[发明专利]一种高炭黑含量高熔体流动速率通用型色母及制备方法

说明书

本发明公开了一种高炭黑含量高熔体流动速率通用型色母及制备方法。该通用型色母中炭黑质量含量高达50～60％时仍然具有较高熔体流动速率，易于在不同粘度的的聚合物熔体中分散，尤其是在高温下熔体具有较低粘度的PA、PET体系。同时，该通用型炭黑色母粒既适用于PE、PP、PS等非极性或弱极性聚合物体系，也适用于PA、PVC、PET、ABS等极性聚合物体系，是一种真正意义上的通用型炭黑母粒。本发明的高炭黑含量高熔体流动速率通用型色母，其是由以下质量配比的原料制成：氧化聚乙烯蜡15～30份、聚烯烃树脂10～20份、氯化聚乙烯3～5份、高结构度炭黑50～60份、稳定剂0.5～1.0份。

技术领域

本发明涉及一种炭黑母粒及制备方法，更具体地说涉及一种高炭黑含量高熔体流动速率通用型色母及制备方法。

背景技术

炭黑是一种重要的功能性填料，在合成橡胶、合成树脂、合成纤维、涂料、粘合剂等聚合物材料加工与应用领域有着广泛的应用，同时炭黑品种众多，性能差异也比较大，在不同的材料和应用领域要求和作用也不尽相同。例如在橡胶材料配方中，炭黑主要作为补强性填料使用，常常根据橡胶性能要求和使用条件不同，可以选择高耐磨炭黑、半补强炭黑、喷雾炭黑、快压出炭黑等。橡胶组成中炭黑使用量比较大，一般的橡胶配方中，炭黑质量可以达到橡胶使用量的50％，甚至超过橡胶的使用量。但是炭黑在塑料、纤维等行业主要作为紫外光屏蔽剂和黑色着色剂使用，近年来随着经济的发展和技术的进步，对于炭黑的需求显著增长，而且其应用领域也不断扩展。炭黑在塑料、纤维配方中使用时，炭黑用量远低于在橡胶材料配方中的使用量，质量通常只占塑料或纤维基体树脂的0.5～5％，如此低的炭黑使用量在塑料或纤维基体树脂能够以较低成本的方便加入并均匀分散一直行业在不断探索和寻求改进的问题。

众所周知，炭黑只有很好地均匀分散在高分子材料中，才能发挥其优异的屏蔽紫外光、着色等性能，同时不会导致基体材料力学性能显著下降。如果简单地将少量炭黑粉料与颗粒树脂混合，再通过挤出、注射、吹塑、压延、纺丝等常用塑料、纤维加工成型方法，炭黑不能很好地分散在基体树脂中，导致产品性能差不能满足使用要求，严重甚至难以成型；炭黑加工过程中因粉尘飞扬污染设备和环境，部分炭黑品种的导电性甚至损坏设备。同样，如果将少量炭黑粉料(0.5～5％)与颗粒树脂混合后再通过普通的塑料改性常用的双螺杆挤出机造粒，炭黑仍然不能很好地分散基体树脂中，而且这一造粒工艺还会导致加工成本上升。这是因为炭黑作为一种无机材料与有机聚合物基体表面粘合力低，此外还因为炭黑表观密度小、比表面积大，很难通过常用塑料制品的加工设备直接使其均匀地分散。对于原态粒径小、比表面积大的高结构度炭黑这一现象更为显著。解决炭黑在塑料、纤维等制品分散性的办法常常是采用专用设备和特殊配方首先制备炭黑母粒，通过加入含有预分散炭黑的母粒可以使得炭黑在塑料或纤维制品的加工工程中均匀地分散在基体树脂中。这样有助保持塑料或纤维性能的稳定，不会因炭黑的加入导致制品的性能显著下降，同时避免了基体树脂与炭黑一同造粒而导致的加工成本上升。