CN108912496A - 一种高遮光免喷涂pp材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高遮光免喷涂PP材料及其制备方法；所述的高遮光免喷涂PP材料按重量份组成：PP 100份，遮光填料12‑20份，免喷涂颜料母粒5‑15份，分散剂0.5‑3份，浸润剂0.5‑1份，抗氧剂0.2‑0.5份。将所述的PP、遮光填料、免喷涂颜料母粒、分散剂和浸润剂加入到高混机中，采用280‑360转/min的速度混5‑8min后形成预混料，混好后的预料放入双螺杆挤出机主喂料口中挤出造粒。本发明制备的材料具有优异的免喷涂效果，免喷涂效果粉的分散性及材料遮光性好的特点，可有效缓解传统免喷涂金属效果材料的流痕问题，且适用于遮光度要求较高的场合，在LED照明领域有广泛的用途。

Description

一种高遮光免喷涂PP材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及免喷涂材料技术领域，具体地说，是一种高遮光免喷涂PP材料及其制备方法。
背景技术
LED(LightEmittingDiode)，即发光二极管，是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。它体积小、耗电量低、亮度高、低热量、坚固耐用、环保，这些内在特征决定了它是代替传统光源的最理想光源，有着广泛的用途，可作为显示屏、交通讯号的显示光源、生活照明、工业照明。LED灯的广泛应用，也对其配件材料提出了更高的要求。如LED 灯光源的高亮度对遮光板遮光罩的遮光性、尺寸稳定性及表面平整性比普通的光源要求更高，随着LED技术的发展，LED灯具有寿命长,能耗小，坚固耐用及灯光柔和等特点受到人们越来越多的喜爱。目前市场上一些流行的LED灯(如射灯)会使用遮光材料，对不必要发光的部位进行遮光处理，这个材料之前大都使用金属材料(如铝)或遮光PC材料，因为这些材料遮光性好，金属材料除金属质感外，还可喷涂不同的颜色，遮光PC比金属材料的加工和设计自由度要好，但材料成本相对较高，故高遮光免喷涂PP材料越来越受到大家的重视。
聚丙烯(PP)材料不仅比重低、加工性好，且耐热和耐化学性佳，可很好的应用于LED 照明领域，常规PP材料为半透材料，添加一般填料如碳酸钙也无法达到遮光效果，使用过程中会出现漏光等现象，通过添加高遮光的填料和片状类金属效果粉，使高遮光免喷涂PP 材料不仅具有很高的遮光度，且无需喷涂就可达到类金属效果，不仅价格相比目前使用的遮光PC材料低，且加工和设计自由度优于金属材料，因此高遮光免喷涂PP材料在LED照明领域有一定的应用前景。
中国专利CN107778648A公开了“一种高遮光性的白色PP合金及其制备方法”，包含以下重量份的组分：聚丙烯树脂55-68份，遮光填料22-30份，白色色粉10-15份，抗氧剂0.2-0.5份，润滑剂0.2-0.5份，光稳定剂0.2-0.4份经混合、挤出造粒制成。其添加高含量的云母与金红石复配，使白色PP具有很好的遮光性，该专利虽然生产高遮光PP，但其不具备免喷涂效果且为白色，应用范围有限。中国专利CN108047627A公开了“一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法”，其添加聚硅氧烷类、酰胺类化合物来改善PP的耐刮擦性能，通过扁平玻纤负载铝银粉来改善铝银粉各向同性排列，来改善流痕和熔接线的外观问题，但其遮光效果无从知晓。现有技术中，关于本发明一种遮光免喷涂PP材料及其制备方法，目前还未见报道。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种高遮光免喷涂PP材料。
本发明的第二个目的是针对现有技术的不足，提供一种高遮光免喷涂PP材料的制备方法。
为实现上述第一个目的，本发明采取的技术方案是：
一种高遮光免喷涂PP材料，所述材料包括如下重量份的各组分：
其中，所述免喷涂颜料母粒包括如下重量份数的各组分：
所述分散剂I为硅酮母粒、硬脂酸酰胺按重量比1:2复配而成，所述硅酮母粒的团聚体粒径D50为500-600nm，所诉硅酮母粒中硅酮含量≥85％。由于分散剂中含有纳米级硅酮，纳米级硅酮中的二氧化硅表面具有的硅氧烷基和羟基有很强的活性，不仅可以改善免喷涂效果颜料在PP树脂基体间分散性，还可以增加免喷涂效果颜料与PP树脂间的相容性，从而减缓流痕的产生。选用硬脂酸酰胺与硅酮母粒复配的目的是硬脂酸酰胺有加工润滑作用，还可改善纳米级硅酮的分散，降低纳米级硅酮的添加量，减少纳米级硅酮团聚的风险。
优选地，在上述高遮光免喷涂PP材料中，所述PP熔融指数为15-30g/10min(230℃*2.16kg)。
优选地，在上述高遮光免喷涂PP材料中，所述遮光填料为硅土、金红石型钛白粉按重量比3:1复配而成，所述硅土的目数为1250-3000目。
优选地，在上述高遮光免喷涂PP材料中，所述分散剂Ⅱ为硬脂酸酰胺。
优选地，在上述高遮光免喷涂PP材料中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配。
优选地，在上述高遮光免喷涂PP材料中，所述基体树脂为PP，基体树脂PP的熔指为25-50g/10min(230℃*2.16kg)。
优选地，在上述高遮光免喷涂PP材料中，所述免喷涂颜料为珠光粉、铝银粉或金铜粉的一种或几种复配，所述珠光粉、铝银粉或金铜粉的粒径为10-200μm。
优选地，在上述高遮光免喷涂PP材料中，所述浸润剂为白油或硅烷偶联剂KH550中的一种。
为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：
一种高遮光免喷涂PP材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一：按如上任一所述的原料和重量份数备料，将PP基体树脂、免喷涂颜料粉、分散剂Ⅰ和浸润剂加入到高混机中，采用150-300转/min的速度混3-5min后形成预混料，将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，形成免喷涂颜料母粒；
步骤二：将PP、遮光填料、免喷涂颜料母粒、分散剂Ⅱ和抗氧剂在高混机中均匀混合，形成第二预混料，将所述第二预混料挤出造粒，即得。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明用硅土与金红石型钛白粉按3:1复配来提高PP材料遮光度，在满足客户遮光要求的同时，还具有更高的性价比，拓宽了PP材料在LED照明领域的应用。
2、本发明的PP材料利用纳米级硅酮与硬脂酸酰胺的复配，改善免喷涂效果颜料在PP 树脂间的分散性，利用纳米级二氧化硅表面具有的硅氧烷基和羟基来改善免喷涂效果颜料与PP树脂间的相容性，减缓流痕等缺陷的产生。
3、本发明制备的材料具有优异的免喷涂效果，免喷涂效果粉的分散性及材料遮光性好的特点，可有效缓解传统免喷涂金属效果材料的流痕问题，且适用于遮光度要求较高的场合，在LED照明领域有广泛的用途，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。以下实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件，以下实施例所指含量均为重量百分含量。
实施例1高遮光免喷涂PP材料的制备(一)
本实施例涉及的高遮光免喷涂PP材料组合物，其包含的各组分及其用量见表1、表2。其中：所述PP为均聚PP，其熔指为15g/10min(230℃*2.16kg)，所述遮光填料为硅土与金红石型钛白粉按3:1复配，硅土目数为3000目；免喷涂颜料母粒中，基体树脂为均聚PP，熔指为25g/10min(230℃*2.16kg)；免喷涂颜料粉选用铝银粉，其粒径为10μm；分散剂Ⅰ为硅酮母粒、硬脂酸酰胺按重量比1:2复配而成，硅酮母粒的团聚体粒径D50为500-600nm；浸润剂为硅烷偶联剂KH550；分散剂Ⅱ为硬脂酸酰胺；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按照1:1的重量比复配。
按照表1中的重量份数称取各原料，制备方法包括：(1)将PP基体树脂、免喷涂颜料粉、分散剂Ⅰ和浸润剂加入到高混机中，采用150-300转/min的速度混3-5min后形成预混料，将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，形成免喷涂效果颜料母粒，其中双螺杆挤出机的转速为200～400转/分，温度为200-220℃。(2)将PP、遮光填料、免喷涂填料母粒、分散剂Ⅱ和抗氧剂在高混机中均匀混合5-10min，形成第二预混料，将所述第二预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，即得，其中双螺杆挤出机的转速为220-460 转/分，温度为200-230℃。
将制备的高遮光免喷涂PP材料组合物，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表3。
实施例2高遮光免喷涂PP材料的制备(二)
本实施例涉及的高遮光免喷涂PP材料组合物，其包含的各组分及其用量见表1、表2。其中：所述PP为均聚PP，其熔指为15g/10min(230℃*2.16kg)，所述遮光填料为硅土与金红石型钛白粉按3:1复配，硅土目数为3000目；免喷涂颜料母粒中，基体树脂为均聚PP，熔指为25g/10min(230℃*2.16kg)；免喷涂颜料粉选用铝银粉，其粒径为10μm；分散剂Ⅰ为硅酮母粒、硬脂酸酰胺按重量比1:2复配而成，硅酮母粒的团聚体粒径D50为500-600nm；浸润剂为硅烷偶联剂KH550；分散剂Ⅱ为硬脂酸酰胺；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按照1:1的重量比复配。
按照表1中的重量份数称取各原料，制备方法包括：(1)将PP基体树脂、免喷涂颜料粉、分散剂Ⅰ和浸润剂加入到高混机中，采用150-300转/min的速度混3-5min后形成预混料，将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，形成免喷涂效果颜料母粒，其中双螺杆挤出机的转速为200～400转/分，温度为200-220℃。(2)将PP、遮光填料、免喷涂填料母粒、分散剂Ⅱ和抗氧剂在高混机中均匀混合5-10min，形成第二预混料，将所述第二预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，即得，其中双螺杆挤出机的转速为220-460 转/分，温度为200-230℃。
将制备的高遮光免喷涂PP材料组合物，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表3。
实施例3高遮光免喷涂PP材料的制备(三)
本实施例涉及的高遮光免喷涂PP材料组合物，其包含的各组分及其用量见表1、表2。其中：所述PP为均聚PP，其熔指为15g/10min(230℃*2.16kg)，所述遮光填料为硅土与金红石型钛白粉按3:1复配，硅土目数为3000目；免喷涂颜料母粒中，基体树脂为均聚PP，熔指为25g/10min(230℃*2.16kg)；免喷涂颜料粉选用铝银粉，其粒径为10μm；分散剂Ⅰ为硅酮母粒、硬脂酸酰胺按重量比1:2复配而成，硅酮母粒的团聚体粒径D50为500-600nm；浸润剂为硅烷偶联剂KH550；分散剂Ⅱ为硬脂酸酰胺；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按照1:1的重量比复配。
按照表1中的重量份数称取各原料，制备方法包括：(1)将PP基体树脂、免喷涂颜料粉、分散剂Ⅰ和浸润剂加入到高混机中，采用150-300转/min的速度混3-5min后形成预混料，将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，形成免喷涂效果颜料母粒，其中双螺杆挤出机的转速为200～400转/分，温度为200-220℃。(2)将PP、遮光填料、免喷涂填料母粒、分散剂Ⅱ和抗氧剂在高混机中均匀混合5-10min，形成第二预混料，将所述第二预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，即得，其中双螺杆挤出机的转速为220-460 转/分，温度为200-230℃。
将制备的高遮光免喷涂PP材料组合物，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表3。
对比例1～3，5～6
对比例1～3，5～6涉及聚丙烯复合材料组合物，其包含的各组分、用量及其制备见表1、表2和实施例1～3。
制得的聚丙烯复合材料，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表3。
表1实施例1-3与对比例1-3,5-6配方表
表2金属粉颜料母粒的组分及含量
注：表中金属粉颜料母粒即为免喷涂颜料母粒
性能测试结果见表3，由表3中数据可知：实施例1～3中遮光型填料、纳米级硅酮母粒可有效改善PP的遮光度及免喷涂效果，可稳定满足免喷涂PP的使用要求。对比例1～3制备的PP材料要么无免喷涂效果或流痕严重，要么遮光度太差，无法满足高遮光免喷涂PP在LED照明领域的使用要求。
表3实施例1-3与对比例1-3,5-6性能测试结果
实施例4高遮光免喷涂PP材料的制备(四)
本实施例涉及的高遮光免喷涂PP材料组合物，其包含的各组分及其用量见表4、表2。其中：所述PP为均聚PP，其熔指为30g/10min(230℃*2.16kg)，所述遮光填料为硅土与金红石型钛白粉按3:1复配，硅土目数为1500目；免喷涂颜料母粒中，基体树脂为无规共聚PP，熔指为50g/10min(230℃*2.16kg)；免喷涂颜料粉为珠光粉，其粒径为100μm；分散剂Ⅰ为硅酮母粒、硬脂酸酰胺按重量比1:2复配而成，硅酮母粒的团聚体粒径D50为500-600nm；浸润剂为白油；分散剂Ⅱ为硬脂酸酰胺；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按照 1:1的重量比复配。
按照表4中的重量份数称取各原料，制备方法包括：(1)将PP基体树脂、免喷涂颜料粉、分散剂Ⅰ和浸润剂加入到高混机中，采用150-300转/min的速度混3-5min后形成预混料，将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，形成免喷涂效果颜料母粒，其中双螺杆挤出机的转速为200～400转/分，温度为200-220℃。(2)将PP、遮光填料、免喷涂填料母粒、分散剂Ⅱ和抗氧剂在高混机中均匀混合5-10min，形成第二预混料，将所述第二预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，即得，其中双螺杆挤出机的转速为220-460 转/分，温度为200-230℃。
所制备的高遮光免喷涂PP材料组合物，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表4。
实施例5高遮光免喷涂PP材料的制备(五)
本实施例涉及的高遮光免喷涂PP材料组合物，其包含的各组分及其用量见表4、表2。其中：所述PP为均聚PP，其熔指为30g/10min(230℃*2.16kg)，所述遮光填料为硅土与金红石型钛白粉按3:1复配，硅土目数为1500目；免喷涂颜料母粒中，基体树脂为无规共聚PP，熔指为50g/10min(230℃*2.16kg)；免喷涂颜料粉为珠光粉，其粒径为100μm；分散剂Ⅰ为硅酮母粒、硬脂酸酰胺按重量比1:2复配而成，硅酮母粒的团聚体粒径D50为500-600nm；浸润剂为白油；分散剂Ⅱ为硬脂酸酰胺；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按照 1:1的重量比复配。
按照表4中的重量份数称取各原料，制备方法包括：(1)将PP基体树脂、免喷涂颜料粉、分散剂Ⅰ和浸润剂加入到高混机中，采用150-300转/min的速度混3-5min后形成预混料，将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，形成免喷涂效果颜料母粒，其中双螺杆挤出机的转速为200～400转/分，温度为200-220℃。(2)将PP、遮光填料、免喷涂填料母粒、分散剂Ⅱ和抗氧剂在高混机中均匀混合5-10min，形成第二预混料，将所述第二预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，即得，其中双螺杆挤出机的转速为220-460 转/分，温度为200-230℃。
所制备的高遮光免喷涂PP材料组合物，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表4。
实施例6高遮光免喷涂PP材料的制备(六)
本实施例涉及的高遮光免喷涂PP材料组合物，其包含的各组分及其用量见表4、表2。其中：所述PP为均聚PP，其熔指为30g/10min(230℃*2.16kg)，所述遮光填料为硅土与金红石型钛白粉按3:1复配，硅土目数为1500目；免喷涂颜料母粒中，基体树脂为无规共聚PP，熔指为50g/10min(230℃*2.16kg)；免喷涂颜料粉为珠光粉，其粒径为100μm；分散剂Ⅰ为硅酮母粒、硬脂酸酰胺按重量比1:2复配而成，硅酮母粒的团聚体粒径D50为500-600nm；浸润剂为白油；分散剂Ⅱ为硬脂酸酰胺；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按照1:1的重量比复配。
按照表4中的重量份数称取各原料，制备方法包括：(1)将PP基体树脂、免喷涂颜料粉、分散剂Ⅰ和浸润剂加入到高混机中，采用150-300转/min的速度混3-5min后形成预混料，将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，形成免喷涂效果颜料母粒，其中双螺杆挤出机的转速为200～400转/分，温度为200-220℃。(2)将PP、遮光填料、免喷涂填料母粒、分散剂Ⅱ和抗氧剂在高混机中均匀混合5-10min，形成第二预混料，将所述第二预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，即得，其中双螺杆挤出机的转速为220-460 转/分，温度为200-230℃。
所制备的高遮光免喷涂PP材料组合物，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表4。
对比例4
本对比例涉及聚丙烯复合材料组合物，其包含的各组分、用量及其制备见表4、表2和实施例4～6。
制得的聚丙烯复合材料，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表4。
性能测试结果见表4，由表中数据可知，在本发明限定的配比范围内，所制备的聚丙烯复合材料具有较好的遮光性能和免喷涂效果，同时避免流痕等缺陷产生。
表4实施例4-6及对比例4的配方及性能表
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高遮光免喷涂PP材料，其特征在于，所述材料包括如下重量份的各组分：
其中，所述免喷涂颜料母粒包括如下重量份数的各组分：
所述分散剂I为硅酮母粒、硬脂酸酰胺按重量比1:2复配而成，所述硅酮母粒的团聚体粒径D50为500-600nm，所诉硅酮母粒中硅酮含量≥85％。
2.根据权利要求1所述的高遮光免喷涂PP材料，其特征在于，所述PP熔融指数为15-30g/10min(230℃*2.16kg)。
3.根据权利要求1所述的高遮光免喷涂PP材料，其特征在于，所述遮光填料为硅土、金红石型钛白粉按重量比3:1复配而成，所述硅土的目数为1250-3000目。
4.根据权利要求1所述的高遮光免喷涂PP材料，其特征在于，所述分散剂Ⅱ为硬脂酸酰胺。
5.根据权利要求1所述的高遮光免喷涂PP材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配。
6.根据权利要求1所述的高遮光免喷涂PP材料，其特征在于，所述基体树脂为PP，基体树脂PP的熔指为25-50g/10min(230℃*2.16kg)。
7.根据权利要求1所述的高遮光免喷涂PP材料，其特征在于，所述免喷涂颜料为珠光粉、铝银粉或金铜粉的一种或几种复配，珠光粉、铝银粉或金铜粉的粒径为10-200μm。
8.根据权利要求1所述的高遮光免喷涂PP材料，其特征在于，所述浸润剂为白油或硅烷偶联剂KH550中的一种。
9.一种高遮光免喷涂PP材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一：按权利要求1～8任一所述的原料和重量份数备料，将PP基体树脂、免喷涂颜料粉、分散剂Ⅰ和浸润剂加入到高混机中，采用150-300转/min的速度混3-5min后形成预混料，将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中一并挤出造粒，形成免喷涂颜料母粒；
步骤二：将PP、遮光填料、免喷涂颜料母粒、分散剂Ⅱ和抗氧剂在高混机中均匀混合，形成第二预混料，将所述第二预混料挤出造粒，即得。
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