CN113683847B - 消光聚氯乙烯树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

消光聚氯乙烯树脂组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了消光聚氯乙烯树脂组合物及其制备方法，所述组合物包含100份重量份数的消光聚氯乙烯树脂、2‑4份重量份数的氯化聚丙烯、6‑10份重量份数的抗冲改性剂和4‑8份重量份数的增塑剂。

Description

消光聚氯乙烯树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种消光聚氯乙烯树脂组合物及其制备方法。采用本发明组合物制得的键盘键帽具有改进的耐磨性和耐出油性。
背景技术
键盘是电脑最普遍的输入工具之一。目前制备电脑键盘键帽的材料一般有ABS、PBT、POM，等等。其中：
ABS键帽运用最广，其具有成本低，强度高，韧性好，加工方便，手感细腻等优点，缺点则是材质较软，易吸水，容易出油，耐磨性一般。
PBT键帽则很大程度地改善了ABS键帽的这些缺点，材质硬，耐磨性较好，但造价也较为昂贵，且加工复杂。
POM键帽硬度更大，更耐磨，表面更光滑，但成本也更高。因为表面光滑，使用时间长后，在打字过程中会出现“打滑”现象，并且POM材料本身加工困难，色彩较为单一，只能选用黑色。
因此，本领域需要一种新的制备键帽的材料，其能够兼具成本低，强度高，耐磨性好，抗冲性能强，手感细腻，不易出油，加工性能佳等性质。
发明内容
本发明的一个发明目的是提供一种新的制备键帽的材料，其能够兼具成本低，强度高，耐磨性好，抗冲性能强，手感细腻，不易出油，加工性能佳等性质。
本发明的另一个发明目的是提供所述材料的制备方法。
根据本发明的第一个方面，提供了一种消光聚氯乙烯树脂组合物，以重量计，该组合物包含：
Figure BDA0003246265180000011
Figure BDA0003246265180000021
本发明的第二个方面提供了上述消光聚氯乙烯树脂组合物的制备方法，该方法包括：
(i)将消光聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂混合，温度升至40-75℃；
(ii)加入增塑剂，混合并升温至80-100℃；
(iii)加入氯化聚丙烯，混合并升温至105-135℃；
(iv)将混合物冷却并出料。
附图说明
下面结合附图进一步说明本发明。附图中：
图1是实施例1制得的键盘帽的表面局部放大照片；
图2是实施例2制得的键盘帽的表面局部放大照片；
图3是比较例1制得的键盘帽的表面局部放大照片；
图4是比较例2制得的键盘帽的表面局部放大照片；
图5是比较例3制得的键盘帽的表面局部放大照片；
图6是比较例4制得的键盘帽的表面局部放大照片；
图7是比较例5制得的键盘帽的表面局部放大照片。
具体实施方式
在本领域中，消光树脂一般指成膜后表面明显雾化、低光泽的树脂，用于各种基材的涂覆，可降低涂层的光泽，消除涂层过于光亮而产生的塑料感。其思路设计就是合成大粒径且不易变形的分散体粒子，在成膜过程中，粒子之间相互融合组装形成连续的粗糙表面，增加胶膜的漫反射获得消光性能(https://www.sohu.com/a/339858862_120330628)。
本发明的发明人发现，消光聚氯乙烯树脂具有磨砂效果，良好的耐磨性和耐候性，同时也很容易上色，非常适合作为高端键帽的材料。本发明对消光聚氯乙烯树脂组合物的配方和制法进行调整，通过添加氯化聚丙烯，并调整稳定剂和润滑剂，能够有效提升消光聚氯乙烯树脂混配料的塑化，提升流动性，并大幅增加润泽度，消光聚氯乙烯树脂的加工性能和抗冲性能将得到大幅度改善。采用这一新颖材料制备的键盘键帽，拥有和PBT、POM键帽相同的手感和耐磨性，却极少出油。同时，也有近似于ABS键帽的加工性能。
因此，本发明树脂组合物包括100重量份的消光聚氯乙烯树脂。适用于本发明的消光聚氯乙烯树脂无特别的限制，可以采用本领域已知方法制得或者从市面上购得。例如，其可以K10S的商品名购自日本钟渊株式会社。
按100重量份消光聚氯乙烯树脂计，本发明树脂组合物还包括1-5份，较好2-4份氯化聚丙烯。适用于本发明的氯化聚丙烯无特别的限制，在本发明的一个实例中，所述氯化聚丙烯由水相悬浮法制得，分子量为4000-20000之间，较好5000-18000之间，更好6000-16000之间；含氯量20％-40重量％，较好22-38重量％，更好25-35重量％。
按100重量份消光聚氯乙烯树脂计，本发明树脂组合物还包括6-10份，较好7-9份抗冲改性剂。适用的抗冲改性剂无特别的限制，可以是本领域常规的抗冲改性剂。在本发明的一个实例中，所述抗冲改性剂选自核壳类抗冲改性剂，优选MBS，其化学名称为甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物。
按100重量份消光聚氯乙烯树脂计，本发明树脂组合物还包括4-8份增塑剂。适用的增塑剂无特别的限制，可以是本领域常规的增塑剂。在本发明的一个实例中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯，它可市售购得。
本发明消光聚氯乙烯树脂树脂组合物还可任选地包括一种或多种其他组分，以进一步改进其性能。在本发明的一个实例中，按100重量份消光聚氯乙烯树脂计，本发明组合物还包括，例如：
1-3重量份，较好1-2重量份热稳定剂，在本发明的一个实例中，所述热稳定剂选自有机锡稳定剂；
2-6重量份，较好3-5重量份的润滑剂。在本发明的一个实例中，所述润滑剂选自熔点60-105℃，较好70-90℃的PE蜡或OPE蜡；
0.5-3重量份，较好1-2重量份钛白粉。在本发明的一个实例中，所述钛白粉为金红石型或锐钛型钛白粉；
3-9重量份，较好4-8重量份的其他加工助剂。在本发明的一个实例中，所述其他加工助剂选自ACR型加工助剂，可以采用日本钟渊公司的主要成分为甲基丙烯酸甲酯的ACR型加工助剂，如PA40；
5-10重量份，较好6-9份的碳酸钙。在本发明的一个实例中，所述碳酸钙为轻质或重质碳酸钙。
本发明消光聚氯乙烯树脂组合物的制备方法包括：
(i)将消光聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂混合，温度升至40-75℃，较好45-70℃，优选60℃；
(ii)加入增塑剂，混合并升温至80-100℃，优选85-90℃；
(iii)加入氯化聚丙烯，混合并升温至105-135℃，优选115-120℃；
(iv)将混合物冷却，例如，冷却至45℃以下；
(v)出料。
在本发明的一个实例中，所述消光聚氯乙烯树脂组合物的制备方法包括：
步骤(i)中进一步加入热稳定剂、润滑剂、钛白粉、加工助剂、碳酸钙；
(vi)步骤(v)完成后，对步骤(v)所得产物进行造粒，加工温度为140-200℃，优选150-160℃；
(vii)成形，加工温度为150-200℃，优选160-170℃，制得键盘键帽。
在本发明的一个实例中，本发明方法包括将消光聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂、热稳定剂、润滑剂、钛白粉、加工助剂、碳酸钙在混合机中进行混合，温度升至50-70℃；然后加入全部增塑剂，再升温至80-95℃；加入氯化聚丙烯，温度升至100-120℃；冷却至45℃以下；混合均匀后出料，获得混合料。将所述的混合料，采用挤出造粒的方式，得到所述的用于制备键盘键帽的含有消光聚氯乙烯树脂的粒料，加工温度为140-160℃左右。将所述的粒料，采用注塑的方式，制得键盘键帽，加工温度为160℃-170℃。
本发明对消光聚氯乙烯树脂组合物的组分和制法进行调整，通过添加氯化聚丙烯，并调整稳定剂和润滑剂，能够有效提升消光聚氯乙烯树脂混配料的塑化，提升流动性，并大幅增加润泽度，消光聚氯乙烯树脂的加工性能和抗冲性能将得到大幅度改善。
以下结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。具体标准可以参照国家标准GB/T14081-2010。本发明使用材料和试剂
实施例
1.在实施例和比较例中使用下列材料和试剂
Figure BDA0003246265180000041
Figure BDA0003246265180000051
2.测试方法
a)手感
采用如下步骤测试键盘帽手感：
选用五位测试人员，进行手感测试，由五人分批进行抚摸，对键盘帽的细腻感，光滑程度，进行感受汇总。具体可参照GB/T 14081-2010
b)字符耐磨性
采用如下方法测试键盘帽字符耐磨性：
测试条件：
a)工具：1107橡皮擦
b)擦拭频率：1次/s(一个来回为一次)
c)擦拭压力:10N
键帽上的字符经受擦拭250次，字形应完整，无变色现象。具体可参照GB/T14081-2010
c)出油
采用如下标准测试键盘帽出油性：ISO-177
实施例1
配方：(重量)
Figure BDA0003246265180000052
Figure BDA0003246265180000061
将消光聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂、热稳定剂、润滑剂、钛白粉、加工助剂、碳酸钙在混合机中进行混合，温度升至60℃；然后加入全部增塑剂，再升温至88℃；加入氯化聚丙烯，温度升至118℃；冷却至45℃以下；混合均匀后出料，获得混合料。
将所述的混合料，采用挤出造粒的方式(加工温度为约155℃，挤出机型号为武汉弘扬SJZ20/40小型锥型双螺杆挤出机，螺杆转速控制在30-40rpm)，得到含有消光聚氯乙烯树脂的粒料。
将所述的粒料，采用注塑的方式，注塑机为宁波海天SA2500，制得键盘键帽，加工温度为约160℃左右。
按上述方法测试所述键盘键帽性能，结果如表1所示，即其具有和PBT、POM键帽相同的手感和耐磨性，同时，也有近似于ABS键帽的加工性能。全部指标都达到国家标准GB/T14081-2010。
上述键盘帽的局部放大照片如图1所示。
实施例2
配方：(重量)
Figure BDA0003246265180000062
Figure BDA0003246265180000071
将消光聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂、热稳定剂、润滑剂、钛白粉、加工助剂、碳酸钙在混合机中进行混合，温度升至60℃；然后加入全部增塑剂，再升温至88℃；加入氯化聚丙烯，温度升至118℃；冷却至45℃以下；混合均匀后出料，获得混合料。
将所述的混合料，采用挤出造粒的方式(加工温度为约155℃，挤出机型号为武汉弘扬SJZ20/40小型锥型双螺杆挤出机，螺杆转速控制在30-40rpm，得到含有消光聚氯乙烯树脂的粒料。
将所述的粒料，采用注塑的方式，注塑机为宁波海天SA2500，制得键盘键帽，加工温度为约160℃左右。
按上述方法测试所述键盘键帽性能，结果如表1所示，即其拥有和PBT、POM键帽相同的手感和耐磨性，同时，也有近似于ABS键帽的加工性能。全部指标都达到国家标准GB/T14081-2010。
上述键盘帽的局部放大照片如图2所示。
比较例1
选用市面上常见的ABS键盘键帽，参照国家标准GB/T14081-2010进行测试，制成产品的各项指标都达到国家标准，按上述方法测试所述键盘键帽性能，结果如表1所示。
上述键盘帽的局部放大照片如图3所示。
比较例2
选用市面上常见的PBT键盘键帽，参照国家标准GB/T14081-2010进行测试，制成产品的各项指标都达到国家标准，按上述方法测试所述键盘键帽性能，结果如表1所示。
上述键盘帽的局部放大照片如图4所示。
比较例3
选用市面上常见的POM键盘键帽，参照国家标准GB/T14081-2010进行测试，制成产品的各项指标都达到国家标准，按上述方法测试所述键盘键帽性能，结果如表1所示。
上述键盘帽的局部放大照片如图5所示。
比较例4
重复实施例1的步骤，但是采用聚氯乙烯S65(购自宁波台塑)代替消光聚氯乙烯。按上述方法测试所述键盘键帽性能，结果如表1所示。
上述键盘帽的局部放大照片如图6所示。
比较例5
重复实施例1的步骤，但是采用氯化聚乙烯CPE135A聚合物(购自山东亚星)代替氯化聚丙烯。按上述方法测试所述键盘键帽性能，结果如表1所示。
上述键盘帽的局部放大照片如图7所示。
表1：手感、字符耐磨性和出油试验结果
Figure BDA0003246265180000081
由上述试验结果可见，本发明的消光聚氯乙烯树脂组合物是一种优良的制作键盘键帽的材料，可以替代广泛使用的ABS、PBT、POM树脂。利用本发明的树脂组合物制作键帽，其性能可以在ABS和PBT、POM当中取得一个折中，得到既有PBT、POM键帽的磨砂感和良好耐磨性，又具有ABS键帽的细腻手感和加工性能的产品。尽管已知消光聚氯乙烯树脂具有较好的耐磨性，但是通过对消光聚氯乙烯树脂组合物的配方和方法进行调整，使得其抗冲性能和加工性能大幅提升，这种调整后的树脂组合物能制备出优于现有产品的键盘键帽是令人惊奇的。

Claims (15)

1.下列消光聚氯乙烯树脂组合物在制备键盘键帽中的用途，以重量计，所述消光聚氯乙烯树脂组合物包括：
消光聚氯乙烯树脂 100份
氯化聚丙烯2-4份
抗冲改性剂6-10份
增塑剂4-8份
热稳定剂 1-2份；和
一种或多种选自以下的组分：
润滑剂3-5份
钛白粉1-2份
其它加工助剂 4-8份
碳酸钙5-10份。
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述热稳定剂包括有机锡稳定剂；所述润滑剂包括蜡类润滑剂。
3.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述热稳定剂包括有机锡稳定剂；所述润滑剂包括PE蜡或OPE蜡。
4.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述热稳定剂包括有机锡稳定剂；所述润滑剂包括熔点60-105℃的PE蜡或OPE蜡。
5.如权利要求1所述用途，其特征在于，所述抗冲改性剂包括核壳型抗冲改性剂。
6.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述抗冲改性剂包括甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物。
7.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述钛白粉包括金红石型或锐钛型钛白粉。
8.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述其它加工助剂包括ACR型加工助剂。
9.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述其它加工助剂包括主要成分为甲基丙烯酸甲酯的ACR型加工助剂。
10.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述碳酸钙选自轻质或重质碳酸钙；所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类增塑剂。
11.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述碳酸钙选自轻质或重质碳酸钙；所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯。
12.一种制备权利要求1-11任一项用途中所述的消光聚氯乙烯树脂组合物的方法，该方法包括：
(i)将消光聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂、热稳定剂混合，温度升至40-75℃；
(ii)加入增塑剂，混合并升温至80-100℃；
(iii)加入氯化聚丙烯，混合并升温至105-135℃；
(iv)将混合物冷却出料。
13.如权利要求12所述的制备消光聚氯乙烯树脂组合物的方法，该方法包括：
(i)将消光聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂、热稳定剂混合，温度升至50-60℃；
(ii)加入增塑剂，混合并升温至85-90℃；
(iii)加入氯化聚丙烯，混合并升温至115-120℃；
(iv)将混合物冷却出料。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤 (i) 中进一步加入润滑剂、钛白粉、加工助剂、碳酸钙并混合；
(vi)步骤 (v) 完成后，对步骤 (v) 所得产物进行造粒，加工温度为140-200℃；
(vii)成形，加工温度为150-200℃，制得键盘键帽。
15.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤 (i) 中进一步加入润滑剂、钛白粉、加工助剂、碳酸钙并混合；
(vi)步骤 (v) 完成后，对步骤 (v) 所得产物进行造粒，加工温度为150-160℃；
(vii)成形，加工温度为160-170℃，制得键盘键帽。
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