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CN107216536A - 一种无载体色沙粒及其制备方法 - Google Patents

一种无载体色沙粒及其制备方法 Download PDF

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CN107216536A CN201710658226.4A CN201710658226A CN107216536A CN 107216536 A CN107216536 A CN 107216536A CN 201710658226 A CN201710658226 A CN 201710658226A CN 107216536 A CN107216536 A CN 107216536A
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Abstract

本发明公开了一种无载体色沙粒及其制备方法，解决了由于颜料在聚丙烯材料中的分散度较差，导致上色不均匀，影响折叠凳的视觉观感的问题，其技术方案要点是：该色沙粒包括如下组分，各组分以及各组分的质量份数为：色粉70~80份、聚乙烯蜡5~8份、乙撑双硬脂酰胺5~8份、丙烯酸接枝聚丙烯蜡3~5份、硅烷偶联剂1~3份、超支化聚酯1~3份，达到了具有与聚丙烯材料较好的相容性和显色度，使色沙粒的上色更加均匀。

Description

一种无载体色沙粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及折叠凳用材，特别涉及一种无载体色沙粒及其制备方法。
背景技术
家具是在生活、工作或社会实践中供人们坐、卧或支承物品的一类器具。各种家具产品既具有可满足人们日常需求的功能，还具有其一定的艺术性，使人在接触和使用过程中产生某种审美和引发丰富联想的精神需求，即同时具有功能性和艺术性的二重特点。
然而现代人居住面积狭小，折叠凳具有占地面积小且方便使用的特点，因此广受人们喜爱。一股的折叠凳以聚丙烯材料添加色母以及其他助剂注塑而成。通过色母的添加，能够使折叠凳显现出各种各样的颜色以满足人们日常的审美享受。但是一股色母中颜料的含量仅占30～40％，导致色母的显色度较差，进而导致折叠凳表面的颜色不够鲜艳。为此，部分厂家选择在聚丙烯材料中添加颜料以提高折叠凳的颜色鲜艳度。但是由于颜料在聚丙烯材料中的分散度较差，导致上色不均匀，影响折叠凳的视觉观感。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种无载体色沙粒，具有与聚丙烯材料较好的相容性和显色度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种无载体色沙粒，该色沙粒包括如下组分，各组分以及各组分的质量份数为：色粉70～80份、聚乙烯蜡5～8份、乙撑双硬脂酰胺5～8份、丙烯酸接枝聚丙烯蜡3～5份、硅烷偶联剂1～3份、超支化聚酯1～3份。
通过采用上述技术方案，聚乙烯蜡具有无毒、无腐蚀性，硬度较大、熔融粘度的特点，且其具有较好的抗湿性，与乙撑双硬脂酰胺复配，能够减少乙撑双硬脂酰胺在熔融状态下容易吸湿的问题，且聚乙烯蜡作为色粉分散剂，能够提高色粉的分散水平，通过润湿聚乙烯蜡能够润湿色粉团聚体的表面，并渗透到内部孔隙中，将色粉稳定地包覆起来；乙撑双硬脂酰胺同样能够作为色粉的分散剂，同时，能够提升超支化聚酯的流动性以及耐热耐候性，并赋予其一定的抗静电效果，减少内摩擦，其同样具有防潮效果，能够与聚乙烯蜡协同作用以包含乙撑双硬脂酰胺；由于该色沙粒作为聚丙烯折叠凳的色沙粒制造，通过丙烯酸接枝聚丙烯蜡的添加，不仅能够用于提高色沙粒与聚丙烯之间的相容性，同时能够起到提高聚乙烯蜡与乙撑双硬脂酰的相容效果；且硅烷偶联剂能够促进丙烯酸聚合，形成网状结构，进一步提高体系内部的相容性；通过硅烷偶联剂的添加，能够活化色粉表面，进而提高色粉与聚乙烯蜡与乙撑双硬脂酰胺之间的相容性，通过超支化聚酯的添加，由于超支化聚酯为树枝状的聚合物，是具有类似树枝状支化结构的三维立体构造的高分子，具有高度的几何对称性，分子链不易缠绕，具有较好的色粉分散性以及增韧效果，其与丙烯酸接枝聚丙烯蜡共混，能够提高材料的冲击特性，在聚丙烯中添加该色沙粒，由于该色沙粒中色粉的含量远高于一股色母中色粉的浓度，使该种色母具有较好的显色度，且通过丙烯酸接枝聚丙烯蜡、硅烷偶联剂以及超支化聚酯的添加，使该色沙粒与聚丙烯材料具有较好的相容性，避免出现色粉的上色以及显色不均匀的情况。
作为优选，所述聚乙烯蜡的相对分子量为4000～5000，所述丙烯酸接枝聚丙烯蜡中聚丙烯蜡的相对分子质量为2000～3000。
通过采用上述技术方案，相对分子量为4000～5000的聚乙烯蜡对色粉的分散度较佳，当相对分子质量过高时，聚乙烯蜡的热稳定性逐渐变差，热损失会增加；相对分子质量为2000～3000的相对分子质量为2000～3000使在聚丙烯蜡接枝丙烯酸后，其相对分子质量与聚乙烯蜡接近，进而提高两者之间的相容性。
作为优选，所述色粉选为陶瓷色粉和有机色粉的其中一种或两种。
通过采用上述技术方案，陶瓷色粉相较于一股的无机色粉稳定性较高，颜色鲜艳不易泛白，能够提高色沙粒的颜色鲜艳度，进而提高通过该色沙粒制得的产品的外观鲜艳度，不易泛白发旧。
作为优选，所述陶瓷色粉选为硅酸盐型陶瓷色粉，其目数选为5000目。
通过采用上述技术方案，高目数的陶瓷色粉对材料的模量提高要高于低目数的陶瓷色粉，且高目数的陶瓷色粉能够避免表面泛白的情况，色度更加鲜艳。
作为优选，所述陶瓷色粉中还包括有占陶瓷色粉总重1～5％的硅微粉和占陶瓷色粉总重1～5％的短切碳纤维。
通过采用上述技术方案，陶瓷色粉、硅微粉与短切碳纤维之间能够形成互相穿插的结构，通过陶瓷色粉和硅微粉的填充以提高模量，通过短切碳纤维提高材料的韧性，同时碳纤维具有较好的尺寸稳定性，摩擦系数小，具有内润滑的效果。
作为优选，所述硅烷偶联剂选为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷的其中一种。
通过采用上述技术方案，上述硅烷偶联剂能够用于活化短切碳纤维以及硅微粉，并与陶瓷色粉之间形成穿插结构，提高色沙粒的结构强度，使其不易碎裂，将色粉与助剂团聚在一起，避免色粉的脱离，同时，通过硅烷偶联剂活化碳纤维，能够改变复合材料界面层的结构与性能，使界面极性等相适应以提高界面粘接强度，同时提供一个可消除界面内应力的可塑界面层。
本发明的第二个目的是提供一种无载体色沙粒的制备方法，避免在制备过程中出现色粉飞溅的情况。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种无载体色沙粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、丙烯酸接枝聚丙烯蜡、硅烷偶联剂、超支化聚酯在搅拌机内加热至熔融状态；
(2)将色粉依据重量分成2～3份，分次投入到步骤(1)的搅拌机内并在搅拌均匀；
(3)静止冷却至70～80℃后，通过冷却辊将步骤(2)所得物料挤压成片；
(4)将步骤(3)所得色粉片粉碎，得到无载体色沙粒。
通过采用上述技术方案，先将助剂熔融，在分次加入色粉，能够使色粉在加入的过程中，表面快速沾附助剂，避免色粉飞溅出搅拌机，同时，分次搅拌能够使色粉的分散效果更加均匀，将物料粉碎前先挤压成片，能够使物料之间更加密实，降低物料在搅拌过程中出现的孔隙，使制得的色沙粒更加密实，提高了色沙粒的品质。
作为优选，所述搅拌机在密封后进行搅拌。
通过采用上述技术方案，密封后搅拌能够进一步避免在搅拌过程中出现色粉飞洒的现象。
作为优选，所述步骤(1)的熔融温度设置90～110℃。
通过采用上述技术方案，由于搅拌机使用密封搅拌，在搅拌过程中内部温度会升高，将熔融温度控制在90～110℃，避免温度过低而导致熔融效果较差，也能够在升压情况下避免熔融温度过高导致物料老化。
作为优选，所述步骤(4)所得无载体色沙粒先过200目筛后过60目筛进行筛选。
通过采用上述技术方案，将无载体色沙粒通过200目筛和60目筛进行分开筛选，过200目筛的色沙粒能够用于添加在薄膜中，而过60目筛的则可用于普通塑料成型过程中的色粉添加。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、该种色沙粒具有较好的显色度，且通过丙烯酸接枝聚丙烯蜡、硅烷偶联剂以及超支化聚酯的添加，使该色沙粒与聚丙烯材料具有较好的相容性，避免出现色粉的上色以及显色不均匀的情况；
2、该种色沙粒通过硅烷偶联剂活化短切碳纤维以及硅微粉，并与陶瓷色粉之间形成穿插结构，提高色沙粒的结构强度，使其不易碎裂，能够改变复合材料界面层的结构与性能，使界面极性等相适应以提高界面粘接强度，同时提供一个可消除界面内应力的可塑界面层；
3、色沙粒与超支化聚酯结合，色沙粒相较于普通色母能够使折叠椅子的染色度增加，然而色沙粒相较于普通色母的分散性较差，通过超支化聚酯提高色沙粒的分散性，从而提高折叠凳子的色彩的饱和度以及均匀性；
4、超支化聚合物分子链上有胺基，能与酸性染料中的羧基和羟基反应，可改变聚丙烯的染色性能，且超支化聚合物以分散相存在推开了聚丙烯分子链，使得聚丙烯分子间距增大，流动性增强。
具体实施方式
实施例一
(1)选取5000目硅酸盐型陶瓷色粉钴粉红，添加占陶瓷色粉总重1％的硅微粉和占陶瓷色粉总重1％的短切碳纤维进行复配作为色粉使用；
(2)设置搅拌机温度为90℃，将聚乙烯蜡5份、乙撑双硬脂酰胺5份、丙烯酸接枝聚丙烯蜡3份、氨丙基三乙氧基硅烷1份、超支化聚酯1份在搅拌机内加热至熔融状态；
(3)将色粉70份依据重量分成2份，分次投入到步骤(1)的搅拌机内并在密封条件下500r/min搅拌均匀；
(4)静止冷却至70℃后，通过冷却辊将步骤(2)所得物料挤压成片；
(5)将步骤(3)所得色粉片粉碎，过200目筛后得到200目无载体色沙粒，再对未过200目筛的破碎料过60目筛处理，得到60目无载体色沙粒。
实施例二
(1)选取5000目硅酸盐型陶瓷色粉维多利亚绿，添加占陶瓷色粉总重5％的硅微粉和占陶瓷色粉总重5％的短切碳纤维进行复配作为色粉使用；
(2)设置搅拌机温度为110℃，按质量份将聚乙烯蜡8份、乙撑双硬脂酰胺8份、丙烯酸接枝聚丙烯蜡5份、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷3份、超支化聚酯3份在搅拌机内加热至熔融状态；
(3)按质量份将色粉80份依据重量分成3份，分次投入到步骤(1)的搅拌机内并在密封条件下800r/min搅拌均匀；
(4)静止冷却至80℃后，通过冷却辊将步骤(2)所得物料挤压成片；
(5)将步骤(3)所得色粉片粉碎，过200目筛后得到200目无载体色沙粒，再对未过200目筛的破碎料过60目筛处理，得到60目无载体色沙粒。
实施例三
(1)选取有机色粉偶氮黄作为色粉；
(2)设置搅拌机温度为100℃，将聚乙烯蜡6份、乙撑双硬脂酰胺7份、丙烯酸接枝聚丙烯蜡4份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷2份、超支化聚酯2份在搅拌机内加热至熔融状态；
(3)将色粉75份依据重量分成2份，分次投入到步骤(1)的搅拌机内并在密封条件下600r/min搅拌均匀；
(4)静止冷却至75℃后，通过冷却辊将步骤(2)所得物料挤压成片；
(5)将步骤(3)所得色粉片粉碎，过200目筛后得到200目无载体色沙粒，再对未过200目筛的破碎料过60目筛处理，得到60目无载体色沙粒。
实施例四
(1)选取5000目硅酸盐型陶瓷色粉钒锆蓝，添加占陶瓷色粉总重2％的硅微粉和占陶瓷色粉总重4％的短切碳纤维进行混合，并与钛青蓝按照质量比为10∶1复配制得色粉；
(2)设置搅拌机温度为105℃，将聚乙烯蜡7份、乙撑双硬脂酰胺6份、丙烯酸接枝聚丙烯蜡4份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、超支化聚酯2份在搅拌机内加热至熔融状态；
(3)将色粉70份依据重量分成2份，分次投入到步骤(1)的搅拌机内并在密封条件下700r/min搅拌均匀；
(4)静止冷却至75℃后，通过冷却辊将步骤(2)所得物料挤压成片；
(5)将步骤(3)所得色粉片粉碎，过200目筛后得到200目无载体色沙粒，再对未过200目筛的破碎料过60目筛处理，得到60目无载体色沙粒。
实施例五
(1)选取5000目硅酸盐型陶瓷色粉钒锆蓝，添加占陶瓷色粉总重4％的硅微粉和占陶瓷色粉总重3％的短切碳纤维进行混合，并与钛青蓝按照质量比为10∶1复配制得色粉；
(2)设置搅拌机温度为100℃，将聚乙烯蜡6份、乙撑双硬脂酰胺6份、丙烯酸接枝聚丙烯蜡3份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、超支化聚酯2份在搅拌机内加热至熔融状态；
(3)将色粉80份依据重量分成3份，分次投入到步骤(1)的搅拌机内并在密封条件下750r/min搅拌均匀；
(4)静止冷却至80℃后，通过冷却辊将步骤(2)所得物料挤压成片；
(5)将步骤(3)所得色粉片粉碎，过200目筛后得到200目无载体色沙粒，再对未过200目筛的破碎料过60目筛处理，得到60目无载体色沙粒。
对无载体色沙粒进行以下测试：
(1)按照色粉/总质量计算色粉浓度；
(2)观察色沙粒表面状态、是否连粒；
测试结果见下表：
将无载体色沙粒∶聚丙烯按照质量份＝1∶100将上述实施例制得的无载体色沙粒与聚丙烯搅拌，注塑得到2.5mm厚的薄片作为试样，进行以下测试：
(1)成型效果：随机挑选十个试样，观察试样的表面状态；
(2)均匀度测试：随机挑选十个试样，可用测色仪测试，取坐标位L，a，b之间的最大差值对试样之间的色差是否明显进行判断；
测试结果见下表：
综上，选择实施例五作为最优实施例。
对比例一
对比例一为用乙撑双硬脂酰胺代替超支化聚酯制得的无载体色沙粒。
对比例二
对比例二为用聚乙烯蜡代替丙烯酸接枝聚丙烯蜡制得的无载体色沙粒。
对比例三
对比例三为用聚丙烯蜡代替丙烯酸接枝聚丙烯蜡制得的无载体色沙粒。
对比例四
对比例四为市售高浓度色母，依据其QC报告得知该无载体色沙粒的色粉浓度为65％。
对比例五
对比例五为市售高浓度色母，依据其QC报告得知该无载体色沙粒的色粉浓度为70％。
将上述对比例一～三制得无载体色沙粒，观察对比例的色沙粒表面状态、是否连粒；并制得试样，进行成型效果和均匀度测试。
测试结果见下表：
综上，通过实施例一至五的试验结果可知，该色沙粒在负载色沙的浓度可达74.8～82.3％，且制得的色沙粒表面光滑，无连粒的情况，说明色粉与助剂的结合度较好，通过实施例与对比例的对比可知，超支化聚酯对色沙粒的显色以及着色均匀度有着较大的影响，可提高色粉与载体之间的分散性，避免出现色粉的上色以及显色不均匀的情况。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种无载体色沙粒，其特征在于，该色沙粒包括如下组分，各组分以及各组分的质量份数为：色粉70~80份、聚乙烯蜡5~8份、乙撑双硬脂酰胺5~8份、丙烯酸接枝聚丙烯蜡3~5份、硅烷偶联剂1~3份、超支化聚酯1~3份。
2.根据权利要求1所述的一种无载体色沙粒，其特征在于，所述聚乙烯蜡的相对分子量为4000~5000 ，所述丙烯酸接枝聚丙烯蜡中聚丙烯蜡的相对分子质量为2000~3000。
3.根据权利要求1所述的一种无载体色沙粒，其特征在于，所述色粉选为陶瓷色粉和有机色粉的其中一种或两种。
4.根据权利要求3所述的一种无载体色沙粒，其特征在于，所述陶瓷色粉选为硅酸盐型陶瓷色粉，其目数选为5000目。
5.根据权利要求3所述的一种无载体色沙粒，其特征在于，所述陶瓷色粉中还包括有占陶瓷色粉总重1~5%的硅微粉和占陶瓷色粉总重1~5%的短切碳纤维。
6.根据权利要求1所述的一种无载体色沙粒，其特征在于，所述硅烷偶联剂选为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷的其中一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种无载体色沙粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、丙烯酸接枝聚丙烯蜡、硅烷偶联剂、超支化聚酯在搅拌机内加热至熔融状态；
（2）将色粉依据重量分成2~3份，分次投入到步骤（1）的搅拌机内并在搅拌均匀；
（3）静止冷却至70~80℃后，通过冷却辊将步骤（2）所得物料挤压成片；
（4）将步骤（3）所得色粉片粉碎，得到无载体色沙粒。
8.根据权利要求7所述的一种无载体色沙粒，其特征在于，所述搅拌机在密封后进行搅拌。
9.根据权利要求7所述的一种无载体色沙粒，其特征在于，所述步骤（1）的熔融温度设置90~110℃。
10.根据权利要求1所述的一种无载体色沙粒的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）所得无载体色沙粒先过200目筛后过60目筛进行筛选。
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