CN109294158A

CN109294158A - 一种抗流痕免喷涂材料及其制备方法

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Publication number: CN109294158A
Application number: CN201811167477.3A
Authority: CN
Inventors: 蒋沅峰; 刘冬丽; 李森; 刘磊; 王琳
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2019-02-01

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，公开一种抗流痕免喷涂材料及其制备方法。所述材料的配方为：ABS树脂：68～89％；PMMA树脂：7～20％；抗氧剂：0.4～0.6％；定向剂：0.4～4％；改性剂：0.4～4％；润滑剂：0.4％～0.6％；珠光颜料：1.5％～3％；铝片粉：0.5～2％。所述方法包括：(1)制备颜料：先将铝片粉和珠光颜料分散在无水乙醇中，然后加入改性剂和定向剂，搅拌均匀后，加热挥发掉溶剂至颜料干燥备用；(2)共混；将预先处理的颜料和树脂及其它辅料加入到高速混合机混合；(3)挤出：将得到的混合物经过双螺杆挤出机进行造粒。所述抗流痕免喷涂材料具有颜色稳定性好、力学性能良好且均衡等优点；同时，不易产生流痕，提高了成品率，节省成本。制备方法简单，容易操作，使其具有广泛的应用前景。

Description

一种抗流痕免喷涂材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗流痕免喷涂材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车产业、家电产业和通信终端的持续发展，新需求、新技术和新材料为零部件提供新思路，这几个行业的塑料产品通常采用油漆喷涂，但是工序繁杂且技术要求严格，并且对环境和生产人员健康造成了较大的损害，违背了国家关于绿色可持续发展的宗旨。虽然近期兴起了水性涂料，但是缺点明显：工序大量增加，施工时间大幅度增长，外观效果减弱，涂料保质期缩短等。

免喷涂材料，是通过在塑料中添加金属粉、云母粉、玻璃粉等并辅助以有机或无机颜料，直接注塑即可使制品达到喷涂外观效果并具备100％回收性的一类材料。免喷涂材料的应用简化了某些部件的一体成型工艺和降低大构件色差，且明显提升金属效果的耐候性，有利于提升产品竞争力。免喷涂材料以其独特的优势开始被应用于汽车前脸、保险杠下护板、内饰面板、家电外壳及内部构件等。

本发明在于提供一种具备抗流痕兼具高力学性能的免喷涂材料及其的制备方法，此方法制备的免喷涂材料具备高金属质感、相同工艺条件下可以很大程度降低和减轻流痕，且兼具较高的拉伸、弯曲、冲击强度及尺寸稳定性。但是，面喷涂材料还存在不足之处，例如容易产生流痕且各方面性能不均衡，这制约了在工业制造上的应用。

本发明提供的免喷涂材料在具备高金属质感、高拉伸、弯曲、冲击强度的前提下，还兼具优异的抗流痕功能。可以极大的拓展免喷涂材料的应用范围和提高制件良品率。

发明内容

鉴于现有技术中存在上述技术问题，本发明的目的之一就是提供一种抗流痕免喷涂材料，该材料具备很好的物理力学性能和稳定性，同时有不容易产生流痕。通过改性剂提高产生金属质感的铝片粉与无机物间的相容性，并通过定向剂避免铝片粉的沉积和提高金属光泽的维持效果，从而进一步提高抗流痕效果，降低产品废品率。

本发明的目的之二为提供一种抗流痕免喷涂材料的制备方法，用于制备上述抗流痕免喷涂材料。此方法制备的免喷涂材料具备高金属质感、相同工艺条件下可以很大程度降低和减轻流痕，且兼具较高的拉伸、弯曲、冲击强度及尺寸稳定性。

本发明采用的技术方案如下所述。

本发明提供一种抗流痕免喷涂材料，按照重量百分比计算，其配方为：

ABS树脂：68～89％；

PMMA树脂：7～20％；

抗氧剂：0.4～0.6％；

定向剂：0.4～4％；

改性剂：0.4～4％；

润滑剂：0.4％～0.6％；

珠光颜料：1.5％～3％；

铝片粉：0.5～2％。

所述ABS树脂是单一的树脂或者两种及以上不同力学性能的ABS树脂的混合物。所用的ABS树脂优选高强度高韧性高熔融指数树脂或者几类树脂混合。

所述PMMA树脂是单一的或两种及以上不同光学性能的PMMA树脂的混合物。所用的PMMA树脂优选高透明高熔融指数的树脂或几类树脂混合。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或几种的混合物，且抗氧剂1010作为主抗氧剂。

所述润滑剂为长链烷烃羧酸、长链烷烃羧酸盐、酰胺蜡或聚烯烃蜡类润滑剂中的一种或几种的混合物。润滑剂可以改善聚合物的挤出性能，提高产物的表面光滑度，降低设备能耗，有助于阻燃剂在树脂中的均匀分散。

所述定向剂为极性聚酰胺或市售Raybo 41。定向剂可以防止铝片粉的沉积和长期维持铝片粉的光泽。

所述改性剂为带长链烷烃(C8～C20)硅烷偶联剂、硬脂酸、棕榈酸、花生酸中的一种或几种的混合物。改性剂可以显著增加金属粉体和无机粉体在高分子树脂中的相容性，从而降低ABS/PMMA合金熔融状态下铝片粉和片状无机粉体因模具设计缺陷而出现聚集翻转，从而出现流痕和熔接痕的几率。

所述珠光颜料为二氧化钛、三氧化二铁、二氧化锡中的一种或几种包覆的产物。通过珠光颜料可得古铜色、金黄色、珠光白效果。

所述铝片粉为直径为1～50μm的球形铝粉经球磨后形成的均匀钻石型或银元状铝粉，且球磨后其尺寸集中在5～100μm，且没包覆或经过二氧化硅、烯烃蜡、长链烷烃羧酸、硅烷偶联剂中的一种或几种包覆处理。

本发明还提供上述抗流痕免喷涂材料的制备方法，所述方法包括：

(1)制备颜料：先将铝片粉和珠光颜料分散在无水乙醇中，然后加入改性剂和定向剂，搅拌均匀后，加热挥发掉溶剂至颜料干燥备用；

(2)共混；将预先处理的颜料和树脂及其它辅料加入到高速混合机混合；

(3)基础：将得到的混合物经过双螺杆挤出机进行造粒。

进一步的，步骤(1)中，搅拌时间为30～60min，加热温度为80～95℃。

进一步的，步骤(1)中，将ABS树脂和PMMA树脂在80℃下烘干4h。

进一步的，步骤(2)中，高速混合机的转速为300～800RPM，混合时间为5～30min。

进一步的，步骤(3)中，挤出温度为180～240℃。

本发明提供了一种颜色稳定性更好、经济的制备抗流痕、力学性能均衡的免喷涂材料及其制备方法。根据本方法能得到同时提高材料的拉伸强度和冲击强度，抗流痕的ABS/PMMA合金材料，可满足在通用注塑机上注塑出大型无留痕制件，极大提高良品率，从而扩大了免喷涂材料的应用范围。

本发明具有如下有益效果：1、所述抗流痕免喷涂材料具有颜色稳定性好、力学性能良好且均衡等优点；2、免喷涂材料不易产生流痕，提高了成品率，节省成本；3、制备方法简单，容易操作；4、使免喷涂材料具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例中免喷涂材料外观对比图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合具体实施例和附图进行说明，显而易见地，下面描述中的实施例仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实例。

实施例1：

分别称取ABS树脂：89份，PMMA树脂：7份，抗氧剂：0.6％，润滑剂：0.4％，定向剂：0.4％，改性剂：0.6％，珠光颜料：1.5％，铝片粉：0.5％。

先将铝片粉和珠光颜料分散在合适量的无水乙醇中，然后加入改性剂、定向剂，搅拌30min后，80℃烘干；同时将ABS树脂和PMMA树脂80℃烘4h。

然后将预先处理的颜料和树脂及其它辅料加入到高速混合机300RPM混合5min，然后经过双螺杆挤出机进行造粒，挤出加工温度为180～240℃。

实施例2：

分别称取ABS树脂：85份，PMMA树脂：10份，抗氧剂：0.4％，润滑剂：0.5％，定向剂：1％，改性剂：0.8％，珠光颜料：1.6％，铝片粉：0.7％。

先将铝片粉和珠光颜料分散在合适量的无水乙醇中，然后加入改性剂、定向剂，搅拌40min后，80℃烘干；同时将ABS树脂和PMMA树脂80℃烘4h。

然后将预先处理的颜料和树脂及其它辅料加入到高速混合机500RPM混合10min，然后经过双螺杆挤出机进行造粒，挤出加工温度为180～240℃。

实施例3：

分别称取ABS树脂：80份，PMMA树脂：11份，抗氧剂：0.5％，润滑剂：0.6％，定向剂：2％，改性剂：1.5％，珠光颜料：2.4％，铝片粉：2％。

先将铝片粉和珠光颜料分散在合适量的无水乙醇中，然后加入改性剂、定向剂，搅拌40min后，90℃烘干；同时将ABS树脂和PMMA树脂80℃烘4h。

然后将预先处理的颜料和树脂及其它辅料加入到高速混合机300RPM混合10min，然后经过双螺杆挤出机进行造粒，挤出加工温度为180～240℃。

实施例4：

分别称取ABS树脂：75份，PMMA树脂：16份，抗氧剂：0.45％，润滑剂：0.55％，定向剂：1.5％，改性剂：2.5％，珠光颜料：3％，铝片粉：1％。

先将铝片粉和珠光颜料分散在合适量的无水乙醇中，然后加入改性剂、定向剂，搅拌50min后，85℃烘干；同时将ABS树脂和PMMA树脂80℃烘4h。

然后将预先处理的颜料和树脂及其它辅料加入到高速混合机650RPM混合8min，然后经过双螺杆挤出机进行造粒，挤出加工温度为180～240℃。

实施例5：

分别称取ABS树脂：68份，PMMA树脂：20份，抗氧剂：0.4％，润滑剂：0.6％，定向剂：4％，改性剂：3.5％，珠光颜料：1.5％，铝片粉：2％。

先将铝片粉和珠光颜料分散在合适量的无水乙醇中，然后加入改性剂、定向剂，搅拌60min后，95℃烘干；同时将ABS树脂和PMMA树脂80℃烘4h。

然后将预先处理的颜料和树脂及其它辅料加入到高速混合机800RPM混合30min,然后经过双螺杆挤出机进行造粒，挤出加工温度为180～240℃。

对比例：

分别称取ABS树脂：75.5份，PMMA树脂：20份，抗氧剂：0.4％，润滑剂：0.6％，珠光颜料：1.5％，铝片粉：2％。

先将铝片粉和珠光颜料分散在合适量的无水乙醇中，搅拌60min后，95℃烘干；同时将ABS树脂和PMMA树脂80℃烘4h。

实施例6

将实施例1～实施例5中得到的粒子在180℃～235℃的注塑机中注塑成型色板、拉伸、弯曲、冲击样条，按国标标准对样条进行性能测试。测试样条在测试前先在(23±2)℃，湿度(50±10)％的环境中放置88h。其中拉伸、弯曲、冲击、色板样条的尺寸如表1～表4所示，测试结果如表5所示，实施例1～实施例4与对比例的外观如图1所示。

表1拉伸样条尺寸

长度(mm)	宽度(mm)	厚度(mm)
			150±2	10±0.2	4±0.2

表2弯曲样条尺寸

长度(mm)	宽度(mm)	厚度(mm)
			80±2	10±0.2	4±0.2

表3冲击样条尺寸

长度(mm)	宽度(mm)	厚度(mm)	缺口剩余宽度(mm)
				80±2	10±0.2	4±0.2	8±0.2

表4色板尺寸

长度(mm)	宽度(mm)	厚度(mm)
			90±2	5±0.2	2±0.1

表5测试结果

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例
							拉伸强度(MPa)	41.04	41.88	43.36	43.70	45.03	39.65
弯曲强度(MPa)	62.59	62.69	61.47	64.03	65.43	60.47
							缺口冲击强度(KJ/m2)	15.02	15.66	17.27	17.31	16.87	13.58
断裂伸长率(％)	26.65	27.35	33.54	33.42	32.41	17.36
							熔融指数(g/10min)	51.2	49.8	48	52.4	56.7	46
流痕	轻微	轻微	无	无	无	严重
							L值	68.57	69.13	69.73	68.84	71.34	71.58

从表5中的测试结果可以看出：

1)随着改性剂的增加，所得的免喷涂材料在拉伸、弯曲、冲击性能方面都有加强。

2)从实施例5和对比例可知，改性剂最大的影响在熔融指数。本发明中，铝片粉表面采用长链烷基偶联剂(尤其是十六烷基三甲氧基硅烷和十八烷基三甲氧基硅烷)后，铝片粉与树脂相容性更佳，从而降低混合胶体在高温高速流动时的差异性。且由于硅烷偶联剂很容易结合金属表面，因此，可以更方便胶体复制模具。

3)从实施例1～实施例5可知，随着铝片粉填充量的增加，熔融指数降低，但是由于改性剂用量的提升，可以一定程度弥补因填充量提高导致的熔融指数降低的影响。

4)从实施例2、实施例3、实施例5可知，定向剂用量的增加，可以明显改善流痕的产生，但是定向剂随着用量的增加对色板的L值有减弱的影响。因此，定向剂用量优选范围2～4％。

5)从实施例1、实施例2、实施例5可知，随着铝片粉的增加L值有提升。

6)从实施例3和实施例5可知，随有色珠光颜料的量增大，L值有一定幅度降低。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种抗流痕免喷涂材料，其特征在于，按照重量百分比计算，其配方为：

ABS树脂：68～89％；

PMMA树脂：7～20％；

抗氧剂：0.4～0.6％；

定向剂：0.4～4％；

改性剂：0.4～4％；

润滑剂：0.4％～0.6％；

珠光颜料：1.5％～3％；

铝片粉：0.5～2％。

2.根据权利要求1所述的抗流痕免喷涂材料，其特征在于，所述ABS树脂是单一的树脂或者两种及以上不同力学性能的ABS树脂的混合物。

3.根据权利要求1所述的抗流痕免喷涂材料，其特征在于，所述PMMA树脂是单一的或两种及以上不同光学性能的PMMA树脂的混合物。

4.根据权利要求1所述的抗流痕免喷涂材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或几种的混合物，且抗氧剂1010作为主抗氧剂。

5.根据权利要求1所述的抗流痕免喷涂材料，其特征在于，所述润滑剂为长链烷烃羧酸、长链烷烃羧酸盐、酰胺蜡或聚烯烃蜡类润滑剂中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的抗流痕免喷涂材料，其特征在于，所述定向剂为极性聚酰胺或市售Raybo 41。

7.根据权利要求1所述的抗流痕免喷涂材料，其特征在于，所述改性剂为带长链烷烃(C8～C20)硅烷偶联剂、硬脂酸、棕榈酸、花生酸中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的抗流痕免喷涂材料，其特征在于，所述珠光颜料为二氧化钛、三氧化二铁、二氧化锡中的一种或几种包覆的产物。

9.根据权利要求1所述的抗流痕免喷涂材料，其特征在于，所述铝片粉为直径为1～50μm的球形铝粉经球磨后形成的均匀钻石型或银元状铝粉，且球磨后其尺寸集中在5～100μm，且没包覆或经过二氧化硅、烯烃蜡、长链烷烃羧酸、硅烷偶联剂中的一种或几种包覆处理。

10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的抗流痕免喷涂材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

(3)基础：将得到的混合物经过双螺杆挤出机进行造粒。

11.根据权利要求10所述的抗流痕免喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌时间为30～60min，加热温度为80～95℃。

12.根据权利要求10所述的抗流痕免喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将ABS树脂和PMMA树脂在80℃下烘干4h。

13.根据权利要求10所述的抗流痕免喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，高速混合机的转速为300～800RPM，混合时间为5～30min。

14.根据权利要求10所述的抗流痕免喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，挤出温度为180～240℃。