CN1886474A - 包含蜡和表面活性剂的球形珠光颜料浓缩物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了基本为球形的组合物，其包含约60至约80重量％的珠光颜料、约14至约38重量％的蜡和约2至约6重量％的表面活性剂。该组合物特别适用于挤入任何母炼用的聚合物中。然后一般将母料吹塑或注塑或挤出为成品。

Description

包含蜡和表面活性剂的球形珠光颜料浓缩物
发明背景
珠光或珍珠质颜料模拟天然珍珠的效果，并且由在光谱的可见光区域透明的薄片组成。这些片非常光滑，照射到这些片上的光线部分被反射，部分透过片。透过的部分光随后被片中的其他层反射。其结果就出现了来自许多层的多重反射，这样，由于眼睛不能聚焦在一个特定的层上而产生了闪光深度。
发生的反射是镜面的，因为入射角等于反射角。以非镜面角度反射的光的量较少，并且当越过镜面角时被反射的光的量迅速减少。其结果是珠光颜料对观察角极其敏感。为了使被反射的光的量最大，片必须非常光滑。任何的表面粗燥都引起光线以非镜面方式散射并使光泽效果减小。
为了使反射率最大，片必须彼此平行且与基底平行地排列。如果不这样排列，光将被随机反射，同样，光泽将减弱。被反射的光的量取决于折射系数。随着折射系数提高，被反射的光的量增加。
1979年10月出版的Mearl公司的Use of Mearlin Luster Pigments inPlastics指出，由涂有二氧化钛和/或氧化铁的云母构成的珠光颜料可用聚烯烃分散。该文献推荐添加1％低分子量聚乙烯粉末以获得最佳分散。通过在班伯里类型或连续混合机中预混合，可以将珠光颜料混入浓缩物形式。除了班伯里混合机或连续混合-挤出机之外，其他类型的混合器，例如二辊磨、砑光机、旋涡强烈混合机(Henschel型)和双行星混合机，也可用于制备浓缩物。另外参见普通授权的的美国专利3,819,566。
所述浓缩物一般与有机着色剂和聚合物混合，然后挤出并制粒以形成母料。母料然后一般吹塑或注塑，形成成品。
美国专利6,451,102指出，嵌入颜料是一种由改进其流动特性的材料包围或至少部分涂覆的颜料。该文献指出，嵌入颜料可用于生产母料，一种可用的嵌入颜料是可购得的IRIODINOWM8颜料。标为0303的Merck’sEffect Pigments for Plastics(可在2003年10月Merck的主页上获得)指出，IRIODINOWM8颜料包含70％珍光颜料(二氧化钛涂覆的云母)和30％的低分子量聚合物。当我们使用下述对比例A的母料前体挤出IRIODINOWM8颜料以形成下述对比例F的母料时，发现挤出机线(extruder strand)断裂，因此需要手动从挤出机向制粒机送料。而且，对比例A的产物不是基本为球形的，这是不利的。
美国专利6,398,862公开了一种不起尘组合物。该专利描述了将糊挤出或压成颗粒，因而其本身没有明确地描述基本为球形的组合物。
因此，工业上需要不会导致断线的母料前体。还需要提供较高的挤出机产量的母料前体。
发明概要
为了响应工业需要，本发明提供了一种基本为球形的组合物，其包含约60至约80重量％的珠光颜料、约14至约38重量％的蜡和约2至约6重量％的表面活性剂。本发明的基本为球形的形状使流动性得到改进。本发明还提供了包含前述组合物的母料前体。本发明还提供了一种提高挤出机中母料产量的方法，其包括以下步骤：将聚合物与包含珠光颜料、蜡和表面活性剂的基本为球形的组合物混合，并挤出该组合物以形成母料。
有利地是，本发明组合物不起尘，提供了提高了的母料挤出机产量，使来自挤出机的线断裂降到最低程度或完全消除，并且缩短了生产时间。
附图的简要说明
图1是对比例A的GCMS。
图2是对比例A、发明例3和发明例4的DSC。
图3是发明例1的GCMS。
图4是对比例A产物的光学显微照片。
图5是与发明例1的母料前体类似的母料前体的光学显微照片。
发明详述
珠光颜料：
这里使用的短语“珠光颜料”是指在光线透过该颜料或由其反射时显示类似珍珠或珍珠质或彩虹效果的颜料。正如本领域所公知的，这种颜料的特性取决于光学干涉现象，这在L.M.Greenstein，“Nacreous(Pearlescent)Pigments and Interference Pigments”， Pigment Handbook，第1卷，Properties and Economics，第二版，John Wiley & Sons，Inc.(1988)中有充分描述。
可用于本发明的珠光颜料包括二氧化钛涂覆的云母；氧化铁涂覆的云母；如授予Louis Armanini等人的普通授权的美国专利4,146,403披露的氧化铁涂覆的涂有二氧化钛的云母；如授予William J.Sullivan等人的普通授权的美国专利5,753,371披露的氧化铁或二氧化钛涂覆的玻璃；如授予Carmine DeLuca等人的普通授权的美国专利5,611,851披露的片状金属氧化物；如授予Paul Cao的普通授权的美国专利6,572,695、6,579,357和6,582,507披露的氯氧化铋效果颜料；如授予James D.Christie等人的普通授权的美国专利6,325,847和6,440,208披露的光学可变颜料；美国专利6,132,873的介电反射体；用二氧化硅然后用氧化铁或二氧化钛涂覆的基材；和用二氧化钛或氧化铁然后用二氧化硅涂覆的基材；这些全部引入本文；可从Engelhard Corporation购得的FIREMIST珠光颜料(包含硼硅酸钙钠和二氧化钛)；可从Engelhard Corporation购得的MAGNAPEARL1000珠光颜料(包含70-80重量％云母和20-30重量％二氧化钛)；可从Engelhard Corporation购得的MAGNAPEARL1100珠光颜料(包含67-75重量％云母、0.2-2.0重量％氧化锡和25-31重量％的二氧化钛)；可从Engelhard Corporation购得的MAGNAPEARL2100珠光颜料(包含56.5-64.5重量％云母、0.2-2.0重量％氧化锡和35.5-41.5重量％二氧化钛)；和可从Engelhard Corporation购得的片状二氧化钛。
可用的珠光颜料包括至少一种涂覆在至少两种不同材料或基材的混合物上的金属氧化物，这些材料或基材可以具有任何形态，包括片状、球形、立方体形、针状、须状或纤维状。可用的片状材料的实例包括片状氧化铝、片状玻璃、铝、云母、氯氧化铋、片状氧化铁、片状石墨，片状硅石、青铜、不锈钢、天然珍珠、氮化硼、二氧化硅、铜薄片、铜合金薄片、锌薄片、锌合金薄片、氧化锌、搪瓷、陶土和瓷器等。还可以使用前述片状材料或至少一种前述片状材料与至少一种非片状材料的任意组合。为了方便，下面的描述集中于玻璃与云母的组合，但是也可以使用其他组合。云母是合意的，因为其透明度高、反射强、色度浓，这主要是由于存在小的涂覆的薄片。玻璃薄片具有高透明度、非常白的整体色彩和在强光下的闪光效应的特征，但是，如以上所述，其因高的成本和熔点被排除在许多应用之外。
可用的球形材料的实例包括玻璃、塑料、陶瓷、金属或合金，并且球可以是实心或空心的。适用的玻璃球披露于美国专利5,217,928，在此通过参考全部引入本文。
可用的立方材料包括玻璃立方体。在一个实例中，本发明使用两种或多种分层基材的混合物。优选地，基材之一是片状氧化铝或片状玻璃。
特别地，各基材可构成混合物的约5-90％，但优选大多数混合体由一种基材(如云母)构成。更优选地，混合体包含至少约65％云母，甚至更优选至少约75％云母。特别地，云母片和玻璃片具有在上述范围内的平均粒径和厚度。虽然优选使用C玻璃，但在现有技术中，任何类型玻璃和形态都可用于本发明。其他可用的玻璃薄片具有的厚度≤1.0μm，并且软化点≥800℃。
玻璃可分为例如A玻璃、C玻璃、E玻璃和ECR玻璃。满足软化点特性要求的玻璃是石英玻璃和软化点≥800℃的任何其他玻璃组合物。满足所述要求的玻璃薄片是特种玻璃，例如Schott Duran或Supremax类型。依照ASTM C 338，软化点被定义为当直径为0.55-0.75mm、长度为23.5cm的均匀玻璃纤维的上10cm以5℃/min的速率加热时长度增大1mm/分钟时的温度。
可用的至少两种不同材料或基材的混合物的实例列于下表。
  第一材料   第二材料
  A玻璃   C玻璃
  A玻璃   E玻璃
  A玻璃   ECR玻璃
  A玻璃   石英玻璃
  C玻璃   E玻璃
  C玻璃   ECR玻璃
  C玻璃   石英玻璃
  E玻璃   ECR玻璃
  E玻璃   石英玻璃
  碳化硅   云母
  玻璃球   云母
  主要为氧化铁，包含其他氧化物   玻璃球
  主要为氧化铁，包含其他氧化物   云母
  氧化锌   玻璃
  金属或合金   玻璃
  陶瓷微球   云母
  玻璃泡   云母
蜡：
本发明的蜡改进了珠光颜料的流动性。优选地，所述蜡包含极性基团和分散基团(蜡的整体特性是分散性强于极性)。优选的极性基团包括包含氧、胺或酸的官能团。优选的分散基团包括直链或支链的烃、饱和或不饱和的烃和卤代烃。所述分散基团包含能够旋转并因此便于使极性基团静电吸引到珠光颜料上的σ键；它们还对聚合物具有亲合性。所述蜡优选是被氧化的烃，更优选被氧化的饱和烃，甚至更优选被氧化的聚烯烃，而且最优选被氧化的聚乙烯。优选地，所述蜡的熔点低于其中加入该蜡的聚合物的熔点，以利于通过较早熔化的混合物提高母料产量。可用的氧化聚烯烃蜡包括聚乙烯和聚丙烯。蜡在组合物中的存在量优选为14至约38重量％，更优选约18至约32重量％，最优选约25.8至约26.5重量％。
表面活性剂：
优选地，本发明表面活性剂具有极性和非极性的分散部分。在所述表面活性剂中，极性部分包含乙氧基化的醇，而非极性分散部分包含烃。在所述表面活性剂中，极性部分与优选的珠光颜料的极性二氧化钛表面相连。在所述表面活性剂中，非极性部分使表面活性剂容易地分散到优选的聚烯烃中，并且由于珠光颜料的极性部分与表面活性剂的极性部分相连，表面活性剂能够容易地混入优选的聚烯烃中。所述表面活性剂的分子量(Mn)在约800至约1300范围内。最优选的表面活性剂包括聚(氧-1，2-亚乙基)，α-(9Z)-9-十八碳烯基-ω-羟基-(9Cl)和C12-14乙氧基化仲醇的混合物。因而，有利地，本发明表面活性剂具有提供额外湿润珠光颜料的作用并降低将母料前体与混合物混合所需的能量。表面活性剂的存在量优选为组合物的约2-6重量％，更优选为组合物的约3至约4.5重量％，最优选为组合物的约3.5至约4.2重量％。有利地，C12-14乙氧基化仲醇已获得FDA批准用于与食品接触。Sakai，Tadao；Simultaneous Determination of Cationic Surfactantsand Nonionic surfactants by Ion Association Titration；Analytical Sciences；2003年9月；第19卷第13223-25页提供了一种有效的滴定程序。
本文使用的短语“基本为球形”是指当在光学显微镜下观察时，组合物中至少50％具有球形形状。
我们发现，使用包含蜡、表面活性剂和水的混合物的蜡乳液是本发明的关键。在这种蜡乳液中，表面活性剂降低了混合两种不混溶组分(即蜡和水)所需的能量，并且起着稳定乳液的作用。优选的乳液具有小于1微米的粒径。氧化的聚烯烃蜡与表面活性剂的乳液可作为MICHEM72040、72040M和72040M1乳液从Michelman获得。Michelman的MICHEM72040M1乳液包含60重量％水、35重量％蜡和5重量％表面活性剂。日期为2002的Michelman产品说明书介绍MICHEM乳液72040是可用于纺织工业以提高加工过程中的润滑性、并且最经常用作针用润滑剂、减少针在高速缝纫操作中磨损的非离子聚乙烯蜡，但是没有介绍或建议将其用于本发明。
制备：
乳液颜料在低剪切混合桶中合并。优选地，乳液与颜料的重量比为约1.8至约1，并且更优选为约1.068至约1。
将乳液与颜料混合，然后加入去离子水以获得期望的粘度。混合在容器内于连续且缓慢的搅拌下进行。混合速率应产生较低的剪切力以使夹带进入浆液的空气最少。
混合物应尽可能迅速地通过喷雾干燥器处理。否则，保持在混合容器或储罐中可导致组分分离或沉降。通过雾化装置将混合物泵入喷雾干燥器内。可以使用旋转雾化器或其他液滴形成系统。然后将该混合物送入喷雾干燥器内，同时将入口温度保持在约200℃至约360℃(等于约392至约680)，将出口温度保持在约88℃至约115℃(等于约190至约240)。喷雾干燥器的出口温度略高于蜡温度以使蜡围绕珠光颜料流动。
所获得的基本为球形的组合物提供了期望的产物流动特性，例如在与聚合物一起流过挤出机桶期间剪切阻力较低。挤出机的产能也得到提高。获得的干混物包含约70％珍珠。
尽管不希望受缚于理论，但我们认为表面活性剂降低了挤出机在混合聚合物与母料前体的混合阶段需要的能量，因此留下了更多能量可用于挤出机抽吸阶段，并且表面活性剂通过至少部分封装珠光颜料达到了前述目的。
本发明组合物特别适用于其中在高于120℃温度下处理珠光颜料并将其混入聚合物的任何方法。可将本发明组合物挤入用于母炼的任何聚合物中。可用的无定形聚合物包括聚苯乙烯、苯乙烯马来酸酐、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯丙烯腈、聚碳酸酯、聚苯醚(polyphenyloxide)、多芳基化合物、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚苯硫、和聚酰胺-酰亚胺。可用的结晶树脂包括聚烯烃，包括低密度和高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯和聚丙烯；聚甲醛；尼龙，包括尼龙6、尼龙6/6和尼龙4/6；聚酯，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚邻苯二酰胺、含氟聚合物和聚醚醚酮。
本发明组合物有利地以足以制备基于组合物总量至少约25重量％珠光颜料的母料的量用于聚合物母料的配制物。特别地，本发明母料前体以足以制备基于组合物总量至少约35重量％珠光颜料的母料的量混入母料聚合物。
应用：
母料一般加入适当的新鲜聚合物中，以通过吹塑、注模或挤出处理制备最终的着色部件。实例包括化妆品和个人护理用品容器，如皮肤护理产品，其中包括面膜、抗UV洗液、液体皂、婴儿用油和抗菌产品；毛发护理产品，包括香波、护发素、发胶和定型剂以及着色剂；化妆用品，包括指甲油、睫毛膏、眼影和香水；剃须膏；除臭剂；牙齿用品；衣服洗涤剂瓶；食品饮料容器；玩具；梳子；药物包装膜和食品包装膜。
分析测试方法：
通过差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)测量熔点。对于DSC，使用可从Perkin-Elmer购得的铝质试样盘。称取2.2-2.4毫克试样放入盘中。将盖子放到盘上，然后使盖子弯曲。使用Perkin-Elmer DSC7补偿型。氮气以25毫升/分钟的速率使用。以1秒钟的间隔以10℃/分钟的速率将试样由室温加热到200℃。
对于TGA，使用可从Perkin-Elmer购得的大铂试样盘。称取4.4-4.5毫克试样放入盘中。使用Shimadzu TGA50。氮气以30毫升/分钟速率使用。以2秒钟的间隔以20℃/分钟的速率将试样由室温加热到300℃。
按照下述确定气相色谱质谱。将试样放入ThermexTM高温测定池(pyrocell)中，并以10℃/分钟的速率在流动氦中加热到230℃并在230℃保持10分钟。流出的气体收集到大约150℃的低温测定池(cryocell)中。在热解加热循环后，低温测定池的温度增加到300℃，将收集的分析物释放到GC柱中(Varian CP-Sil 5 CB普通目的柱，30m×0.32mm×10m)。然后以10℃/分钟的速率将GC(HP6890)炉由室温加热290℃。利用LECOPegasusII TOF-MS设备，在整个GC炉加热循环的持续时间内收集质谱。以20光谱/秒的获取速率同时监视所有在5和300之间的块体。
燃烧过程中的灰份和损失按照下述测定。将1-2g试样放入瓷坩埚中，然后放入设定在900℃的炉中。1小时后，将试样从炉转移到干燥器中并冷却到室温。称量坩埚和试样的重量。烧失量(LOI)计算如下：％LOI＝坩埚重量+((W2-We)/(W1～We))×100，其中W2＝燃烧后的坩埚重量+试样重量(g)，W1＝燃烧前的坩埚重量+试样重量(g)，We＝燃烧后空坩埚的重量(g)。
下述对比例和发明例涉及母料前体及其制备。
对比例A
对比例A为Merck公司的IRIODINWM8珠光颜料。Merck的编号为0303的Effect Pigments for Plastics(可在2003年10月Merck的网页上获得)介绍IRIODINWM8颜料包含70％珠光颜料(二氧化钛涂覆的云母)和30％的低分子量聚合物。对比例A的GCMS示于图1中。结果说明存在烃基。由于表面活性剂一般具有极性基团，而对比例A没有显示出任何极性基团如-NH2、-COOH、-COC-或-COH的存在，因此对比例A不包含表面活性剂。对比例A的DSC示于图2中。
对产物进行光学显微。如图4(a)以200倍放大倍率和图4(b)以500倍的放大倍率所示，光学显微表明获得的产物几乎都不是球形，相反，材料为聚集团块的形式。平均粒径为约10至约180微米，其中大多数颗粒具有的粒径为约20至约120微米。
对比例B
对比例B包含35重量％的低密度聚乙烯(熔点为160℃；由UnionCarbide公司提供)和65重量％的颜料(来自Engelhard Corporation的MAGNAPEARL2100颜料)并且按照下述制备。不存在表面活性剂。
将525克低密度聚乙烯和975克颜料加入容量为3.5磅的班伯里密炼机中。在300-368(约149℃至约187℃)持续混合14分钟。取出该复合材料，冷却到室温，切成大约1英寸的立方体，然后在转刀式制粒机中研磨成直径不超过4mm的颗粒。
对比例C
对比例C包含35重量％的乙烯-丙烯酸共聚物蜡(来自Honeywell Inc.的A-CD5120)和65重量％的颜料(来自Engelhard Corporation的MAGNAPEARL2100颜料)并且如下制备。其中不存在表面活性剂。
将525克乙烯-丙烯酸共聚物和975克颜料加入容量为3.5磅的班伯里密炼机中。在190-222(约88℃至约106℃)下持续混合11分钟。
该混合物是脆硬的，并且造粒前不需要切碎。使用对比例B中描述的制粒机，但在4mm孔被半固体蜡堵塞之前仅获得了1000克颗粒状产物，其熔点为92℃，足以因设备摩擦热开始熔融。
对比例D
对比例D包含35重量％的聚乙烯蜡(来自Honeywell Inc.的A-C725均聚物)和65重量％的颜料(来自Engelhard Corporation的MAGNAPEARL2100颜料)并且如下制备。其中不存在表面活性剂。
将525克聚乙烯蜡和975克颜料加入设定在250(约121℃)容量为3.5磅班伯里密炼机中，并使其在100RPM下完全熔化。将最终的批次搅拌9分钟。蜡熔点为110℃。该混合物是脆硬的，并且造粒前不需要切碎。该产物然后在转刀式制粒机中粒化，并研磨为自由流动无粉尘粉末。
发明例1
将700克颜料、750克40％固体的乳液和1883克蒸馏水放入塑料桶中。所用颜料为来自Engelhard Corporation的MAGNAPEARL2100，并且包含56.5-64.5重量％云母、0.2-2.0重量％氧化锡和35.5-41.5重量％二氧化钛。所述乳液包含约96.3重量％氧化聚乙烯蜡和3.7重量％聚(氧-1，2-亚乙基)、α-(9Z)-9-十八碳烯基-ω-羟基-(9Cl)并且为Michelman MICHEM72040乳液。低速机械搅拌该混合物以避免形成泡沫，搅拌45分钟。
利用蠕动泵将浆液加入预热到350℃的CNIRO转盘式喷雾干燥器的进料口，并且一旦开始添加后就不再搅拌。在80分钟的运行期间干燥器入口温度保持在350℃，出口温度保持在110℃。所述盘通过在设备上保持为设置2的空气压力旋转。水在喷雾干燥期间蒸发。收集到总计581克干燥产物。通过热分析测定构成该产物29.9％的有机部分，其具有106℃的熔点。发明例1母料前体的GCMS示于图3。结果说明其中存在表面活性剂。
对与发明例1的方法制备的产物相似的产物进行光学显微。如图5(a)以200倍放大倍率和图5(b)以500倍的放大倍率所示，光学显微表明获得的产物几乎全部呈球形。平均粒径为约8至约120微米，其中大多数颗粒具有的粒径为约24至约60微米。
发明例2
重复上述发明例1，不同的是仅使用1050克水制备浆液。收集620克干燥产物。
来自发明例1和2的产物以及对比例A的颜料均通过一套7个从20目到325目的筛进行筛分。各样品落入指定粒径的百分比列于下述数据表中。观察到发明例2产物具有较窄的粒径分布。粒径以微米为单位。下表1中的数据资料为试样在所述范围内的百分比。
表1.筛分分析获得的粒径分布
  试样   850   150-850   125-150   106-125   90-106   75-90   45-75   45
  对比例A   11.3   59.8   6.4   4.9   4.4   3.9   6.6   2.7
  发明例   1.2   63.4   20.8   12.1   2.2   0.1   0.03   0.01
  发明例1   0.0   36.4   12.1   9.8   8.9   8.2   15.9   8.5
对比例E
重复上述发明例2，不同的是仅使用438克聚乙烯乳液，在产物中产生20.0％的理论蜡含量。
发明例3
重复上述发明例2，不同的是用Michelman MICHEM72040M乳液代替Michelman MICHEM72040乳液。发明例3的DSC示于图2中。
发明例4
重复上述发明例2，不同的是用Michelman MICHEM72040M1乳液代替Michelman MICHEM72040乳液。发明例4的DSC示于图2中。
发明例5
使用30马力250加仑Cowles溶解器。在批次1中，使用的颜料为来自Engelhard Corporation的MAGNAPEARL2100颜料，并且包含56.5-64.5重量％云母、0.2-2.0重量％氧化锡和35.5-41.5重量％二氧化钛。在Cowles罐中将颜料加入去离子水中，同时将混合器通电。乳液的固体内容物包含约96.3重量％氧化的聚乙烯蜡和3.7重量％C12-C14仲醇乙氧基化物，并且为Michelman MICHEM72040M1乳液。将该乳液加入云母浆液中。由于在加入乳液前所述云母浆液极其黏稠，因此批次2和3在添加云母浆液之前将乳液加入水中。所用组分的百分比列于下述表2。
表2
  批次   珠光颜料(kg)   乳液(kg)   去离子水(加仑)
  1   292   313   115
  2   219   234   86
  3   266   285   105
  总计   777   832   306
利用空气隔膜泵将Cowles罐中的物料泵送到125加仑的非搅拌的干燥器进料罐中。干燥器的雾化器用蠕动泵供给。干燥在Niro 12英尺干燥器中进行。水在喷雾干燥期间蒸发。目标温度为入口400、出口205。在250加仑的批量排放到125加仑的干燥器进料罐后，制备新的批次。该程序能够使干燥过程不间断地持续进行。在整个操作过程中，干燥条件没有任何改变。干燥产物汇集在装有塑料内衬的55加仑钢桶内。
该操作产生了1,063kg自由流动粉末，理论收率为加入批次的材料的96％。整个干燥时间为9小时。平均生产速率为260磅/小时，平均水蒸发速率为389磅/小时。
下述对比例和发明例涉及母料及其制备。
发明例6和对比例F与G
使用安装有一对34mm反向旋转24∶1 L/D PVC类型螺旋的Leistritz AG型LSM 34 GG挤出机，将上述对比例A或上述对比例E或上述发明例2的产物挤入低密度聚乙烯(″LDPE″)树脂以制备25％的颜料母料。使用4.5kg母料前体。因而，该母料前体包含1.61kg对比例A或对比例E或发明例2和2.89kg LDPE树脂。该母料前体还包含45克Witco矿物油。
所述挤出机以200转/分钟(RPM)的恒定螺旋速率、恒定螺杆转矩12安培操作，并且预先加入预混合的母料前体与LDPE树脂的混合物。计算挤出产物的生产率，并记录在大约45分钟的运行时间内的线断裂数。对于每次运行(或者，如果在运行内变化显著，则为运行段)，还记录挤出机内的背压以及挤出机模头温度。相关实验的产量和线断裂结果示于下述表3，其中母料缩写为MB，对比例缩写为Comp.，并且发明例缩写为Inv.Ex.。
表3.母料产量和线断裂与挤出机模头温度
  Inv.Ex.或Comp.   运行编号 MB前体   蜡熔化温度(℃)   蜡％   模头温度(℃)   线断裂次数   MB产量g/min
  Comp.F   1   Comp.A   108   30   253   数次   98.7
  Comp.F   1   Comp.A   108   30   244   0   108.6
  Comp.F   1   Comp.A   108   30   239   0   107.6
  Inv.Ex.6   2   Inv.Ex.2   106   29.9   220   0   158.4
  Inv.Ex.6   2   Inv.Ex.2   106   29.9   230   0   160.6
  Inv.Ex.6   2   Inv.Ex.2   106   29.9   224   0   155.6
  Comp.G   3   Comp.E   106   20   211   0   88.7
  Comp.G   3   Comp.E   106   20   151   0   89.6
  Comp.G   3   Comp.E   106   20   146   12   82.3
  Comp.F   4   Comp.A   108   30   180   0   108.6
  Inv.Ex.6   5   Inv.Ex.2   106   29.9   165   0   119.9
  Inv.Ex.6   5   Inv.Ex.2   106   29.9   175   0   122.0
Inv.Ex.6 5 Inv.Ex.2 106 29.9 180 0 138.7
产量是单位时间内产生的挤出物的质量。结果说明在发明例6母料中使用发明例2母料前体有利地提供了比在对比例F母料中使用对比例A母料前体高的生产率。并且，对比例F母料断裂，不利地要求手动从挤出机向切碎机供料。我们认为这种线断裂是由非均匀母料造成的。出乎意料地发现，对于发明例6，挤出机模头温度与母料产量存在直接关系。但是，在165℃-253℃的挤出机模头温度范围内，在对比例F母料中没有观察到这种关系。
这些结果还说明，为了提供较高的挤出机生产率，与20重量％蜡(对比例G)相比，具有超过20重量％蜡(发明例6)是关键的。
对比例H
使用上文发明例6描述的挤出机，将上述对比例B的母料前体加入LDPE中以制备25％颜料母料。挤出机在与上述发明例6类似的条件下操作。在25％颜料母料中没有出现线断裂，并且3、15分钟的生产率为58.5、71.4和70.1克/分钟。
这些结果说明发明例6母料有利地提供了比对比例H母料高的产量，如上述表2所述，因而证明了通过其中具有表面活性剂的本发明获得了令人惊奇的结果。
对比例I
使用上文在发明例6中描述的挤出机，将上述对比例C的母料前体加入LDPE中以制备25％的颜料母料。挤出机在160-175℃的较低温度和60-110psi的背压下操作。螺杆的电流不能保持在期望的12.0安培，但是由于必须降低进料速率以减少蜡在挤出机的进料喉区域过早熔化而达到了最高的10.5安培。该25％颜料母料出现了多个线断裂，并且计算出生产率为100.4、102.5和100.7g/分钟。
这些结果说明发明例6母料有利地提供了比对比例I母料高的产量，如上述表3所述，因而证明了通过其中具有表面活性剂的本发明获得的令人惊奇的结果。
而且，发明例6母料没有断裂，而对比例I母料发生了断裂。
对比例J
使用上文在发明例6中描述的挤出机，将上述对比例D的母料前体加入LDPE中以制备25％的颜料母料。挤出机在166-206℃下操作。记录了至少10次该25％颜料母料的断裂，所计算的三个相继阶段内的生产率为104.9、96.3和88.8g/分钟。
这些结果说明发明例6母料有利地提供了比对比例J母料高的产量，如上述表3所述，因而证明了通过其中具有表面活性剂的本发明获得了令人惊奇的结果。而且，发明例6母料没有断裂，而对比例J母料发生了断裂。
发明例7
使用上文在发明例6中描述的挤出机，将发明例3母料产物挤入LDPE中以制备25％的颜料母料。
发明例8
使用上文在发明例6描述的挤出机，将发明例4母料产物挤入LDPE中以制备25％的颜料母料。
发明例9
使用与上文发明例6中所述的类似的挤出机，将发明例1的母料前体加入聚丙烯中以制备43.5％的颜料母料。在3.5分钟内生产了3.1kg母料。
发明例10
使用与上文发明例6所述类似的挤出机，将发明例1的母料前体加入聚苯乙烯中以制备43.5％的颜料母料。在2分钟内生产了1.25kg母料。
发明例11
使用上文在发明例6中描述的挤出机，将发明例5母料产物挤入LDPE中以制备25％的颜料母料。该母料前体包含1.61kg发明例5和2.89kg LDPE树脂。该母料前体还包含45克Witco矿物油。挤出机条件列于下述表4，产量数据列于下述表5。
表4
  时间(分钟) 背压(psi)   模头温度(℃)   螺杆速率(rpm) 挤出机螺杆电流 线断裂
  0  230   145   200   12.5   无
  4  220   148   200   12.0   无
  9  200   152   200   12.5   无
  24   160   173   200   12.0   无
  27   120   180   200   12.5   无
  34   160   185   200   12.5   无
表5
  阶段编号   时间(分钟)   试样质量(克)   生产率(克/分钟)
  1   10   1464.0   146.4
  2   15   2386.0   159.1
  3   15   2897.8   193.2
这些结果说明在发明例11母料中使用发明例5的母料前体有利地提供了比在对比例F母料中使用对比例A的母料前体高的生产率。并且，对比例F母料断裂，这样就不利地要求手动从挤出机向切碎机供料。我们认为这种线断裂是由非均匀母料造成的。出乎意料地发现，对于发明例11母料，挤出机模头温度与生产率存在直接关系。
发明例12
使用上文在发明例6描述的挤出机，将上述发明例5的母料产物加入LDPE中以制备25％的颜料母料。该母料前体包含0.750kg发明例5和0.750kg LDPE树脂。该母料前体还包含15克Witco矿物油。挤出机条件列于下述表6，产量数据列于下述表7。
表6
  时间(分钟) 背压(psi)   模头温度(℃)   螺杆速率(rpm)   挤出机螺杆电流 线断裂
  2  180   179   200   11.5
  5  -   -   10.0
  0  170   193   200   12.0
  2  180   195   200   12.5
5 190 204 200 12.5  在＞200℃下出现2次线断裂
表7
  阶段编号   时间(分钟)  试样质量(g)   生产率(g/分钟)
  1   5.13  936.4   182.5
  2   5  1224   244.8
在上述表6中，线断裂的出现是因为熔融混合物在第二进料口溢流。在此之前无断裂出现。根据挤出机操作人员所述，超过了最大实际生产率。
对比例K
使用上文在发明例6描述的挤出机，将上述对比例A母料产物加入LDPE中以制备35％的颜料母料。出现23次线断裂，因此该组合物是不能使用的。
发明例13和对比例L
发明例5的产物用于发明例13，对比例A用作对比例L的原料。挤出机为50mm的同向旋转螺旋挤出机。原料来自立式双螺旋槽。挤出物以形成为10根3mm的线。挤出物在15英尺的水浴中冷却，并且通过两个串联的空气干燥器干燥。然后将挤出物送入大约30hp的制粒机中。制粒后将材料筛分以除去细小部分。使用聚乙烯树脂粉末。全部11个区的区温度为150。模头温度为175。结果示于下述表8。
表8
试样 产量(磅/小时)  转矩(最大值的百分比)   挤出物的堆密度(磅/英寸3) 螺杆RMP
  发明例13   720  64   43   1200
  对比例L   600  60   41   1000
  试样   粒/克   灰   熔体指数   ％H2O   分散
  发明例13   45   26.9   15.9   0.00   通过
  对比例L   43   26.9   22.0   0.00   通过

Claims (10)

1.一种基本为球形的组合物，其包含：
(a)约60至约80重量％的珠光颜料；
(b)约14至约38重量％的蜡；和
(c)约2至约6重量％的表面活性剂。
2.如权利要求1所述的基本为球形的组合物，其中所述蜡(b)具有分散基团。
3.如权利要求1所述的基本为球形的组合物，其中所述蜡(b)是被氧化的。
4.如权利要求3所述的基本为球形的组合物，其中所述被氧化的蜡是被氧化的烃。
5.如权利要求4所述的基本为球形的组合物，其中所述被氧化的烃是被氧化的聚烯烃。
6.如权利要求5所述的基本为球形的组合物，其中所述被氧化的聚烯烃是被氧化的聚乙烯或被氧化的聚丙烯。
7.如权利要求1所述的基本为球形的组合物，其中所述表面活性剂(c)选自由聚(氧-1，2-亚乙基)、α-(9Z)-9-十八碳烯基-ω-羟基-(9Cl)和C12-14乙氧基化仲醇的混合物组成的组。
8.包含如权利要求1所述的基本为球形的组合物的母料前体。
9.制备权利要求1所述组合物的方法，其包括以下步骤：
将珠光颜料与包含蜡、表面活性剂和水的乳液混合；并且
将所述混合物喷雾干燥，从而形成所述基本为球形的组合物。
10.一种提高挤出机生产率的方法，其包括以下步骤：
(a)将聚合物与与包含珠光颜料、蜡和表面活性剂的基本为球形的组合物混合；并
(b)挤出所述混合物以形成母料。
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