CN103601972A - 一种解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供一种解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，其质量组成为：改性球状铝粉含量2～10%，聚丙烯EA5075含量15～40%，聚丙烯EA5074含量15～40%，乙烯-辛烯共聚物含量5～10%，改性球状矿物粉含量10～25%，助剂含量1～5%，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，解决了铝粉在注塑中易产生虎皮纹的问题，此外，铝粉注塑工艺取代了现有的先注塑再喷漆工艺，使产品的良品率得到了提高，员工劳动强度得到了降低，生产成本得到了节约。

Description

一种解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方
技术领域
本发明创造涉及一种铝粉在注塑中的配方，尤其涉及一种解决铝粉在注塑中容易产生虎皮纹的配方。
背景技术
随着人们对工作环境要求的提高，越来越多的塑料件喷漆工艺被人们所关注，而随着人们要求改进生产工艺的呼声越来越高，铝粉注塑工艺将会取代铝粉喷漆工艺，这是因为：铝粉喷漆工艺过程是注塑过程中一个独立的过程，不仅要增加人力成本，还要增加油漆成本，由于喷漆是人工操作，导致偶然性大，废品率高，造成单件产品的成本提高，而直接采用铝粉注塑工艺，能够提高良品率，降低员工劳动强度，同时其成本只是普通注塑件的成本，能够把喷漆成本节省下来。
但是，由于普通铝粉片状的形态，导致在铝粉注塑过程中易产生外观缺陷，其中常见的是虎皮纹外观缺陷，这是由于片状的铝粉在改性混炼过程中，铝粉以海岛形式存在基体树脂中，在注塑过程中由于铝粉存在各向异性，不会按照镜面形态流动，宏观表现为产品存在虎皮纹外观缺陷。
要解决上述问题，其中一种办法是从根本上修改模具，但是此方法涉及的成本很高，并且不易实现。因此，寻找廉价、简单并且有效的防止产生虎皮纹的方法就显得尤为重要，而解决铝粉在注塑中容易产生虎皮纹的配方还未见公开报道。
发明内容
本发明创造要解决的问题是提供一种解决铝粉在注塑中容易产生虎皮纹的配方。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：
一种解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，以质量百分比计，由以下成分组成，改性球状铝粉含量2～10%，聚丙烯EA5075含量15～40%，聚丙烯EA5074含量15～40%，乙烯-辛烯共聚物含量5～10%，改性球状矿物粉含量10～25%，助剂含量1～5%。
优选地，所述配方以质量百分比计，由以下成分组成，改性球状铝粉含量2～9%，聚丙烯EA5075含量20～40%，聚丙烯EA5074含量20～40%，乙烯-辛烯共聚物含量5～8%，改性球状矿物粉含量15～25%，助剂含量1～4%。
其中，所述改性球状铝粉是将球状铝粉与基体树脂聚丙烯或聚乙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到的。所述基体树脂聚丙烯可以是聚丙烯EA5075，可以是聚丙烯EA5074，也可以是其他类型的聚丙烯材料；类似的，所述基体树脂聚乙烯也可以在多种聚乙烯材料中进行选择。为了增强铝粉与聚丙烯之间的相容性，采用改性铝粉。常用的铝粉有片状和球状两种形态，若采用片状铝粉在注塑成件时易产生虎皮纹，采用球状铝粉，其流动性好，在配方合理的前提下，注塑成件后外观良好。通常情况下，基体树脂聚丙烯或聚乙烯占改性球状铝粉总质量的8～15%，按照此比例把球状铝粉与聚丙烯或聚乙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出，得到所述改性球状铝粉。值得注意的是，在所述解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方中，加入的改性球状铝粉中已经包括了基体树脂聚丙烯或聚乙烯，而配方中聚丙烯EA5075和EA5074含量与所述改性球状铝粉中基体树脂聚丙烯的含量是相互独立、单独计算的。
所述改性球状矿物粉是采用球状滑石粉或球状碳酸钙粉经硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌处理得到的。为了增强矿物粉与聚丙烯之间的相容性，采用改性球状滑石粉或球状碳酸钙粉。通常情况下，硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的1～2%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.1～0.5%，按照此比例把球状矿物粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到所述改性球状矿物粉。
所述聚丙烯EA5075的熔融指数为50～70g/10min，所述聚丙烯EA5074的熔融指数为20～30g/10min。这两种聚丙烯均为高结晶度聚丙烯材料，结晶度可以达到90%以上，同时结晶速度快，可以保证在注塑过程中最快40秒成型，防止在注塑过程中的保压阶段，形成铝粉取向不同导致虎皮纹的出现。
所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为5～10g/10min，门尼粘度为8～20Pa·s。选择所述乙烯-辛烯共聚物是为了保证其与聚丙烯EA5075和EA5074相匹配，其目的是防止注塑成件时产生虎皮纹。
所述助剂为芥酸酰胺和硬脂酸锌的混合物。其中，芥酸酰胺作为外润滑剂降低材料与模具之间的摩擦，利于产品脱模；硬脂酸锌作为内润滑剂降低各组分之间的摩擦。
进一步，所述芥酸酰胺和硬脂酸锌的质量比为1:1～1:5。
本发明创造具有的优点和积极效果是：采用此配方后，解决了铝粉在注塑中易产生虎皮纹的问题。此外，铝粉注塑工艺取代了现有的先注塑再喷漆工艺，使注塑件产品的良品率得到了提高，员工劳动强度得到了降低，生产成本得到了节约。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明创造做进一步详细说明。
实施例一
改性球状铝粉的制备：将球状铝粉与基体树脂聚丙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性球状铝粉，其中聚丙烯占改性球状铝粉总质量的8%。
改性球状矿物粉的制备：将球状碳酸钙粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性球状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的1.5%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.5%。
按照质量比例，将8%的改性球状铝粉、27%的聚丙烯EA5075（熔融指数60g/10min）、40%的聚丙烯EA5074（熔融指数25g/10min）、9%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数5g/10min，门尼粘度10Pa·s）、14%的改性球状矿物粉、2%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:3混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
实施例二
改性球状铝粉的制备：将球状铝粉与基体树脂聚乙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性球状铝粉，其中聚乙烯占改性球状铝粉总质量的14%。
改性球状矿物粉的制备：将球状滑石粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性球状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的1%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.1%。
按照质量比例，将10%的改性球状铝粉、38%的聚丙烯EA5075（熔融指数65g/10min）、26%的聚丙烯EA5074（熔融指数25g/10min）、10%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数10g/10min，门尼粘度15Pa·s）、11%的改性球状矿物粉、5%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:1混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
实施例三
改性球状铝粉的制备：将球状铝粉与基体树脂聚丙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性球状铝粉，其中聚丙烯占改性球状铝粉总质量的8%。
改性球状矿物粉的制备：将球状滑石粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性球状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的2%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.2%。
按照质量比例，将6%的改性球状铝粉、32%的聚丙烯EA5075（熔融指数60g/10min）、32%的聚丙烯EA5074（熔融指数25g/10min）、10%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数5g/10min，门尼粘度12Pa·s）、15%的改性球状矿物粉、5%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:5混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
实施例四
改性球状铝粉的制备：将球状铝粉与基体树脂聚乙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性球状铝粉，其中聚乙烯占改性球状铝粉总质量的8%。
改性球状矿物粉的制备：将球状滑石粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性球状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的1%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.2%。
按照质量比例，将4%的改性球状铝粉、40%的聚丙烯EA5075（熔融指数60g/10min）、31%的聚丙烯EA5074（熔融指数20g/10min）、7%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数5g/10min，门尼粘度15Pa·s）、15%的改性球状矿物粉、3%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:5混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
实施例五
改性球状铝粉的制备：将球状铝粉与基体树脂聚丙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性球状铝粉，其中聚丙烯占改性球状铝粉总质量的10%。
改性球状矿物粉的制备：将球状碳酸钙与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性球状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的1.5%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.4%。
按照质量比例，将3%的改性球状铝粉、30%的聚丙烯EA5075（熔融指数65g/10min）、21%的聚丙烯EA5074（熔融指数20g/10min）、8%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数10g/10min，门尼粘度15Pa·s）、25%的改性球状矿物粉、4%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:2混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
实施例六
改性球状铝粉的制备：将球状铝粉与基体树脂聚乙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性球状铝粉，其中聚乙烯占改性球状铝粉总质量的12%。
改性球状矿物粉的制备：将球状滑石粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性球状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的2%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.3%。
按照质量比例，将8%的改性球状铝粉、39%的聚丙烯EA5075（熔融指数60g/10min）、22%的聚丙烯EA5074（熔融指数25g/10min）、6%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数10g/10min，门尼粘度8Pa·s）、17%的改性球状矿物粉、2%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:4混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
实施例七
改性球状铝粉的制备：将球状铝粉与基体树脂聚丙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性球状铝粉，其中聚丙烯占改性球状铝粉总质量的10%。
改性球状矿物粉的制备：将球状滑石粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性球状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的2%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.2%。
按照质量比例，将5%的改性球状铝粉、30%的聚丙烯EA5075（熔融指数65g/10min）、40%的聚丙烯EA5074（熔融指数20g/10min）、8%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数5g/10min，门尼粘度10Pa·s）、15%的改性球状矿物粉、2%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:1混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
实施例八
改性球状铝粉的制备：将球状铝粉与基体树脂聚丙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性球状铝粉，其中聚丙烯占改性球状铝粉总质量的10%。
改性球状矿物粉的制备：将球状滑石粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性球状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的1%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.1%。
按照质量比例，将2%的改性球状铝粉、35%的聚丙烯EA5075（熔融指数60g/10min）、35%的聚丙烯EA5074（熔融指数25g/10min）、5%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数5g/10min，门尼粘度8Pa·s）、22%的改性球状矿物粉、1%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:1混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
上述实施例主要成分质量百分含量见表1。
表1 实施例一～八主要组分含量（质量百分含量）
实施例编号 一 二 三 四 五 六 七 八
改性球状铝粉 8 10 6 4 3 8 5 2
聚丙烯EA5075 27 38 32 40 30 39 30 35
聚丙烯EA5074 40 26 32 31 30 28 40 35
乙烯-辛烯共聚物 9 10 10 7 8 6 8 5
改性球状矿物粉 14 11 15 15 25 17 15 22
助剂 2 5 5 3 4 2 2 1
对比例一
按照质量比例，将2%的片状铝粉（未经过改性处理）、35%的聚丙烯EA5075（熔融指数60g/10min）、35%的聚丙烯EA5074（熔融指数25g/10min）、5%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数5g/10min，门尼粘度8Pa·s）、22%的片状滑石粉（未经过改性处理）、1%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:1混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
对比例二
按照质量比例，将2%的球状铝粉（未经过改性处理）、35%的聚丙烯EA5075（熔融指数60g/10min）、35%的聚丙烯EA5074（熔融指数25g/10min）、5%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数5g/10min，门尼粘度8Pa·s）、22%的球状滑石粉（未经过改性处理）、1%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:1混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
对比例三
改性片状铝粉的制备：将片状铝粉与基体树脂聚丙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性片状铝粉，其中聚丙烯占改性片状铝粉总质量的10%。
改性片状矿物粉的制备：将片状状滑石粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性片状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性片状矿物粉总质量的1%，硬脂酸锌占改性片状矿物粉总质量的0.1%。
按照质量比例，将2%的改性片状铝粉、35%的聚丙烯EA5075（熔融指数60g/10min）、35%的聚丙烯EA5074（熔融指数25g/10min）、5%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数5g/10min，门尼粘度8Pa·s）、22%的改性片状滑石粉、1%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:1混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
对比例四
改性球状铝粉的制备：将球状铝粉与基体树脂聚丙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到改性球状铝粉，其中聚丙烯占改性球状铝粉总质量的10%。
改性球状矿物粉的制备：将球状滑石粉与硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌放入高速混合机中混合30s，得到改性球状矿物粉，其中硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的1%，硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.1%。
按照质量比例，将2%的改性球状铝粉、35%的聚丙烯EA5075（熔融指数60g/10min）、35%的聚丙烯EA5074（熔融指数25g/10min）、5%的乙烯-辛烯共聚物（熔融指数5g/10min，门尼粘度5Pa·s）、22%的改性球状矿物粉、1%的助剂（芥酸酰胺和硬脂酸锌以质量比1:1混合），在高速混合机中混合30s，然后将共混物通过挤出机混炼挤出造粒。
对比例中铝粉、聚丙烯EA5075、聚丙烯EA5074、乙烯-辛烯共聚物、矿物粉、助剂的质量百分含量与实施例一致。采用实验室的模拟设备对不同的配方进行模拟实验，该设备的特点是注塑速度更慢、注塑压力更小、浇口更小，与工业生产的条件相比更为严格，因而也更易出现虎皮纹，测试结果见表2。
表2 实施例和对比例的实验室模拟结果
名称 出现虎皮纹的注塑件长度
实施例一 600mm
实施例二 600mm
实施例三 620mm
实施例四 640mm
实施例五 640mm
实施例六 640mm
实施例七 640mm
实施例八 650mm
对比例一 350mm
对比例二 500mm
对比例三 400mm
对比例四 550mm
从测试结果可以看出，最容易出现虎皮纹的是采用未经改性的片状原材料（对比例一，出现虎皮纹的注塑件长度为350mm），其次是改性片状原材料（对比例三，出现虎皮纹的注塑件长度为400mm）、未经改性的球状原材料（对比例二，出现虎皮纹的注塑件长度为500mm），对比例四由于采用的是与聚丙烯EA5075和EA5074不匹配的乙烯-辛烯共聚物（门尼粘度较低），出现虎皮纹的注塑件长度为550mm。实施例一～六出现虎皮纹的注塑件长度都保持在600mm以上，此数值反映到工业生产中，注塑件的长度在2m都不会出现虎皮纹，而工业注塑件的长度都在2m以下，因此保证了注塑件的外观品质，实施例四～八是优选配方，出现虎皮纹的注塑件长度在640mm或以上。

Claims (8)

1.一种解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，其特征在于：以质量百分比计，由以下成分组成，改性球状铝粉含量2～10%，聚丙烯EA5075含量15～40%，聚丙烯EA5074含量15～40%，乙烯-辛烯共聚物含量5～10%，改性球状矿物粉含量10～25%，助剂含量1～5%。
2.根据权利要求1所述的解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，其特征在于：以质量百分比计，由以下成分组成，改性球状铝粉含量2～9%，聚丙烯EA5075含量20～40%，聚丙烯EA5074含量20～40%，乙烯-辛烯共聚物含量5～8%，改性球状矿物粉含量15～25%，助剂含量1～4%。
3.根据权利要求1或2所述的解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，其特征在于：所述改性球状铝粉是将球状铝粉与基体树脂聚丙烯或聚乙烯混合，通过螺杆挤出机进行挤出得到的，所述基体树脂聚丙烯或聚乙烯占改性球状铝粉总质量的8～15%。
4.根据权利要求1或2所述的解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，其特征在于：所述改性球状矿物粉是采用球状滑石粉或球状碳酸钙粉经硅烷偶联剂KH-550和硬脂酸锌处理得到的，所述硅烷偶联剂KH-550占改性球状矿物粉总质量的1～2%，所述硬脂酸锌占改性球状矿物粉总质量的0.1～0.5%。
5.根据权利要求1或2所述的解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，其特征在于：所述聚丙烯EA5075的熔融指数为50～70g/10min，所述聚丙烯EA5074的熔融指数为20～30g/10min。
6.根据权利要求1或2所述的解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，其特征在于：所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为5～10g/10min，门尼粘度为8～20Pa·s。
7.根据权利要求1或2所述的解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，其特征在于：所述助剂为芥酸酰胺和硬脂酸锌的混合物。
8.根据权利要求7所述的解决铝粉在注塑中易产生虎皮纹的配方，其特征在于：所述芥酸酰胺和硬脂酸锌的质量比为1:1～1:5。
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