CN115141441A - 一种制卡用免喷涂金属色pvc基材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，由以下重量份的组份组成：聚氯乙烯树脂50‑60份、氯醋树脂25‑30份、抗冲击改性剂7.0‑10份、热稳定剂1.0‑2.0份、填充剂7.0‑8.0份、加工助剂0.7‑1.0份、润滑剂1.0‑2.0份、二氧化钛0.01‑0.03份、金属颜料2.0‑4.0份、珠光粉0.5‑2.0份。制备方法：称取除金属颜料和珠光粉之外的原料加入高温混料系统熔融搅拌，混合物料升温至90‑110℃，加入金属颜料及珠光粉；冷却后的物料送入挤出机进行塑化、胶化处理；切割后送入压延机压片、引离、冷却、分切、精切至成品规格。该方法生产效率高、成本低，所得基材性能优异，达到统一色的卡体标准。

Description

一种制卡用免喷涂金属色PVC基材及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料加工技术领域，具体涉及一种制卡用免喷涂金属色PVC基材及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步及新技术的不断应用，证件电子化的主要形式为功能电子化，但其基础仍然是实体卡。全国银行卡发卡量保持稳步增长，同时电子产品的升级和不断发展，消费者对产品外观的要求越来越高。下游制卡企业紧跟市场需求，近几年来不断拓展对个性化卡片的应用市场，彩色卡基市场更是未来发展趋势，特别是金属色个性卡基因其凸显高尚、华贵、沉稳等因素备受各类群体喜爱。
为凸显金属卡体的整体视觉效果，在传统工艺上生产厂商常常只能以白色卡基载体表面采用喷涂、镀层、单色印刷等方式进行处理后在其表面设计必要的LOGO、卡号及芯片等，但无法做到卡体的整体统一色。且喷涂、镀层及单色印刷使用的溶剂等对操作人员的身体健康及环境都有不良的影响，生产环节多、综合成本高、良品率及效率低，且缺乏立体感与层次感。
发明内容
本申请的目的是提供一种制卡用免喷涂金属色PVC基材及其制备方法，该方法生产环节少、良品率和生产效率高、节能环保、综合成本低；另外，本方法可通过工艺及配方调整来增加表层金属颜料与树脂的相容性，提高金属颜料与树脂之间的结合力，避免产品出现分层现象；所制备得到的基材性能优异，可达到统一色的卡体标准，且具有立体感与层次感。
为实现上述目的，本发明提供了一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，由以下重量份的组份组成：聚氯乙烯树脂50-60份、氯醋树脂25-30份、抗冲击改性剂7.0-10份、热稳定剂1.0-2.0份、填充剂7.0-8.0份、加工助剂0.7-1.0份、润滑剂1.0-2.0份、二氧化钛0.01-0.03份、金属颜料2.0-4.0份、珠光粉0.5-2.0份。
优选的，所述聚氯乙烯的聚合度为650-750，采用乙烯法生产。
优选的，所述抗冲击改性剂为MBS、ACR、CPE中的一种或几种。
优选的，所述热稳定剂是硫醇甲基锡、XT-1型稀土稳定剂、XT-2型稀土稳定剂、XT-3型稀土稳定剂中的一种；所述填充剂为纳米级轻质碳酸钙。
优选的，所述加工助剂为丙烯酸酯类加工助剂K125P或K175P中一种或两种。
优选的，所述润滑剂为E蜡、G60、G78中的一种或几种。
优选的，所述金属颜料为浮型片状，所述金属颜料为青金、红金、古铜金、铝银粉中的一种或几种。
优选的，所述珠光粉为银白珠光粉或纯度为99.9％的纯金珠光粉，珠光粉粒径为600目。
为实现上述发明目的，本发明还提供一种上述制卡用免喷涂金属色PVC基材的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混料阶段：按配比取聚氯乙烯树脂和金属颜料，将聚氯乙烯树脂分成两份，其中一份聚氯乙烯树脂先与金属颜料按质量比4：1采用干混合法在低速混料设备进行预混和，得到预分散的金属颜料备用，所述低速混料设备的转速为65转/分；将剩余的聚氯乙烯树脂和按配比称取的氯醋树脂分别加入高温混料系统熔融搅拌，高速搅拌机以700-900转/分钟对混合物料进行搅拌混匀1-3min，然后按配比再加入抗冲击改性剂、热稳定剂、填充剂以1000-1200转/分钟继续搅拌1-3min，再按配比加入加工助剂、润滑剂，高速搅拌直至混合物料升温至90-110℃；再进入低温搅拌系统，按配比再加入二氧化钛、珠光粉及预分散的金属颜料，降低搅拌速度至70-100转/分使料温降至42-48℃并保持5-8min；
(2)压延加工成型阶段：把冷却后的物料均匀送入行星挤出机先后进行塑化、胶化处理，行星挤出机加热温度控制在120-150℃；将由行星挤出机胶化后的熔融物料切割成均匀块状并送入压延机压片成型，压延辊温度控制在145-160℃；
(3)引离冷却阶段：引离系统中的引离辊把形成的片材从压延辊上剥离牵引至冷却辊，引离辊温度控制在80-110℃；冷却辊对所形成的片材进行冷却定型，冷却辊温度控制在40-70℃，冷却辊温度设定从高到低形成阶梯式冷却；
(4)成品阶段：经过张力控制系统引入横切机设备进行分切，再精切至成品规格。
优选的，步骤(2)中，所述压延辊辊面经过喷砂预处理，压延辊辊面表面粗糙度Ra值为1.0-2.0μm；步骤(3)中，阶梯式冷却按每10℃为梯度设置温度。
与现有技术方案相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明生产环节少、良品率和生产效率高、节能环保、综合成本低；另外，本方法通过工艺及配方调整来增加表层金属颜料与树脂的相容性，提高金属颜料与树脂之间的结合力，避免产品出现分层现象；所制备得到的基材性能优异，可达到统一色的卡体标准，且具有立体感与层次感；
(2)本发明制备的金属色PVC卡基材料，在保持其原有的金属质感效果外，还具备适合制卡工艺的全方位要求；本发明还可根据不同份数的珠光粉及二氧化钛、金属颜料等原料来制备不同潘通色号的金属色PVC卡基材料；
(3)本发明中通过原料选择与配方调整，并通过严格进行混料的加料顺序过程和压延辊筒温度的相对控制，增强了基材的韧性、耐热性、耐候性、着色力、遮盖度等性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中使用的高速搅拌机是意大利PLASMEC公司生产的；塑化机采用德国巴顿菲尔生产二级行星螺杆挤出机；五辊压延机采用意大利RODOLF0公司倒L型五辊压延机；实施例中所采用的同型号的原料为同一家公司生产。
以下实施例中使用的聚氯乙烯的聚合度为650-750，采用乙烯法生产；所使用的金属颜料为浮型片状。
实施例1
一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，由下表所示配方组分组成：
组分名称 型号 来源 份数
聚氯乙烯树脂 S700 齐鲁石化 60
氯醋树脂 MB1008 日本钟渊 30
抗冲击改性剂 MBS-B513 日本钟渊 7
热稳定剂 硫醇甲基锡-DX990 东旭化工 2
填充剂 纳米级碳酸钙 上海卓越 8
加工助剂 K125P 美国罗门哈斯 1
润滑剂 G60 德国汉高 0.8
润滑剂 G78 德国汉高 0.5
润滑剂 E蜡 德国沃卡 0.5
二氧化钛 R103 美国杜邦 0.03
金属颜料 红金粉 爱卡 4
珠光粉 金珠光粉P3336 贝丽得 1
上述制卡用免喷涂金属色PVC基材的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混料阶段：按配比取聚氯乙烯树脂和金属颜料，将聚氯乙烯树脂分成两份，其中一份聚氯乙烯树脂先与金属颜料按质量比4：1采用干混合法在低速混料设备进行预混和，得到预分散的金属颜料备用，所述低速混料设备的转速为65转/分；将剩余的聚氯乙烯树脂和按配比称取的氯醋树脂分别加入高温混料系统熔融搅拌，高速搅拌机以700转/分钟对混合物料进行搅拌混匀1.5min，然后按配比再加入抗冲击改性剂、热稳定剂、填充剂以1200转/分钟继续搅拌2min，再按配比加入加工助剂、润滑剂，高速搅拌直至混合物料升温至110℃；再进入低温搅拌系统，按配比再加入二氧化钛、珠光粉及预分散的金属颜料，降低搅拌速度至70转/分使料温降至42℃并保持8min；
(2)压延加工成型阶段：把冷却后的物料均匀送入二级行星螺杆挤出机先后进行熔融塑化、胶化处理，一级螺杆的温度是150℃，螺杆转速是35转/分；二级挤出机温度是120℃，螺杆转速是15转/分；将由行星螺杆挤出机处理后的熔融物料切割成均匀块状并送入压延机采用五辊压延压片成型，五辊压延温度分别为145℃、152℃、178℃、185℃、158℃；转速分别为15.5米/分、17.5米/分、19.5米/分、21米/分、28米/分，五辊速差分别为-11.0％、-10.0％、-8.0％、-25.0％；所述压延辊辊面经过喷砂预处理，压延辊辊面表面粗糙度Ra值为1.0-2.0μm；
(3)引离冷却阶段：引离系统中的引离辊把形成的片材从压延辊上剥离牵引至冷却辊；引离组拉伸牵引采用四组，冷却介质是循环软水，靠近压延辊为第一组，一至四组温度分别为110℃、100℃、90℃、80℃，引离辊速为40米/分；冷却辊对所形成的片材进行冷却定型，冷却组采用四组辊筒冷却，冷却介质是循环软水，靠近引离辊为第一组，一至四组冷却水温度分别为70℃、60℃、50℃、40℃；
(4)成品阶段：经过张力控制系统引入横切机设备进行精切前的裁切，后续按成品尺寸要求，分切基材长度与宽度、包装、入库。
实施例2
一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，由下表所示配方组分组成：
Figure BDA0003784026020000041
Figure BDA0003784026020000051
上述制卡用免喷涂金属色PVC基材的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混料阶段：按配比取聚氯乙烯树脂和金属颜料，将聚氯乙烯树脂分成两份，其中一份聚氯乙烯树脂先与金属颜料按质量比4：1采用干混合法在低速混料设备进行预混和，得到预分散的金属颜料备用，所述低速混料设备的转速为65转/分；将剩余的聚氯乙烯树脂和按配比称取的氯醋树脂分别加入高温混料系统熔融搅拌，高速搅拌机以800转/分钟对混合物料进行搅拌混匀3min，然后按配比再加入抗冲击改性剂、热稳定剂、填充剂以1000转/分钟继续搅拌3min，再按配比加入加工助剂、润滑剂，高速搅拌直至混合物料升温至90℃；再进入低温搅拌系统，按配比再加入二氧化钛、珠光粉及预分散的金属颜料，降低搅拌速度至90转/分使料温降至45℃并保持6min；
(2)压延加工成型阶段：把冷却后的物料均匀送入二级行星螺杆挤出机先后进行熔融塑化、胶化处理，一级螺杆的温度是150℃，螺杆转速是35转/分；二级挤出机温度是120℃，螺杆转速是15转/分；将由行星螺杆挤出机处理后的熔融物料切割成均匀块状并送入压延机采用五辊压延压片成型，五辊压延温度分别为145℃、152℃、178℃、185℃、158℃；转速分别为15.5米/分、17.5米/分、19.5米/分、21米/分、28米/分，五辊速差分别为-11.0％、-10.0％、-8.0％、-25.0％；所述压延辊辊面经过喷砂预处理，压延辊辊面表面粗糙度Ra值为1.0-2.0μm；
(3)引离冷却阶段：引离系统中的引离辊把形成的片材从压延辊上剥离牵引至冷却辊；引离组拉伸牵引采用四组，冷却介质是循环软水，靠近压延辊为第一组，一至四组温度分别为110℃、100℃、90℃、80℃，引离辊速为40米/分；冷却辊对所形成的片材进行冷却定型，冷却组采用四组辊筒冷却，冷却介质是循环软水，靠近引离辊为第一组，一至四组冷却水温度分别为70℃、60℃、50℃、40℃；
(4)成品阶段：经过张力控制系统引入横切机设备进行精切前的裁切，后续按成品尺寸要求，分切基材长度与宽度、包装、入库。
实施例3
一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，由下表所示配方组分组成：
Figure BDA0003784026020000052
Figure BDA0003784026020000061
上述制卡用免喷涂金属色PVC基材的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混料阶段：按配比取聚氯乙烯树脂和金属颜料，将聚氯乙烯树脂分成两份，其中一份聚氯乙烯树脂先与金属颜料按质量比4：1采用干混合法在低速混料设备进行预混和，得到预分散的金属颜料备用，所述低速混料设备的转速为65转/分；将剩余的聚氯乙烯树脂和按配比称取的氯醋树脂分别加入高温混料系统熔融搅拌，高速搅拌机以900转/分钟对混合物料进行搅拌混匀1min，然后按配比再加入抗冲击改性剂、热稳定剂、填充剂以1100转/分钟继续搅拌1min，再按配比加入加工助剂、润滑剂，高速搅拌直至混合物料升温至100℃；再进入低温搅拌系统，按配比再加入二氧化钛、珠光粉及预分散的金属颜料，降低搅拌速度至100转/分使料温降至48℃并保持5min；
(2)压延加工成型阶段：把冷却后的物料均匀送入二级行星螺杆挤出机先后进行熔融塑化、胶化处理，一级螺杆的温度是150℃，螺杆转速是35转/分；二级挤出机温度是120℃，螺杆转速是15转/分；将由行星螺杆挤出机处理后的熔融物料切割成均匀块状并送入压延机采用五辊压延压片成型，五辊压延温度分别为145℃、152℃、178℃、185℃、158℃；转速分别为15.5米/分、17.5米/分、19.5米/分、21米/分、28米/分，五辊速差分别为-11.0％、-10.0％、-8.0％、-25.0％；所述压延辊辊面经过喷砂预处理，压延辊辊面表面粗糙度Ra值为1.0-2.0μm；
(3)引离冷却阶段：引离系统中的引离辊把形成的片材从压延辊上剥离牵引至冷却辊；引离组拉伸牵引采用四组，冷却介质是循环软水，靠近压延辊为第一组，一至四组温度分别为110℃、100℃、90℃、80℃，引离辊速为40米/分；冷却辊对所形成的片材进行冷却定型，冷却组采用四组辊筒冷却，冷却介质是循环软水，靠近引离辊为第一组，一至四组冷却水温度分别为70℃、60℃、50℃、40℃；
(4)成品阶段：经过张力控制系统引入横切机设备进行精切前的裁切，后续按成品尺寸要求，分切基材长度与宽度、包装、入库。
对本实施例1-3所制备得到的金属色PVC基材(生产厚度170μm)进行性能测试，检测依据Q/320381GAF01-2020，检测结果见表1。
表1金属色PVC基材性能
Figure BDA0003784026020000071
从表1可以反映出：所用树脂及抗冲改性剂、加工助剂等原料比例的调整，制备的金属色PVC卡基均符合非接触材料特性，粗糙度适中满足制卡油墨填入的饱满度，润湿张力达因值较高，提高其油墨与片材结合的牢固度；热伸缩及各种物理性能稳定，保证了产品正反面的定位精度。其维卡软化温度低，柔韧性好，特别适合制卡上的绕线、层压、铣槽、冲切等工艺要求，从而提高了制卡企业的成品率。
取不同生产批次得到的金属色卡基材料进行分切后使用平板硫化机进行多层层压，层压工艺参数为：热压140℃+5MPa+20min，冷压20℃+5MPa+20min，层压粘接效果及层压前后黄变性能等对比，结果如下表2所示。
表2层压性能
Figure BDA0003784026020000081
不同生产批次：如总共需要生产5t卡基材料，受混料系统的影响，每批次涉及配方体系为250KG进行混料，则需要分为20批次来完成生产总量。
从表2可以看出：所取不同生产批次的材料为原料进行不同批次混料，原料混料分散充分性得到了工艺上的保证，无分层及粘结钢板现象。片材在热压后不存在析出迁移现象，验证了颜料的选型上符合制卡要求。从层压后的黄变比对分析可知，本实施例采用的配方设计中所使用的助剂等配比合理，所生产的金属色卡基符合制卡工艺的工序要求。

Claims (10)

1.一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，其特征在于，由以下重量份的组份组成：聚氯乙烯树脂50-60份、氯醋树脂25-30份、抗冲击改性剂7.0-10份、热稳定剂1.0-2.0份、填充剂7.0-8.0份、加工助剂0.7-1.0份、润滑剂1.0-2.0份、二氧化钛0.01-0.03份、金属颜料2.0-4.0份、珠光粉0.5-2.0份。
2.根据权利要求1所述的一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，其特征在于，所述聚氯乙烯的聚合度为650-750，采用乙烯法生产。
3.根据权利要求1或2所述的一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，其特征在于，所述抗冲击改性剂为MBS、ACR、CPE中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，其特征在于，所述热稳定剂是硫醇甲基锡、XT-1型稀土稳定剂、XT-2型稀土稳定剂、XT-3型稀土稳定剂中的一种；所述填充剂为纳米级轻质碳酸钙。
5.根据权利要求1或2所述的一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，其特征在于，所述加工助剂为丙烯酸酯类加工助剂K125P或K175P中一种或两种。
6.根据权利要求1或2所述的一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，其特征在于，所述润滑剂为E蜡、G60、G78中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，其特征在于，所述金属颜料为浮型片状，所述金属颜料为青金、红金、古铜金、铝银粉中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的一种制卡用免喷涂金属色PVC基材，其特征在于，所述珠光粉为银白珠光粉或纯度为99.9％的纯金珠光粉，珠光粉粒径为600目。
9.一种制备权利要求1所述的制卡用免喷涂金属色PVC基材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料混料阶段：按配比取聚氯乙烯树脂和金属颜料，将聚氯乙烯树脂分成两份，其中一份聚氯乙烯树脂先与金属颜料按质量比4：1采用干混合法在低速混料设备进行预混和，得到预分散的金属颜料备用，所述低速混料设备的转速为65转/分；将剩余的聚氯乙烯树脂和按配比称取的氯醋树脂分别加入高温混料系统熔融搅拌，高速搅拌机以700-900转/分钟对混合物料进行搅拌混匀1-3min，然后按配比再加入抗冲击改性剂、热稳定剂、填充剂以1000-1200转/分钟继续搅拌1-3min，再按配比加入加工助剂、润滑剂，高速搅拌直至混合物料升温至90-110℃；再进入低温搅拌系统，按配比再加入二氧化钛、珠光粉及预分散的金属颜料，降低搅拌速度至70-100转/分使料温降至42-48℃并保持5-8min；
(2)压延加工成型阶段：把冷却后的物料均匀送入行星挤出机先后进行塑化、胶化处理，行星挤出机加热温度控制在120-150℃；将由行星挤出机胶化后的熔融物料切割成均匀块状并送入压延机压片成型，压延辊温度控制在145-160℃；
(3)引离冷却阶段：引离系统中的引离辊把形成的片材从压延辊上剥离牵引至冷却辊，引离辊温度控制在80-110℃；冷却辊对所形成的片材进行冷却定型，冷却辊温度控制在40-70℃，冷却辊温度设定从高到低形成阶梯式冷却；
(4)成品阶段：经过张力控制系统引入横切机设备进行分切，再精切至成品规格。
10.根据权利要求9所述的一种制卡用免喷涂金属色PVC基材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述压延辊辊面经过喷砂预处理，压延辊辊面表面粗糙度Ra值为1.0-2.0μm；步骤(3)中，阶梯式冷却按每10℃为梯度设置温度。
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