[发明专利]制造着色浓缩物的方法

说明书

本发明涉及用于热塑性制品的浓缩添加剂的制造方法，特别是着色浓缩物的制造方法。

已知的着色浓缩物由含有高含量颜料或染料的聚合物树脂组合物组成，其通常为丸状或方粒状。〔参见，例如，现代塑料(ModernPlastics)，1991年10月中旬，155、156和158页。〕母料能够包含较大的粒子，例如绒屑状纤维或片状材料如云母。制造商能够以一种简单的具有重现性的方法通过把聚合物树脂和小比例如最高约4％(重量)的浓缩添加剂共混制造具有希望的色泽和外观的制品。该聚合物树脂也称作稀释树脂，浓缩添加剂也称作母料。使用粒状母料而不是液体或干态着色剂或其他添加剂时，容易进行加工，并且比较干净。使用母料也便于在贮藏、运输和称重时操作。这类已知浓缩物典型地是使用强力混合机如螺杆挤出机、班伯里型混炼机或配混辊炼机通过将着色剂或其他添加剂熔融配混到聚合物树脂载体中制备的。着色浓缩物典型地包含50～80％(重量)颜料或染料。包含大粒子的浓缩物因为难以配混通常浓度较低。

Thomas B Reeve在题为“塑料颜料分散体的研究”中叙述了一种将颜料、二氧化钛和树脂干混生产淡色浓缩物，随后挤出配混生产着色浓缩物的方法。该文发表在“塑料-迎接未来的挑战”，1982年5月10～13日在加里福尼亚州圣弗兰西斯科举行的第40次技术年会和展览会(ANTEC ′82)论文集，p389-392(美国橡胶与塑料研究协会(RAPRA)文摘229169)。假如省去挤出配混工序，那末显色强度则大大降低，并且还发现斑点化程度大得多。

美国专利US-A-5187202公开了一种粒状着色浓缩物，它包含最多约80％(重量)的热塑性聚合物，至少约5％、最多约30％(重量)的纤维素短纤维或绒屑，最多约10％(重量)的至少一种分散助剂。浓缩物可以在已知类型高剪切混合机或挤出设备中通过将各组分均匀混合制备。

本发明的目的是提供一种生产能包含高含量大粒子的特别是纤维状或片状粒子的浓缩添加剂的方法。

按照本发明，提供了一种制造着色浓缩物的方法，该浓缩物包含直径为5微米至60微米以及长度为500微米至10毫米的纤维和/或最大尺寸为10微米至10毫米的薄片的着色粒子以及热塑性聚合物或产物前体或蜡粘结剂，该方法包括下列工序：

(a)将所述纤维和/或薄片的着色粒子与粘结剂在室温下以干态混合；和

(b)在采用或或不采用足以使粘结剂软化而又不足以使所述纤维和/或薄片的着色粒子熔融的热量下，将所得混合物压实，以便形成粘合体。

在本发明生产的浓缩添加剂中的成形粒子包括纤维状如纤维绒屑，或片状例如有机片状材料如切碎的或磨碎的基于聚合物的薄膜如粘胶膜或其他聚合物或基于交联聚合物的薄膜材料，或无机材料如云母。粒子可以全部为基本相同的形状和大小，或也可是不同的形状和大小。假若使用片状粒子作为浓缩物的基本部分，现已发现加入小比例纤维状粒子是理想的，例如0.25～15％(重量)，优选1～10％(重量)。这些粒子可以全部是同种颜色和材料，或者可以是不同的颜色和/或材料，或者可以是无色或未着色的即原色的。在一个实施方案中，浓缩物包含至少两种不同颜色的粒子。该类浓缩添加剂是含有着色的例如染料染色或颜料着色的纤维、绒屑或薄片的着色浓缩物。

优选基本上所有粘结剂粒子的最大尺寸为10～100微米。

优选纤维的直径可以为5微米至60微米，经常为7～30微米，纤维长度为500微米至10毫米或者100微米或250微米至10毫米。这类纤维通常称为短纤维，也可以称为绒屑，特别是当纤维长度为约5毫米以下时。纤维绒屑可以通过将较长的纤维切断成长度为约250微米或250微米以上的方法制备。较短的绒屑可以通过研磨如深冷磨碎的方法制备。优选薄片以薄膜平面计的单位重量可以为10～50克/米²，最大尺寸可以为50微米至5毫米或者10微米或25微米至5毫米。适合的薄片可以通过例如将聚合物薄膜切断研磨或撕碎(包括深冷磨碎)的方法制备。显然，要求粒子的形状和组成应该不损坏如磨蚀加工设备。所以，与玻璃纤维相比，玻璃薄片通常很少使用。