CN103770270A - 具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，采用双色成型机及成型模具，所述成型模具的动模设有第一色成型区和第二色成型区，以及可旋转的转盘，包括步骤：（1）在第一色成型区注塑免喷涂材料，形成第一色部分；（2）开模，旋转所述的转盘，使第一色部分转移到第二色成型区的位置；（3）在第二色成型区注塑结构性壳体材料，形成第二色部分；（4）开模，取出整个制件，切除浇口流道部分，包装，即得成型制件。本发明采用双色成型，可有效避免免喷涂材料在具有结构的形态上产生的流痕和熔接线缺陷的缺点，同时也保持了良好的冲击性能，且具有较好的美学效果，适宜用于家电外壳产品。

Description

具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法
 技术领域
本发明涉及一种塑胶外壳的成型方法，具体涉及一种具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳的双色成型方法。
背景技术
随着人们对环境问题越来越重视和关注，免喷涂特殊效果材料产品正逐步显示出其竞争力，免喷涂美学树脂可以复制喷漆生产出的艳丽多彩的色调及珠光、闪光效果、金属光泽和质感等特殊效果，从而满足多样化、差别化的客户需求，而且在生产过程中可以真正实现节能减排，可广泛应用于工艺品、玩具、家电、汽车、电子产品、体育用品和办公用品等领域。
目前，免喷涂树脂应用方法是将含有特殊效果添加剂的树脂粒子直接进行注塑或者挤出成型，形成具备诸如银白金属效果、珠光细腻效果、珠光闪烁效果等美学效果的制件。在家电外壳尤其是空调外壳上，此类材料是当前应用研究的热点。核心的技术难题出现在两点：
一、  大量家电外壳都是白色，或者银色，当需要浅色珠光产品时，往往需要在材料中添
加其他添加剂，而其他添加剂会对珠光的外观效果产生一定的影响，从而使其闪烁效果不好；
二、  家电外壳面板背后往往有加强筋和卡扣螺丝柱等与五金件和其他塑胶件装配的结
构，而现有的免喷涂材料多采用普通的注塑机单色成型，直接应用珠光粉和金属粉，普通珠光免喷涂材料往往由于珠光的加入而性能劣化，当外壳具有卡扣结构需要装配时，韧性低下会导致装配结构断裂而失效，因此，现有的单色成型不适合有筋位，结构较复杂的外壳部件；另外，由于直接应用珠光粉和金属粉，往往容易产生流痕和熔接线等成型缺陷，这类缺陷严重时在外观面上呈现黑色的不规则条纹，从而限制材料的应用。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种外观美观、珠光闪烁质感好、无流痕和熔接线缺陷的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳的成型方法。
为实现上述目的，本发明采用如下方式实现：
一种具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，采用双色成型机及成型模具，所述成型模具的动模设有第一色成型区和第二色成型区，以及可旋转的转盘，其中第二色成型区的定模模穴较第一色成型区的定模模穴为大。其成型方法，包括如下步骤：
（1）在第一色成型区注塑免喷涂材料，形成第一色部分；
（2）开模，旋转所述的转盘，使第一色部分转移到第二色成型区的位置；
（3）在第二色成型区注塑结构性壳体材料，形成第二色部分；
（4）开模，取出整个制件，切除浇口流道部分，包装，即得成型制件。
本发明所述的第一色部分的成型温度介于220~280℃之间，为避免第二色部分的高压熔体将第一色部分的局部熔掉，第一色部分的成型温度较第二色部分的成型温度高10~70℃，优选的，第一色部分的成型温度较第二色部分的成型温度高10~50℃。
本发明还需注意开模时浇口的形式，为避免直冲式出现的较多问题，本发明的第二色注塑模具的浇口采用侧进浇的形式。
本发明所述的第一色部分可为薄板状，采用免喷涂材料，第二色部分具有筋位、装配卡
扣、螺丝柱和灯板等结构，可采用普通材料、填充材料或回收材料等。
优选的，也可在第一色部分和第二色部分的接触表面设计纹理，当采用透明材料作为第
一色时，可有深透的质感效果，从而增加设计的美观性和灵活性。
本发明所述的第二色部分的结构性壳体材料的树脂可选自ABS、HIPS、PP、ABS/HIPS合金、PC/ABS合金等。
本发明所述的免喷涂材料，按重量百分比，包括如下组分：
树脂                                               95-99.9wt%
特殊效果颜料                                  0.01-5wt%
其他着色剂                                           0-5wt%
抗氧剂                                               0-1wt%
加工助剂                                            0-0.5wt%
所述组分中树脂含量优选97-99.8wt%，选自聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物（ABS）、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物（MBS）、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯四元共聚物（MABS）、聚苯乙烯（PS）、PMMA/ABS合金、PET中的一种或几种的合金，优选为PMMA、PC、透明ABS、PMMA/ABS合金。
所述特殊效果颜料为金属粉或珠光粉：
所述金属粉选自铝粉、铜粉、金粉、银粉、锌粉、锡粉、铁粉、镍粉中的一种或几种；
所述铝粉中Al元素的含量不少于60wt%，同时含有Zn、Sn、Ni、Pb、Fe、Mg、Si、Mn、Be、Cu、Ti或稀土元素的一种或多种；所述铝粉的形状为球形、花瓣形、树枝形、雪花形、玉米片形、银元形或半银元形的一种或者多种；其粒径为3-200μm，优选5-100μm。
为了避免铝粉在加工过程中易爆炸，易氧化，不好球磨分散等缺陷，本发明所用的铝粉是加入表面处理剂如润滑剂等经过表面处理，然后球磨成的片状铝粉。
所述铜粉中Cu元素的含量不少于60wt%，同时含有Zn、Sn、Ni、Be、Al、Mn、Fe、Pb、Si、P、B、Ti或稀土元素的一种或多种；所述铜粉的形状为球形、树枝状或片状，其粒径为3-200μm，优选5-100μm。
所述珠光粉其横断面具有类似于珍珠的物理结构，内核是低光学折射率的物质，包覆在外层的是高折射率的金属氧化物，其种类具体包括云母涂覆珠光粉、氯氧化铋结晶珠光粉、二氧化硅涂覆珠光粉、硅酸铝盐涂覆珠光粉、硼酸铝盐涂覆珠光粉、氧化铋涂覆珠光粉中的一种或几种；所述珠光粉表面至少包覆一层金属氧化物，所述金属氧化物为氧化铝、二氧化锡、二氧化钛、氧化铁、氧化锑或氧化锌的一种或几种；所述珠光粉的粒径为5-500μm，优选为5-200μm。
所述其他着色剂为包括炭黑、金属氧化物颜料、金属络合物颜料、金属硫化物颜料、硅酸颜料、硫酸钡、碳酸钙、磷酸盐颜料、硼酸盐颜料、乙酰基乙酰芳胺系颜料、吡唑啉酮系颜料、β-萘酚系颜料、萘酚系颜料、苯并咪唑酮系颜料、偶氮缩合颜料、偶氮染料色淀、β-萘酚系色淀、乙酰基乙酰芳胺系色淀、吡唑啉酮系色淀、酞菁类颜料、喹吖啶酮类颜料、苝系颜料、苉酮系颜料、硫靛类颜料、二恶嗪类颜料、三芳甲烷类颜料、吡咯并吡咯二酮（DDP）颜料、异吲哚啉系/异吲哚啉酮系颜料中的一种或几种。
所述抗氧剂为包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂、胺类抗氧剂、含硫类抗氧剂或金属盐类抗氧剂中的一种或几种；
所述加工助剂为硅酮类润滑剂、酰胺类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、聚烯烃类润滑剂或酯类润滑剂中的一种或几种。
所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石、玻纤中的一种或几种。
本发明所述免喷涂材料的制备方法，包括如下步骤：将上述组分的原料按上述比例置入混合机混合均匀；将得到的混合物置入双螺杆挤出机中混炼，冷却后切粒、包装，即得。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
（1）本发明采用双色成型，在第一色薄板形状部分使用免喷涂材料，在具有结构筋位的第二色部分使用普通着色树脂，普通着色树脂对于背面结构的成型缺陷不明显，这样有效避免了免喷涂材料在具有结构的形态上产生的流痕和熔接线缺陷的缺点，且可采用的免喷涂效果是多样的，既可采用细腻的珠光效果，金属银色效果，香槟金色效果，也可采用珠光闪烁效果；
（2）本发明可在第一色部分中加入含有珠光粉的免喷涂材料，而第二色部分使用普通塑胶，既可保证其珠光闪烁效果，又可使其仍然保持韧性，从而能够有效避免因珠光粉的加入而性能劣化从而导致装配结构断裂而失效的问题；
（3）本发明的第一色部分的免喷涂材料可使用无色透明珠光材料，此时由于珠光颗粒处于透明材料中，闪烁效果十分突出，以此方法成型的壳体闪烁效果明显优于普通一次成型的免喷涂材料制件；
(4) 免喷涂材料往往价格较贵，使用双色成型虽然开模成本较高，但材料用量较大时，第一色使用免喷涂材料，第二色使用较廉价甚至含有回收组分的材料，比之整体采用免喷涂材料，能够有效降低总体材料成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下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下述实施例的限制。
实施例1-5双色成型外壳：
按表1中的配方制作三种不同的物料，称取表中配比的组合物，使用搅拌机混合，然后投入双螺杆挤出机挤出，造粒，包装备用。
采用双色成型机及成型模具，成型模具的动模设有第一色成型区和第二色成型区，以及可旋转的转盘，其中第二色成型区的定模模穴较第一色成型区的定模模穴为大。其成型方法，包括如下步骤：
（1）在第一色成型区注塑免喷涂材料，形成第一色部分；
（2）开模，旋转所述的转盘，使第一色部分转移到第二色成型区的位置；
（3）在第二色成型区注塑结构性壳体材料，形成第二色部分；
（4）开模，取出整个制件，切除浇口流道部分，包装，即得成型制件。
所得外壳外观和性能测试结果见表3。
表1 实施例1~5各组成的具体配比（wt%）
　 实施例1：第一色 实施例1：第二色 实施例2：第一色 实施例2：第二色 实施例3：第一色 实施例3：第二色
成型温度 230~250 220~245 260~280 220~245 260~280 240~255
树脂 99.8 98.8 99 99.3 99.7 98.3
特殊效果颜料 0.2   1   0.3  
其他着色剂   0.5       0.5
抗氧剂   0.5   0.5   0.5
加工助剂   0.2   0.2   0.2
续表1：
　 实施例4：第一色 实施例4：第二色 实施例5：第一色 实施例5：第二色
成型温度 260~280 240~255 260~280 220~245
树脂 95 75 97 99
特殊效果颜料 4   1  
其他着色剂 0 0 1 0
抗氧剂 0.5 0.5 0.5 0.5
加工助剂 0.5 0.5 0.5 0.5
填充剂 0 24 0 0
实施例1中：第一色组合物中，树脂为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，特殊效果颜料为珠光粉，其平均粒径为100μm。第二色组合物中，树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，其他着色剂为金红石型钛白粉，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺。
实施例2中：第一色组合物中，树脂为聚碳酸酯PC，特殊效果颜料为铝粉，平均粒径15μm。第二色组合物中，树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺。
实施例3中：第一色组合物中，树脂为聚碳酸酯PC，特殊效果颜料为珠光粉，其平均粒径为75μm。第二色组合物中，树脂为聚碳酸酯PC和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的合金，其他着色剂为金红石型钛白粉，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺。
实施例4中：第一色组合物中，树脂为聚碳酸酯PC，特殊效果颜料为铝粉，平均粒径15μm以及珠光粉的混合颜料，珠光粉粒径范围为20~40μm。第二色组合物中，树脂为聚碳酸酯PC和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的合金，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺，填充剂为滑石粉。
实施例5中：第一色组合物中，树脂为聚碳酸酯PC，特殊效果颜料为珠光粉，平均粒径75μm，其他着色剂为炭黑，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺。第二色组合物中，树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168，加工助剂为油酸酰胺。
对比例1-5：传统免喷涂外壳成型：
按表2中的的配方将树脂、特殊效果颜料、其他着色剂、抗氧剂、 加工助剂置入混合机混合均匀；将得到的混合物置入双螺杆挤出机中混炼，冷却后切粒、包装，即得。
将树脂直接投入普通单色注塑机注塑，即得普通免喷涂外壳。所得外壳外观和性能测试
结果见表3。
表2：对比例1-5中各组成的配比（wt%）
  对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5
成型温度 220~245 220~245 240~255 240~255 220~245
树脂 98.6 98.3 96.4 75 97
特殊效果颜料 0.2 1 2.5 4 1
其他着色剂 0.5   0.4 0 1
抗氧剂 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
加工助剂 0.2 0.2 0.2 0.5 0.5
填充剂       20  
对比例1中：树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，特殊效果颜料为珠光粉，平均粒径100μm，其他着色剂为金红石型钛白粉，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺。
对比例2中：树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，特殊效果颜料为铝粉，平均粒径15μm，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺。
对比例3中，树脂为树脂为聚碳酸酯PC和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的合金，特殊效果颜料为珠光粉，平均粒径75μm，其他着色剂为金红石型钛白粉和酞菁蓝颜料的混合物，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺。   
对比例4中，树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的合金，特殊效果颜料为铝粉和珠光粉的混合，其中铝粉的平均粒径为15μm，珠光粉粒径范围为20~40μm，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺，填充剂为滑石粉。
对比例5中，树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，特殊效果颜料为珠光粉，平均粒径为75μm，其他着色剂为炭黑，抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010及磷酸酯类抗氧剂168；加工助剂为油酸酰胺。
表3    实施例1-5及对比例1-5制件的外观和性能测试结果
  实施例1 对比例1 实施例2 对比例2 实施例3 对比例3 实施例4 对比例4 实施例5 对比例5
L 84.38 94.43 71.9 69.57 85.32 85.62 76.53 67.22 26.44 27.91
A 0.88 -0.11 -0.42 -0.52 0.75 0.82 -0.34 -0.11 0.01 0.16
B -1.56 -1.36 -0.35 -0.85 -1.62 -1.41 -0.52 -1.02 -0.76 -0.49
拉伸强度（Mpa） 47.7 45.4 46.8 46.1 58.5 62.8 68.5 67.3 47.0 44.8
弯曲强度（Mpa） 67.7 61.3 71 66.4 89 94.9 109.2 111.9 69.8 61.3
弯曲模量（Mpa） 2268 2205 2456 2302 2219 2513 5337 5366 2435 2190
缺口冲击强度（KJ/m2） 18.7 17.3 23.5 19.8 65.4 8.6 8.9 6.4 23.4 16.9
流痕 - ▼▼ - ▼▼▼▼ - ▼▼ - ▼▼▼ - ▼▼
熔接线 - ■■ - ■■■■ - ■■ - ■■■■ - ■■
闪烁质感 ★★★★ ★ ★ ★ ★★★★ ★★ ★ ★ ★★★★ ★★★
注：L，A，B值默认为D65光源下测得，L值越大，颜色越亮
▼越多表示流痕越多
■越多表示熔接线越严重
-表示不存在流痕或熔接线，或者不明显
★越多表示闪烁质感越明显
双色成型对应方案中，缺口冲击强度默认为第二色部分材料的性能。
由实施例1和对比例1的结果可以看出，将珠光粉添加至双色成型的第一色中，与珠光粉添加到单色成型的树脂中相比，能够保证成型无流痕和熔接线缺陷，且有良好的闪烁效果；
由实施例2和对比例2对比可以看出，将铝粉添加到双色成型的第一色中，与铝粉添加到单色成型的树脂中相比，可保证成型无流痕和熔接线缺陷，且外观更加白亮；
实施例3和对比例3是为了达到接近的外观所采取的两种不同方案，双色成型不仅外观无成型缺陷，同时也保持了良好的冲击性能，这样装配和拧螺丝的过程中，材料就不至于发生结构断裂和失效；
实施例4和对比例4比较了具有填充剂的银白色免喷涂材料，采用双色成型和普通单色成型的对比，说明在刚性性能要求的材料中，采用双色成型比单色成型在外观上和成型上的明显优势；
实施例5和对比例5比较的是制造黑色珠光免喷涂材料时，采用双色成型制造的效果颜色较单色成型更黑，闪烁感更好，同时性能上也有优势。
综合上述结果可以看出，采用本发明双色成型的外壳表面无流痕和熔接线，克服了成型缺陷，而且外观能够达到更好的美学效果，更适宜用于家电外壳产品。

Claims (10)

1.一种具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，采用双色成型机及成型模具，所述成型模具的动模设有第一色成型区和第二色成型区，以及可旋转的转盘，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在第一色成型区注塑免喷涂材料，形成第一色部分；
（2）开模，旋转所述的转盘，使第一色部分转移到第二色成型区的位置；
（3）在第二色成型区注塑结构性壳体材料，形成第二色部分；
（4）开模，取出整个制件，切除浇口流道部分，包装，即得成型制件。
2.根据权利要求1所述的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，其特征在于，第一色部分的成型温度介于220~280℃之间。
3.根据权利要求2所述的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，其特征在于，第一色部分的成型温度较第二色部分的成型温度高10~70℃。
4.根据权利要求1所述的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，其特征在于，第二色注塑模具的浇口采用侧进浇的形式。
5.根据权利要求1所述的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，其特征在于，所述的第一色部分为薄板状，第二色部分具有筋位、装配卡扣、螺丝柱或灯板结构。
6.根据权利要求1所述的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，其特征在于，在第一色部分和第二色部分的接触表面设计有纹理。
7.根据权利要求1所述的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，其特征在于，所述免喷涂材料，按重量百分比，包括如下组分：
树脂                                                     95-99.9wt%
特殊效果颜料                                     0.01-5wt%
其他着色剂                                         0-5wt%
抗氧剂                                               0-1wt%
加工助剂                                            0-0.5wt%
。
8.根据权利要求7所述的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，其特征在于，所述树脂选自聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚碳酸酯PC、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物ABS、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物MBS、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯四元共聚物MABS、聚苯乙烯PS、PMMA/ABS合金、PET中的一种或几种的合金，优选为PMMA、PC、ABS或PMMA/ABS合金。
9.根据权利要求7所述的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，其特征在于，所述特殊效果颜料为金属粉或珠光粉。
10.根据权利要求9所述的具有特殊美学效果的免喷涂塑胶外壳成型方法，其特征在于，所述金属粉选自铝粉、铜粉、金粉、银粉、锌粉、锡粉、铁粉、镍粉中的一种或几种；所述珠光粉的粒径为5-500μm。
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