：
表2各实施例和对比例制得的绿色色母的加工性能
从表2数据可知，随着分散剂的量增加，塑化扭矩及平衡扭矩会相应地下降，扭矩过高，加工困难，但扭矩过低，管材加工时不易成型，而且分散剂添加量高，成本也会变高。为此，在保证塑化扭矩及平衡扭矩能稳定加工情况下，使用15份分散剂最合理。
当绿色粉用量基本不变的情况下添加分散剂的量在10～15份较为合理、科学、经济，再根据实际加工情况取15份是效果最好，且要求分散剂进行过筛处理。另外，由表2可知，绿色粉目数达到12500目，绿色色母的加工性能最佳。2、检测绿色母粒的外观、色差、密度、水分含量、水迁移性、熔融指数、灰分、熔融温度性能，结果如下：
表3实施例1～7制得的绿色色母的性能测试结果
表3的测试结果显示，实施例1～5制得的绿色色母各项性能均为优等。
3、取实施例3制得的绿色母粒按3份，ppr100份制备成ppr绿色管材、管件，然后送检颜料分散性，并把对比例1的色母制得的常规管材管件也送检做对比，分散程度测试方法为：在透射光线下，用光学显微镜队从混合料受热压成型的薄膜样本进行检查，按照为分散的聚集体的大小和数量，可确定产品的微观分散程度的等级。分散的表观等级描述是在放大倍率为“×70”的条件下测得的，等级越小，分散性越好。其中新配方为：实施例3绿色色母制得的管材管件，旧配方为对比例1绿色色母制得的管材管件。
表4不同配方制得管材管件的颜料分散等级
根据上表各试验数据可以看出，本发明的分散性小于等于2.2级。相比于对比例1的制得的ppr管材、管件更优，由于对比例1的绿色粉粒径过小，容易团聚使分散变得困难，难于加工。而对比例2的绿色粉粒径太大，比表面积小，因而遮盖能力差，着色力低。而对比例3和对比例4采用的分散剂粒径过小或过大，均无法很好的提高分散性。
由于耐候性、耐低温脆性表观上都是指管件开裂，而开裂的原因一般是因为应力集中导致某个点产生裂纹，然后迅速扩张，最终形成脆性开裂。而产生应力集中的原因，除去外界环境的影响，本身重要原因之一就是色母颗粒分散不均匀，导致这个点应力集中，而本发明制得的ppr绿色色母调整了组分配比以及控制绿色粉目数、分散剂的粒径，改进后的ppr绿色色母在树脂基体中可以分散均匀，不会导致应力集中，因此进一步利用本发明ppr绿色色母制得的ppr管材、管件，不易析出，可以提高产品的耐候性、低温脆性以及迁移性。
显然，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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。