纳米CaCO3 在有机颜料塑料着色中的应用

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1、第31卷第5期北京化工大学学报Vol.31,No.52004年JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY2004纳米CaCO3在有机颜料塑料着色中的应用11213郭志强　曾晓飞　王国全　陈建峰(北京化工大学11教育部超重力工程研究中心;21材料科学与工程学院,北京　100029)摘　要:用纳米CaCO3部分替代有机颜料制备纳米复合色母粒用于PP,PE和ABS树脂着色。采用色度计、Brabender万能塑化仪等测试方法,研究纳米CaCO3部分替代颜料IRGALITER

2、ED2BP对着色材料性能的影响。结果表明:纳米CaCO3部分替代IRGALITERED2BP,降低有机颜料用量,塑料制品的着色效果不会下降,甚至有所提高,共混体系的加工流变性能基本不变。用透射电子显微镜分析着色材料的微观形态,发现纳米CaCO3的加入可以改善有机颜料颗粒在塑料基体中的分散状况。关键词:纳米CaCO3;有机颜料;色母粒;塑料着色中图分类号:TQ127113　　目前对有机颜料进行表面改性的研究较有限公司;PE6100M,北京燕化石油化工股份有限[126]多,通常是使用表面活性剂、改性剂、颜料本身公司;A

3、BSPA2745k,镇江奇美塑料有限公司;抗氧的衍生物、超分散剂等来提高颜料粒子与使用介质剂1010,北京加成助剂研究所;其它加工流动改性的相容性。JohnD.Schofield通过对颜料、超分散剂剂,工业级。[5]和树脂界面相互作用的研究,扩展了超分散剂的112　样品制备使用技术。PhilippeBugnon研究了使用无机物质对塑料着色采用色母粒法,实验分为制备色母粒[6]颜料进行表面包覆改性的方法。和着色树脂两步。如表1所示,先将超常量的红色关于添加颜料分散剂,传统方法使用聚乙烯颜料IRGALITERED2BP

4、、纳米CaCO3和其它助剂[2]蜡、白油、硬脂酸盐等有机化合物与颜料、载体树按配方混合,搅拌均匀,用双螺杆挤出机制备高浓度脂和其它助剂共混制成色母粒。颜料分散剂本身黏纳米复合色母粒;第二步将色母粒与塑料基体共混,度低且与颜料相容性好,容易润湿颜料并能渗透到双螺杆挤出机造粒,使用注塑机制成测试样板。颜料团聚体内部以传递外加剪切,同时新生的粒子表1　色母粒配方也能得到迅速的润湿和保护,从而促进颜料的分散。Tab.1Componentofcolormasterbatch本文将超重力法制备的纳米CaCO3粒子作为一种质量/

5、g新型的无机分散剂,与有机颜料及其它助剂共混制IRGALITE有机分备纳米复合色母粒,用于PP,PE和ABS树脂的着NPCC2210载体树脂RED2BP散剂色,讨论纳米CaCO3对着色制品性能的影响。色母粒a40020401　实验部分色母粒b28122040111　主要原料113　测试与表征颜料红IRGALITERED2BP,Ciba公司;纳米色度测定　北京光学仪器厂TC2PⅡG全自动CaCO3,NPCC2201,平均粒径50nm,新加坡纳米材测色色差仪,选用Hunter的L,a,b色空间,D65光料科技有限公司;

6、PP4220,北京燕化石油化工股份源、0/d几何条件、10°视场。使用ΔL(明度差),Δa(红度2绿度差),Δb(黄度2蓝度差)来表征色差。收稿日期:2004201208透射电镜分析　日立H2800透射电子显微镜,基金项目:国家“十五”重大科技攻关计划(2001BA310A01)观察颗粒在树脂中的分散状况。第一作者:男,1979年生,硕士生3通讯联系人流变性能研究　西德Brabender公司PLV2151型E2mail:chenjf@mail.buct.edu.cnBrabender万能塑化仪,温度210℃、转速3

7、0r/min。第5期　　　　　　　　　　　　郭志强等:纳米CaCO3在有机颜料塑料着色中的应用·15·代红色颜料后对ABS色度的影响,从图中可以看2　结果与讨论出,添加纳米CaCO3,着色制品ΔL基本不变,Δa下211　色度分析降,Δb升高。如表2所示,将纳米复合色母粒分别添加到PP,PE和ABS体系中,对应的色度实验结果见图1、图2和图3。表2　实验配方说明Table2Explanationofcoloringexperiment配方号树脂基体色母粒说明#PP4220仅添加红色颜料(树脂的012%)1#PP422

8、0纳米CaCO23替代10%红色颜料#PP4220纳米CaCO33替代20%红色颜料#PP4220纳米CaCO43替代30%红色颜料图2　纳米CaCO3部分替代红色颜料对PE色度的影响#PE6100M仅添加红色颜料(树脂的012%)5Fig.2Thecolor2differenceofPEunderdifferentreplacement#ratiosofI