CN1864971A - 一种珠光树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种珠光树脂的制备方法，将折射率之差在0.01～0.30之间，熔融指数之差在2.0～8.0g/10min之间的两种树脂在挤出机中熔融共混并挤出造粒，挤出机料筒温度为120～280℃，转速为100～400rpm，挤出得到的珠光树脂可直接用于生产珠光塑料制品。本发明与传统的添加珠光颜料制备珠光树脂的方法相比，具有珠光效果明显、方法简单、成本较低、产品性能稳定、安全无毒、适用于挤出、注塑、吹塑等多种成型加工方法等优点，有着广阔的应用前景。

Description

一种珠光树脂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种热塑性树脂的制备方法，特别是一种珠光树脂的制备方法。
背景技术：
近几十年来，塑料工业在世界上的应用发展十分迅速。在我国的国民经济中也占有重要的地位，随着塑料成型加工手段的改进和发展，塑料产品日渐丰富多彩。高性能、功能化塑料新品种相继研制成功并产业化，新工艺、新设备也不断被开发和应用，这些都对塑料行业的发展起到了推动作用。目前，人们不仅对塑料产品的性能提出了更高的要求，而且对其外观质量和效果也有着更高的要求。一些能够改善塑料制品外观的技术成为研究热点，因其不仅能拓宽塑料原料的应用领域，而且能较大幅度地提高产品的附加值。
珠光塑料因其具有绚丽多彩的珍珠光泽，装饰性强，被广泛地应用于化妆品洗发用品的包装容器、文具玩具、钮扣、卫浴用品和家居装饰等，具有极强的市场应用前景。“珠光制品的生产”(广东塑料，1993(2))一文中将珠光树脂的制备方法总结如下：
(1)添加珠光颜料；
(2)用含有发泡剂的组成物，在成型时形成许多气泡；
(3)先将添加助剂的聚合物制成片材，再将其拉伸；
(4)将高熔点的聚合物分散在结晶性聚丙烯中。
其中，生产中最常用的方法是向树脂中添加珠光颜料。珠光颜料是在天然云母表面镀覆具有高折射率的二氧化钛薄膜制成的，其高折射率是由云母片表面上所形成的薄膜厚度决定的。珠光颜料一般价格比较高，同时在使用过程中还存在其它不足之处。珠光颜料通常是干粉状态，颗粒尺寸一般在5μm～150μm，在加工过程中会遇到诸如固体流动性差、易受剪切力破坏、分散不均等问题，另外粉尘容易飞扬，恶化了加工场所的卫生状况。在应用珠光颜料时，塑料的选择也有一定的局限性。由于珠光颜料本身呈半透明，且需要依靠外来的光线反射才能达到良好的珠光效果，所以在选择塑料时，应尽量采用透明度比较好的材料。一些不透明的塑料如HIPS，ABS等，虽然也能应用珠光颜料，但用量较大，生产成本高，珠光效果也不是十分理想。应用珠光颜料生成珠光塑料制品的另外一个不足之处就是，制品在使用过程中容易变黄。这是由于珠光颜料外层包覆有二氧化钛，二氧化钛与塑料中的抗氧剂(如BHT等)会发生化学反应，生成黄变物质。另外，二氧化钛具有较强的光化活性，当其吸收紫外光时，能使电子激发，从而形成电子空穴对，引发周围介质发生化学变化，出现珠光效应减弱，变色等现象。
除了添加珠光颜料生产珠光树脂的方法外，其它三种方法也都存在不足之处，例如，添加发泡剂法很难达到均匀发泡；添加无机填充剂并拉伸法具有所得的成型品光泽度低，表面粗化，而且珠光感差，耐冲击性也低等缺点。
国内对于珠光树脂的研制工作的文献和专利并不多，而且多集中在珠光颜料的研制开发和应用。“高浓度珠光塑料母粒的研制”(化工新型材料，27(3))一文中针对珠光颜料堆体积大，添加困难和晶片结构容易被破坏等问题，通过对珠光颜料进行处理以及调整生产工艺制备出高浓度珠光母粒。CN1261388A中对添加珠光颜料容易使制品泛黄提出了解决方法，将云母颗粒上焙烧一层外涂层以防止制品泛黄，但制备工艺比较麻烦。CN1174855A中介绍了一种可控生物降解聚烯烃型珠光树脂及其制备方法，该发明也是通过添加珠光母料来制备珠光树脂薄膜。另外，也有一些文献和专利讨论了通过拉伸使制品中形成空隙，从而产生珠光效果。CN1497339A中介绍了一种珠光聚酯片的生产方法，该聚酯片中含有长高比大于9∶1，长度为5-100微米的空隙，在垂直方向的空隙数目大于6。CN1407398A涉及一种包含空隙化聚合物层的珠光成像元件，其形成珠光效果的原理同上。
JP6136214介绍了一种珍珠光泽树脂组成物的制备，是将甲基丙烯酸-α甲基苯乙烯共聚物、聚碳酸酯和苯乙烯丁二烯嵌段共聚物三种树脂按照一定比例共混，得到一种热性能、韧性和机械性能优异，而且具有珍珠光泽的树脂。由于该专利中所用原料不是通用树脂，所以生产成本比较高。
JP55161837中用通用聚苯乙烯(GPPS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚丙烯(PP)和苯乙烯丁二烯共聚物(SBS)进行共混，生产出具有珍珠光泽且机械强度高的产品，其中SBS中的S和B可以是多种共聚形式。但是，该专利组成成份比较复杂，制品的最终性能比较难控制。
JP6192501将聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和氢化丁苯嵌段共聚物(SEBS)按一定比例共混，其中SEBS作为PS和PP的相容剂，加工出来的产品外表面具有珍珠光泽。但是，该专利的局限性比较大，例如混合物结构只能是PS作为分散相PP为连续相，且分散相的粒径要在一定范围内，否则产品外表面无珍珠光泽，这无疑对加工工艺提出了较高的要求。
发明内容：
本发明的目的是针对传统珠光树脂生产方法的不足，通过将两种树脂在单螺杆或双螺杆挤出机中共混造粒的方法，得到一种珠光树脂。
本发明一种珠光树脂的制备方法如下：
采用普通单螺杆或双螺杆挤出机，将树脂A和树脂B进行共混并造粒，其中树脂A占树脂A和树脂B总重量的1wt％～99wt％，树脂B占树脂A和树脂B总重量的1wt％～99wt％，树脂A和树脂B折射率之差在0.01～0.30之间，熔融指数之差在2.0～8.0g/10min之间；挤出机从加料口到口模各加热段的温度为120～280℃，转速为100～300rpm，牵引速度为20～100rpm，经挤出造粒得到珠光树脂粒料。
本发明使用的树脂A选自聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚乙烯(PE)或尼龙(PA)树脂或其混合物。
本发明使用的树脂B选自通用聚苯乙烯(GPPS)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC)。
树脂A和树脂B的折射率之差应在0.01～0.30之间，熔融指数之差应在2.0～8.0g/10min之间，才能得到具有明显珠光效果的制品。若在上述范围之外，得到的制品则无珠光效果。其原因在于只有当两种树脂的折射率和流动性存在一定的差异时，在成型时受到剪切力的作用，才能形成交替层状的独特结构，使光线发生折射、散射、反射、分光、干涉等现象，从而产生象珍珠一样的光泽。
本发明采用将两种树脂直接在挤出机中共混的方法制备珠光树脂，与通过添加珠光颜料制备珠光树脂相比，具有安全无毒、产品性能稳定、珠光效果明显等优点。又由于所用原料是常用树脂，并且对加工设备及工艺无特殊要求，所以生产方法简单、成本较低。该珠光树脂适用于挤出、注塑、吹塑等多种成型加工方法。
具体实施方法：
下面实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1：
将60wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)与40wt％的通用聚苯乙烯(GPPS)均匀混合，用双螺杆挤出机对其进行熔融共混并挤出。ABS和GPPS的折光率分别为1.41和1.59，熔融指数分别为4.5和8.0g/10min。螺杆转速为150rpm，料筒从加料口到口模各加热段的温度分别为180℃，210℃，225℃，225℃，225℃，225℃，220℃，220℃，物料在料筒中的停留时间约为2.0min，经挤出造粒得到的粒料在真空烘箱中100℃干燥12hr，得到粒状珠光树脂。
实施例2：
将40wt％的聚丙烯(PP)和30wt％的聚乙烯(PE)与30wt％的聚碳酸酯(PC)均匀混合，用双螺杆挤出机对其进行熔融共混并挤出。前两者共混物和PC的折光率分别为1.49和1.59，熔融指数分别为6.0和3.2g/10min。螺杆转速为300rpm，料筒从加料口到口模各加热段的温度分别为220℃，230℃，235℃，235℃，235℃，235℃，230℃和225℃，物料在料筒中的停留时间约为1.5min，经挤出造粒得到的粒料在真空烘箱中80℃干燥24hr，得到粒状珠光树脂。
实施例3：
将90wt％的聚乙烯(PE)和10wt％的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBC)均匀混合，用双螺杆挤出机对其进行熔融共混并挤出。PE和SBC的折光率分别为1.49和1.62，熔融指数分别为5.5和8.0g/10min。螺杆转速为300rpm，料筒从加料口到口模各加热段的温度分别为120℃，140℃，150℃，150℃，150℃，150℃，140℃和135℃，物料在料筒中的停留时间约为1.5min，经挤出造粒得到的粒料在真空烘箱中60℃干燥12hr，得到粒状珠光树脂。
对比例：
将90％的聚乙烯(PE)和10wt％的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBC)均匀混合，用双螺杆挤出机对其进行熔融共混并挤出，加工工艺同实施例3。PE和SBC的折光率分别为1.45和1.50，熔融指数分别为7.5和8.0g/10min。得到的粒状树脂并无珠光效果。
现将以上各实例所用原料性能和实验结果列表如下：
  实施例1   实施例2   实施例3   对比例
  树脂A   用量(wt％)   60   70   90   90
  MI(g/10min)   4.5   6.0   5.5   7.5
  折射率   1.41   1.49   1.49   1.45
  树脂B   用量(wt％)   40   30   10   10
  MI(g/10min)   8.0   3.2   8.0   8.0
  折射率   1.59   1.59   1.62   1.50
  制品珠光效果*   好   好   好   不好
*用肉眼观察制品的珠光效果
从上表可以看出，当树脂A和树脂B满足折射率之差在0.01～0.30之间，熔融指数之差在2.0～8.0g/10min之间的条件时，都可得到珠光效果比较好的制品。而当树脂A和树脂B不能满足上述条件时，得到的制品看不出珠光效果。

Claims (1)

1.一种珠光树脂的制备方法，其特征是采用普通单螺杆或双螺杆挤出机，将树脂A和树脂B进行熔融共混并挤出造粒，其中树脂A占树脂A和树脂B总重量的1wt％～99wt％，树脂B占树脂A和树脂B总重量的1wt％～99wt％，树脂A和树脂B折射率之差在0.01～0.30之间，熔融指数之差在2.0～8.0g/10min之间，挤出机从加料口到口模各加热段的温度为120～280℃，转速为100～400rpm，牵引速度为20～100rpm；其中树脂A选自聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、高抗冲聚苯乙烯、聚乙烯或尼龙或其混合物，树脂B选自通用聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯-丁二烯共聚物。
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