一种氟色母及其制备方法与流程

本发明属于氟塑料色母领域，具体涉及一种氟色母及其制备方法。

背景技术：

1、色母是指一种颜料或添加剂的浓缩混合物，它是在加热过程的帮助下，通过将浓缩物压缩或封装在载体树脂中形成的。

2、氟树脂是一种耐腐蚀、耐高温和电绝缘性能优异的塑料材料。不同种类的氟树脂，如聚四氟乙烯(ptfe)、四氟乙烯－全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)、聚全氟乙丙烯(fep)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)等，具有不同的使用温度范围和特点。氟树脂有着良好的耐腐蚀性，同时还具有极其优异的电性能。因此、氟树脂的制品广泛应用于航空、舰艇、电子设备的内部电线,引接线,计算机网络,地铁,车辆,高层建筑等公共场合的电线电缆及传统通信设备的内部电线。

3、氟色母是以氟树脂作为载体，辅以较高用量的颜料及分散剂与其他助剂，通过混炼、挤出、切粒后制成的一种高分子复合着色材料。其特点包括着色效果好、节能、环保、便于储存和运输等。国内氟色母的生产中存在着配方和加工工艺方面不合理的问题，使得制出的氟色母的分散性、耐热性、电性能较差，使用寿命也难以提高。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种一种氟色母及其制备方法,采用该方法制备的氟色母具有更好的着色性能,耐温性能好,着色后的制品使用寿命更长。

2、根据本发明的第一方面，提出了一种氟色母，由包括以下按质量百分比计的原料制得：氟树脂48％～69.3％、颜料色母30％～50％、第一抗氧剂0.5％～1％、第一光稳定剂0.1％～0.5％及第二光稳定剂0.1％～0.5％；

3、其中，所述颜料色母包括分散剂、第二抗氧剂及颜料。

4、优选地，所述颜料色母包含以下按质量百分比计的组分：分散剂29％～49.5％、第二抗氧剂0.5％～1％及颜料50％～70％。

5、优选地，所述氟树脂选自聚四氟乙烯(ptfe)、聚全氟乙丙烯(fep)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)、聚三氟氯乙烯(pctfe)、聚偏氟乙烯(pvdf)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ectfe)或聚氟乙烯(pvf)中的至少一种。

6、更优选地，所述氟树脂选自乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)或四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)中的至少一种。etfe与pfa具有优良的挤出加工性能，更适合于作为氟色母的载体树脂。

7、优选地，所述第一抗氧剂、第二抗氧剂独立选自亚磷酸酯类抗氧剂，所述亚磷酸酯类抗氧剂的耐温大于350℃。

8、更优选地，所述第一抗氧剂、第二抗氧剂独立选自美国都福化学抗水解亚磷酸酯抗氧剂doverphos s-9228，分子量为852，熔点为225～232℃。上述抗氧剂为高分子量亚磷酸酯抗氧剂，其具有高分子量、高空间位阻、低挥发、高磷含量(7.3％)、热稳定性好的性质，尤其适用于高温加工领域，避免在高温加工过程中出现黄变或产生黑点的现象，并提供有效的高温降解保护。

9、颜料色母组分中的抗氧剂用于保护高温加工过程中的有机颜料，氟色母组分中的抗氧剂用于继续保护高温加工的载体树脂和颜料。

10、优选地，所述分散剂为α-烯烃·马莱酸酐共聚物。α-烯烃-马来酸酐共聚物的结构如下所示，其中r为长链烷基，对疏水性物质有亲和性，能与非极性材料相容；而酸酐部分的极性基团，能与极性材料或无机材料相容，从而兼具相容剂的作用。

11、

12、更优选地，所述分散剂为三菱化学株式会社生产的α-烯烃-无水马来酸酐共聚体diacarna30m。其兼具分散剂和相容剂的作用，适合于耐高温有机或无机颜料的分散，同时能作为载体树脂氟树脂和颜料的中间纽带，使体系更稳定。

13、优选地，所述第一光稳定剂为苯并噁嗪酮类紫外线吸收剂；和/或，所述第二光稳定剂为硫代双酚镍盐光稳定剂。

14、更优选地，所述第一光稳定剂为uv-3638。紫外线吸收剂uv3638能吸收200～400nm的紫外光线，吸收峰值为350nm，吸收范围涵盖uva、uvb及uvc，吸收效能是常用紫外线吸收剂的数倍，热失重温度高达371℃，具有耐高温、耐萃取、低挥发、低迁移、吸收范围宽、吸收效率高等特点，兼有延缓色泽泛黄、阻滞物理损失等特性。

15、更优选地，所述第二光稳定剂为uv1084。光稳定剂uv1084的熔点为245～280℃，兼具光稳定剂和抗氧剂的双重功能，能吸收270～340nm的紫外光线，吸收峰值为303nm，具有耐高温、耐萃取、低挥发、低迁移、化学稳定性好、颜色色牢度高等特点。

16、优选地，所述颜料为耐高温的有机或无机颜料，选自钛白、酞青蓝、酞青绿、钛黄、群青或炭黑中的至少一种。生产时可根据需要调配一种或几种混合颜色，耐高温颜料的选择取决于载体树脂的加工要求。

17、根据本发明的第二方面，提出了一种如本发明第一方面所述的氟色母的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

18、(1)将分散剂、第二抗氧剂及颜料混合后进行密炼，随后进行挤出造粒，得到颜料色母；

19、(2)将氟树脂、所述颜料色母、第一抗氧剂、第一光稳定剂及第二光稳定剂混合后进行混炼，随后进行挤出造粒，得到氟色母。

20、优选地，步骤(1)、步骤(2)中所述混合的过程为：以1200～1400r/min的速度混合6～8min。

21、优选地，步骤(1)中所述挤出造粒采用单螺杆挤出机。

22、更优选地，步骤(1)中所述密炼的过程在双转子连续密炼机组中进行。密炼过程中，可通过调节冷却水的流量控制物料保持稳定的温度，直至完全塑化后，通过连接装置，流入下端单螺杆挤出造粒系统。

23、通过优选兼具分散和相容作用的分散剂、优选的耐高温抗氧剂，和耐高温颜料一起经过双转子连续密炼机的密炼处理，使得颜料的稳定性、分散性、着色力大大提升。

24、更优选地，步骤(1)中所述密炼的温度为230～250℃；和/或，所述密炼的转速约为400r/min。在熔融温度和双转子的高速剪切的双重作用下，分散剂和颜料被转子混炼塑化、剪切细化成细小的原生粒子，均匀地分散开来。

25、优选地，步骤(1)中所述挤出造粒的过程为：对密炼后的物料进行挤出，再通过水下热切、料液分离和风干后出料，出料后再经过带鼓风的振动筛，进一步风干和筛去大小粒，即得粒径均匀、分散程度高的高浓度颜料色母。

26、优选地，步骤(2)中所述混炼的过程在双螺杆挤出机中进行。

27、更优选地，步骤(2)中所述混炼的过程在同向平行双螺杆挤出机中进行。采用高剪切螺杆组合，更有利于载体树脂和颜料色母充分地分散均匀。

28、优选地，步骤(2)中所述挤出造粒的过程包括：对混炼后的物料进行挤出，水冷，切粒，筛分，干燥。挤出料通过水槽降温，随后送入切粒机中进行切粒，颗粒料进行脱水后送入振动筛进行分拣，随后通过送入干燥搅拌桶中进行搅拌、干燥，即得粒径均匀的高分散氟色母。

29、根据本发明的第三方面，提出了如本发明第一方面所述的氟色母在氟塑料制品中的应用。

30、根据本发明的一种实施方式，至少具有以下有益效果：

31、(1)本发明先将分散剂、抗氧剂与颜料通过密炼、挤出制成颜料色母，与颗粒状的载体树脂氟树脂能更充分地混合均匀，比传统的粉状颜料助剂与颗粒状载体树脂氟树脂相比，下料的均匀性得到极大的提高。

32、(2)本发明的氟色母中含耐高温抗氧剂、耐高温紫外线吸收剂和耐高温光稳定剂，在高温挤出过程中对材料进行保护，同时使得制得的氟色母在长期使用过程中具有持续的耐候性。