纳米CaCO_3对高浓度聚烯烃色母粒色彩性能的影响 纳米CaCO_3对高浓度聚烯烃色母粒色彩性能的影响

纳米CaCO_3对高浓度聚烯烃色母粒色彩性能的影响

  • 期刊名字:工程塑料应用
  • 文件大小:160kb
  • 论文作者:武鹏,郭婷,乔辉,吴立峰
  • 作者单位:北京化工大学材料科学与工程学院
  • 更新时间:2020-08-11
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论文简介

工程塑料应用2009年,第37卷,第11期纳米CaCO3对高浓度聚烯烃色母粒色彩性能的影响武鹏郭婷乔辉吴立峰(北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)摘要将纳米CaCO3加入到有机蓝颜料的浆料中经充分搅拌、干燥制备高浓度聚烯烃色母粒。利用测色仪测定用色母粒制成的薄膜和样板的着色力和遮盖力,研究纳米CaCO3对色母粒色彩性能的影响。结果表明,在不改变被着色制品色彩性能的前提下,纳米CaCO3可以替代部分颜料,最大替代比例可达到30%。在色母粒浓度为50%时,纳米CaCO3替代颜料的效果较好。当纳米CaCO3替代比例为l5%时,所得制品的色彩性能与纯有机蓝颜料色母粒最为接近关键词纳米碳酸钙色母粒色彩性能分散性色母粒亦称为颜料浓缩物,是目前塑料着色最1.3试样制备常用的原料。它是指颜料按20%~80%比例经研先将纳米CaCO3按一定比例加入到颜料浆料磨或双螺杄挤岀均匀地分散到树脂中而制得的颜色中,髙速搅拌Ⅰh,经抽滤干燥后粉碎。将含有不同颗粒。制备高浓度色母粒时,必须保证颜料具有比例纳米CaCO3的颜料使用双辊筒炼塑机制备色母较好的分散性。粒。双辊筒炼塑机温度保持在105℃左右,先加人文献[2-4]报道在颜料为干粉状态下混入纳树脂混合2-3min,待树脂均匀分散在双辊上后加米CaCO3、纳米BSO制成低浓度色母粒(颜料浓度入分散剂,3min左右后加入颜料,8min左右后收为20%)时,纳米CaCO3、纳米BaSO4不但不会影响料进行造粒。其中色母粒的浓度分别为30%(1”)、被着色制品的色彩性能,反而可以提高颜料的分散40%(2”)、50%(3”)。具体配方如表1所示。性将制好的色母粒加人到150gPE中吹膜,使薄笔者尝试将纳米CaCO3加人到浆料状态的颜料表1制备色母粒的实验配方中,将这种预混合好的颜料添加到聚乙烯(PE)中制编号PE分散剂颜料CaCO3备成高浓度聚烯烃色母粒,并研究了纳米CaCO3对28.1.5色母粒色彩性能的影响。1实验部分25.51.1原材料22.57.5PE:1F7B,北京燕化石油化工股份有限公司聚丙烯(PP):K1008,北京燕化石油化工股份有限公司;聚乙烯蜡:LPE-4[F],北京化工大学精细化工厂32纳米CaCO3:姜湖伟翔超微材料有限公司有机蓝颜料:C.I.PB15:3,上海捷虹颜料化工0的000000000090000o0000o000000n000集团工贸发展有限公司。47.51.2主要仪器及设备7.5双辊筒炼塑机:SK-160B型,上海橡胶机械厂;挤出吹膜机组:PID651型,德国 Brabender公37.512.5中国煤化工35CNMHG、10%、15%、20%、25%主塑机:PH0型,广东泓利机器有限公司;30%的颜料。分光光度计:722型,上海精密仪器厂;积分球式测色仪: Color5型,爱色丽有限公司。收稿日期:2009-08-11武鹏,等:纳米CaCO3对高浓度聚烯烃色母粒色彩性能的影响膜制品中颜料和纳米CaCO3总含量为1%;或加人到150gP中注射样板,使样板制品中颜料和纳米CaCO3总含量为0.4%。试样制备工艺流程如图1860所示。载体树脂煦30挤出吹膜颜料双辊造粒分散剂注射样板750图1试样制备工艺流程波长/nm1.4性能测试使用分光光度计对所制备的薄膜制品进行透过率、遮盖率测试;并直接用测色仪对注射成型的样板进行着色力、反射率测试。2结果与讨论色彩性能是色母粒有别于其它功能母粒的最重要的性能,可以通过研究其制品的遮盖力、反射率、波长/nmL、a’、b值及色差等指标对色彩性能作出较为全(b)面的评价。2.1纳米CaCO3对薄膜透过率的影响透过率反映薄膜的透光能力,透过率越大,薄膜的透光能力越强,薄膜中颜料的遮盖力就越低;反之,透过率越小,薄膜中颜料的遮盖力就越高。图2示出纳米CaCO3替代不同比例颜料对薄膜透过率的波长/影响。由图2a可知,在色母粒浓度为30%、纳米0;2-5%;3-10%;4-15%;5-20%;6-25%;7-30%CaCO3替代比例为25%时薄膜的透过率与有机蓝膜(即不添加纳米CaCO3时制成的薄膜)的透过率比图2纳米CaCO3替代不同比例颜料对薄膜透过率的影响较接近,其它替代比例时透过率均髙于有机蓝膜由图2b可知,在色母粒浓度为40%时,除纳米CaCO3替代比例为25%、30%的薄膜透过率略高于有机蓝膜的透过率,其它替代比例下薄膜透过率曲线与有机蓝膜的透过率曲线的重合性均较好。由图2c可知,相比于低浓度色母粒,在色母粒浓度为50%时,所有替代比例下薄膜的透过率均十替代比例/%分接近有机蓝膜的透过率,重合性最好。图3纳米CaCO3替代不同比例颜料对薄膜光密度值的影响2.2纳米CaCO3对薄膜遮盖力的影响由图3可知,在色母粒浓度为30%时,添加不对于色母粒来说,颜料的分散水平是影响遮盖同比例的纳米CaCO3后薄膜的光密度值与有机蓝膜力的主要因素。将薄膜的透过率换算成标准膜厚的光密度值相比均有不同程度下降。而在色母粒浓(0.02mm)的光密度值,用光密度值可以表征遮盖度为40%时,除替代比例为25%、30%外,在其它替力的大小,这也从另一个角度反映了混合颜料的分代比中国煤化工几蓝膜相比均有不同散情况。颜料分散越均匀、粒子越细小光密度值越程度CNMHG时在替代比例为大,反之越小。10%、15%、25%卜溥膜的光密度值与有机蓝膜的光图3示出在最大吸收波长620mm下添加纳米密度值基本接近;在替代比例为20%、30%下薄膜CaCO3替代不同比例颜料对薄膜光密度值的影响。的光密度值则有一定提高。工程塑料应用2009年,第37卷,第11期2.3纳米CaCO3对样板反射率的影响示明度,a’、b表示色度坐标,+a·为红色方向,图4示出纳米CaCO3替代不同比例颜料对样板a为绿色方向;+b为黄色方向,-b为蓝色方反射率的影响。向。可以利用L’、a、b·3个数值来表示色母粒的色彩性能。表2示出纳米CaCO3替代不同比例颜料样板的L、a·、b·值。水丶瓣茶凶表2纳米CaCO3替代不同比例颜料样板的L、a‘、b·值编号替代比例/%027.3419.3227.08波长/m400248855619.9819.4319,9819.7727.551527.3927.643806507502527.367.67波长/mm20.5427.4520.431027,6220.e10丶盐区2027,427.8620.8527.8650450550650750由表2可知,添加不同比例的纳米CaCO3后,大波长/nn部分替代比例下样板的色彩参数b·值与有机蓝样1-0;2-5%;3-10%;4-15%;5-20%;6-25%;7-30%板相比出现不同程度下降。这表明加入纳米CaCO替代蓝色颜料后,虽然蓝色颜料含量减少,但制品色图4纳米CaCO3替代不同比例颜料对样板反射率的影响由图4a可知,在色母粒浓度为30%、纳米板在蓝色色相方向(-b方向)不仅没有减弱,反而CaCO3替代比例为30%时,样板的反射率曲线与有增强,说明颜料的着色效果有一定提高。机蓝样板(即不添加纳米CaCO3时制成的样板)的(2)对样板色差的影响反射率曲线最为接近。按照色差公式,计算出的两个样品间的色差由图4b可知,在色母粒浓度为40%、纳米△E5可以反映两个不同的色刺激在大脑中产生的CaCO3替代比例为15%时,样板的反射率曲线与有颜色感觉上的差别。图5示出纳米CaCO替代不同机蓝样板的反射率曲线最为接近。比例颜料对样板色差的影响。由图4c可知,相比于低浓度色母粒,在色母粒浓度为50%时,除替代比例30%外其它替代比例下样板的反射率曲线与有机蓝样板的反射率曲线的重合性较好。中国煤化工2.4纳米CaCO3对样板色彩性能的影响CNMHG(1)对L’、a、b值的影响CIEL‘a‘b·色空间是由L’、a和b·构成的直替代比例/%角坐标系。当一种颜色用L’、a、b表示时,L表图5纳米CaCO3替代不同比例颜料对样板色差的影响武鹏,等:纳米CaCO3对高浓度聚烯烃色母粒色彩性能的影响25由图5可以看出,只有在色母粒浓度为50%、3结论纳米CaCO3替代比例为30%时,样板的色差值较(1)在保证制品色彩性能不变的前提下,可以大。在其它不同色母粒浓度和替代比例下样板与有在颜料的浆料中加入纳米CaCO3以替代部分颜料机蓝样板相比色差值均小于1。当色母粒浓度为在一定程度上降低生产成本,纳米CaCO3的替代比50%、纳米CaCO3替代比例为15%、20%时,色差仅例可达到30%。为0.2。(2)当纳米CaCO3替代比例为15%时,所得制当两种颜色色差值小于3时,不会在人的视觉品的透过率、遮盖力、反射率及色彩参数基本不变。上产生颜色差别,满足塑料着色的要求,因此用纳米(3)当色母粒浓度为50%时,纳米CaCO3的替CaCO3替代一定量的颜料不会影响塑料制品的色彩代效果较低浓度色母粒要更好。性能综上所述,使用纳米CaCO3可以节省部分颜料,参考文献1]吴立峰乔辉颜料在塑料着色中的应用和测试[M].北京:化且对着色效果不产生影响。部分颜料被纳米CaCO3学工业出版社,2005:1代替,降低了被着色体系中颜料浓度,而且纳米[2]黄瑶,乔辉,孔国良,等,纳米CaCO3对聚烯烃色母粒色彩性能CaCO3的折射率小于颜料,所以正常情况下制品的的影响[门]中国塑料,2007,21(8):56-61着色力会降低。然而,试验结果表明,纳米CaCO3对3]罗璐乔辉吴立峰等两种BS0,在ABS黄色母粒中应用性体系中颜料粒子起到了阻隔的作用,减小了颜料的能的研究[J].塑料,2009,38(2):38-41团聚,一定程度上改善了颜料的分散性,使得体系中[4]宁涛乔辉吴立峰等纳米BaSO和纳米CaCO3对色母粒色彩性能的影响[J].工程塑料应用,2008,36(10):32-36的颜料有效浓度并未降低甚至有所增加,这可一定5RS颜色技术原理[M].北京:化学工业出版社,2002:程度地弥补因颜料浓度降低而引起的着色力下降。EFFECT OF NANO-CaCO, ON COLOR PROPERTIES OF HIGH CONCENTRATIONPOLYOLEFINE MASTERBATCHWu Peng, Guo Ting, Qiao Hui, Wu LifengCollege of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Bejing 100029, China)ABSTRACT Nano-CaCO, was added to the slurry of pigment, and high concentration polyolefine masterbatdrying. The effect of nano-CaCO, substituting different amount of pigment on the color properties of polyolefine masterbatch was studiedby measuring the covering power and the tinctorial power using color photometer. The results showed that up to 30% of the pigmentcould be substituted by nano-CaCO, without affecting the properites of the product, especially the color properties. The effect of substituting pigment was best when the concentration of masterbatch was 50%. The color properties were nearly the same as those of pureyolefine masterbatch when the dosage of nano-CaCO, was 15%KEYWORDS nano-CaCO3, masterbatch, color property, dispersion《工程塑料应用》杂志开设“技术转让与合作”、“企业风采”栏目为做好广大作者、读者单位最新科研成果及新产品新技术的推广服务,《工程塑料应用》杂志和“工程塑料网”(wwwepal973.com)网站已开设“技术转让与合作”栏目,以方便买卖双方的有效交流与沟通。栏目内容可涉及科研成果及专利技术的转让,公司新产品新技术简介等方面。另外,为了全方位宣传塑料行业精英企事业单位形象,《工程塑料应用》杂志增设企业风采”栏目。报道内容主要是企业发展历史、企业文化、企业管理、研发创新能力新产品发布、攻关项目介绍,人物专访等。来稿字数控制在5000字以内,可以附带图片。《工程塑料应用》为中文核心期刊,是中国工程塑料工业协会会刊,国内外公开发行,屡获国家期刊奖,是中国塑料行业的权威媒体知名度高,发行量大。可确保您发布的信息有足够的浏览量中国煤化工欢迎各有关企事业单位踊跃投稿!投稿时请加盖单位公章。具体CNMHG地址:济南市108信箱杂志社(250031)电话:0531-8587805785878278传真:0531-8594735585878057E-ml:epa@epal973.com5947355@163.com

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