一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒及其制备方法和应用。


背景技术：

2.尼龙材料因其具有优异的综合性能，作为工程塑料被广泛应用于各行各业中。人们在追求尼龙材料力学性能的同时，对其外观颜色也逐渐提出了要求。为了获得各种各样的颜色，需要对尼龙材料进行染色。常见的方法是在尼龙基体中加入色粉或色母粒。然而尼龙材料在光照、高温或潮湿条件下容易出现变色严重的问题，尤其是橙色、黄色和红色等绚丽颜色。因此，为了保证颜色的稳定性，人们从颜料本身改性优化的角度出发，提出了一些列解决方案。
3.cn112029269a公开了一种尼龙用耐热老化颜色稳定的色母粒。该色母粒组成包括聚酰胺载体树脂、改性色粉、分散剂和抗氧剂组成。该发明中的色母粒为颜色鲜艳的红色系列母粒，在保持原有颜色鲜艳性的同时，解决了传统色母粒在尼龙产品中的耐热老化颜色稳定性差的问题。cn103756294a公开了一种抗uv尼龙用色母粒配方。该色母粒由以下组分组成：棕色着色剂，聚酰胺树脂，复合稳定剂，红外反射颜料，顺式氯氰菊酯，分散剂；复合稳定剂至少包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、卤化铜类稳定剂、受阻胺类光稳定剂、抗水解剂、二苯甲酮类、苯并三唑类紫外线吸收剂中的两种。该发明主要采用多种稳定剂的复配，使各种稳定剂产生协同效应，确保材料在加工过程中和在户外长期使用中都能保证稳定性，材料的力学性能更佳，适用于有长期耐候要求的高端尼龙产品设计和应用。
4.然而现有技术中尚未有关在吸湿条件下，如何获得颜色稳定的橙色尼龙材料用色母粒的报道。因此，有必要研发一种能够在潮湿条件下保持尼龙材料颜色稳定性的橙色色母粒，从而为高颜色稳定的橙色尼龙材料的制备提供一条新思路。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒；本发明的目的之二在于提供一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒的制备方法；本发明的目的之三在于提供尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒在制备高颜色稳定的橙色尼龙材料方面的应用。
6.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.1.一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒，按重量份计，所述色母粒包括如下组分：pa6树脂44～58.5份、橙色粉复配物5～8份、增塑剂25～30份、钛白粉10～15份、热稳定助剂0.5～1份、加工润滑剂1～2份；
8.所述橙色粉复配物为溶剂橙116和溶剂橙60形成的混合物；所述溶剂橙116和溶剂橙60的质量比为1.5～2:1。
9.优选的，所述增塑剂为n-丁基苯磺酰胺或n-乙基苯磺酰胺中的任意一种。
10.优选的，所述热稳定助剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂1098、抗氧化剂1076、抗氧化剂h10或抗氧化剂h161中的任意一种或几种。
11.优选的，所述加工润滑剂为硅蜡、硅酮或季戊四醇硬脂酸酯中的任意一种或几种。
12.2.所述色母粒的制备方法，所述制备方法如下：将pa6树脂、橙色粉复配物、钛白粉、热稳定助剂和加工润滑剂混合均匀后从主喂料口加入挤出机中，增塑剂从液体喂料口加入挤出机中，经熔融、挤出、造粒即可。
13.优选的，所述挤出的温度为220～240℃。
14.3.所述色母粒在制备高颜色稳定的橙色尼龙材料中的应用。
15.本发明的有益效果在于：本发明提供了一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒。该色母粒包括如下组分：pa6树脂、橙色粉复配物(溶剂橙116和溶剂橙60按一定质量比形成的混合物)、增塑剂、钛白粉、热稳定助剂和加工润滑剂。通过向色母粒中添加两种在吸湿条件下
△
l、
△
a、
△
b变化相反的橙色颜料(溶剂橙116和溶剂橙60)，同时结合添加增塑剂的协同增效作用，当将该色母粒添加在尼龙材料中，解决了橙色尼龙材料因吸湿变色严重问题，从而使得橙色尼龙材料在长期吸湿条件下颜色能保持稳定，色差
△
e＜0.3。
16.本发明还提供一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒的制备方法，改制备方法操作步骤简单，可以实现大规模工业化生产。
17.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
18.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
19.图1为本技术中的尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒应用于尼龙材料中在吸湿条件下色差变化的原理图。
具体实施方式
20.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.实施例1～5
22.实施例1～5中尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒包含的组分如下，各组分的配比如表1所示：
23.pa6树脂：牌号m2400；
24.橙色粉复配物：溶剂橙116与溶剂橙60形成的混合物；
25.增塑剂：n-丁基苯磺酰胺；
26.钛白粉：二氧化钛；
27.抗氧剂：h161；
28.加工润滑剂：硅蜡，牌号e525；
29.表1实施例1～5中尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒中各组分的配比
[0030][0031]
实施例1～5中各色母粒的具体制备方法如下：按照表1中各组分的配比将pa6树脂、橙色粉复配物、钛白粉、热稳定助剂和加工润滑剂混合均匀后从主喂料口加入挤出机中，增塑剂从液体喂料口加入挤出机中，经熔融、挤出、造粒即可(其中挤出的温度为240℃)。
[0032]
对比例1～6
[0033]
与实施例1～5的区别在于，橙色色母粒中各组分的组成或配比不同，具体如表2所示：
[0034]
对比例1～6中橙色色母粒中各组分的配比
[0035][0036]
对比例1～6中各色母粒的具体制备方法如下：按照表2中的配比将pa6树脂、橙色粉复配物、钛白粉、热稳定助剂和加工润滑剂混合均匀后从主喂料口加入挤出机中，增塑剂从液体喂料口加入挤出机中，经熔融、挤出、造粒即可(其中挤出的温度为240℃)。
[0037]
图1为本技术中的尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒应用于尼龙材料中在吸湿条件下色差变化的原理图。图1中
△
l为黑白偏差量，正值变白，负值变黑；
△
a为红绿偏差量，正值变红，负值变绿；
△
b为黄蓝偏差量，正值变黄，负值变蓝。从图1中可以看出当向尼龙专用橙色色母粒中添加溶剂橙116时，添加该色母粒的尼龙材料在吸湿条件下，
△
l、
△
a、
△
b的变化为正负正；当向尼龙专用橙色色母粒中添加溶剂橙60时，添加该色母粒的尼龙材料在吸湿条件下，
△
l、
△
a、
△
b的变化为负正负；而当向尼龙专用橙色色母粒中添加按特定比例复配形成的溶剂橙116和溶剂橙60的混合物时，添加该色母粒的尼龙材料在吸湿条件下，由于溶剂橙116和溶剂橙60的
△
l、
△
a、
△
b变化相反、可以相互抵消，根据色差
△
e的计算公式
△
e＝(
△
l2+
△
a2+
△
b2)
1/2
可知，最终制备的橙色尼龙材料的
△
e值很小，即变色很小，从而实现了橙色尼龙材料在长期吸湿条件下的颜色高稳定。
[0038]
性能测试
[0039]
为了验证本发明所得的尼龙材料专用高颜色稳定的橙色色母粒的性能，对实施例1～5和对比例1-6所得色母粒添加到pa6树脂中进行吸湿变色和吸湿率测试，测试结果如表3所示。具体测试方法如下：
[0040]
将实施例1～5和对比例1-6所得色母粒分别按4wt.％的添加量加入pa6树脂中，均匀混合后置于真空烘箱中，于100℃下干燥3h，然后用注塑机注塑成尺寸为60mm
×
60mm
×
2mm且表面光滑的色板；将各色板在23℃、55％湿度环境中冷却后，分别用色差仪(d65光源)和天平测试各色板在0天(参照标准)、1天、7天、30天、60天的l、a、b和重量，并计算相应的
△
l、
△
a、
△
b、
△
e和吸湿率，实验结果如表3所示。
[0041]
表3实施例1～5以及对比例1～6中相应的色母粒添加在尼龙材料时相应吸湿变色和吸湿率的对比
[0042][0043]
从表3中可以看出，溶剂橙116和溶剂橙60的配比量以及增塑剂的含量对添加该色母粒的尼龙材料吸湿后变色效果有着至关重要的影响，当色母粒中溶剂橙116和溶剂橙60的配比量为1.8:1、增塑剂为30份时，相应的尼龙材料吸湿后变色情况可以得到显著改善。
[0044]
对于溶剂橙116和溶剂橙60的配比量来说，通过对比实施例1～3以及对比例1～4可以发现，当色母粒中橙色粉复配物这一组分仅为溶剂橙116或溶剂橙60时，相应尼龙材料的
△
e值迅速增大，说明其吸湿变色情况非常严重；而色母粒中橙色粉复配物这一组分既包含溶剂橙116，又包含溶剂橙60时，由于溶剂橙116与溶剂橙60在吸湿过程中
△
l、
△
a、
△
b的变化方向相反，因此导致相应尼龙材料的
△
e值降低，变色较小。其中，当溶剂橙116和溶剂橙60的配比为1.8:1时，相应尼龙材料的
△
e值最小，吸湿变色情况较轻，添加该橙色色母粒所得的尼龙材料长期吸湿条件下颜色稳定。
[0045]
对于增塑剂来说，通过比较实施例4～5和对比例5～6可以发现，当在色母粒中不添加增塑剂时，相应尼龙材料的吸湿变色情况严重，且
△
l、
△
a、
△
b和
△
e值波动大；当在色母粒中添加30份增塑剂时，相应尼龙材料吸湿变色情况较轻。即添加增塑剂的色母粒能够改善相应的尼龙材料吸湿后的变色情况，但若增塑剂添加量不足，改善吸湿变色效果不明显；若增塑剂添加量过多，会导致色母粒无法加工。
[0046]
综上所述，本发明提供了一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒。通过向色母粒中添加两种在吸湿条件下
△
l、
△
a、
△
b变化相反的橙色颜料(溶剂橙116和溶剂橙60)，同时结合添加增塑剂的协同增效作用，当将该色母粒添加在尼龙材料中，解决了尼龙材料因吸湿变色严重问题，在长期吸湿条件下颜色能保持高稳定性。
[0047]
本发明还提供一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒的制备方法，该制备方法操作步骤简单，可以实现大规模工业化生产。
[0048]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒，其特征在于：按重量份计，所述色母粒包括如下组分：pa6树脂44～58.5份、橙色粉复配物5～8份、增塑剂25～30份、钛白粉10～15份、热稳定助剂0.5～1份、加工润滑剂1～2份；所述橙色粉复配物为溶剂橙116和溶剂橙60形成的混合物；所述溶剂橙116和溶剂橙60的质量比为1.5～2:1。2.根据权利要求1所述的色母粒，其特征在于：所述增塑剂为n-丁基苯磺酰胺或n-乙基苯磺酰胺中的任意一种。3.根据权利要求1所述的色母粒，其特征在于：所述热稳定助剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂1098、抗氧化剂1076、抗氧化剂h10或抗氧化剂h161中的任意一种或几种。4.根据权利要求1所述的色母粒，其特征在于：所述加工润滑剂为硅蜡、硅酮或季戊四醇硬脂酸酯中的任意一种或几种。5.权利要求1～4任一项所述的色母粒的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：将pa6树脂、橙色粉复配物、钛白粉、热稳定助剂和加工润滑剂混合均匀后从主喂料口加入挤出机中，增塑剂从液体喂料口加入挤出机中，经熔融、挤出、造粒即可。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述挤出的温度为220～240℃。7.权利要求1～4任一项所述的色母粒在制备高颜色稳定的橙色尼龙材料中的应用。

技术总结
本发明涉及一种尼龙材料专用的高颜色稳定的橙色色母粒及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。该色母粒包括如下组分：PA6树脂、橙色粉复配物(溶剂橙116和溶剂橙60按一定质量比形成的混合物)、增塑剂、钛白粉、热稳定助剂和加工润滑剂。通过向色母粒中添加两种在吸湿条件下


技术研发人员：李福顺 周雷 叶淑英 刘小林 陈健 吕强 刘罡 简瑞 彭勇 周鑫 胡志 钟志强 丁学良 龚小弟 王雨晨 石涛 杨晓娟
受保护的技术使用者：中煤科工集团重庆研究院有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/7/7