[發(fā)明專利]一種低凝膠炭黑母粒及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011043289.7
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112250930A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 孫重曉;程紅原;李明哲;高陽;楊森
• 申請（專利權）人: 北京北化高科新技術股份有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08L83/04;C08L23/30;C08L31/04;C08K13/02;C08K3/04;C08K5/134;C08K5/20;C08K5/526;C08J3/22
• 代理公司: 北京巨弘知識產權代理事務所(普通合伙) 11673
• 代理人: 陳芹利

本發(fā)明公開了一種低凝膠炭黑母粒，由以下重量份的原料組成：改性聚乙烯85份，炭黑100份，第一加工助劑10份，第二加工助劑5份，抗老化助劑3份；改性聚乙烯由以下重量份數(shù)的原料組成：聚乙烯樹脂100份，硅助劑5～30份，抗氧劑5份；第一加工助劑為聚合型聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、醋酸乙烯基蠟中的一種或多種；第二助劑為乙撐雙硬脂酰胺、接枝乙撐雙硬脂酰胺、含氟聚合物加工助劑中的一種或多種。本發(fā)明提供的一種低凝膠炭黑母粒，能夠有效降低炭黑母粒中凝膠基團的含量，提高產品的使用性能。

技術領域

本發(fā)明涉及塑料著色技術領域，具體涉及一種低凝膠炭黑母粒及其制備方法。

背景技術

炭黑母粒是指將炭黑以一定比例濃縮添加在熱塑性聚合物載體中。其熱塑性聚合物載體一般包括：聚烯烴、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS等類型。其加工設備包括密煉機、連續(xù)混煉機及螺桿擠出機。由于炭黑具備導電導熱、殺菌、抗紫外老化等特性，炭黑母粒廣泛應用于家裝及工程管材管件、電子產品及汽車配飾工程注塑、土工及農用、電纜及導電、抗靜電包裝產品的生產中。

炭黑母粒的關鍵性能包括炭黑含量、色相、炭黑分散及炭黑母粒稀釋性能。聚乙烯炭黑母粒的炭黑質量含量一般為40％～50％，由于高炭黑含量，在其市場應用中存在炭黑分散及炭黑母粒稀釋問題，導致產品出現(xiàn)表觀缺陷及應力集中點，這是由炭黑的高結構造成的。物理方法中炭黑的最小存在形式是凝聚體，以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示。這些凝聚體的尺寸、形態(tài)和每一凝聚體中的粒子數(shù)量構成的凝聚體是這些炭黑具備高結構，并且由于炭黑的加工工藝，炭黑表面會殘存少量如酚基、醌基、羧基、羥基等有機基團。聚乙烯炭黑母粒在生產過程中，在設備的強剪切力作用下，聚乙烯會斷鏈并產生大量自由基，炭黑表面極性有機基團與斷鏈產生的自由基形成氫鍵，這些氫鍵形成外力難以打斷的基團，造成分散壞點。并且炭黑母粒存儲過程中，在環(huán)境溫度與濕度作用下，由于炭黑的高結構特性及聚乙烯分子鏈特性，炭黑所結合的柔性聚乙烯分子鏈更加緊密地結合在炭黑聚集體上，形成外力難以打開的交聯(lián)結構，在產品中形成應力壞點。

行業(yè)內目前的解決方案是將傳統(tǒng)剪切型密煉機更換為連續(xù)密煉機，依靠連續(xù)密煉機在密煉剪切過程中的階段式加壓、拉伸、釋放應力、加壓的循環(huán)模式，達到減少炭黑母粒中凝膠基團的目的。但是該設備加工的產品，炭黑含量最高只能達到約39％，同樣添加量情況下產品中炭黑含量不達標，影響產品的外觀黑度及抗紫外老化性能。并且連續(xù)混煉機價格高昂，市場推廣力度比剪切型密煉機差。

申請?zhí)枮?01210547660.2公開了一種制作聚乙烯管材的混配料的炭黑母粒，炭黑母粒各組分的重量百分比為：炭黑32.2-50％，載體樹脂47.2-65％，抗氧劑0.1-0.3％，硬脂酸鹽0.5-2.5％。

申請?zhí)枮?01610154819.2公開了一種用于高密度聚乙烯土工膜的炭黑母粒，各組分的質量百分比為：炭黑：30％-55％；載體樹脂：45％-70％；主抗氧劑：0.1％-0.4％；輔助抗氧劑：0.1％-0.4％；潤滑劑：0.1％-0.2％。

申請?zhí)枮?01911324130.X公開了一種PE壓力管道用HDPE載體炭黑母粒，由以下重量份的原料組成：HDPE載體樹脂27-52.7份炭黑40-55份乙烯共聚物分散劑5-10份松香類助分散劑2-5份抗老化助劑0.3-3份。

發(fā)明內容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術中炭黑母粒凝膠基團過高影響產品性能的技術問題，提供一種低凝膠炭黑母粒及其制備方法，能夠有效降低炭黑母粒中凝膠基團的含量，提高產品的使用性能。

本發(fā)明提供一種低凝膠炭黑母粒，由以下重量份的原料組成：改性聚乙烯85份，炭黑100份，第一加工助劑10份，第二加工助劑5份，抗老化助劑3份；改性聚乙烯由以下重量份數(shù)的原料組成：聚乙烯樹脂100份，硅助劑5～30份，抗氧劑5份；第一加工助劑為聚合型聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、醋酸乙烯基蠟中的一種或多種；第二加工助劑為乙撐雙硬脂酰胺、接枝乙撐雙硬脂酰胺、含氟聚合物加工助劑中的一種或多種。