CN110964281A - 一种金属免喷涂液体色母及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属免喷涂液体色母及其制备方法与应用，属于塑料着色领域。该金属免喷涂液体色母包括以下按重量份数计的组分：5‑40份金属颜料、50‑80份液体载体、0.1‑20份助剂和0.1‑15份其他颜料；所述金属颜料的粒径为10‑100微米；所述金属免喷涂液体色母的闪点≥200℃，所述金属免喷涂液体色母于120℃保留5min测得挥发组分的重量含量≤0.5％。本申请以增塑剂、液体低聚物、植物油、矿物油等为液体载体，通过高速分散负载金属粉、珠光颜料或云母粉等制备得到金属免喷涂液体色母，添加到塑料中通过注塑、挤出或吹塑加工使塑料制品具有免喷涂金属外观效果。

Description

一种金属免喷涂液体色母及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于塑料着色领域，特别涉及一种金属免喷涂液体色母及其制备方法与应用。
背景技术
在塑料加工领域，采用免喷涂金属效果着色技术不仅可节省喷漆或电镀的工艺流程，有利于降低生产成本和环境保护，而且这种工艺同样可实现塑料制品的多样化仿金属效果，具有巨大的市场潜力。然而目前主流的免喷涂金属效果着色技术依然存在不足之处：一是由于金属片、珠光粉或云母粉等金属颜料为片状的，注塑或挤出生产时，极易产生流痕或熔接痕。熔接痕和流痕是免喷涂材料应用的技术难题，目前的解决方案是采用针对性设计的模具以及改性塑料等。二是目前免喷涂金属塑料粒子或母粒的主要生产方式为通过挤出机来挤出切粒，加工过程需要高温以及强剪切力作用，因此金属颜料的表面易发生氧化，其光泽和质感受到破坏，造成塑料件表面金属光泽降低；其次金属颜料在高温条件下易充当催化剂，引发材料降解，造成材料发黄等不良现象。
液体色母是塑料加工领域的新型着色技术，其生产方式不同于色母粒，是以液体低聚物、增塑剂、植物油、矿物油等为液体载体，通过高速研磨分散各种颜料染料而成，主要用于注塑、吹塑、挤出、纺丝等各种生产工艺。该生产方式无需高温，生产效率高且工艺简单。
因此，借鉴液体色母的生产方式，对免喷涂金属效果着色技术进行改进，以解决目前高温加工和强剪切作用下金属颜料光泽降低和材料降解问题是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种金属免喷涂液体色母及其制备方法与应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种金属免喷涂液体色母，包括以下按重量份数计的组分：5-40份金属颜料、50-80份液体载体、0.1-20份助剂和0.1-15份其他颜料；所述金属颜料的粒径为10-100微米。
优选的，所述金属免喷涂液体色母，包括以下按重量份数计的组分：5-30份金属颜料、55-75份液体载体、0.1-15份助剂和0.1-10份其他颜料。
优选的，所述金属免喷涂液体色母的闪点≥200℃，所述金属免喷涂液体色母于120℃保留5min测得挥发组分的重量含量≤0.5％。
优选的，所述金属颜料为铝银浆、铝银粉、铜金粉、金葱颜料、闪光粉、云母珠光颜料和变色龙颜料中的一种或至少两种的混合物。
进一步地，所述金属颜料为铝银粉、铜金粉、金葱颜料、闪光粉、云母珠光颜料、及变色龙颜料中的一种或至少两种的混合物，所述金属颜料的粒径为10-80微米。
优选的，所述液体载体为丙烯酸类液体聚合物、丙烯酰胺类液体聚合物、癸二酸、己二酸、分子量1000-8000的邻苯二甲酸类聚酯增塑剂，有机酯类增塑剂如偏苯三酸三辛酯(TOTM)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、癸二酸二丁酯(DBS)、癸二酸二(2-乙基己酯)(DOS)、己二酸二(2-乙基己酯)(DOA)、磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三辛酯(TOP)、环氧化油、环氧化脂肪酸酯、及环氧四氢邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中的一种或至少两种的混合物。
进一步地，所述液体载体为丙烯酸类液体聚合物、邻苯二甲酸类聚酯增塑剂(分子量1000～3000)、对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、癸二酸二(2-乙基己酯)(DOS)、己二酸二(2-乙基己酯)(DOA)、磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三辛酯(TOP)、环氧化脂肪酸酯、及环氧四氢邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中的一种或至少两种的混合物。
优选的，所述液体载体的玻璃化转变温度≤-20℃；液体载体具有较高的热稳定性，其沸点或分解温度高于塑料加工温度至少20℃。
优选的，所述助剂为润湿分散剂、增稠剂、及抗氧剂中的一种或至少两种的混合物。
进一步地，所述润湿分散剂为无溶剂型油性润湿分散剂或超分散剂，如德国迪高、德国毕克、美国路博润等系列润湿分散剂和超分散剂，以及国产同类产品。
所述增稠剂为气相二氧化硅、膨润土、低分子量聚乙烯、聚乙二醇、及聚异丁烯等聚合物中的一种。
所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂245、抗氧剂CA、抗氧剂DNP、及抗氧剂MB等中的一种。
更进一步地，所述助剂为毕克BYK-108、BYK-111、BYK-160、BYK-185、BYK-9076、BYK-9077、BYK-2100、BYK-2105、ANTI-TERRA-U100、路博润8000、20000、27000、24000、32500、36000、47000超分散剂、德固赛迪高685、740W、气相二氧化硅、膨润土、聚异丁烯、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂CA、抗氧剂DNP、及抗氧剂MB中的一种或至少两种的混合物。
优选的，所述其他颜料为塑料进行着色的颜料或染料，包括有机颜料和无机颜料，所述有机颜料为酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫或偶氮红中的一种或至少两种的混合物；所述无机颜料为镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红或氧化铁黄中的一种或至少两种的混合物。
优选的，所述金属免喷涂液体色母的制备方法，包括如下步骤：将50-80份液体载体、0.1-20份助剂和0.1-15份其他颜料混合并以转速500-3000r/min研磨分散均匀，然后加入5-40份金属颜料于转速200-1500r/min搅拌分散均匀，得到金属免喷涂液体色母。
优选的，所述金属免喷涂液体色母可应用于实现塑料制品的免喷涂金属外观，可用于注塑、挤出、吹塑等塑料加工。
优选的，所述金属免喷涂液体色母可用于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(ASA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、及PC/ABS合金等的免喷涂金属外观。
进一步地，所述金属免喷涂液体色母可用于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)、聚甲醛(POM)、及PC/ABS合金的免喷涂金属外观。
优选的，按重量百分比计，所述金属免喷涂液体色母的添加比例为0.2-4％；加入方式可为人工混料、通过蠕动泵或色油机自动添加。
进一步地，按重量百分比计，所述金属免喷涂液体色母的添加比例为0.5-3％；加入方式为通过蠕动泵或色油机自动添加。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本申请以增塑剂、液体低聚物、植物油、矿物油等为液体载体，通过高速分散负载金属粉、珠光颜料或云母粉等制备得到金属免喷涂液体色母，添加到塑料中通过注塑、挤出或吹塑加工使塑料制品具有免喷涂金属外观效果。本发明无需经过挤出机高温加工，可避免普通免喷涂塑料粒子或母粒遇到的高温氧化和剪切破坏等问题，有利于最大程度保持免喷涂效果颜料的光泽和质感，颜料分散效果优良，并且生产工艺简单。
附图说明
图1是实施例1的免喷涂金属效果塑料样板(a)与实施例2的免喷涂金属效果塑料样板(b)及其对比例2的免喷涂金属效果塑料样板(c)的效果图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
本申请中，除有特殊说明外，所有原料均为市售。除非另有说明，否则本申请中所用的“百分比”或“％”是指所有组分的重量百分比。
本申请中，词语“约”或“大约”是指在由所属领域的技术人员确定的指定具体参数的可接受范围内，其部分地取决于测量或测定所述值的方式，即测量系统的限值。例如，“约”可指至多给定值的10％的范围。
金属免喷涂液体色母的技术难点有二：其一在于金属免喷涂液体色母是固液非均相体系，固液密度差异较大，存在金属颜料的分散与沉降问题；其二是金属免喷涂液体色母添加比例较普通液体色母高，易导致螺杆打滑。本发明通过调节液体载体的粘度和流变性能，可以有效解决上述两个难点问题。
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备，所用试剂和材料均为市购。
实施例1
以重量份数计，称取1份BYK-111、0.5份抗氧剂168、0.5份气相二氧化硅、5份聚异丁烯PB2000、3份颜料蓝、60份丙烯酸类液体聚合物加入到高速砂磨机中，转速2000r/min，研磨分散30分钟；研磨结束后转移至高速分散机，再加入30份铝银粉(粒径25-50微米)进行混合分散，转速800r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到聚丙烯(PP)中，注塑温度为200℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
实施例2
以重量份数计，称取0.5份路博润20000、0.5份抗氧剂1010、0.5份气相二氧化硅、8份聚异丁烯PB2000、0.5份颜料橙、60份对苯二甲酸二辛酯(DOTP)加入到高速砂磨机中，转速1500r/min，研磨分散30分钟；研磨结束后转移至高速分散机，再加入30份铝银粉(粒径25-50微米)进行混合分散，转速800r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到聚丙烯(PP)中，注塑温度为200℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
实施例3
以重量份数计，称取0.5份路博润20000、0.5份抗氧剂1010、0.5份气相二氧化硅、8份聚异丁烯PB1400、0.5份颜料橙、70份磷酸三甲苯酯(TCP)加入到高速砂磨机中，转速1500r/min，研磨分散30分钟。研磨结束后转移至高速分散机，再加入20份铝银粉(粒径40-60微米)进行混合分散，转速600r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到聚苯乙烯(PS)中，注塑温度为200℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
实施例4
以重量份数计，称取1份BYK-111、1份抗氧剂168、2.5份气相二氧化硅、10份聚异丁烯PB1400、0.5份颜料橙、65份丙烯酸类液体聚合物加入到高速砂磨机中，转速1500r/min，研磨分散30分钟；研磨结束后转移至高速分散机，再加入20份金葱粉(粒径30-50微米)进行混合分散，转速600r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到聚丙烯(PP)中，注塑温度为200℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
实施例5
以重量份数计，称取0.5份毕克ANTI-TERRA-U100、1份抗氧剂168、3份气相二氧化硅、0.5份颜料橙、65份丙烯酸类液体聚合物加入到高速砂磨机中，转速1500r/min，研磨分散30分钟；研磨结束后转移至高速分散机，再加入30份珠光粉(粒径30-50微米)进行混合分散，转速600r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到聚苯乙烯(PS)中，注塑温度为200℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
实施例6
以重量份数计，称取1份BYK-9076、0.5份抗氧剂168、0.5份膨润土、5份聚异丁烯PB2000、3份颜料红、60份丙烯酸类液体聚合物加入到高速砂磨机中，转速1500r/min，研磨分散30分钟；研磨结束后转移至高速分散机，再加入30份铝银粉(粒径20-40微米)进行混合分散，转速600r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到聚丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中，注塑温度为220℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
实施例7
以重量份数计，称取1份德固赛迪高685、0.5份抗氧剂245、0.5份膨润土、5份聚异丁烯PB2000、3份炭黑、60份丙烯酸类液体聚合物加入到高速砂磨机中，转速1500r/min，研磨分散30分钟；研磨结束后转移至高速分散机，再加入20份铝银粉(粒径50-80微米)，10份闪粉(粒径60-80微米)进行混合分散，转速600r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到聚丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中，注塑温度为220℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
实施例8
以重量份数计，称取1份路博润24000、1份抗氧剂1010、2份气相二氧化硅、6份聚异丁烯PB2000、60份邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯加入到高速砂磨机中，转速1500r/min，研磨分散30分钟；研磨结束后转移至高速分散机，再加入10份铝银粉(粒径40-60微米)，20份珠光粉(粒径20-40微米)进行混合分散，转速800r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中，注塑温度为220℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
实施例9
以重量份数计，称取0.5份路博润24000、0.5份抗氧剂1010、2份气相二氧化硅、10份聚异丁烯PB2000、60份对苯二甲酸二辛酯(DOTP)加入到高速砂磨机中，转速2000r/min，研磨分散30分钟；研磨结束后转移至高速分散机，再加入25份珠光粉(粒径30-60微米)，2份闪粉(粒径30-60微米)进行混合分散，转速800r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到PC/ABS合金中，注塑温度为260℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
实施例10
以重量份数计，称取0.5份路博润24000、0.5份抗氧剂1010、2份气相二氧化硅、10份聚异丁烯PB2000、60份对苯二甲酸二辛酯(DOTP)加入到高速砂磨机中，转速2000r/min，研磨分散30分钟；研磨结束后转移至高速分散机，再加入20份珠光粉(粒径30-60微米)，7份铝银粉(粒径30-60微米)进行混合分散，转速800r/min，分散20分钟，得到金属免喷涂液体色母。最后，将所得到的金属免喷涂液体色母按照2％的比例加入到PC/ABS合金中，注塑温度为260℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
对比例1
以重量份数计，称取0.5份抗氧剂168、3份颜料蓝、30份铝银粉(粒径25-50微米)、10份聚乙烯蜡、56.5份聚丙烯(PP)混合混匀，经过单螺杆挤出机挤出造粒，加工温度180℃，得到金属免喷涂色母粒。将所得到的金属免喷涂色母粒按照2％的比例加入到聚丙烯(PP)中，注塑温度为200℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
对比例2
以重量份数计，称取0.5份抗氧剂1010、30份铝银粉(粒径25-50微米)、10份聚乙烯蜡、59.5份聚丙烯(PP)混合混匀，经过单螺杆挤出机挤出造粒，加工温度180℃，得到金属免喷涂色母粒。将所得到的金属免喷涂色母粒按照2％的比例加入到聚丙烯(PP)中，注塑温度为200℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
对比例3
以重量份数计，称取0.5份抗氧剂1010、25份珠光粉(粒径30-60微米)，2份闪粉(粒径30-60微米)、10份聚乙烯蜡、62.5份聚丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)混合混匀，经过单螺杆挤出机挤出造粒，加工温度220℃，得到金属免喷涂色母粒。将所得到的金属免喷涂色母粒按照2％的比例加入到PC/ABS合金中，注塑温度为260℃，得到免喷涂金属效果塑料样板。
将上述实施例1-10和对比例1-3制备得到的免喷涂金属效果塑料样板进行外观比较分析，发现，实施例1-10制备得到的免喷涂金属效果塑料样板均分散良好、光泽高，而对比例1-3制备得到的免喷涂金属效果塑料样板均分散不良、光泽低。对比例1-3制备得到的免喷涂金属效果塑料样板在加工过程受到高温以及强剪切力作用，因此金属颜料的表面易发生氧化，其光泽和质感受到破坏，造成塑料件表面金属光泽降低。而实施例1-10制备得到的免喷涂金属效果塑料样板采用了免喷涂液体色母，避免金属颜料受到破坏，保持良好的光泽度。
上述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上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属免喷涂液体色母，其特征在于，包括以下按重量份数计的组分：5-40份金属颜料、50-80份液体载体、0.1-20份助剂和0.1-15份其他颜料；所述金属颜料的粒径为10-100微米；所述金属免喷涂液体色母的闪点≥200℃，所述金属免喷涂液体色母于120℃保留5min测得挥发组分的重量含量≤0.5％。
2.根据权利要求1所述的金属免喷涂液体色母，其特征在于，所述金属免喷涂液体色母，包括以下按重量份数计的组分：5-30份金属颜料、55-75份液体载体、0.1-15份助剂和0.1-10份其他颜料。
3.根据权利要求1或2所述的金属免喷涂液体色母，其特征在于，
所述金属颜料为铝银浆、铝银粉、铜金粉、金葱颜料、闪光粉、云母珠光颜料和变色龙颜料中的一种或至少两种的混合物；
所述液体载体为丙烯酸类液体聚合物、丙烯酰胺类液体聚合物、癸二酸、己二酸、分子量1000-8000的邻苯二甲酸类聚酯增塑剂，有机酯类增塑剂如偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己酯)、己二酸二(2-乙基己酯)、磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、环氧化油、环氧化脂肪酸酯、及环氧四氢邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中的一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求3所述的金属免喷涂液体色母，其特征在于，所述金属颜料为铝银粉、铜金粉、金葱颜料、闪光粉、云母珠光颜料、及变色龙颜料中的一种或至少两种的混合物，所述金属颜料的粒径为10-80微米；
所述液体载体为丙烯酸类液体聚合物、分子量1000～3000的邻苯二甲酸类聚酯增塑剂、对苯二甲酸二辛酯、癸二酸二(2-乙基己酯)、己二酸二(2-乙基己酯)、磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、环氧化脂肪酸酯、及环氧四氢邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中的一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求4所述的金属免喷涂液体色母，其特征在于，所述液体载体的玻璃化转变温度≤-20℃。
6.根据权利要求1或2所述的金属免喷涂液体色母，其特征在于，所述助剂为毕克BYK-108、BYK-111、BYK-160、BYK-185、BYK-9076、BYK-9077、BYK-2100、BYK-2105、ANTI-TERRA-U100、路博润8000、20000、27000、24000、32500、36000、47000超分散剂、德固赛迪高685、740W、气相二氧化硅、膨润土、聚异丁烯、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂CA、抗氧剂DNP、及抗氧剂MB中的一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求1或2所述的金属免喷涂液体色母，其特征在于，所述其他颜料为塑料进行着色的颜料或染料，包括有机颜料和无机颜料，所述有机颜料为酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫或偶氮红中的一种或至少两种的混合物；所述无机颜料为镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红或氧化铁黄中的一种或至少两种的混合物。
8.权利要求1或2所述的金属免喷涂液体色母的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将50-80份液体载体、0.1-20份助剂和0.1-15份其他颜料混合并以转速500-3000r/min研磨分散均匀，然后加入5-40份金属颜料于转速200-1500r/min搅拌分散均匀，得到金属免喷涂液体色母。
9.权利要求1或2所述的金属免喷涂液体色母应用于实现塑料制品的免喷涂金属外观；按重量百分比计，所述金属免喷涂液体色母的添加比例为0.2-4％。
10.根据权利要求9所述的金属免喷涂液体色母的应用，其特征在于，所述金属免喷涂液体色母用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯、及PC/ABS合金的免喷涂金属外观。
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