CN111978779A - 珠光粉、珠光油漆以及涂覆珠光油漆的tpo制品 - Google Patents
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Abstract
通过在TPO制品上涂覆本发明的珠光油漆可赋予TPO制品阻燃性和具有珠光效果的外观。本发明的珠光油漆可通过将珠光粉和油漆混合获得。所述珠光粉可通过在片状基质上沉积金属氧化物层获得，其中所述金属氧化物包含Sb2O3、任选的TiO2和任选的SnO2。所述片状基质优选云母薄片，更优选天然云母薄片，进一步优选天然白云母薄片。
Description
技术领域
本发明通过在TPO表面施加具有阻燃性的珠光涂层，实现了TPO制品的改进的阻燃性和具有珠光效果的外观。
背景技术
TPO(热塑性聚烯烃弹性体)是通常基于聚烯烃橡胶和半结晶聚烯烃、例如聚丙烯和乙烯-丙烯橡胶的共混物的材料。TPO的共混物的形成方法可以是例如使用班伯里密炼机或螺杆挤出机等的常规装置将两种聚合物混合以形成机械共混物，也可以是通过在同一反应器中同时形成两种聚合物以形成非常均匀的反应器共混物。
TPO具有优异的耐化学品性(特别是对酸、碱、臭氧和含氧溶剂的耐受性)、耐候性和耐磨性，以及良好的低温柔韧性。作为材料的TPO经常还含有稳定剂、着色剂、抗氧化剂、填充剂、其他弹性体、加工油等其他添加剂以赋予其特定的性质，例如制品对表面的粘附性。
TPO制品可通过注射、挤出、真空成型、注射吹塑、挤出吹塑等形成。TPO在汽车工业中大量使用，例如用于生产汽车内饰、保险杠、发动机罩应用。TPO还广泛用于电气应用，例如用于电线和电缆应用。TPO还用于建筑业，例如用于屋顶应用中。
显然，在几乎所有应用中，都希望TPO制品具备更高的阻燃性。例如中国国家标准GB 8410-2006《汽车内饰材料的燃烧特性》强制性规定，汽车内饰材料必须满足燃烧速度不大于100mm/min的要求。然而，常规的TPO材料不含阻燃剂，因而阻燃性不高。
作为改进阻燃性的方法，例如CN108203526A公开了一种无卤阻燃TPO弹性体材料，其中使用将由三聚氰胺氰脲酸盐、磷酸三苯酯和次磷酸铝组成的无卤阻燃剂加入经线性低密度聚乙烯和聚丙烯改性的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中，获得了同时具有较好的机械性能和阻燃性能的TPO。然而，该方法涉及TPO材料本身的改变，使用该材料的成型工艺可能不得不随之改变，获得的制品的性能也可能相应改变。
另一方面，常规的TPO仅具有一般由着色剂(如混合在TPO中的颜料)所赋予的颜色。为了便于加工成各种颜色的制品以及在制品上形成设计的图案，经常使用油漆在TPO上进行印刷操作。印刷时通常使用普通油漆。这样的操作赋予TPO制品令人满意的外观，但不能为其带来阻燃性。
CN1031850A公开了一种彩色光泽颜料，其中通过在片状基质(尤其是涂有金属氧化物的云母)上含有铁和钛的金属氧化物层，形成了具有彩色、特别是金黄色光泽的珠光颜料。所述片状基质可以事先涂覆SiO2、SnO2、Al2O3、TiO2和/或Fe2O3。所述金属氧化物层含铁和钛，主要为铁板钛矿。该申请没有涉及其他金属氧化物。
发明内容
发明人已经发现，通过在TPO制品上涂覆本发明的珠光油漆可赋予TPO制品阻燃性和具有珠光效果的外观。本发明的珠光油漆可通过将珠光粉和油漆混合获得。所述珠光粉可通过在片状基质上沉积金属氧化物层获得，其中所述金属氧化物包括Sb2O3、任选的TiO2和任选的SnO2。所述片状基质优选云母薄片，更优选天然云母薄片，进一步优选天然白云母薄片。
具体而言，本发明涉及一种珠光粉，其具有片状基质，所述片状基质的一个或两个侧面上具有包含Sb2O3和任选的TiO2和任选的SnO2的金属氧化物的涂层。
优选地，本发明的珠光粉中金属氧化物和片状基质的比例以重量计为60:40至50:50，优选55:45至50:50，更优选约50:50。
优选地，上述珠光粉中所述片状基质包括云母薄片，优选天然云母薄片，更优选天然白云母薄片。
优选地，本发明的珠光粉中Sb2O3在金属氧化物中的比例为20至100重量％，优选30至100重量％，更优选40至100重量％，再优选50至100重量％，最优选60至100重量％；TiO2在金属氧化物中的比例为0至40重量％，优选0至35重量％，更优选0至30重量％，再优选0至25重量％，最优选0至20重量％；SnO2在金属氧化物中的比例为0至40重量％，优选0至35重量％，更优选0至30重量％，再优选0至25重量％，最优选0至20重量％。
本发明进一步涉及制备珠光粉的方法，其中包括以下步骤：
i)将由所述金属氧化物对应的可溶性盐、优选盐酸盐生成金属氢氧化物沉积在片状基质上，和
ii)煅烧沉积了金属氢氧化物的片状基质以得到包含金属氧化物的层。
本发明进一步涉及珠光粉的用途，用作在制品上形成提供阻燃性的层的阻燃剂。
本发明进一步涉及一种珠光油漆，其含有本发明的珠光粉和油漆的混合物，其中珠光粉分散在油漆中。
优选地，本发明的珠光油漆中珠光粉与油漆的比例以重量计为1:10至1:40，优选1:15至1:35，更优选1:20至1:30，再优选1:15至1:25，最优选约1:20。
本发明进一步涉及珠光油漆的用途，用于涂覆制品，以形成提供阻燃性的涂层。
优选地，上述用途中所述制品为TPO制品。
具体实施方式
本发明的珠光粉可以通过使用已知的方法在片状基质上形成包含金属氧化物的层获得，例如可参见高春华等，云母钛珠光颜料的制备及应用，江苏大学学报(自然科学版)，2002年第23卷第2期第78至82页。本发明的珠光粉是具有层状结构的混合物，其以例如云母薄片为基材，在基材的一个或两个侧面形成相同或不同的包含金属氧化物的层。通过控制云母薄片基材厚度可以调整形成的珠光粉的厚度，通过调整上、下两侧吸附的金属氧化物层的厚度可以调整珠光粉的颜色外观。
在本发明的珠光粉中，金属氧化物和片状基质的比例以重量计可以为60:40至50:50，优选55:45至50:50，更优选约50:50。
在本发明的珠光粉中，所述片状基质包括已知可用于形成珠光颜料的那些，例如云母薄片，优选天然云母薄片，进一步优选天然白云母薄片。
在本发明的珠光粉中，Sb2O3在金属氧化物中的比例可以为20至100重量％，优选30至100重量％，更优选40至100重量％，再优选50至100重量％，最优选60至100重量％；TiO2在金属氧化物中的比例可以为0至40重量％，优选0至35重量％，更优选0至30重量％，再优选0至25重量％，最优选0至20重量％；SnO2在金属氧化物中的比例可以为0至40重量％，优选0至35重量％，更优选0至30重量％，再优选0至25重量％，最优选0至20重量％。
在本发明的珠光粉中，金属氧化物层附着在基材的上下两个表面上。使用这种结构的珠光粉与单独添加云母薄片和金属氧化物颗粒相比，具有更好的颗粒分散性，更高的光折射率，具有三维空间质感，色彩的稳定性、均一性也得到了保证。
本发明的珠光油漆通过将珠光粉例如通过激烈搅拌均匀分散和悬浮在油漆中获得。油漆必须充分搅拌以实现分散，否则珠光粉粘结在一块无法分散开，导致最终形成的颜色存在差异。本领域技术人员已知应按照对珠光效果的要求调整珠光粉和油漆的比例。
优选地，上述珠光油漆中珠光粉与油漆的比例是以重量计可以为1:10至1:40，优选1:15至1:35，更优选1:20至1:30，再优选1:15至1:25，最优选约1:20。
本发明的油漆包括已知的油漆，特别是可用于涂覆TPO制品的那些，例如可以是水性聚氨酯油漆，其例如可以包含45至50重量％的水性聚氨酯分散体、4.5至1.5重量％的聚氨酯增稠剂、5.5至3.5重量％的异氰酸酯类固化剂和余量的水。所述聚氨酯增稠剂例如为包含聚氨酯聚合物及其溶剂的胶水。所述异氰酸酯类固化剂例如为HDI类多异氰酸酯固化剂。所述水性聚氨酯油漆例如通过CN106280000A中的形成水性聚氨酯油漆的方法将各组分混合、反应而得到。
所述油漆也可以是溶剂型的油漆，其例如包括选自丁酮、丙酮、二甲苯、和/或异丙醇的溶剂和溶解或分散在该溶剂中的聚氨酯聚合物。
可以通过常规的印刷方法将本发明的珠光油漆印刷在TPO制品上，从而形成涂层，以赋予带有涂层的TPO制品阻燃性。
所使用的TPO可以是任何常规的TPO。实际上，本领域技术人员可以合理地推论，本发明的珠光油漆也可以用于TPO以外的基底上以获得与本发明相似的效果，包括珠光效果和阻燃效果。
所述TPO制品通过可以通过常规的成型方法(例如注射、挤出、真空成型、注射吹塑、挤出吹塑)由已知的TPO形成。成型方法的条件是本领域技术人员已知的或可以通过实验简单地确定的。本发明中使用的TPO制品例如是可商购自贝内克-长顺汽车内饰材料(张家港)有限公司的Xpreshn致密薄膜。
本发明的珠光油漆可以使用常规方法(例如刮涂)施于TPO制品上。
可以在TPO制品上形成多个涂层，其中至少一个涂层由本发明的珠光油漆形成。例如，可以使用具有多个印刷站的装置在TPO膜上形成多个涂层，其中将本发明珠光油漆的印刷设置在第二站，以防可能出现的凹凸感，第三、四站的油漆使用普通的油漆。这样印刷得到的TPO产品无瑕疵且具有金属外观、同时含有较高的阻燃效果。
本发明的带有涂层的TPO制品有着金属光泽的外观，使得这些TPO产品看起来具有时尚感。并且客户可以选择或者指定他们喜爱的金属光泽颜色。
本发明的带有涂层的TPO制品的阻燃性可以通过GB 8410-2006的方法确定。
实施例
按照以下方法形成珠光粉：向装有50毫升去离子水的250ml三口瓶中加入0.5毫升37％的浓盐酸，随后加入3.2克SbCl3固体并搅拌溶解。然后加入2克颗粒度为20～130μm的云母石粉，然后将pH值调整至7。在搅拌下升温至70℃，趁热过滤，用50毫升去离子水洗涤，在120℃下在空气中干燥，在300℃下在空气中煅烧1小时，从而得到作为粉末状固体的含云母石粉和Sb2O3、其中Sb2O3负载在云母石粉上的珠光粉。由此得到的Sb2O3负载在云母石粉上的珠光粉中Sb2O3在金属氧化物中的比例为100％，金属氧化物和片状基质的比例以重量计为50:50。
按照以下方法形成油漆：
将30kg由荷兰Waalwijk的Stahl Holdings B.V.获得的聚氨酯油漆浓缩物用70kg异丙醇、二甲苯、丙酮、甲苯、甲醛的体积比为3:1.5:2:1.5:2的混合物稀释，得到不含云母石粉和Sb2O3的聚氨酯油漆(以下称为油漆A)。
将5kg珠光粉(由以上方法按比例放大量得到)倒入以上得到的100kg油漆A中，并在高架搅拌器下以400～600rpm的转速搅拌1～1.5小时，得到含珠光粉的珠光油漆(以下称为油漆C)，其中珠光粉含云母石粉和Sb2O3，Sb2O3负载在云母石粉上。上述含珠光粉的珠光油漆即油漆C中珠光粉与油漆的比例以重量计为1:20。
将250g云母石粉和250g Sb2O3加入10kg油漆A中，并在高架搅拌器下以400～600rpm的转速搅拌1～1.5小时，得到含有云母石粉和Sb2O3、但Sb2O3并不负载在片状云母上的油漆(以下称为油漆B)。
按照以下方法形成带有油漆层的制品。
使用由贝内克-长顺汽车内饰材料(张家港)有限公司获得的Xpreshn致密薄膜作为TPO片材。通过用刮刀刮涂将油漆A、B和C分别施于在TPO片材上。各种油漆的施涂量均为约0.01g/cm2。
通过GB 8410-2006的方法测定燃烧速度，结果见表1。
表1
由以上结果可见，与带有不含云母石粉和Sb2O3的油漆涂层的TPO制品相比，将云母石粉和Sb2O3混入油漆给出了降低的燃烧速度。然而，带有含有将相同量的Sb2O3负载在云母石粉上形成的珠光粉的珠光油漆给出了显著地进一步降低的燃烧速度。可见，将Sb2O3负载在云母石粉上的操作改善了TPO制品的阻燃性。
本领域技术人员将理解，当Sb2O3在金属氧化物中的比例变化时，将Sb2O3负载在云母石粉上的操作显然仍可改善TPO制品的阻燃性，尽管当Sb2O3在金属氧化物中的比例较低时，将Sb2O3负载在云母石粉上的操作导致的TPO制品的阻燃性的改善将较小。
本文中的“任选的……”的含义是所涉及的特征在包含该特征的技术方案中可以存在，也可以不存在。例如，“包含Sb2O3、任选的TiO2和任选的SnO2的金属氧化物的涂层”的含义是，TiO2和SnO2各自可以存在于所述涂层中，也可以不存在于所述涂层中。
Claims (10)
1.一种珠光粉，其具有片状基质，所述片状基质的一个或两个侧面上具有包含Sb2O3、任选的TiO2和任选的SnO2的金属氧化物的涂层。
2.权利要求1的珠光粉，其中金属氧化物和片状基质的比例以重量计为60:40至50:50，优选55:45至50:50，更优选约50:50。
3.权利要求1或2的珠光粉，其中所述片状基质包括云母薄片，优选天然云母薄片，更优选天然白云母薄片。
4.权利要求1至3中任一项的珠光粉，其中Sb2O3在金属氧化物中的比例为20至100重量％，优选30至100重量％，更优选40至100重量％，再优选50至100重量％，最优选60至100重量％；TiO2在金属氧化物中的比例为0至40重量％，优选0至35重量％，更优选0至30重量％，再优选0至25重量％，最优选0至20重量％；SnO2在金属氧化物中的比例为0至40重量％，优选0至35重量％，更优选0至30重量％，再优选0至25重量％，最优选0至20重量％。
5.制备权利要求1-4中任一项的珠光粉的方法，其中包括以下步骤：
i)将由所述金属氧化物对应的可溶性盐、优选盐酸盐生成金属氢氧化物沉积在片状基质上，和
ii)煅烧沉积了金属氢氧化物的片状基质以得到包含金属氧化物的层。
6.权利要求1至4中任一项的珠光粉的用途，用作在制品上形成提供阻燃性的层的阻燃剂。
7.一种珠光油漆，其含有权利要求1至4中任意一项的珠光粉和油漆的混合物，其中珠光粉分散在油漆中。
8.权利要求7的珠光油漆，其中珠光粉与油漆的比例以重量计为1:10至1:40，优选1:15至1:35，更优选1:20至1:30，再优选1:15至1:25，最优选约1:20。
9.权利要求7或8的珠光油漆的用途，用于涂覆制品，以形成提供阻燃性的涂层。
10.权利要求9的用途，其中所述制品为TPO制品。
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