CN102838828B - 用于abs工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒及其制备方法，原料包括以下组分及重量份含量：基体树脂100、苯胺黑60-120、炭黑0-30、纳米无机物0.2-20、抗氧剂0.3-2、润滑剂1-10，将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中进行挤出造粒，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到黑色母粒。与现有技术相比，本发明可以满足黑色家电高光泽、耐划伤的要求，并且成本低，每吨配色成本只占ABS原料成本的3％-4％，对模具没有特殊要求，不会产生后期维护费用。

Description

用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种黑色母粒及其制备方法，尤其是涉及一种用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒及其制备方法。
背景技术
家用电器的外壳主要使用的是HIPS、ABS、PP等材料，随着人们对电器的外观要求越来越高，高光泽、耐划伤已经成为高品质的象征。目前50％黑色家电的表面是亮丽黑光泽面，而HIPS、PP由于材料本身的特点无法满足要求，因此ABS成为首选材料。而在将材料染黑的方法上，普通的炭黑或炭黑母粒在光泽度和耐划伤上达不要求，即使现在常用的一种方法为采用ABS/PMMA合金来提高表面光泽度和耐划伤性，如专利201010213189.4和200810241325.3中提到采用ABS/PMMA合金并添加黑色色粉的方式取得高光泽效果，但由于炭黑本身很强的消光作用使得光泽度明显下降，仍然无法满足这些黑色家电的使用要求。若进一步提高光泽度，只能采用抛光模具的解决方案，但如此一来，模具的初期加工及后期维护费用又是一笔不小的开支。因此，通常取得亮丽黑光泽面的方法，一是对制件表面进行喷涂高光漆来进行后处理，而喷涂高光漆不仅会使成本上升30％、增加工序，还会出现10％左右的不合格品，且这些不合格品并不能回收再利用；二是采用几种有机染料的复配来达到的高光泽效果，但这种方法不仅由于成本高，每吨配色成本占ABS原料成本的10％-15％，而且在耐划伤性上同炭黑一样不能满足要求，因此很少用于黑色家电的应用上。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有高光泽、耐划伤、低成本的用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒，其特征在于，该黑色母粒包括以下组分及重量份含量：
基体树脂      100；
苯胺黑        60-120；
炭黑          0-30；
纳米无机物    0.2-20；
抗氧剂        0.3-2；
润滑剂        1-10。
所述的基体树脂为聚酰胺或热塑性弹性体中的一种或两种。
所述的聚酰胺为聚酰胺6，粘度范围2.4-2.8dl/g。
所述的热塑性弹性体包括EVA、EBA、EMA、EPDM或马来酸酐接枝PE。
所述的苯胺黑包括油溶性苯胺黑solvent black 5或醇溶性苯胺黑solventblack 7。
所述的炭黑的粒径为17nm～100nm。
所述的纳米无机物粒径为10nm-100nm，包括碳酸钙、硫酸钡、玻璃微珠、高岭土、硅灰石、滑石粉、云母、蒙脱土、氢氧化铝、氢氧化镁、硅藻土或二氧化硅。
所述的抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或两种。
所述的润滑剂选自润滑剂SEED、PE蜡、GMS、硅酮或硅油中的一种。
所述的苯胺黑的重量份优选70～100，所述的炭黑的重量份优选4～20，所述的纳米无机物的重量份优选0.2～5，所述的润滑剂的重量份含量优选1～4。
一种用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
基体树脂    100、
苯胺黑      60-120、
炭黑       0-30、
纳米无机物 0.2-20、
抗氧剂     0.3-2、
润滑剂     1-10；
(2)将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的螺杆长径比为32-44，挤出温度为150-240℃进行挤出造粒，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到黑色母粒。
所述的双螺杆挤出机分为11段，各段的挤出温度分别为220℃-240℃-240℃-240℃-230℃-220℃-230℃-230℃-230℃-230℃-230℃。
与现有技术相比，本发明由于不含或含少量炭黑并添加纳米无机物，可以满足黑色家电高光泽、耐划伤的要求，并且成本低，每吨配色成本只占ABS原料成本的3％-4％，对模具没有特殊要求，不会产生后期维护费用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
比较例1
采用目前市面上比较通用的一种配比的原料，其重量(kg)为：ABS(757，台湾奇美)：100，炭黑母粒：2。
将上述原料混合后，通过注塑机加工成型。测试光泽度和耐划伤性。
光泽度采用GB 8807《塑料镜面光泽度试验方法》进行测试。
耐划伤性采用GB/T 6739《涂膜硬度铅笔测定法》进行测试。
比较例2
采用目前市面上比较通用的一种配比的原料，其重量(kg)为ABS/PMMA(韩国锦湖HAM8560)：100，炭黑母粒：2。
将上述原料混合后，通过注塑机加工成型。光泽度和耐划伤性的测试方法参见比较例1。
比较例3
采用目前市面上比较通用的一种配比的原料，其重量(kg)为：EVA 100，溶剂紫36(Macrolex Violet 3R)25，溶剂红135(Macrolex Red EG)90，溶剂绿3(Macrolex Green 5B)40，抗氧剂1010 0.3，润滑剂PE蜡3。
将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为44，双螺杆挤出机温度设定各区分别为150℃-180℃-180℃-190℃-190℃-180℃-180℃-180℃-180℃-180℃-180℃，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到染料黑色母粒。
再将此染料黑色母粒与ABS混合，其重量(kg)配比为：ABS(757，台湾奇美)：100，染料黑色母粒：2。通过注塑机加工成型。光泽度和耐划伤性的测试方法参见比较例1。
实施例1
按照以下组分及重量(kg)备料：EVA 100，苯胺黑(solvent black 7)100，炭黑(粒径100nm)15，纳米二氧化硅(10nm)20，抗氧剂10100.3，润滑剂PE蜡3；
将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，双螺杆挤出机温度设定各区分别为150℃-180℃-180℃-190℃-190℃-180℃-180℃-180℃-180℃-180℃-180℃，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到亮丽黑色母粒。
再将此亮丽黑色母粒与ABS混合，其重量(kg)配比为：ABS(757，台湾奇美)：100，亮丽黑色母粒：2。通过注塑机加工成型。光泽度和耐划伤性的测试方法参见比较例1。
实施例2
按照以下组分及重量(kg)备料：聚酰胺6(粘度2.8dl/g)70，EPDM 30，苯胺黑(solvent black 5)120，炭黑(粒径50nm)30，纳米蒙脱土(100nm)0.2，抗氧剂1098为1，抗氧剂168为1，润滑剂SEED 10；
将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36，双螺杆挤出机温度设定各区分别为220℃-240℃-240℃-240℃-230℃-220℃-230℃-230℃-230℃-230℃-230℃，其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到亮丽黑色母粒。
再将此亮丽黑色母粒与ABS混合，其重量(kg)配比为：ABS(757，台湾奇美)：100，亮丽黑色母粒：2。通过注塑机加工成型。光泽度和耐划伤性的测试方法参见比较例1。
比较例1-例2及实施例1-例3的测试数据见表1。
表1比较例与实施例的测试性能
Gloss数值越高、L值越低说明表面光泽度越好。由表1可见，实施例的光泽度Gloss和L值明显优于比较例。
实施例3
按照以下组分及重量(kg)备料：聚酰胺6(粘度2.7dl/g)80，EMA 20，苯胺黑(solvent black 5)60，炭黑(粒径17nm)30，纳米高岭土(50nm)10，抗氧剂1098为1，润滑剂硅酮1；
将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为32，双螺杆挤出机温度设定各区分别为220℃-240℃-240℃-240℃-230℃-220℃-230℃-230℃-230℃-230℃-230℃，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到亮丽黑色母粒。
实施例4
按照以下组分及重量(kg)备料：聚酰胺6(粘度2.4dl/g)60，马来酸酐接枝PE 40，苯胺黑(solvent black 7)120，纳米氢氧化铝(100nm)0.2，抗氧剂1098为1，润滑剂硅油7；
将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为44，双螺杆挤出机温度设定各区分别为220℃-240℃-240℃-240℃-230℃-220℃-230℃-230℃-[230℃-230℃-230℃，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到亮丽黑色母粒。
实施例5
一种用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
基体树脂100kg、苯胺黑70kg、纳米无机物1kg、抗氧剂0.5kg、润滑剂2kg，其中，基体树脂采用粘度为2.4dl/g的聚酰胺6和热塑性弹性体EVA的混合物，苯胺黑采用油溶性苯胺黑solvent black 5，纳米无机物粒径为10nm的碳酸钙，抗氧剂为抗氧剂1098与抗氧剂168的混合物，润滑剂为PE蜡；
(2)将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的螺杆长径比为32，挤出温度为220℃-240℃-240℃-240℃-230℃-220℃-230℃-230℃-230℃-230℃-230℃进行挤出造粒，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到黑色母粒。
实施例6
一种用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
基体树脂100kg、炭黑4kg、苯胺黑80kg、纳米无机物5kg、抗氧剂0.5kg、润滑剂4kg，其中，基体树脂采用热塑性弹性体EMA，炭黑的粒径为17nm，苯胺黑采用醇溶性苯胺黑solvent black 7，纳米无机物粒径为100nm的滑石粉，抗氧剂为抗氧剂1010，润滑剂为硅酮；
(2)将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的螺杆长径比为44，挤出温度为150℃-180℃-180℃-190℃-190℃-180℃-180℃-180℃-180℃-180℃-180℃进行挤出造粒，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到黑色母粒。
实施例7
一种用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
基体树脂100kg、炭黑20kg、苯胺黑100kg、纳米无机物5kg、抗氧剂2kg、润滑剂4kg，其中，基体树脂采用粘度为2.7dl/g的聚酰胺6和马来酸酐接枝PE的混合物(原文为EPDM)，炭黑的粒径为100nm，苯胺黑采用醇溶性苯胺黑solvent black 7，纳米无机物粒径为80nm的蒙脱土，抗氧剂为抗氧剂1098，润滑剂为硅酮；
(2)将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，双螺杆挤出机分为11段，控制各段的挤出温度分别为220℃-240℃-240℃-240℃-230℃-220℃-230℃-230℃-230℃-230℃-230℃进行挤出造粒，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到黑色母粒。

Claims (4)

1.用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒，其特征在于，该黑色母粒包括以下组分及重量份含量：
所述的基体树脂为聚酰胺或热塑性弹性体中的一种或两种，所述的聚酰胺为聚酰胺6，粘度范围2.4-2.8d1/g；所述的热塑性弹性体包括EVA、EBA、EMA、EPDM或马来酸酐接枝PE；
所述的纳米无机物粒径为10nm-100nm，包括碳酸钙、硫酸钡、玻璃微珠、高岭土、硅灰石、滑石粉、云母、蒙脱土、氢氧化铝、氢氧化镁、硅藻土或二氧化硅；
所述的苯胺黑包括油溶性苯胺黑solvent black5或醇溶性苯胺黑solventblack7，粒径为17nm～100nm；
所述的抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或两种；
所述的润滑剂选自润滑剂SEED、PE蜡、GMS、硅酮或硅油中的一种。
2.根据权利要求1所述的用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒，其特征在于，所述的苯胺黑的重量份优选70～100，所述的炭黑的重量份优选4～20，所述的纳米无机物的重量份优选0.2～5，所述的润滑剂的重量份含量优选1～4。
3.如权利要求1所述的用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
(2)将上述各成分混合后，加入到同向双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的螺杆长径比为32-44，挤出温度为150-240℃进行挤出造粒，对其进行水冷后牵引切粒或模面切粒，即得到黑色母粒。
4.根据权利要求3所述的用于ABS工程塑料的亮丽黑功能黑色母粒的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机分为11段，各段的挤出温度分别为220℃-240℃-240℃-240℃-230℃-220℃-230℃-230℃-230℃-230℃-230℃。
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