CN102875954A - 具有高表面质量的美学树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高表面质量的美学树脂组合物及其制备方法；所述树脂组合物包括以下组分及其重量份数：基体树脂95～98份、粉状塑化改善剂2～5份、珠光颜料0.05～5.0份、润滑剂0.1～2.0份、抗氧剂0.1～1.0份。所述组合物的制备方法包括如下步骤：将各组分在低速混合机内搅拌混合后送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到所述具有高表面质量的美学树脂组合物。本发明美学树脂的实现成本低，操作简单，并且具有更平整的表面和光学效果，可通过注塑、挤出、吹塑等方法直接成型，具有显著的市场前景和经济价值。

Description

具有高表面质量的美学树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及美学树脂及其制备方法，尤其涉及一种具有高表面质量的美学树脂组合物及其制备方法。

背景技术

近年来，消费品对具有独特颜色及外观的塑料产生了强烈的需求。例如，目前具有闪烁效果和金属质感的外观产品越来越受到消费者的青睐，与传统的单一色调相比，这种独特的外观能给人带来极大的视觉冲击，使消费者能享受其美学设计，我们把这种材料称为美学树脂。

美学树脂传统的技术方案是对成型产品进行后处理，使用最多的是喷涂工艺，可以根据产品需要选择珠光漆、金属漆等。但喷涂工艺有诸多限制，如工序复杂，对毛坯件表面要求较高，结果导致产品成本成倍增加；另一方面，喷涂产品无法回收，对环境造成了极大的压力。因此，目前开发出了新型珠光颜料，可以直接与树脂共混获得具有珍珠光泽或闪烁效果的塑料制品。常用的珠光颜料是通过在天然或合成的云母片上进行包覆而成，包覆层通常为金属氧化物，如TiO₂或SiO₂等。

珠光颜料与常规的颜料不同，其微观形态是具有一定长径比的特殊多面体结构，通过不同包覆层间的多次折射而体现出干涉的五彩色，具有区别于常规颜料的特殊光学效应。如果珠光颜料的包覆层被破坏，则会导致折射效应不能在层间进行传递，造成光学效应损失，表现为暗淡无光、严重的黄变甚至黑点。

为了追求高的产量，往往通过双螺杆挤出机进行不同树脂组分间的共混，并且由于双螺杆挤出机具有高的分散能力而在多组分共混中被广泛使用。但由于双螺杆挤出机间隙较小，珠光颜料在树脂塑化前很容易被挤压而被破坏，造成上述的不良效果，解决这一问题的现有技术主要包括两种：1、通过将珠光颜料制备成色母，减少塑化前的磨损，该方法导致生产步骤增加，操作性复杂，且由于珠光颜料经过二次加工，对表面效果的改善并不明显；2、通过单螺杆挤出机进行混合，减少珠光颜料与树脂间的挤压磨损，但该方法并没有考虑到多组分间的混合分散，结构导致色斑和机械性能的下降，反而带来新的表面问题。

发明内容

本发明的目的在于解决共混过程中珠光颜料被破坏造成的光学效应的损失的问题，而提供一种具有高表面质量的美学树脂组合物及其制备方法。本发明的制备方法操作工艺简单，制得的美学树脂具有高质量的表面和光学效果；可用于生产有金属质感或闪烁效果的制品，具有显著的市场前景和经济价值。

本发明所依赖的原理是粉状塑化改善剂能够使基体树脂提前塑化，缩短塑化时间降低珠光颜料被挤压的螺杆长度，并且粉状塑化改善剂在基体树脂熔融前，能在其单元颗粒间起到外润滑的作用，减少对珠光颜料的挤压磨损，类似橡胶类高分子的吸能作用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种具有高表面质量的美学树脂组合物，包括如下重量份数的各组分：

优选地，所述基体树脂为苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种的混合物。

优选地，所述苯乙烯系树脂为ABS、ASA或AES树脂。

优选地，所述丙烯酸系树脂为PMMA、MS、MSAN、透明ABS中的一种或几种的混合物。

优选地，所述粉状塑化改善剂是重均分子量为5000～30000的低分子量SAN树脂。分子量>30000则对保护珠光粉效果较差，分子量<5000则对机械性能影响较大。

优选地，所述低分子量SAN树脂的重均分子量为10000～20000。

优选地，所述低分子量SAN树脂通过悬浮聚合法合成，其宏观形态为粉状。

优选地，所述珠光颜料为天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化铋结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料、二氧化硅涂覆珠光颜料、硼酸铝盐涂覆珠光颜料、人造云母涂覆珠光颜料、氧化铋涂覆珠光颜料中的一种或几种的混合物。

优选地，所述珠光颜料表面包覆一层或多层的金属氧化物。

优选地，所述金属氧化物为氧化铝、二氧化锡、二氧化钛、氧化铁、氧化锑或氧化锌。

优选地，所述珠光颜料为云母涂覆珠光颜料，二氧化硅涂覆珠光颜料，人造云母涂覆珠光颜料中的一种或几种的混合物；所述珠光颜料粒径为1μm～150μm。

优选地，所述珠光颜料的粒径为2μm～50μm。

优选地，所述润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。

优选地，所述抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076、Irganox 168中的一种或几种。

本发明还涉及一种前述的具有高表面质量的美学树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：

A、按照权利要求1所述的组分及重量份数称取原料；

B、将所述基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，即得所述具有高表面质量的美学树脂组合物。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明工艺操作简单，设备成本不会增加，在保证机械性能的前提下具有高的表面质量，能有效发挥珠光颜料的光学效应，可用于生产有金属质感或闪烁效果的制品，具有显著的市场前景和经济价值。

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。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种具有高表面质量的美学树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为韩国锦湖石油株式会社的ABS树脂，牌号为ABS750；

粉状塑化改善剂为日之升精细化工悬浮聚合法生产的粉状SAN，分子量为5000；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，为云母涂覆珠光颜料，粒径为10～50μm；

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得到具有高表面质量的美学树脂组合物1。

实施例2

本实施例提供一种具有高表面质量的美学树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为韩国锦湖石油株式会社的ABS750；

粉状塑化改善剂为日之升精细化工悬浮聚合法生产的粉状SAN，分子量为10000；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，粒径为10～50μm

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得到具有高表面质量的美学树脂组合物2。

实施例3

本实施例提供一种具有高表面质量的美学树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为韩国锦湖石油株式会社的ABS750；

粉状塑化改善剂为日之升精细化工悬浮聚合法生产的粉状SAN，分子量为30000；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，粒径为10～50μm；

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得到具有高表面质量的美学树脂组合物3。

实施例4

本实施例提供一种具有高表面质量的美学树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为韩国锦湖石油株式会社的ABS750；

粉状塑化改善剂为日之升精细化工悬浮聚合法生产的粉状SAN，分子量为20000；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，粒径为10～50μm；

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得到具有高表面质量的美学树脂组合物4

实施例5

本实施例提供一种具有高表面质量的美学树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为聚碳酸酯/ABS合金，质量比为7:3；

粉状塑化改善剂为日之升精细化工悬浮聚合法生产的粉状SAN，分子量为5000；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，粒径为10～50μm；

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得到具有高表面质量的美学树脂组合物5。

实施例6

本实施例提供一种具有高表面质量的美学树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为法国阿托菲纳公司的丙烯酸酯树脂，牌号为PMMA V040；

粉状塑化改善剂为日之升精细化工悬浮聚合法生产的粉状SAN，分子量为5000；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，粒径为10～50μm；

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得到具有高表面质量的美学树脂组合物6。

对比例1

本对比例提供了一种树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为韩国锦湖石油株式会社的ABS750；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，粒径为10～50μm；

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒。

对比例2

本对比例提供了一种树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为韩国锦湖石油株式会社的ABS750；

粉状塑化改善剂为日之升精细化工悬浮聚合法生产的粉状SAN，分子量为5000；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，粒径为10～50μm；

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒。

对比例3

本对比例提供了一种树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为韩国锦湖石油株式会社的ABS750；

普通SAN为韩国锦湖石油化学株式会社的SAN320，颗粒状，长度约3mm，分子量为10万；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，粒径为10～50μm；

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒。

对比例4

本对比例提供了一种树脂组合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照表1所示的组分及含量备料：

其中，基体树脂为韩国锦湖石油株式会社的ABS750；

粉状塑化改善剂为日之升精细化工悬浮聚合法生产的粉状SAN，分子量为50000；

珠光颜料为德国默克公司的Ir100，粒径为10～50μm；

润滑剂为PETS；

抗氧剂为Irganox 1010。

(2)将基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒。

表1实施例1～6、对比例1～4的组分及其含量

性能测试

缺口冲击强度评价方法：将树脂于90℃干燥4h后通过80T的注塑机成型3.2mm样条，按ASTM D256测试缺口冲击强度；

珠光效果和黑点：将上述实施例和对比实施例获得的树脂于90℃干燥3h后注塑成60×40×3mm的方板，要求模具表面粗糙度为R<2μm，以排除由于模具表面磨损造成的麻点问题，在C光源下观察表面情况；结果如表2所示。

表2

注：◆越多表明麻珠光效果越好，表面质量越好；◇代表0.5个◆

黑点：数字代表黑点数量，数字越大代表黑点越多，说明珠光颜料被破坏越严重；

由表2可知，粉状塑化改善剂对提升珠光效果和改善美学树脂表面质量起到了重要的作用，与现有技术相比，黑点数量明显减少，珠光效果大幅提升，具有更高的表面质量和视觉效果。本发明所述的美学树脂可通过注塑、挤出、吹塑等方法直接成型，用于家电产品外壳、运动器材零部件、3C产品外壳等。

上述实施例1～6中，珠光颜料不限于云母涂覆珠光颜料，可以是天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化铋结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料、二氧化硅涂覆珠光颜料、硼酸铝盐涂覆珠光颜料、人造云母涂覆珠光颜料、氧化铋涂覆珠光颜料中的一种或几种的混合物；还可以在表面包覆一层或多层的金属氧化物，该金属氧化物为氧化铝、二氧化锡、二氧化钛、氧化铁、氧化锑或氧化锌。优选的方案是珠光颜料为粒径为1μm～150μm的云母涂覆珠光颜料，二氧化硅涂覆珠光颜料，人造云母涂覆珠光颜料中的一种或几种的混合物；优选粒径为2μm～50μm。

上述实施例1～6中，润滑油还可以是硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。抗氧剂也不限于Irganox 1010，可以是Irganox 1010、Irganox1076、Irganox 168中的一种或几种。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (15)

1.一种具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述树脂组合物包括如下重量份数的各组分：

2.如权利要求1所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述基体树脂为苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种的混合物。

3.如权利要求2所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述苯乙烯系树脂为ABS、ASA或AES树脂。

4.如权利要求2所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述丙烯酸系树脂为PMMA、MS、MSAN、透明ABS中的一种或几种的混合物。

5.如权利要求1所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述粉状塑化改善剂是重均分子量为5000～30000的低分子量SAN树脂。

6.如权利要求5所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述低分子量SAN树脂的重均分子量为10000～20000。

7.如权利要求5所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述低分子量SAN树脂是通过悬浮聚合法合成的粉状SAN树脂。

8.如权利要求1所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述珠光颜料为天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化铋结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料、二氧化硅涂覆珠光颜料、硼酸铝盐涂覆珠光颜料、人造云母涂覆珠光颜料、氧化铋涂覆珠光颜料中的一种或几种的混合物。

9.如权利要求8所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述珠光颜料表面包覆一层或多层的金属氧化物。

10.如权利要求9所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述金属氧化物为氧化铝、二氧化锡、二氧化钛、氧化铁、氧化锑或氧化锌。

11.如权利要求8所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述珠光颜料为云母涂覆珠光颜料，二氧化硅涂覆珠光颜料，人造云母涂覆珠光颜料中的一种或几种的混合物；所述珠光颜料粒径为1μm～150μm。

12.如权利要求11所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述珠光颜料的粒径为2μm～50μm。

13.如权利要求1所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。

14.如权利要求1所述的具有高表面质量的美学树脂组合物，其特征在于，所述抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076、Irganox 168中的一种或几种。

15.一种如权利要求1所述的具有高表面质量的美学树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、按照权利要求1所述的组分及重量份数称取各组分；

B、将所述基体树脂、粉状塑化改善剂、珠光颜料、抗氧剂、润滑剂，在低速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，即得所述具有高表面质量的美学树脂组合物。