[发明专利]一种采用自制改性热解炭黑制备黑色母粒的配方及方法

说明书

本发明公开了一种采用自制改性热解炭黑制备的色母粒配方，按质量份数计，其由以下材料制得：树脂100份；自制改性热解炭黑30‑90份；分散剂0.1‑15份；抗氧剂0.1‑2份；其他0‑2份。本发明的核心内容为配方中加入自制的改性热解炭黑，改性热解炭黑通过准原位改性技术，均化和细化了热解炭黑的粒径，提高其表面活性和着色强度，与传统色素炭黑色母粒配方相比，本黑色母粒配方改善炭黑与树脂的相容性，提高色母粒中炭黑填充量，改善炭黑的分散性能，提高色母粒的加工流动性，对下游制品的黑亮度、外观及力学性能均有正效应。因此，本发明具有工艺简化、材料环保等优点，具有广阔的市场前景和竞争力，是一种高性价比的黑色母粒制备方法。

技术领域

本发明涉及废旧轮胎热解炭黑改性及其制备黑色母粒的高分子化工领域，尤其涉及一种采用改性热解炭黑制备黑色母粒的配方及方法。

背景技术

随着社会经济的高速发展，各行各业对塑料制品的要求越来越高，塑料制品的应用范围也飞速扩展。目前市场上塑料基材按照用途分类主要有通用塑料、工程塑料和特种塑料，其中通用塑料以产量大、成型性好、性价比高等特点，具有非常广泛的用途。聚乙烯和聚丙烯作为常用的通用塑料，在性质和用途上具有很大的相似性，均可用来作塑料薄膜、注塑产品、塑料管材等，由于其与同类树脂较好的相容性，也常作为制备各种色母粒的基体树脂。

不同色母料广泛用于各种塑料制品的配色，可明显改善传统着色方法带来的颜料分散性差、与树脂相容性差、粉尘飞扬对人体健康不利等缺点。黑色母粒所用炭黑所用一般对粒径、着色强度、分散性有要求，目前市场上该类炭黑统称为色素炭黑，生产原材料多为煤焦油和蒽油。煤焦油的主要来源是经煤干馏制得，煤炭是世界上分布广阔的化石能资源，是不可再生能源，终究会被消耗殆尽，而且在开采使用过程中会对环境造成破坏不利于生态和谐和可持续发展。除了传统炭黑之外，随着对资源的可持续利用、经济的可循环发展和日益关注的环保问题，废旧轮胎的循环再利用得到空前发展。废旧轮胎热裂解产生的热解炭黑（CBP）应运而生，近几年全国涌现出数家大型致力于热解炭黑的生产厂家，加速了废旧轮胎的循环再利用步伐。

随着热解炭黑产量的增大，引发出一系列的应用问题。废旧轮胎热裂解之后，产生的热解炭黑还会掺杂一些无机成分（灰分）和少量的没有完全分解的大分子橡胶烃。CBP中含有的灰分，使其表面覆盖了碳质沉积物，降低了炭黑表面活性以及着色强度，这些都大大限制了它的应用范围。

因此，为拓展热解炭黑的应用领域，本发明通过对热解炭黑进行准原位干法改性后制备改性热解炭黑，并侧重于黑色母粒的制备，得到一种高性价比的黑色母粒配方及其制备方法。

发明内容

在黑色母粒的制备过程中，由于传统的色素炭黑结构度高、比表面积高等特点，会使炭黑在树脂中分散困难，需要在配方中多添加分散剂或润滑剂等改善炭黑的分散，这对色母粒及其下游产品的外观和性能不利。热解炭黑本身结构度低、比表面积小、粒径大且分布宽、活性基团少着色强度低缺点等限制了其在黑色母粒中的应用。

基于现有热解炭黑的缺点和应用问题，本发明先通过分子设计，完成包覆改性热解炭黑的界面活性剂，再经准原位干法改性原理对热解炭黑进行改性，以自制炭改性炭黑为基料制备一种高性价比黑色母粒用色素炭黑，本发明采用以下技术方案：

一种采用自制改性热解炭黑制备黑色母粒的配方，包括下列重量份数的组分：

树脂，100份；

自制改性热解炭黑，30-90份；

分散剂，0.1-15份；

抗氧剂，0.1-2份；

其他，0-2份。

优选的，所述树脂为聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等通用树脂。

优选的，所述自制改性热解炭黑，改性剂为硼酸酯界面活性剂，炭黑粒径小于15um。