CN107868342B - 一种免喷涂聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：按重量份计，包含以下组分：聚丙烯树脂40份~98份；效果颜料0.5份~3份；其中，所述效果颜料按重量份计，包括以下组分：低径厚比铝粉60份~100份；高径厚比铝粉0份~40份；珠光粉0份~40份。本发明通过选用特定范围的低径厚比的铝粉，能从材料角度上对材料进行改善，使材料的具有优异的综合外观效果；且通过复配少量的特定范围的高径厚比铝粉或特定粒径的珠光粉，制备得到的免喷涂聚丙烯组合物能从材料角度上对材料进行更好改善，使材料的具有更加优异的综合外观效果。

Description

一种免喷涂聚丙烯组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种具有美学外观的免喷涂聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯PP，半结晶性塑料，具有密度低、易加工等特点，已成为车用塑料中用量最大的品种。然而聚丙烯表面能低，喷漆困难，喷漆前需结合复杂的聚丙烯表面前处理，同时喷漆不良率高，对人的健康和环境的影响大。

中国专利CN 103112096 B采用在挤出机口模处加装超声波设备，改善聚酯与铝粉的亲和力，从而减低注塑成型过程中的流痕和熔接线问题；中国专利CN 103910941 B通过采用相容化技术，通过填料与极性相容剂形成的交联网络结构，使颜料分布随熔体流动发生变化的行为受到了限制，从而降低熔接线和流痕缺陷；中国专利CN 102643505 B采用具有磁性的金属颜料母粒方法，通过在成型时外加磁场，控制金属颜料的取向从而降低熔接线和流痕。

然而上述专利公开的方法中，通过添加超声波和外加相容剂的手段，都属于限制成型过程中效果颜料的翻转，但这种限制却十分有限，难以达到真正的消除流痕和熔接线缺陷，同时对注塑成型工艺的要求非常高。而通过添加磁性母粒的方法，母粒可选的效果颜料非常局限，同时要求成型设备具有外加磁场的功能。因此本领域尚需开发一种制备工艺简单且对成型工艺和模具要求不高的免喷涂聚丙烯材料，从而更能适用于汽车内外饰件或家电等其它应用领域。

发明内容

为了克服现有技术的不足或缺陷，本发明的首要目的在于提供一种具有免喷涂聚丙烯组合物，该组合物能够获得高的金属质感，在成型过程中的熔接线和流痕缺陷得到有效改善，且熔接线强度有明显改善，从而有利于降低免喷涂产品对模具设计和成型工艺的要求。

本发明的另一目的在于提供上述免喷涂聚丙烯组合物的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种免喷涂聚丙烯组合物，按重量份计，包含以下组分：

聚丙烯树脂 40份~ 98份；

效果颜料 0.5份~ 3份；

其中，所述效果颜料按重量份计，包括以下组分：

低径厚比铝粉 60份~100份；

高径厚比铝粉 0份~ 40份；

珠光粉 0份~ 40份。

其中，所述低径厚比铝粉为银元型，平均粒径D50为30μm ~100μm，径厚比为6~15，优选为8~12；当径厚比过低，遮盖力太差，添加量高，金属感不佳；当径厚比过高，耐剪切能力变差，铝片容易随料流进行翻转，导致流痕和熔接线严重。

其中，所述径厚比是指直径与厚度的比值，所述厚径比的测试方法：首先溶解分离出相应的效果颜料，通过电子显微镜进行分析；然后将样料注塑成方板，裁取小样，通过X射线三维显微镜进行无损透射观察铝片的形貌，用电子显微镜放大进行测量。

其中，所述高径厚比铝粉为银元型，平均粒径D50为10μm ~100μm，径厚比为16~30，优选为18~25。

其中，所述珠光粉的粒径范围为10μm ~300μm。

其中，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂，在230℃，2.16 Kg负荷下的熔体质量流动速率MFR为30 g/10min～100 g/10min。

此外，上述免喷涂聚丙烯组合物，还可以包括：0~25份增韧剂，0~25份填料，0~2份助剂；所述增韧剂选自聚烯烃弹性体POE、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SEBS、三元乙丙橡胶EPDM中的一种或几种；所述填料选自滑石粉、碳酸钙、硅灰石、晶须、玻璃纤维中的一种或几种；所述助剂选自抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的一种或几种。

其中，所述抗氧剂为受阻酚类和/或亚磷酸酯类抗氧剂，优选为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂3114、抗氧剂168、亚磷酸酯PEP-36中的一种或几种；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，优选为光稳定剂3808（UV-3808PP5）、哌啶硬脂酸酯（LA-402XP、LA-402AF）中的一种或几种；所述润滑剂选自硅酮类、酯类、酰胺类、聚乙烯类、硬脂酸类、脂肪酸及酯类中的一种或几种。

上述免喷涂聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：

按照配比称取聚丙烯树脂、效果颜料、增韧剂、填料及助剂进行混合均匀后，加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼温度为170℃~220℃，螺杆转速为350转/分~450转/分，挤出造粒，得到免喷涂聚丙烯组合物。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1）本发明通过选用特定范围的低径厚比的铝粉，能从材料角度上对材料进行改善，使材料的具有优异的综合外观效果，具体表现为流痕、熔接线和多角度色差等成型外观缺陷明显下降，同时具有高的熔接线强度和良好的金属外观。此外，通过选用特定范围的低径厚比的铝粉复配少量的特定范围的高径厚比铝粉或特定粒径的珠光粉，能从材料角度上对材料进行更好改善，使材料的具有更加优异的综合外观效果，具体表现为流痕、熔接线和多角度色差等成型外观缺陷明显下降，同时具有高的熔接线强度和良好的金属外观。

2）本发明的制备工艺简单，对模具设计和成型工艺的要求不高，可应用于结构较为复杂的制件，扩宽了免喷涂产品的应用领域；同时也可应用于制备汽车内外饰件以及家电等领域产品，具有类似喷涂的美学效果。

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。

各性能指标的测试标准或方法：

平均粒径D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位粒径或中值粒径，可以用马尔文粒度分析仪进行测试。

径厚比：首先溶解分离出相应的效果颜料，通过电子显微镜进行分析；然后将样料注塑成方板，裁取小样，通过X射线三维显微镜进行无损透射观察铝片的形貌，用电子显微镜放大进行测量。

综合外观效果指数E：用于评价免喷涂产品的综合外观效果，综合各项测试指标数据给出效果指数定义公式

，其中S代表金属感效果，T（WD）代表熔接线强度，V代表熔接线和流痕的可视程度，L代表熔接线长度。

熔接线和流痕的可视程度V：通过特定模具，在结构上开设孔洞，观察熔接线和流痕的可视程度V（1级：几乎无熔接线和流痕，2级：可接受的微弱熔接线和流痕，3级：较明显的熔接线和流痕，4级：明显的熔接线和流痕）。

熔接线长度L：通过模具，在结构上开设孔洞，通过用卡尺测量可视化的熔接线从孔洞处延伸出来的长度。

熔接线强度T（WD）：采用ISO拉伸样条从两端开设浇口，在样条中间形成料流汇聚，按照ISO 527测试。

金属感S：通过视觉评判（0级：几乎无金属感；1级：金属感稍弱；2级：适中金属感；3级：强金属感）。

本发明的实施例及对比例采用如下原料，但不仅限于这些原料：

聚丙烯树脂：共聚聚丙烯，在230℃，2.16 Kg负荷下的熔体质量流动速率MFR为70g/10min，厂家为埃克森美孚；

效果颜料：低径厚比铝粉-1：银元型，平均粒径D50为35μm，径厚比为10；

低径厚比铝粉-2：银元型，平均粒径D50为35μm，径厚比为6；

低径厚比铝粉-3：银元型，平均粒径D50为35μm，径厚比为15；

低径厚比铝粉-4：银元型，平均粒径D50为35μm，径厚比为3；

高径厚比铝粉-1：银元型，平均粒径D50为35μm，径厚比为22；

高径厚比铝粉-2：银元型，平均粒径D50为35μm，径厚比为16；

高径厚比铝粉-3：银元型，平均粒径D50为35μm，径厚比为30；

高径厚比铝粉-4：银元型，平均粒径D50为35μm，径厚比为35；

珠光粉，粒径范围为20μm~60μm；

增韧剂：聚烯烃弹性体POE，厂家为陶氏化学；

填料：滑石粉，厂家为添源化工；

助剂：抗氧剂：抗氧剂1010，厂家为三丰化工；

抗氧剂168，厂家为三丰化工；

光稳定剂：光稳定剂3808（UV-3808PP5），厂家为氰特；

润滑剂：硬脂酸锌，厂家为中山市华明泰化工材料科技有限公司。

实施例1-12及对比例1-9：免喷涂聚丙烯组合物的制备

按照表1的配比将聚丙烯树脂、效果颜料、增韧剂、填料及助剂进行混合均匀后，加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼温度为170℃~220℃，螺杆转速为350转/分~450转/分，挤出造粒，得到免喷涂聚丙烯组合物。制备得到的免喷涂聚丙烯组合物的综合外观指数评价结果如表1所示，同时附上熔接线和流痕的可视程度、熔接线长度、熔接线强度、金属感等相关测试参数数据。

表1 实施例1-12及对比例1-9的各组分配比（重量份）及各性能测试结果

续表1

。

Claims (11)

1.一种免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：按重量份计，包含以下组分：

聚丙烯树脂 40份~ 98份；

效果颜料 0.5份~ 3份；

增韧剂 8~25份，

填料 20~25份，

助剂 1~2份；

其中，所述效果颜料按重量份计，包括以下组分：

低径厚比铝粉 60份~100份；

高径厚比铝粉 0份~ 40份；

珠光粉 0份~ 40份；

所述低径厚比铝粉为银元型，平均粒径D50为30μm ~100μm，径厚比为6~15；

所述高径厚比铝粉为银元型，平均粒径D50为10μm ~100μm，径厚比为16~30。

2.根据权利要求1所述的免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：所述低径厚比铝粉的径厚比为8~12。

3.根据权利要求1所述的免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：所述高径厚比铝粉的径厚比为18~25。

4.根据权利要求1所述的免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：所述珠光粉的粒径范围为10μm ~300μm。

5.根据权利要求1所述的免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂，在230℃，2.16 Kg负荷下的熔体质量流动速率MFR为30 g/10min～100 g/10min。

6.根据权利要求1所述的免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：所述增韧剂选自聚烯烃弹性体POE、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SEBS、三元乙丙橡胶EPDM中的一种或几种；所述填料选自滑石粉、碳酸钙、硅灰石、晶须、玻璃纤维中的一种或几种；所述助剂选自抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类和/或亚磷酸酯类抗氧剂；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述润滑剂选自硅酮类、酯类、酰胺类、聚乙烯类、脂肪酸类中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂3114、抗氧剂168、亚磷酸酯PEP-36中的一种或几种。

9.根据权利要求7所述的免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：所述酯类为脂肪酸酯类。

10.根据权利要求7所述的免喷涂聚丙烯组合物，其特征在于：所述脂肪酸类为硬脂酸类。

11.一种如权利要求1-10任一项所述的免喷涂聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

按照配比称取聚丙烯树脂、效果颜料、增韧剂、填料及助剂进行混合均匀后，加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼温度为170℃~220℃，螺杆转速为350转/分~450转/分，挤出造粒，得到免喷涂聚丙烯组合物。