[发明专利]一种耐候管材专用黑色母粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种黑色功能母粒及其制备方法，尤其涉及一种耐候管材专用黑色母粒。

技术背景

黑色母粒主要应用于化纤产品（地毯、涤纶、无纺布等），吹膜制品（包装袋、流延膜、多层复合膜等），吹塑制品（医药和化妆品容器、油漆容器等），挤塑制品（片材、管材、电缆、电线等），注塑制品（汽车配件、电器、建材、日用品、玩具、体育用品等）。其具有使用方便，对成型环境无污染，着色均匀、稳定、提高塑料制件质量、易于计量、可应用自动化程序高的成型生产系统，可将着色、抗老化、抗静电等集成制备多功能母粒，方便使用等优点。

近年来国内发展较快的新型塑料管材有PE管、PP-R 管、PP-C 管等, 它具有密度小、强度高、耐腐蚀性好、无毒、隔热保温性好、安装施工方便等优点。广泛应用于饮用水管系统、建筑物冷热水供应系统、空调系统、地板采暖系统及化学、食品、医学等领域。这些塑料管材在生产中一般均需使用色母粒。但普通的色母粒由于使用低档颜料，添加一些低档添加剂，采用普通工艺，其性能低下；在紫外光照射下，高分子树脂被激发产生自由基，从而破坏树脂的分子链，导致新型塑料管材生产中会产生颜色迁移，严重褪色，不能抗老化，减少管材使用寿命，管材表面光洁度差，颜色无光泽。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种耐紫外光的耐候管材专用黑色母粒。

本发明通过以下技术方案实现：

一种耐候管材专用黑色母粒，其特征在于，其组成按质量百分比配比为：

载体树脂：50~70%；炭黑：25~50%；助剂：5~10%；所述助剂为抗氧化剂和润滑剂；所述炭黑的粒径为23nm-27nm。

炭黑能防止树脂因受紫外线照射而老化，炭黑能吸收紫外线，当分散在塑料中的炭黑聚集体和附聚体受紫外线照射时，会引起紫外线的散射，然后散射光也被炭黑的聚集体和附聚集体吸收，从而使聚合物吸收的紫外线显著减少。将添加有炭黑的母粒与管材混合，能提高管材的耐紫外光能力，抵抗管材的老化。炭黑粒径太小，母粒的耐紫外光能力减弱；炭黑粒径太高，分散性太差，母粒成型光泽度，黑度较低，因此选用合适的炭黑粒径分布为23nm-27nm。

优选的，所述炭黑的挥发分为0.5-1.0%。炭黑表面具有羟基、羧基、羰基等含氧基团能与聚合物分解的自由基结合，清楚树脂光照下产生的自由基，防止树脂进一步分解，选用挥发分为0.5-1.0%。管材中添加黑色母粒，能提高管材的耐紫外光性能。

炭黑的挥发分采用DIN 53552标准测试，灼烧温度950℃。

优选的，所述载体树脂为聚丙烯树脂、聚乙烯树脂中的一种，采用稳定性较高的聚丙烯树脂、聚乙烯树脂，成型后的管材具有较强的耐水耐候性。

优选的，所述抗氧化剂选自抗氧剂1098、抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或几种。抗氧剂1098、抗氧剂1010或抗氧剂168均能较好地防止聚丙烯树脂、聚乙烯树脂加热注塑时被氧化，选择多种氧化剂复配，结合较多的炭黑添加量，使用较少抗氧化剂即可防止载体树脂被氧化。

优选的，所述润滑剂选自润滑剂SEED、PE蜡、单硬脂酸甘油酯、硅酮或硅油中的一种。润滑剂SEED、PE蜡、GMS、硅酮或硅油能在加热注塑过程中，发挥润滑作用，防止加工过程中产生摩擦影响母粒光泽度，造成炭黑颗粒过小，影响管材的耐紫外光性能。

GMS为单硬脂酸甘油酯。

本发明还公开一种制备所述一种耐候管材专用黑色母粒的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）按权利要求1中配方比例称取各组分加入到密炼机进行密炼10~20min，得到的物料冷却后经粉碎设备粉碎；

（2）将粉碎后的物料加入到同向双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的螺杆长径比为48~50，挤出温度为150~240度进行挤出造粒，对其进行水下切粒，烘干后即得到黑色母粒。

采用间歇式密炼以及螺杆的长径向比42，保证载体树脂、炭黑和助剂的充分混合，熔体成型后的母粒性能稳定。

优选的，所述的双螺杆挤出机分为9段，从第一温区到第九温区的挤出温度依次为220 ^oC -240 ^oC -240 ^oC -240 ^oC -230 ^oC -220 ^oC -230 ^oC -230 ^oC -230 ^oC