無機納米材料具有不同于宏觀粒子或材料的特性,是目前材料科學、物理科學重點研究對象之一,當將宏觀物體的尺寸分割至納米顆粒后,其物理性能及化學特性等性質(zhì)和大尺寸固體材料顯著不同。

將無機納米材料作為分散相應用在聚合物基體中,不僅對聚合物基體起到增強、增韌等性能優(yōu)化的作用,并具有降低成本,提高塑料產(chǎn)業(yè)價值的作用。無機填料尺寸納米化可以使填料表面活性增高,促進了填料在高性能化技術(shù)中的應用,無機納米填料填充改性聚合物應用廣泛、發(fā)展前景良好。與此同時,無機納米填料在色母粒的生產(chǎn)與應用研究中也得到了廣泛的應用,具有重要的行業(yè)價值。

將納米CaCO3、納米BaSO4部分替代顏料應用于色母粒中,采用納米CaCO3、納米BaSO4替代一部分顏料后,經(jīng)過適當?shù)幕旌瞎に囍苽渖�母�?然后將所制得的色母粒應用于相應制品中,結(jié)果表明,被著色制品色彩性能不僅沒有降低,反而有所增加,說明實驗中添加的無機納米粒子可以部分取代顏料,作為助劑分散在母�；�體中,無機納米粒子的加入為體系引入更多活性點,有利于提高有機顏料在母粒中的分散均勻程度,同時,可以使整個體系的加工過程的流動性能基本上維持不變。

本文基于以往的研究,開發(fā)新的能夠在色母粒的制備中進行添加的無機納米填料。本文采用凹凸棒粘土、硅灰石、蒙脫土等無機納米填料,通過干混的方法分別以不同的比例部分替代顏料制備聚烯烴(低密度聚乙烯)色母粒,將添加納米填料的聚烯烴(低密度聚乙烯)紅色母粒加入到制品樹脂LDPE中,使用平板硫化儀進行模壓成型制備色板及薄膜制品,采用積分球測色儀表征樣板、膜的色彩性能,考察無機納米填料部分替代顏料對紅色母粒色彩性能的作用,采用光學顯微鏡觀察薄膜制品中的分散狀況,使用熔融指數(shù)儀測定色母粒的熔融指數(shù)來表征母粒的加工流動性,最后測定體系的耐熱溫度。

實驗結(jié)果表明：凹凸棒粘土、硅灰石、蒙脫土三種無機納米填料部分替代有機紅顏料(永固紅F5R)制備色母粒,其最終制品的色彩性能不但沒有降低,在一定程度上還有所增加,所以三種無機納米填料的加入,在保證各項性能不降低的條件下,有效的減少了顏料的用量,達到大大減少了紅色母粒生產(chǎn)成本的效果。

三種無機納米填料部分替代有機紅顏料的最佳替代比例分別為15%、15%、10%,在三種無機納米填料的最優(yōu)替代比值時,通過將所制母粒添加到樹脂中所得的制品的色彩性能、加工流動性等基本功能及工藝性能保持不變。

三種無機納米填料部分替代有機紅顏料,三者都屬于無機剛性粒子,因為各自特有的微觀結(jié)構(gòu),使得三者在整個體系中都能起到研磨顏料、阻隔顏料團聚的作用,從而有效的改善了體系的分散性能,所以在三種無機納米填料的加入后,雖然體系顏料的質(zhì)量分數(shù)降低了,但是由于分散性提高了,體系中的顏料有效濃度并未降低,從而使得色母粒對塑料制品的著色效果沒有受到影響。

凹凸棒粘土部分替代有機紅顏料在最佳替代比例時,所制備的色母粒添加在樹脂里得到的制品與不替代相比,色差僅為0.28,而耐熱溫度則提高了13℃；硅灰石在最佳替代比例時,制備的制品與不替代相比,色差為1.07,但是其耐熱溫度提高了23℃；蒙脫土在最佳替代比例時,制備的制品與不替代相比,色差為0.34,耐熱溫度提高了8℃。