CN103554669B - 一种具有油漆亮泽银色金属质感的免喷涂改性聚丙烯材料 - Google Patents

一种具有油漆亮泽银色金属质感的免喷涂改性聚丙烯材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有油漆亮泽银色金属质感的免喷涂改性聚丙烯材料，其质量组成为聚丙烯78.3%～94.4%，弹性体：0～20%，金属粉：0.2%～0.7%，助剂：0.4%～1%。通过对各组成成分的性能进行筛选，并调整各组成成分的配比，制备所得改性聚丙烯材料外观效果与喷漆效果相近，免去了传统喷漆的繁琐操作，且优选配方解决了现有技术的添加片状铝粉的改性聚丙烯材料在注塑过程中产生虎皮纹的问题，能更好地体现出材料自身带有的金属质感与喷漆效果。

Description

一种具有油漆亮泽银色金属质感的免喷涂改性聚丙烯材料
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯材料，尤其涉及一种具有油漆亮泽银色金属质感的免喷涂改性聚丙烯材料。
背景技术
近年来，光亮的彩色并具有金属质感的外观正成为汽车、家电和办公用品等商业领域的新时尚。为获得上述效果，可以采用传统的喷涂技术，但是由于喷涂工艺及流程较为复杂，所用喷涂溶剂易挥发污染环境、易开裂，且对人体健康造成威胁，因此，现代科技正在寻求一种免喷涂且具有金属质感的材料，为产品带来高品质的光亮彩色外观效果。塑料在满足美观、舒适、安全、防腐、轻量化及设计自由等方面起着其它材料无法替代的作用。在诸多塑料产品中，聚丙烯材料以其来源广、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被广泛使用。通过对聚丙烯进行改性，制成具有免喷涂和金属质感效果的改性聚丙烯材料是工业关注的理想途径。
中国专利文献CN201210036011.6，申请日2012.02.16，公开了一种具有油漆亮泽金属质感免喷涂的聚丙烯组合物，该组合物是由50～99.8%的聚丙烯、0～20%的弹性体、0～30%的滑石粉、0.1～2%的片状铝粉和0.1～2%的色泽增亮剂制备得到，其中的片状铝粉与色泽增亮剂的质量比为1：（2～5）。本发明的具有油漆亮泽金属质感免喷涂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亮泽和金属质感，其外观效果与喷漆效果相近，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。
中国专利文献CN201210509606.9，申请日2012.12.04，公开了一种具有高光泽、金属或珠光闪烁效果免喷涂的聚丙烯材料，它是由以下重量百分比的物质组成：PP97-99%，抗氧剂1680.1-0.3%，抗氧剂10100.1-0.5%，润滑分散剂TAF0.1-1%，效果颜料0.3-1.5%。本发明还提供上述聚丙烯材料的制备方法。本发明的PP材料无需喷涂直接注塑即可获得良好的高光泽和珠光闪烁，以及金属喷漆效果，具备良好外观，与喷漆工艺相比节约了成本，同时避免了制品使用过程中的脱漆问题，再配合高光镜面模具和较高的模温的成型条件，还可以解决制品熔接线和流痕的问题，实现了真正的免喷涂。
以上背景技术均是用铝粉作为效果颜料，使改性后的聚丙烯具有金属质感，且采用的铝粉均为片状铝粉，但是片状铝粉因其形状的各向异性，会影响改性后聚丙烯的致密程度，宏观表现为产品存在虎皮纹外观缺陷，且产品的油漆光泽和金属质感均不理想。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷及本领域技术偏见，本发明的主要目的在于提供一种既具有油漆喷涂后的亮泽又有金属材料质感的改性聚丙烯材料，该材料选用球形铝粉作为效果颜料，成品良品率高，比用片状铝粉制备的改性聚丙烯材料具有更优异的性能。
本发明为解决现有技术中的问题，提供了一种具有油漆亮泽银色金属质感的免喷涂改性聚丙烯材料，其特征性在于：以质量百分比计，由以下成分组成：
所述助剂为润滑剂，抗氧剂和抗紫外剂；
优选地，所述金属粉为球状或者棒状。
优选地，所述金属粉为银粉、铝粉、铜粉或金粉中的一种。
优选地，所述金属粉为球状铝粉，所述球状铝粉的粒度为10～40目；
其中，所述的聚丙烯的熔体流动速率为20～40g/min，密度为0.85～0.95g/cm3；所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物，所述弹性体密度为0.800-0.950g/cm3。
所述聚丙烯为洛氏硬度60～90R-scale、熔融指数20～40g/10min、拉伸强度在35Mpa以上的聚丙烯材料。
所述润滑剂为硬脂酸锌，所述硬脂酸锌的雾化实验B法数值为94%。
所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐、金属钝化剂、二苯甲酮类和苯并三唑类光稳定剂中的一种或几种混合。
所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明相较于现有技术，在聚丙烯材料制成体系中添加了抗紫外剂，使得材料可以运用在仪表板、保险杠等部件上，改善了此类型材料零部件因阳光照射造成的老化，材料表面龟裂等问题；
2、本发明选用添加球形铝粉的改性聚丙烯材料用于零部件制作，解决了现有技术的添加片状铝粉的改性聚丙烯材料在注塑过程中产生虎皮纹的问题，能更好地体现出材料自身带有的金属质感与喷漆效果；
3、本发明选用添加球形铝粉的改性聚丙烯材料用于零部件制作，在材料制作中添加弹性体的前提下，提高了材料的熔融指数，很好的平衡了材料的低温冲击性能和刚性；
4、本发明可以直接注塑成制件，制件具有良好的油漆亮泽和金属质感，其外观效果与喷漆效果相近，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。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一
按表1配方称取聚丙烯（洛氏硬度90R-scale、熔融指数40g/10min、拉伸强度在35Mpa）、乙烯-辛烯共聚物、的球状铝粉（40目）和助剂（硬脂酸锌、抗氧剂3114和抗紫外剂以质量比3:2:1混合），在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机各区温度控制在190～210℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料1号。
实施例二
按表1配方称取聚丙烯（洛氏硬度100R-scale、熔融指数50g/10min、拉伸强度在45Mpa）、乙烯-辛烯共聚物、球状铝粉（40目）和助剂（硬脂酸锌、抗氧剂3114和抗紫外剂以质量比3:2:1混合），在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机各区温度控制在190～210℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料2号。
实施例三
按表1配方称取聚丙烯（洛氏硬度100R-scale、熔融指数50g/10min、拉伸强度在45Mpa）、乙烯-辛烯共聚物、球状铝粉（40目）和助剂（硬脂酸锌、抗氧剂3114和抗紫外剂以质量比3:2:1混合），在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机各区温度控制在190～210℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料3号。
实施例四
按表1配方称取聚丙烯（洛氏硬度90R-scale、熔融指数40g/10min、拉伸强度在50Mpa）、乙烯-辛烯共聚物、球状铝粉（40目）和助剂（硬脂酸锌、抗氧剂3114和抗紫外剂以质量比3:2:1混合），在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机各区温度控制在190～210℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料4号。
实施例五
按表1配方称取聚丙烯（洛氏硬度100R-scale、熔融指数50g/10min、拉伸强度在45Mpa）、乙烯-辛烯共聚物、球状铝粉（40目）和助剂（硬脂酸锌、抗氧剂3114和抗紫外剂以质量比3:2:1混合），在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机各区温度控制在190～210℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料5号。
实施例六
按表1配方称取聚丙烯（洛氏硬度90R-scale、熔融指数40g/10min、拉伸强度在50Mpa）、乙烯-辛烯共聚物、球状铝粉（40目）和助剂（硬脂酸锌、抗氧剂3114和抗紫外剂以质量比3:2:1混合）在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机各区温度控制在190～210℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料6号。
对比例一
按表1配方称取聚丙烯（洛氏硬度90R-scale、熔融指数40g/10min、拉伸强度在50Mpa）、乙烯-辛烯共聚物、片状铝粉（40目）和助剂（硬脂酸锌、抗氧剂3114和抗紫外剂以质量比3:2:1混合），在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机各区温度控制在190～210℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料7号。
对比例二
按表1配方称取聚丙烯（洛氏硬度100R-scale、熔融指数50g/10min、拉伸强度在45Mpa）、乙烯-辛烯共聚物、片状铝粉（40目）和助剂（硬脂酸锌、抗氧剂3114和抗紫外剂以质量比3:2:1混合），在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机各区温度控制在190～210℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料8号。
对比例三
按表1配方称取聚丙烯（洛氏硬度90R-scale、熔融指数40g/10min、拉伸强度在50Mpa）、乙烯-辛烯共聚物、片状铝粉（40目）和助剂（硬脂酸锌、抗氧剂3114和抗紫外剂以质量比3:2:1混合）在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机各区温度控制在190～210℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料9号。
表1实施例及对比例中聚丙烯材料的原料组成
上述实施例一～六所获得的六种实验料，及对比例一～三按照丰田标准TSM0501G中的参数注塑制成标准测试片，按照标准丰田标准TSM0506G进行测试，具体实验数据及物性评价见下表2：
表2实施例和对比例实验料的性能参数和物性评价
本发明通过提高材料的流动性来削弱注塑件表观的虎皮纹缺陷，一般情况下，此方法会通过减少弹性体的添加量达到此目的，但同时会造成材料的低温冲击性能降低。由表2可以看出，在有弹性体填充的改性聚丙烯材料中，添加球形铝粉的材料较添加片状铝粉的材料的熔融指数高，进而使得注塑件的虎皮纹情况得到改善，即使在有20%弹性体的材料中虎皮纹情况也有明显的改观。同时，聚丙烯材料的韧性和刚性得到了较好的平衡，尤其是具有较高的低温冲击强度，且注塑件的油漆光泽和金属质感均较理想。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种具有油漆亮泽金属质感的免喷涂聚丙烯材料，其特征性在于：以质量百分比计，由以下成分组成：
聚丙烯：78.3％～94.4％，
弹性体：0～20％，
金属粉：0.2％～0.7％，
助剂：0.4％～1％；
所述各组分质量百分比之和＝100％；
所述金属粉为球状铝粉，所述球状铝粉的粒度为10～40目；
所述助剂为润滑剂，抗氧剂和抗紫外剂；
所述润滑剂为硬脂酸锌，所述抗氧剂为抗氧剂3114，所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
2.根据权利要求1所述的一种具有油漆亮泽金属质感的免喷涂聚丙烯材料，其特征性在于：所述的聚丙烯的熔体流动速率为20～40g/min，密度为0.85～0.95g/cm3；所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物，所述弹性体密度为0.800-0.950g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种具有油漆亮泽金属质感的免喷涂聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯为洛氏硬度60～90R-scale、熔融指数20～40g/10min、拉伸强度在35MPa以上的聚丙烯材料。
4.根据权利要求1所述的一种具有油漆亮泽金属质感的免喷涂聚丙烯材料，其特征在于：所述硬脂酸锌的雾化实验B法数值为94％。
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