CN103910941B - 一种免喷涂美学效果的聚丙烯组合物及其制备方法与应用 - Google Patents
一种免喷涂美学效果的聚丙烯组合物及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种免喷涂美学效果聚丙烯组合物及其制备方法与应用,包含聚丙烯40‑98wt%、弹性体0‑20wt%、填料0.1‑30wt%、效果颜料0.5‑6wt%、增亮剂0.1‑2wt%、相容剂0.01‑4wt%。其制备方法是将聚丙烯、弹性体、相容剂、增亮剂在高混机中混合1‑3钟，然后加入填料、效果颜料在高混机再混合1‑3分钟，转速为1000‑2000转/分钟，得到预混料；预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190‑230℃，真空造粒即得。本发明通过填料与极性相容剂形成的交联网络结构，影响聚丙烯组合物熔体的流动行为，使颜料分布随熔体流动发生变化的行为受到了限制，减少甚至避免了金属颜料随流动发生取向的行为，从而解决了各向异色性，并具有优异的金属质感、无流痕、减弱甚至消除熔接线所呈现的深色外观。
Description
技术领域
本发明属于改性塑料领域，具体涉及一种聚丙烯组合物，特别涉及一种免喷涂美学效果的聚丙烯组合物及其制备方法与应用。
背景技术
在保证材料物化性能满足应用要求的前提下，消费者对产品外观要求的日益提高，对传统喷涂工艺所带来的丰富色彩效果表达出前所未有的青睐，包括珠光效果、金属质感、闪烁效果等。然而传统的喷涂工艺会给环境造成污染和能源浪费，一方面迫使喷涂工艺不断改善以减轻环境压力，一方面在使用量较大的树脂领域开始出现免喷涂产品，即向树脂中添加金属粉颜料、珠光颜料等具有特殊色彩效果颜料以获得与喷涂工艺相似的外观效果。
免喷涂树脂产品由于在应用前须经过挤出、注塑等加工过程，受树脂熔体的流动行为的影响，会出现相应的外观缺陷，包括已广为业内人士所知的流痕、熔接线。此外，还有一个鲜为提及问题：各向异色性，至今未见有相关报道或技术方案用于解决此问题。这里的各向异色性是指在不同的观察方向，免喷涂产品的颜色、光泽有着明显的差异。特别表现在熔接线两侧的树脂相互对比，在不同外部光源或者不同方向或者不同角度观测下，都具有明显不同的颜料效果。这个问题明显制约着免喷涂树脂应用于对外观要求较高的领域里，例如汽车产品、家具、电器设备、电动工具、建筑材料等。
中国专利CN 102516700 B公开了通过金属颜料与磁性物质的共同包覆，提高金属颜料的使用率和遮盖力，试图以此方式减少色粉的使用来缓解流痕与熔接线问题。由于铝粉在包覆过程分布的不可控，使得铝粉经过磁性材料包覆受模具吸引仍然无法解决各向异色性，并且容易受复杂模具结构影响出现相应的外观缺陷。
中国专利CN 102585365 A公开了具有油漆亮泽金属质感免喷涂的聚丙烯组合物及其制法，是由50-99.8％的聚丙烯、0-20％的弹性体、0-30％的填料、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)。制得具有油漆亮泽和金属质感，外观效果与喷漆效果接近。但未涉及解决免喷涂所出现的外观缺陷如流痕、熔接线问题，也未涉及解决各向异色性问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种免喷涂美学效果的聚丙烯组合物。
本发明的另一目的是提供上述免喷涂美学效果的聚丙烯组合物的制备方法。
本发明的再一目的是提供上述免喷涂美学效果的聚丙烯组合物的在电子、电动工具、家电、建筑、汽车等领域中的应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种免喷涂美学效果聚丙烯组合物,按重量百分数计，包含以下组分：
聚丙烯 40-98wt%
弹性体 0-20wt%
填料 0.1-30wt%
效果颜料 0.5-6wt%
增亮剂 0.1-2wt%
相容剂 0.01-4wt%。
所述聚丙烯为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或两种。
所述弹性体为乙烯－丙烯共聚物、乙烯－己烯共聚物、乙烯－丁烯共聚物或乙烯－辛烯共聚物的一种或几种的混合物，其密度为0.850-0.900g/cm3。
所述填料包含硅灰石、碳酸钙、滑石粉、木粉或云母粉中的一种或几种的混合，优选滑石粉，其含量优选为10-20wt%。
所述效果颜料包括金属颜料或珠光颜料的一种或两种。
所述金属颜料为金属粉或被包覆基材包覆的金属粉中的一种或几种。
所述金属粉为铝粉、铜粉、银粉、锌粉、金粉中的一种或几种，其形状为片状、银元状、棒状或球状，其粒径为1μm-500μm，优选为1μm-100μm，更优选为10μm-50μm。
所述的包覆基材为聚乙烯蜡、二氧化硅、缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂或脂肪族类环氧树脂中的一种或几种，其占被包覆基材包覆的金属粉重量的50-80%。
所述珠光颜料为粒径20μm-400μm 的天然鱼鳞珠光颜料、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、硅酸铝盐涂覆珠光颜料、硼酸铝盐涂覆珠光颜料、人造云母涂覆珠光颜料或氧化铋涂覆珠光颜料中的一种或几种。
所述增亮剂为甲撑双硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、N,N-乙撑双硬脂酰胺或N,N-高级脂肪酸基-亚乙基双硬脂酰胺中的一种或几种。本发明选择此类增亮剂不仅可以减少内摩擦便于加工成型并且使产品具有光亮表面，另外，还可以达到避免影响体系粘度的效果。
所述相容剂为乙烯马来酸酐共聚物、丙烯马来酸酐共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、丙烯丙烯酸共聚物、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、氧化乙烯醋酸乙烯酯共聚物或聚丙烯接枝马来酸酐中的一种或几种，其含量优选为0.5-2wt%。
本发明所述的免喷涂美学效果聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤： （1）照比例称取各组分，将聚丙烯、弹性体、相容剂、增亮剂在高混机中混合1-3钟，然后加入填料、效果颜料在高混机再混合1-3分钟，转速为1000-2000 转/分钟，得到预混料； （2）预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190-230℃，真空造粒制得免喷涂美学效果聚丙烯组合物。
本发明所述的免喷涂美学效果聚丙烯组合物可应用在电子、电动工具、家电、建筑或汽车等行业中。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
本发明通过填料与极性相容剂形成的交联网络结构，影响聚丙烯组合物熔体的流动行为，使颜料分布随熔体流动发生变化的行为受到了限制，减少甚至避免了金属颜料随流动发生取向的行为，从而解决了各向异色性，并具有优异的金属质感、无流痕、减弱甚至消除熔接线所呈现的深色外观。
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
按表1配方称取各组分，将聚丙烯、弹性体、相容剂、增亮剂在高混机中混合1~3钟，然后
加入填料、效果颜料在高混机再混合1~3分钟，转速为1000~2000 转/分钟，得到预混料；预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190~230℃，真空造粒制得免喷涂美学效果聚丙烯。
其中聚丙烯为共聚聚丙烯；
弹性体为乙烯－己烯共聚物；
相容剂为乙烯马来酸酐共聚物；
增亮剂为甲撑双硬脂酸酰胺；
填料为硅灰石；
效果颜料为低分子聚乙烯蜡包覆的5μm的棒状铝粉。
实施例2
按表1配方称取各组分，其制备方法同实施例1。
其中聚丙烯为共聚聚丙烯；
弹性体为50%的乙烯－丙烯共聚物、50%的乙烯－辛烯共聚物；
相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐；
增亮剂为N,N-高级脂肪酸基-亚乙基双硬脂酰胺；
填料为碳酸钙；
效果颜料为25μm的片状铝粉。
实施例3
按表1配方称取各组分，其制备方法同实施例1。
其中聚丙烯为共聚聚丙烯；
弹性体为乙烯－辛烯共聚物；
相容剂为氧化乙烯醋酸乙烯酯共聚物；
增亮剂为50%的甲撑双硬脂酸酰胺、50%的乙撑双硬脂酰胺；
填料为滑石粉；
效果颜料为50μm的片状铜粉。
实施例4
按表1配方称取各组分，其制备方法同实施例1。
其中聚丙烯为均聚聚丙烯；
弹性体为50%的乙烯－己烯共聚物、50%的乙烯－丁烯共聚物；
相容剂为氧化乙烯醋酸乙烯酯共聚物；
增亮剂为季戊四醇硬脂酸酯；
填料为木粉；
效果颜料为80μm的片状铝粉、150μm的天然鱼鳞珠光颜料，配比3:1。
实施例5
按表1配方称取各组分，其制备方法同实施例1。
其中聚丙烯为均聚聚丙烯；
弹性体为乙烯－丁烯共聚物；
相容剂为氧化乙烯醋酸乙烯酯共聚物；
增亮剂为N,N-高级脂肪酸基-亚乙基双硬脂酰胺；
填料为云母粉；
效果颜料为80μm的缩水甘油醚类环氧树脂包覆条状铝粉，50μm的氯氧化铋结晶珠光颜料，配比2:1。
表1 各实施例中聚丙烯组合物的原料组成及效果评价（wt%）
各向异色性和熔接线深浅、流痕评价方法如下：
选取五名经过熟悉油漆颜色光泽亮度的配色工艺员经培训作为评价小组，对注塑样板进行各向异色性和熔接线深浅、流痕等级评估。其中各向异色性分为三个等级：优、一般、差；熔接线深浅分为三个等级：深、中、浅。流痕分为三个等级：明显、一般、无；金属质感分为三个等级：强、中、弱。以某一获评等级居多为该样板性能的属性等级。若出现同一样板某属性等级不同评价人员评估等级相差较大时，需再次对评价小组成员进行培训。
对比例1
按表2配方称取各组分，按照实施例1-5所使用的混合工艺，得到预混料；预混料经双螺杆
挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190-230℃，真空造粒制得一种传统免喷涂美学效果聚丙烯。
其中：聚丙烯为均聚聚丙烯；
弹性体为乙烯-丙烯共聚物；
填料为滑石粉；
增亮剂二氧化钛包覆的云母（纯度为98%，粒径为50μm）；
铝粉为50μm的片状铝粉。
对比例2
按表2配方称取各组分，按照实施例1-5所使用的混合工艺，得到预混料；预混料经双螺杆
挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190-230℃，真空造粒制得一种传统免喷涂美学效果聚丙烯。
其中：聚丙烯为均聚聚丙烯；
弹性体为乙烯-丁烯共聚物；
增亮剂二氧化钛包覆的硅酸盐玻璃；
铝粉为50μm普通铝粉。
对比例3
按表2配方称取各组分，按照实施例1-5所使用的混合工艺，得到预混料；预混料经双螺杆
挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190-230℃，真空造粒制得一种传统免喷涂美学效果聚丙烯。
其中：聚丙烯为共聚聚丙烯；
弹性体为乙烯-辛烯共聚物；
填料为滑石粉；
增亮剂二氧化钛包覆的云母；
铝粉为15μm的普通铝粉。
对比例4
按表2配方称取各组分，按照实施例1-5所使用的混合工艺，得到预混料；预混料经双螺
杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190-230℃，真空造粒制得一种传统免喷涂美学效果聚丙烯。
其中：聚丙烯为共聚聚丙烯；
弹性体为乙烯-辛烯共聚物；
填料为硅灰石；
增亮剂二氧化钛包覆的云母；
铝粉为15μm的普通铝粉。
对比例5
按表2配方称取各组分，按照实施例1-5所使用的混合工艺，得到预混料；预混料经双螺杆
挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190-230℃，真空造粒制得一种传统免喷涂美学效果聚丙烯。
其中：聚丙烯为共聚聚丙烯；
填料为滑石粉；
增亮剂二氧化钛包覆的云母；
铝粉为15μm的普通铝粉。
对比例6
按表2配方称取各组分，按照实施例1-5所使用的混合工艺，得到预混料；预混料经双螺杆
挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190-230℃，真空造粒制得一种传统免喷涂美学效果聚丙烯。
其中聚丙烯为共聚聚丙烯；
弹性体为乙烯－辛烯共聚物；
增亮剂为50%的甲撑双硬脂酸酰胺、50%的乙撑双硬脂酰胺；
填料为滑石粉；
效果颜料为50μm的片状铜粉。
对比例7
按表2配方称取各组分，按照实施例1~5所使用的混合工艺，得到预混料；预混料经双螺杆
挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190~230℃，真空造粒制得一种传统免喷涂美学效果聚丙烯。
其中聚丙烯为共聚聚丙烯；
弹性体为50%的乙烯－丙烯共聚物、50%的乙烯－辛烯共聚物；
相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐；
增亮剂为二氧化钛包覆的云母；
填料为碳酸钙；
效果颜料为25μm的片状铝粉。
表2 对比例中聚丙烯组合物的原料组成及效果评价（wt%）
通过效果验证可以看出，与对比例比较，实施例由于通过填料、相容剂和增亮剂的共同作用，消除了熔体喷泉流动方式对颜料分布的影响，从而实施例中，在各向异色性、熔接线深浅、流痕、金属质感上表现出优于对比例的等级，解决了现今所有免喷涂产品或技术所从未解决的难题。
Claims (8)
1.一种免喷涂美学效果聚丙烯组合物,其特征在于，按重量百分数计，由以下组分组成：
聚丙烯 40-98wt%
弹性体 0-20wt%
填料 0.1-30wt%
效果颜料 0.5-6wt%
增亮剂 0.1-2wt%
相容剂 0.01-4wt%
所述相容剂为乙烯马来酸酐共聚物、丙烯马来酸酐共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、丙烯丙烯酸共聚物或乙烯醋酸乙烯酯共聚物中的一种或几种；
所述增亮剂为甲撑双硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种；
所述效果颜料包括金属颜料或珠光颜料的一种或两种；
所述金属颜料为金属粉或被包覆基材包覆的金属粉中的一种或几种；
所述金属粉为铝粉、铜粉、银粉、锌粉、金粉中的一种或几种，其形状为片状、银元状、棒状或球状；
所述金属粉粒径为1μm-100μm；所述珠光颜料的粒径为20μm-400μm。
2.根据权利要求1所述的免喷涂美学效果聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的免喷涂美学效果聚丙烯组合物，其特征在于，所述弹性体为乙烯－丙烯共聚物、乙烯－己烯共聚物、乙烯－丁烯共聚物或乙烯－辛烯共聚物的一种或几种的混合物，其密度为0.850-0.900g/cm3。
4.根据权利要求1所述的免喷涂美学效果聚丙烯组合物，其特征在于，所述填料包含硅灰石、碳酸钙、滑石粉、木粉或云母粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的免喷涂美学效果聚丙烯组合物，其特征在于，所述金属粉粒径为10μm-50μm；所述的包覆基材为聚乙烯蜡、二氧化硅、缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂或脂肪族类环氧树脂中的一种或几种，其占被包覆基材包覆的金属粉重量的50-80%。
6.根据权利要求1所述的免喷涂美学效果聚丙烯组合物，其特征在于，所述珠光颜料为粒径20μm-400μm 的天然鱼鳞珠光颜料、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、硅酸铝盐涂覆珠光颜料、硼酸铝盐涂覆珠光颜料、人造云母涂覆珠光颜料或氧化铋涂覆珠光颜料中的一种或几种。
7.制备权利要求1~6任一项所述的免喷涂美学效果聚丙烯组合物的方法，包括如下步骤： （1）照比例称取各组分，将聚丙烯、弹性体、相容剂、增亮剂在高混机中混合1-3钟，然后加入填料、效果颜料在高混机再混合1-3分钟，转速为1000-2000 转/分钟，得到预混料；（2）预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190-230℃，真空造粒制得免喷涂美学效果聚丙烯组合物。
8.权利要求1~6任一项所述的免喷涂美学效果聚丙烯组合物在电子、电动工具、家电、建筑或汽车行业中的应用。
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