CN112011175A - 一种金属色共聚尼龙改性材料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种金属色共聚尼龙改性材料。本发明的一种金属色共聚尼龙改性材料，由如下组分制备得到：共聚尼龙树脂：88‑99.5重量份；金属色颜料：0.5‑1重量份；抗氧剂：0.1‑0.5重量份；润滑剂：0.2‑0.5重量份；相容剂：0.5‑0.1重量份。本发明的金属色共聚改性尼龙可具备代替传统金属喷涂工艺尼龙材料，所制备的免喷涂材料可以在汽车内外饰领域可广泛应用。

Description

一种金属色共聚尼龙改性材料
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种金属色共聚尼龙改性材料。
背景技术
聚酰胺(PA，俗称尼龙)具有优良的力学性能、润滑性和耐摩擦性好、熔点高、对化学试剂(除强酸、强碱外)稳定、耐热好、电绝缘性和耐候性等优点，是世界上产量最大、用途最广的工程塑料，被广泛应用于汽车工业、电子电器工业、交通运输业、机器制造工业、电线电缆通讯业、包装及日常用品等领域。
传统的尼龙喷涂电镀件应用于汽车面板内饰，汽车挡把，汽车门把手，汽车尾翼，挡泥板等。改革开放以来，这些传统电镀及喷涂工艺的废气废液造成空气污染及各大流域河流污染严重，随着全球气温逐年上升，环境恶劣变化，逐渐改变传统非环保工艺生产。
为了迎合全球气候变化及国家响应，环保经济，低碳生活势在必行。很有必要开发金属色的尼龙材料代替传统的尼龙电镀件。
发明内容
本发明目的提供一种金属色注塑尼龙解决传统尼龙塑胶喷涂及电镀工艺带来的环境污染及生产制造的高成本工艺，直接注塑金属色尼龙外观产品件代替传统喷涂及电镀工艺产品，可选择金属效果多样性，注塑工艺方法简单，成熟、效率高环保经济。
本发明提供以下方案：
一种金属色共聚尼龙改性材料，由如下组分制成：
共聚尼龙树脂：88-99.5重量份；
金属色颜料：0.5-10重量份；
抗氧剂：0.1-0.5重量份；
润滑剂：0.2-0.5重量份；
相容剂：0.5-0.1重量份。
优选地，其中所述共聚尼龙树脂由下述各组分聚合而成：
质量含量为30％的单体A：己内酰胺；
质量含量为50％的单体B：己二酸单体、己二胺单体或聚酰胺66的盐；
质量含量为5％的单体C：十二碳二元酸。
质量含量为15％的单体D：分子量为5000的尼龙610预聚体。
所述尼龙共聚物的制备方法如下：
将所述重量份的单体A，单体B，单体C和单体D输入带有搅拌器自动控制聚合釜，在15-25bar的压力、270-285℃温度下进行缩聚脱水反应，当反应完成后，注入氮气排出反应生成的水分；然后再加压排出共聚尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，最后经冷却切粒而成所述共聚尼龙成品。
优选地，所述金属色颜料为树脂包覆专用的不同粒径的市售铝粉、银粉、锌粉、铝硅合金粉、铜金粉的一种或多种，所述粒径为6μm、10μm、16μm、 18μm、25μm。
优选地，所述抗氧剂为市售1098、1010、168、626等中的一种或几种。
优选地，所述润滑剂为市售硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、低分子量共聚酰胺蜡等的一种或几种。
优选地，所述的相容剂选自市售Polbond@1001、Polbond@1002、Polbond@1009、Lotader AX8900、Lotader AX8840、Lotader RX984、 Fusabond MN493中的一种或多种。
本发明还提供一种金属色共聚尼龙改性材料的制备方法包括如下步骤：
S1、把制备切粒的共聚尼龙树脂干燥至0.3％水分含量以下；
S2、将共聚尼龙树脂与助剂在低速混合机中混合得到预混料，由主喂料下料；
S3、侧位料：金属颜料由侧喂料独立喂料；
S4、熔融挤出：预混料和侧位料经双螺杆挤出机在150-270℃下熔融挤出，冷却，切粒得到金属色共聚尼龙粒料。
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，长径比L/D为35；由加料口到机头的各螺筒温度分别是：270±10℃、275±10℃、275±10℃、 265℃±10℃、240±10℃、230±10℃、280±10℃；螺杆转速280r/min，主喂喂料转速50r/min，侧喂喂料转速25r/min，总喂料量为20-25kg/h。熔融挤出后采取热环切方式切粒，风冷。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
改变传统电镀及喷涂工艺的废气废液造成空气污染及各大流域河流污染严重，随着全球气温逐年上升，环境恶劣变化，逐渐改变传统非环保工艺生产。直接注塑金属色尼龙外观产品件代替传统喷涂及电镀工艺产品，注塑工艺历史悠久方法简单，成熟、效率高且环保经济。本发明制备的金属色共聚尼龙改性材料无需进行喷涂，材料的光泽度、强度相对于现有技术均有一定的提升，具有环保作用。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语″上″、″下″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
制备实施例1：
共聚尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)：将单体30kg单体A(己内酰胺)、50kg单体B(己二酸单体)、单体5kg单体c(十二碳二元酸)、15kg单体D(分子量为5000的尼龙610 预聚体)投入带有搅拌器器的自动控制聚合釜，在25bar的压力、285℃的温度下进行缩聚脱水反应；
2)：反应完成后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚尼龙。
实施例1-2：
本发明的金属色共聚尼龙材料的制备：
S1、备料：在110℃的除湿干燥机把制备切粒的制备实施例1的共聚尼龙树脂干燥至0.3％水分含量以下；根据表1中所示的重量称取各组分；
S2、预混料：将共聚尼龙树脂与助剂在低速混合机中混合5分钟得到预混料；由主喂料下料；
S3、侧位料：金属色颜料由侧喂料独立喂料；
S4、熔融挤出：预混料和侧位料经双螺杆挤出机熔融挤出，冷却，切粒得到免喷涂金属色树脂材料；
S5、干燥：将所制的金属色共聚尼龙材料110℃干燥5小时；
S6、注塑机加工，加工温度：射嘴段270±10℃，中间段265±10℃，前段245±10℃，注塑ISO 527拉伸标准样条测试，及ISO 179冲击标准样条测试；
所述双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，长径比L/D为35；由加料口到机头的各螺筒温度分别是：240±20℃、250±20℃℃、260±20℃℃、270± 20℃、250±20℃、200±20℃，270±20℃，主喂喂料转速50r/min，侧喂喂料转速25r/min，总喂料量为35kg/h；
所述光泽度测试仪符合标准：ISO2813，ASTMD523，GB/T9754。测试厚度：2mm，测试角度：gloss20°；
对比实施例1-4：
对比实施例1-2采用与实施例1-2同样的方法制备，不同之处在于采用的基础树脂为市售PA6尼龙树脂，而非共聚尼龙树脂。
对比例3采用与本申请实施例同样的尼龙树脂，但注塑的样条改由采用现有的6μm金属漆喷涂工艺处理；对比例4采用市售的尼龙树脂，且注塑的样条改由采用现有的16μm金属漆喷涂工艺处理。
表1实施例1-2和对比例1-4各组分的用量配方
复合材料各配方投料量(kg) 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
树脂制备实施例1 9.4 9.4 9.9
PA6 9.4 9.4 9.9
金属色颜料6μm 0.5 0.5
金属色颜料16μm 0.5 0.5
抗氧剂 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
润滑剂 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
相容剂 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
其中市售PA6树脂由己内酰胺开环聚合而得，乌氏粘度为2.4，透光率为：1.4％。所采用的抗氧剂A为抗氧剂1098；润滑剂A为硅酮粉；分散剂A为硬脂酸钙；相容剂A为马来酸酐接枝POE(Fusabond MN493)。
上述实施例1-2以及对比例1-4得到的免喷涂树脂性能如下表2所示。
表2实施例1-2，对比例1-4所制备的金属色尼龙树脂的性能
Figure RE-GDA0002715323910000061
从上述数据可以看出，使用金属色颜料粒径越大的材料光泽度越高，本发明的金属色共聚改性尼龙材料对比传统PA6加上金属色颜料材料能明显改善传统尼龙光泽度效果，相比同时对比例3及对比例4传统的金属漆喷涂工艺尼龙材料光泽度也较好，本发明的金属色共聚改性尼龙可具备代替传统金属喷涂工艺尼龙材料，所制备的免喷涂材料可以在汽车内外饰领域可广泛应用。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护。

Claims (9)

1.一种金属色共聚尼龙改性材料，其由如下组分制备而成：
共聚尼龙树脂：88-99.5重量份；
金属色颜料：0.5-1重量份；
抗氧剂：0.1-0.5重量份；
润滑剂：0.2-0.5重量份；
相容剂：0.5-0.1重量份。
2.如权利要求1所述的金属色共聚尼龙改性材料，其中所述共聚尼龙树脂由下述各组分聚合而成：
质量含量为30％的单体A：己内酰胺；
质量含量为50％的单体B：选自己二酸单体、己二胺单体或聚酰胺66的盐；
质量含量为5％的单体C：十二碳二元酸；
质量含量为15％的单体D：分子量为5000的尼龙610预聚体。
3.如权利要求2所述的金属色共聚尼龙改性材料，其特征在于共聚尼龙的制备方法包括如下步骤：
将所述重量份的单体A，单体B，单体C和单体D输入带有搅拌器自动控制聚合釜，在15-25bar的压力、270-285℃温度下进行缩聚脱水反应，当反应完成后，注入氮气排出反应生成的水分；然后再加压排出共聚尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，最后经冷却切粒而成所述共聚尼龙成品。
4.如权利要求1所述的金属色共聚尼龙改性材料，其中的金属色颜料为树脂包覆的铝粉、银粉、锌粉、铝硅合金粉、铜金粉的一种或多种。
5.如权利要求1所述的金属色共聚尼龙改性材料，其中所述抗氧剂：为抗氧剂1098、1010、168、626等中的一种或几种。
6.如权利要求5所述的金属色共聚尼龙改性材料，其中的所述润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、低分子量共聚酰胺蜡等的一种或几种。
7.如权利要求6所述的金属色共聚尼龙改性材料，其中的相容剂选自市售Polbond@1001、Polbond@1002、Polbond@1009、Lotader AX8900、Lotader AX8840、Lotader RX984、Fusabond MN493中的一种或多种。
8.如权利要求1-7任一项所述的金属色共聚尼龙改性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、把共聚尼龙树脂干燥至0.3％水分含量以下；
S2、将共聚尼龙树脂与抗氧剂、润滑剂、相容剂在低速混合机中混合得到预混料，由主喂料下料；
S3、金属颜料由侧喂料独立喂料；
S4、熔融挤出：预混料和侧位料经双螺杆挤出机在150-270℃下熔融挤出，冷却，切粒得到金属色共聚尼龙改性材料。
9.如权利要求8所述的制备金属色共聚尼龙改性材料的方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，长径比L/D为35；由加料口到机头的各螺筒温度分别是：270±10℃、275±10℃、275±10℃、265℃±10℃、240±10℃、230±10℃，280±10℃；螺杆转速280r/min，主喂喂料转速50r/min，侧喂喂料转速25r/min，总喂料量为20-25kg/h。
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