CN102585366B - 一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物及其制法与应用 - Google Patents

Abstract

一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物及其制法与应用。本发明公开了一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，该组合物是由34～99.8％的聚丙烯、0～20％的弹性体、0～40％的滑石粉、0.1～3％的片状铜粉和0.1～3％的色泽增亮剂制备得到，其中的片状铜粉与色泽增亮剂的质量比为1∶(2～6)。本发明的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物可以直接注塑成制件，制件具有良好的油漆色泽和金属质感，与喷漆效果相近。本发明的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物免去了传统喷漆的繁琐操作，大大简化工序，且制备工艺简单，设备要求低，产品良品率高，在降低成本的同时还节能环保。

Description

一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物及其制法与应用

技术领域

本发明属于改性塑料领域，具体涉及一种聚丙烯组合物，特别涉及一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物及其制备方法与应用。

背景技术

塑料在满足汽车美观、舒适、安全、防腐、轻量化及设计自由度大等方面起着其它材料无法替代的作用。在汽车用诸多塑料品种中，改性PP材料在汽车上的开发与应用，一直是汽车工业和塑料工业关注的焦点。通过各种改性加工手段可以获得满足各种汽车部件不同功能要求的改性PP材料，加之其优异的性价比，使各种增韧、填充、增强PP材料在汽车各大总成系统中获得了广泛应用，PP材料已成为汽车上所有塑料材料中用量最大的品种。PP材料由于其来源广泛、密度小、力学均衡性好、耐化学腐蚀、易加工及价格低廉等突出优点，因而被广泛使用。

对于改性PP材料，不仅需要良好的冲击性能、加工性能，而且还需要良好的油漆附着性能。油漆喷涂后保险杠有良好的外观，产生美好的视觉效果。油漆喷涂后的保险杠材料要通过耐汽油、耐湿、耐水与密着性等实验。如果保险杠材料的表面张力低，这些测试将无法通过。由于PP材料是非极性材料，表面能低，使得其与大多数聚合物的相容性差，不易浸润、粘合与印刷，涂覆性能差，与涂料的粘结强度低，因此要达到可喷涂，就需要一些方法提高其极性。通常塑料为了提高表面的表面张力，即提高油漆附着力，在涂装前，首先需要进行表面处理，通过溶剂消除抗静电与吸附的灰尘油污，用火焰、电晕放电、表面活性剂、气体等离子等进行表面改性，提高表面的极性基团，增强涂层附着力。这类技术难点是既要形成均匀的表面、又不能处理过度，否则会导致表面的聚合物链断裂，从而影响的性能。

CN101423637A和CN101717548A分别公开了一种可直接喷涂的高极性聚丙烯材料，通过接枝、添加极性物质改善聚丙烯材料的极性，增大表面活性，与油漆中的各种化学成分形成物理吸附或化学键合，实现了无需火焰处理即可喷涂的效果。但此种方法仍需要进行喷涂工序，且涂料易残留单体，造成车内空气污染。CN101392077A公开了一种带珠光干涉效果的聚丙烯着色母粒，用于聚丙烯制品的加工，但这种带珠光干涉效果的色母并不能产生金属效果，且不会有油漆光泽。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，该组合物无需喷漆，可直接制件，产品良品率高，成本低且环保，所得制件具有良好的油漆色泽和铜色金属质感。

本发明的另一目的在于提供上述具有铜色金属质感的聚丙烯组合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述具有铜色金属质感的聚丙烯组合物的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，由以下质量百分比的成分制备得到：

聚丙烯：    34～99.8％

弹性体：    0～20％

滑石粉：    0～40％

片状铜粉：  0.1～3％

色泽增亮剂：0.1～3％；

优选地，一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物是由以下质量百分比的成分制备得到：

聚丙烯：    57～99.2％

弹性体：    0～20％

滑石粉：    0～25％

片状铜粉：  0.2～1％

色泽增亮剂：0.6～2％；

其中，片状铜粉与色泽增亮剂的质量比为1∶(2～6)，优选1∶(2～3)。

所述的聚丙烯为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。

所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物，所述弹性体的密度为0.850-0.900g/cm³。

所述的滑石粉为D50和/或D97，其中D50的粒径为2～20μm，D97的粒径为10～45μm。

所述片状铜粉的粒径为8-250μm，优选8-180μm。片状铜粉的粒径与本发明聚丙烯组合物的金属质感有关，且粒径过大的片状铜粉会导致组合物力学性能下降。

所述的色泽增亮剂为二氧化钛包覆的云母或二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃，优选片状的二氧化钛包覆的云母和二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃；所述的二氧化钛包覆的云母和二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃系人工合成，纯度高于95％，粒径为10-150μm，优选10-80μm。其中，二氧化钛包覆的云母和二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃的纯度和粒径与本发明聚丙烯组合物的亮泽有关，纯度越高、适当粒径的色泽增亮剂会赋予组合物优异的亮泽。

上述具有铜色金属质感的聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯与弹性体混合，再加入滑石粉、片状铜粉、色泽增亮剂一起混合，得到预混料；

(2)预混料经挤出机熔融挤出、真空造粒后得到具有铜色金属质感的聚丙烯组合物；

步骤(1)所述的混合是在高混机中进行，转速800～1500转/分钟；

步骤(2)所述的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆各区温度为190～250℃。

上述具有铜色金属质感的聚丙烯组合物可用于制作汽车内外饰件，如扰流板、导流板、门把手、保险杠、门板、仪表板等。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物可以直接注塑成制件，制件具有良好的油漆色泽和金属质感，与喷漆效果相近。

2、本发明的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物免去了传统喷漆的繁琐操作，大大简化工序，且制备工艺简单，设备要求低，产品良品率高，在降低成本的同时还节能环保。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表1配方称取均聚聚丙烯、片状铜粉(粒径为8μm)、二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃(纯度为95％，粒径为10μm)。将均聚聚丙烯、片状铜粉、色泽增亮剂在混合机中混合1～3分钟，转速为800～1500转/分钟，得到预混料；预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190～250℃，真空造粒制得具有油漆色泽免喷涂聚丙烯。

评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表1。

实施例2

一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表1配方称取均聚聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、滑石粉、片状铜粉(粒径为50μm)、二氧化钛包覆的云母(纯度为98％，粒径为50μm)。将聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物在高混机中混合1～3分钟，然后加入滑石粉、片状铜粉、二氧化钛包覆的云母后再混合1～3分钟，转速为800～1500转/分钟，得到预混料，预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190～250℃，真空造粒制得具有油漆色泽免喷涂聚丙烯。

评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表1。

实施例3

一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表1配方称取均聚聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、片状铜粉(粒径为100μm)、二氧化钛包覆的云母(纯度为98％，粒径为80μm)。混合方法和制备方法同实施例2，评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表1。

实施例4

一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表1配方称取共聚聚丙烯、滑石粉、片状铜粉(粒径为200μm)、二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃(纯度为95％，粒径为30μm)。将聚丙烯、滑石粉、片状铜粉、二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃后在混合机中混合1～3分钟，转速为800～1500转/分钟，得到预混料，制备方法同实施例2。评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表1。

实施例5

一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表1配方称取共聚聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、片状铜粉(粒径为250μm)、二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃(纯度为97％，粒径为150μm)。混合方法和制备方法同实施例2，评价注塑的样板油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表1。

表1实施例中聚丙烯组合物的原料组成及效果评价

注：表中的数值为各成分占聚内烯组合物原料总质量的百分比。

对比例1

一种聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表2配方称取均聚聚丙烯、普通铜粉。将均聚聚丙烯、普通铜粉在混合机中混合1～3分钟，转速为800～1500转/分钟，得到预混料；预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190～250℃，真空造粒。评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表2。

对比例2

一种聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表2配方称取均聚聚丙烯、片状铜粉。将均聚聚丙烯、片状铜粉在混合机中混合1～3分钟，转速为800～1500转/分钟，得到预混料；预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190～250℃，真空造粒。评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表2。

对比例3

一种聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表2配方称取均聚聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、普通铜粉、二氧化钛包覆的云母。混合方法和制备方法同实施例2，评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表2。

对比例4

一种聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表2配方称取共聚聚丙烯、滑石粉、片状铜粉、二氧化钛包覆的云母。混料方法和制备方法同实施例4。评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表2。

对比例5

一种聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表2配方称取共聚聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、片状铜粉、二氧化钛包覆的云母。混料方法和制备方法同实施例2。评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表2。

对比例6

一种聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表2配方称取共聚聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、片状铜粉、云母珠光粉。混料方法和制备方法同实施例2。评价注塑样板的油漆光泽和金属质感，具体评价等级列于表2。

表2对比例聚丙烯组合物的原料组成及效果评价

注：表中的数值为各成分占聚丙烯组合物原料总质量的百分比。

表1-2中样板油漆亮泽和金属质感评价方法如下：

由经过油漆色泽亮度培训后成员中选取五名作为评价小组，对注塑样板进行油漆亮泽和金属质感等级评估。其中油漆亮泽分为三个等级：优、一般、差；金属质感也分为三个等级：强、中、弱。以某一评估等级居多者为该样板性能的属性等级。若出现同一样板不同评价人员评估等级相差较大时，需再次对评价小组成员进行油漆色泽亮度培训。

由表1-2可以看出，普通的铜粉制成的样板(对比例1和3)表面油漆光泽和金属质感都比较差，而片状铜粉制成的样板(对比例2、4-6)表面有优异的金属质感，但油漆光泽较差。只有同时添加片状铜粉和光泽增亮剂时(实施例1-5)，且片状铜粉与色泽增亮剂的质量比为1∶(2～6)时，制得样板的表面才同时具有优异的油漆光泽和良好的金属质感。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其特征在于：是由以下质量百分比的成分制备得到：

聚丙烯：    34~99.8%

弹性体：    0~20%

滑石粉：    0~40%

片状铜粉：  0.1~3%

色泽增亮剂：0.1~3%；

所述的片状铜粉与色泽增亮剂的质量比为1:(2~6)； 

所述的色泽增亮剂为二氧化钛包覆的云母或二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃；

所述二氧化钛包覆的云母和二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃是片状的，其纯度高于95%，其粒径为10-150μm，其中的云母和硅酸盐玻璃是人工合成的；

所述片状铜粉的粒径为8-250 μm。

2.根据权利要求1所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物是由以下质量百分比的成分制备得到：

聚丙烯：    57~99.2%

弹性体：    0~20%

滑石粉：    0~25%

片状铜粉：  0.2~1%

色泽增亮剂：0.6~2%。

3.根据权利要求1所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的片状铜粉与色泽增亮剂的质量比为1:(2~3)。

4.根据权利要求1所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的聚丙烯为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。

5.根据权利要求1所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物。

6.权利要求1-5任一项所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：                                                                                                                                    

（1）将聚丙烯与弹性体混合，再加入滑石粉、片状铜粉、色泽增亮剂一起混合，得到预混料；

（2）预混料经挤出机熔融挤出、真空造粒后得到具有铜色金属质感的聚丙烯组合物。

7.根据权利要求6所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于：

步骤（1）所述的混合是在高混机中进行，高混机转速800~1500转/分钟；

步骤（2）所述的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆各区温度为190~250℃。

8.权利要求1-5任一项所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物在汽车内外饰件中的应用。

9.根据权利要求8所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物在汽车内外饰件中的应用，其特征在于：所述的具有铜色金属质感的聚丙烯组合物用于制作汽车扰流板、导流板、门把手、保险杠、门板或仪表板。