[发明专利]一种聚乙烯色母粒及其制备方法

权利要求书

1.一种聚乙烯色母粒，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：改性颜料20-70份、基体树脂20-30份、无机纳米晶3-5份、纳米蒙脱土1-2份、分散剂7-15份、有机硅季铵盐抗菌剂0.5-1份、抗氧化剂0.6-0.8份、光稳定剂1-2份、助剂0.1-0.2份；

所述聚乙烯色母粒由如下步骤制备而成：

步骤S1、将无机纳米晶、纳米蒙脱土和一半的分散剂加入砂磨分散机，在1500r/min的转速下进行研磨，研磨颗粒平均粒径控制在0.2-0.4μm；

步骤S2、将基体树脂、步骤S1的研磨物、改性颜料和另一半分散剂依次加入低速搅拌机中，室温以100r/min混合处理3-5min，再在混合物中加入有机硅季铵盐抗菌剂、抗氧化剂、光稳定剂和助剂，再用高速混合机以2000r/min高速混合8-10min；

步骤S3、将步骤S2得到的混合料移入加压密炼机，在10-15kg压力、110-135℃条件下加压密炼16-22min；

步骤S4、将加压密炼后的混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为165℃、175℃、190℃、185℃、190℃，主机转速为600-800r/min，挤出物在10-20℃的水中冷却；

步骤S5、挤出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，制得聚乙烯色母粒。

2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯色母粒，其特征在于，所述基体树脂包括聚乙烯树脂、聚丙烯树脂和聚酰胺树脂，聚乙烯树脂、聚丙烯树脂和聚酰胺树脂的质量之比为10:2-3:1.2-1.4。

3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯色母粒，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡和硬脂酸锌按照质量之比为1:0.2-0.3复配而成的复合物。

4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯色母粒，其特征在于，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按照质量之比为1:0.8-1复配而成的复配物。

5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯色母粒，其特征在于，所述改性颜料由如下方法制备：

(1)称取20g颜料、60g去离子水及1g六偏磷酸钠，充分打浆，加入5g改性处理剂，升温至72℃，恒温400r/min搅拌55-60min；

(2)自然冷却，降温至25-28℃，过滤，用去离子水洗涤滤饼3-4次，湿料置于105℃真空干燥箱干燥5-6h，得干料；

(3)干料经超微粉碎机粉碎，干料每批次50g粉碎1min，间隔3min后再次粉碎，共粉碎3次，制得改性颜料。

6.根据权利要求5所述的一种聚乙烯色母粒，其特征在于，所述颜料为金红石型钛白粉、苯并咪唑酮黄、蒽醌橙、喹吖啶酮红、酞青兰、酞青绿、苯并咪唑硐棕中的一种。

7.根据权利要求5所述的一种聚乙烯色母粒，其特征在于，所述改性处理剂包括季戊四醇硬脂酸酯、石墨粉、乙醇，季戊四醇硬脂酸酯、石墨粉、乙醇的质量之比为1.5-2：0.4-0.6:8，将季戊四醇硬脂酸酯加入乙醇中，溶解完全，再加入石墨粉，一起放入砂磨分散机中，在1500r/min的转速下进行研磨，研磨颗粒平均粒径控制在0.2-0.4μm。

8.根据权利要求1所述的一种聚乙烯色母粒，其特征在于，所述无机纳米晶由如下方法制备：

(1)称取6.14gNa₂CO₃粉末溶于50mL水中，缓慢加入0.1mol/L的CaCl₂溶液120mL，水浴83℃反应2h，将反应物离心、洗涤，所得沉淀干燥，得前驱体；

(2)将前驱体在750℃煅烧4h，得氧化钙纳米晶；

(3)将硬脂酸和乙醇按照质量比为1:24-28混合，搅拌直至完全溶解，配制成硬脂酸乙醇溶液；

(4)将氧化钙纳米晶加入到硬脂酸/乙醇溶液中，料液比为1g：5-7mL，在水浴中回流反应65-70min，将所得沉淀过滤，再于110℃下真空干燥3-4h，制得无机纳米晶。

9.一种聚乙烯色母粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、将无机纳米晶、纳米蒙脱土和一半的分散剂加入砂磨分散机，在1500r/min的转速下进行研磨，研磨颗粒平均粒径控制在0.2-0.4μm；

步骤S2、将基体树脂、步骤S1的研磨物、改性颜料和另一半分散剂依次加入低速搅拌机中，室温以100r/min混合处理3-5min，再在混合物中加入有机硅季铵盐抗菌剂、抗氧化剂、光稳定剂和助剂，再用高速混合机以2000r/min高速混合8-10min；

步骤S3、将步骤S2得到的混合料移入加压密炼机，在10-15kg压力、110-135℃条件下加压密炼16-22min；

步骤S4、将加压密炼后的混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为165℃、175℃、190℃、185℃、190℃，主机转速为600-800r/min，挤出物在10-20℃的水中冷却；

步骤S5、挤出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，制得聚乙烯色母粒。