CN108084706A - 一种仿金属效果pa/pp美学树脂合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料及其制备方法，按以下重量百分比计的原料配制而成：PA6树脂50％～75％，PP树脂10％～50％，相容剂1～10％，金属颜料1％～5％，抗氧剂0.2％～1％。该技术与现有技术相比，本发明的优点在于以下几个方面：1、本发明通过在PA/PP合金中添加金属颜料，使制备的PA/PP合金材料具有优异的金属质感，可以替代电镀件和喷漆件；2、同时本发明制备仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料具有良好的缺口冲击强度、耐磨和机械性能；3、本发明提出的仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料制备工艺简单、生产成本低，易于批量化生产。

Description

一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PA/PP合金材料，具体为仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料及其制备方法，属于聚合物改性和加工技术领域。
背景技术
尼龙具良好的机械性能、耐磨、耐疲劳、耐化学性等优异的性能，在各个领域，如汽车、家电、家具、建筑、运动器械等领域有着广泛的应用。然而尼龙的结构中有具有亲水的酰胺键，导致尼龙材料容易吸水，从而使其尺寸稳定性差、性能下降。但将尼龙和其他各种热塑性树脂共混形成合金材料，这不仅可以克服上述尼龙的一些缺点，而且尼龙自身拥有的优异特性也能得到很好的保持。聚丙烯作为一种通用塑料，由于其成本低、密度小、强度高、耐化学性能好、加工工艺性好、易回收利用等优点，广泛地应用于汽车内外饰、家电和日用品中，如汽车仪表板、保险杠、电饭煲壳体、收纳箱等。将其加入到PA中正好可以克服PA的上述缺点。
随着人们的生活水平日益提高，人们对材料要求满足制品物理性能的前提下，对外观的追求也越来越高，他们希望材料给人一种舒适的感受，满足其对美好生活的追求。传统的方法是采用喷涂的办法，让材料的外观有金属光泽等一些特殊效果色彩。然而喷涂技术存在生产工艺复杂、对环境不友好、综合成本高、工作环境恶劣等诸多缺点问题。免喷涂技术是指采用带有特殊效果颜料树脂材料通过直接注塑成型使制品具有金属光泽等类喷涂效果的一项技术。仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料兼有尼龙、聚丙烯的综合性能，还具备了类喷涂外观，目前此类合金材料研究还罕见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料，以解决现有技术的上述问题。
本发明的目的主要通过以下技术方案来实现：
一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料，按以下重量百分比计的原料配制而成：
所述的PA6树脂相对粘度指数在2.0～4.0。
所述的聚丙烯为均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，熔体流动速率在15～80g/10min之间，测试条件为230℃，2.16kg。
所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐中的一种。
所述的效果颜料为表面无包覆层或有包覆层的金属颜料，其中金属颜料为铝粉、铜粉、金粉、银粉、锌粉、锡粉和铁粉中的一种或几种，所述的表面包覆层选自聚乙烯蜡、丙烯酸酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油和矿物油中的一种或几种的组合。
所述金属颜料的形态为球状、玉米片状或者银元状；金属颜料粒径为16～120μm。
所述的抗氧剂为抗氧剂2450、抗氧剂1010、抗氧剂2450与抗氧剂168复配物、抗氧剂1010与抗氧剂168复配物中的一种。
所述的一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料的制备方法，其步骤为：
(1)将PA6树脂在100℃～120℃下干燥8小时以上，PP树脂、相容剂、金属颜料和抗氧剂在70℃～100℃下干燥4小时；
(2)将干燥处理后的PA6、PP树脂、相容剂、金属颜料和抗氧剂按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌5～10分钟。
(3)将各组分充分混匀后投入到双螺杆挤出机的主机筒中，螺杆直径35mm，长径比L/D＝36，机筒分段控制温度，一区190～220℃，二区220～240℃，三区230～245℃，四区220～240℃。主机转速为350转/分钟，经过熔融挤出、水槽冷却、干燥处理、切粒等工序后得到本发明的一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料。
该技术与现有技术相比，本发明的优点在于以下几个方面：
1、本发明通过在PA/PP合金中添加金属颜料，使制备的PA/PP合金材料具有优异的金属质感，可以替代电镀件和喷漆件；
2、同时本发明制备仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料具有良好的缺口冲击强度、耐磨和机械性能；
3、本发明提出的仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料制备工艺简单、生产成本低，易于批量化生产。
具体的实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明。
在实施例及对比例复合材料配方中，PA6树脂为广州新会美达有限公司提供的M2000，相对粘度2.0。聚丙烯为中沙(天津)石化生产的共聚聚丙烯，商品名为PP511MK40T，其熔体流动速率为29g/10min(测试条件：230℃×2.16Kg)。相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯树脂，为佳易容相容剂江苏有限公司生产的CMG5001，熔指为100～120g/10min，接枝率0.5～1.0％。金属颜料为德国爱卡提供的银元型铝粉颜料，平均粒径为16μm，载体为聚乙烯蜡。主抗氧剂选用Ciba公司生产的3114，化学名为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯。辅抗氧剂为Ciba公司生产的168，化学名称为三(2,4-二叔丁基苄基)亚磷酸醋。
将PA6在100℃-120℃下干燥8小时以上，PP树脂，相容剂、金属颜料和抗氧剂在70℃-100℃下干燥4小时；将所有组份加入高速混合器中，以高于600r/min的转速搅拌5～10min。将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆直径35mm，长径比L/D＝36，机筒分段控制温度，一区190～220℃，二区220～240℃，三区230～245℃，四区220～240℃。主机转速为350转/分钟，经过熔融挤出、水槽冷却、干燥处理、切粒等工序后得到本发明的一种免喷涂PA/PP合金材料。
性能评价及实行标准:
将按上述方法制造的塑料粒子材料置于100℃的鼓风干燥箱中干燥4～6小时，然后再将干燥好的粒料在注射成型机上进行注射成型制样。拉伸性能按照ISO527进行，试样尺寸为170×10×4mm哑铃型样条，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试按照ISO 178进行，试样尺寸为80×10×4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁缺口冲击强度按ISO179进行，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样宽度的1/3。
材料的综合性能通过测试所得的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲模量和铅笔硬度进行评判。实施例配方、对比例配方及各项性能测试结果见下列各表：
表1实施例1～5及对比例1配方(wt％)。
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1
PA6树脂 73 63 53 68 71 74.5
PP树脂 20 30 40 20 20 20
相容剂 5 5 5 10 5 5
金属效果颜料 1.5 1.5 1.5 1.5 3.5 0
3114 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
168 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
表2实施例1～5及对比例1测试结果
“●”越多表示金属质感越好。从实施例1～5可以看出，在PA/PP材料中添加金属颜料，材料具有优异的金属质感；同时金属颜料添加量越高，金属质感越高；从实施例1和4的对比可以看出，相容剂含量增加，对材料的金属质感没有改变，但是合金缺口冲击强度明显下降；从实施例1和对比例1的对比可以看出制备的仿金属效果PA/PP合金材料具有优异的力学性能；相对于普通PA/PP合金材料，免喷涂PA/PP合金材料的力学性能指标基本没有改变。
本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，除了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所附权利要求书的范围之内。

Claims (8)

1.一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料，其特征在于：按以下重量百分比计的原料配制而成：
2.根据权利要求1所述的一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料，其特征在于：所述的PA6树脂相对粘度指数在2.0～4.0。
3.根据权利要求1所述的一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，熔体流动速率在15～80g/10min之间，测试条件为230℃，2.16kg。
4.根据权利要求1所述的一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料，其特征在于：所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝物马来酸酐中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料，其特征在于：所述的效果颜料为表面无包覆层或有包覆层的金属颜料，其中金属颜料为铝粉、铜粉、金粉、银粉、锌粉、锡粉和铁粉中的一种或几种，所述的表面包覆层选自聚乙烯蜡、丙烯酸酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油和矿物油中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求5所述的一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料，其特征在于：所述金属颜料的形态为球状、玉米片状或者银元状；金属颜料粒径为16～120μm。
7.根据权利要求1所述的一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂2450、抗氧剂1010、抗氧剂2450与抗氧剂168复配物、抗氧剂1010与抗氧剂168复配物中的一种。
8.权利要求1-7任意之一所述仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料的制备方法，其特征在于：其步骤为：
(1)将PA6树脂在100℃～120℃下干燥8小时以上，PP树脂、相容剂、金属颜料和抗氧剂在70℃～100℃下干燥4小时；
(2)将干燥处理后的PA6、PP树脂、相容剂、金属颜料和抗氧剂按比例称取后放入高速混合机中，常温下搅拌5～10分钟；
(3)将各组分充分混匀后投入到双螺杆挤出机的主机筒中，螺杆直径35mm，长径比L/D＝36，机筒分段控制温度，一区190～220℃，二区220～240℃，三区230～245℃，四区220～240℃；主机转速为350转/分钟，经过熔融挤出、水槽冷却、干燥处理、切粒等工序后得到本发明的一种仿金属效果PA/PP美学树脂合金材料。
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