CN108559178A - 一种金属银免喷涂pp材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属银免喷涂PP材料及其制备方法，该PP材料包括以下组分及含量：PP，60‑80wt%；POE，5‑10wt%；滑石粉，10‑15wt%；相容剂，1‑2wt%；铝条，1‑2wt%；珠光粉，0‑1wt%；润滑剂，0.1‑1wt%；抗氧剂，0.1‑0.6wt%；光稳定剂，0.1‑1%；偶联剂1‑5wt%。按上述重量配比称取原料，放入高混机中混合2‑5min,出料将混合的原料置于双螺杆挤出机和侧喂料中挤出造粒，螺杆机的主喂料转速为200‑500r/min,侧喂料为5‑10r/min,温度为190‑240℃。本发明的金属银免喷涂PP材料接近喷漆件的外观效果，尺寸稳定性好，耐化学品性优异，优异的价格性能，耐刮擦、耐候性佳，可以直接用于户外，无需喷涂，是一种汽车、机械、运动器具、电动工具、家电等行业潜在的环保节能材料。

Description

一种金属银免喷涂PP材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属银免喷涂PP材料及其制备方法。

背景技术

PP材料由于其良好的加工性，均衡的力学性能，低廉的价格，在家电、汽车、电动工具、等领域具有广泛的用途。但是具有外观要求更高的产品，往往都都要进行喷漆。

近年来，随着政府对环保法规的要求日益严苛，消费者对于环保健康的意识日益增强，喷漆工艺在逐渐的转型。转型的方向，一个是改用成本大幅提高的工艺和材料、降低污染排放；另一个方向是逐渐兴起的是开发表面免喷涂材料，保证了一定的表面外观效果的前提下，减少工序、降低排放、节省成本。

在PP材料中加入铝粉和珠光粉，可以产生仿喷漆的效果。其中，铝粉在材料中、材料表面的均匀分布，目视感觉类似于喷漆的效果。加入珠光粉，使材料表面产生闪烁的珍珠光泽，能够进一步提升材料的表面美观度。

目前这类免喷漆材料在汽车如保险杠装饰板、汽车侧裙等有应用，珠光粉和铝银条的硬度较低，经过双螺杆挤出机后容易被挤压、磨碎，珠光效果减弱；造成的缺陷就是，珠光效果不足、闪烁效果不够，达不到喷漆件的效果，如果添加量过多的话，制件表面有流痕，成本也承受不了，因此，必须平衡成本和表面效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种金属银免喷涂PP材料及其制备方法，该材料用于产品注塑后，表面外观接近喷漆的效果，具有良好金属银效果，优良的外观，优异的机械性能和良好的耐候性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种金属银免喷涂PP材料，包括以下组分及含量：

PP 60-80wt%

POE 5-10wt%

滑石粉 10-15wt%

相容剂 1-2wt%

铝银浆 1-2wt%

珠光粉 0-1wt%

润滑剂 0.1-1wt%

抗氧剂 0.1-0.6wt%

光稳定剂 0.1-1wt%

偶联剂 1-5wt%

所述PP为聚丙烯的一种或两种的混合，熔融指数为40-100g/10min；

所述POE为乙烯-辛烯嵌段共聚物，熔指为0.5-5g/10min；

所述滑石粉为含90-98%的层状硅酸盐，粒径5000-10000目；

所述相容剂为含有能与PP和滑石粉两种物质进行物理或化学的基团；

所述铝银条为经过特殊抛光和表面处理的铝片粉末和润滑剂的混合物，其中润滑剂是载体，粒径为10-50um；

所述珠光粉为是金属氧化物包覆云母构成，粒径为50-200um；

所述润滑剂为一种高分子量聚硅氧烷和一种聚乙烯蜡润滑剂的复配物；

所述抗氧剂为一种受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂；

所述光稳定剂为一种受阻胺类或苯并三氮唑类光稳定剂；

所述相容剂为马来酸酐MAH型相容剂；

所述马来酸酐MAH型相容剂为PP和马来酸酐的接枝共聚物PP-MAH；

所述PP-MAH的顺丁烯二酸酐含量5~20%，接枝率为0.5-2%

所述聚乙烯蜡润滑剂为PE-蜡；

所述受阻酚类抗氧剂为1010，所述亚磷酸酯类抗氧剂为168；

所述受阻胺类光稳定剂为944；

所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选KH-550。

一种金属银免喷涂PP材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量配比称取原料；

（2）将滑石粉和铝银条，珠光粉，偶联剂放入高混机中混合2-5min,出料，加入侧喂料；

（3）剩余的原料在高混机中混合2-5min,加入主喂料；

（4）开启双螺杆挤出机造粒螺杆机的主喂料转速为200-500r/min,侧喂料为5-10r/min，温度为190-240℃。

其中，PP选用博禄的BJ356或SK的BX3920，具有良好的流动性。

POE具有良好的増韧效果，耐低温优良，保证制件优异的韧性。

滑石粉分散在PP材料中，能够提高材料的刚性和耐热性。

相容剂可以使PP和滑石粉、铝银条、珠光粉的粘结力增大，降低界面张力、增加界面层厚度、降低分散粒子尺寸，使体系最终形成具有宏观均匀微观相分离特征的热力学稳定的相态结构。

铝粉因具有银白色金属光泽，所以俗称铝银粉或银粉，其化学成份实为“铝”，并非“银”。铝银条为铝粉和润滑剂捏合而成，避免铝粉的粉尘挥发以及在材料中的分散。

珠光颜料横断面具有类似于珍珠的物理结构，内核是低光学折射率的云母，包裹在外层的是高折射率的金属氧化物，如二氧化钛或氧化铁等。在理想状况下应用，珠光颜料均匀地分散于材料里、尤其是表面，而且平行于物质表面形成多层分布，同在珍珠中一样，入射光线会通过多重反射，干涉体现处珠光效果。珠光颜料随其颗粒的大小不同，在使用中表现出不同的效果。总的来说，颗粒越大，闪烁效果越强，而对底色的遮盖力越弱；反之颗粒越小，对底色的遮盖力越强，光泽越柔和。改变金属氧化物的厚度，或者金属氧化物的种类，都会带来色彩变化。珠光粉是化学性质比较稳定的无机化合物，所以不会因为氧化，酸碱影响而变性。

抗氧剂中的受阻酚类抗氧剂1010和亚磷酸酯类抗氧剂168，主要用于防止各种原料的氧化。

超高分子量的聚硅氧烷和聚乙烯蜡作为润滑剂，提高材料的流动性，降低摩擦系数，提高爽滑性，改善表面光泽，以及滑石粉和铝银条，珠光颜料的分散性。

光稳定剂944，主要用于防止各种原料的光老化。

偶联剂KH-550，主要用于改善PP与滑石粉、珠光粉、铝银条之间的界面作用，从而大大提高材料的性能。

本发明的优点和有益效果在于：本发明的金属银免喷涂PP材料,兼具了PP的力学性能和喷漆件的外观，具有尺寸稳定性好，优良流动加工性，耐候性优异，耐化学性优异，耐刮擦性能等特征，解决了喷漆件的环保以及回收问题。可用于注塑成型汽车保险杠装饰板，汽车侧裙以及玩具，电动工具，家电等工业部件。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：

实施例1~7和对比例1~2的配方见表一、表二

表一：配方明细

表二：颜料明细

将表一种的各成分（颜料除外）称取、混合、加入到双螺杆挤出机的主喂料中，将表二中的铝银条、珠光粉和偶联剂，加入到高速混合机中混合，然后加入其余成分混合，然后加入到侧喂料中。按照表三的工艺明细，设定生产工艺，生产出材料。其中，对比例1和对比例2的颜料是加入到主喂料中、不适用侧喂料。

表三：工艺明细

工艺名称	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	对比例1	对比例2
										原料混合时间/min	2	3	4	4	4	4.5	5	3	4.5
颜料混合转速/rpm	1500	2000	2500	2500	2500	2800	3000	2000	2800
										颜料混合时间/min	5	7	8	8	8	9	10	7	9
颜料混合温度/℃	50	65	70	70	70	75	80	65	75
										机台温度/℃	180	200	220	220	220	230	240	200	230
机台转速/rpm	200	350	420	420	420	500	600	350	500
										螺杆长径比 40:1	是	是	是		是	是		是	是
螺杆长径比 36:1				是			是		是

将以上根据实施例1~7和对比例1~2制备得到的PP材料，按照同样的注塑条件制备测试样条和色板。具体的注塑条件是，注塑温度200~230℃，注塑压力：40~70Mpa，注塑速度：30~60%。具体的物理性能检测项目如下，性能检测结果见表四：

拉伸强度：按照ISO 527（50mm/min）标准检测。

弯曲强度/弯曲模量：按照ISO 178（2mm/min）标准检测。

悬臂梁缺口冲击强度：按照ISO 180/1A（常温，铣缺口）标准检测。

热变形温度：按照ISO 75（0.45Mpa）标准检测。

外观效果对比，用公司内部的分级评定方法，内容和结果见下表五。

表四：力学性能对比

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	对比例1	对比例2
										拉伸强度	20	18	16	22	17	17	16	15	14
弯曲强度	35	32	28	37	30	30	30	28	25
										弯曲模量	1500	1300	1200	1700	1200	1300	1250	1100	1050
悬臂梁缺口冲击强度	8	20	25	5	15	18	17	10	9
										热变形温度	100	95	90	105	92	94	93	90	89

表五：外观效果对比

从以上实施例的对比结果（表四和表五）可以发现，力学性能方面（表四），生产工艺中的温度和转速从实施例2之后基本上变化不大，表明材料在足够的温度和剪切作用下，已经塑化完全。在外观效果的对比（表五）中可以发现，随着珠光粉粒径的增大，珠光闪烁效果是提升的；随着铝粉粒径的减小，金属感是提升的；但是，加大到最大比例之后（实施例7），改变已经不明显了。对比例1和对比例2分别同实施例2和实施例6的材料方案，但是颜料的加入方式不同，可以看出，外观效果的评价结果差异非常大。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种金属银免喷涂PP材料，其特征在于，包括以下组分及含量：

PP 60-80wt%

POE 5-10wt%

滑石粉 10-15wt%

相容剂 1-2wt%

铝银浆 1-2wt%

珠光粉 0-1wt%

润滑剂 0.1-1wt%

抗氧剂 0.1-0.6wt%

光稳定剂 0.1-1wt%

偶联剂 1-5wt%

所述PP为聚丙烯的一种或两种的混合，熔融指数为40-100g/10min；

所述POE为乙烯-辛烯嵌段共聚物，熔指为0.5-5g/10min；

所述滑石粉为含90-98%的层状硅酸盐，粒径5000-10000目；

所述相容剂为含有能与PP和滑石粉两种物质进行物理或化学的基团；

所述铝银条为经过特殊抛光和表面处理的铝片粉末和润滑剂的混合物，其中润滑剂是载体，粒径为10-50um；

所述珠光粉为是金属氧化物包覆云母构成，粒径为50-200um；

所述润滑剂为一种高分子量聚硅氧烷和一种聚乙烯蜡润滑剂的复配物；

所述抗氧剂为一种受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂；

所述光稳定剂为一种受阻胺类或苯并三氮唑类光稳定剂；

所述偶联剂为硅烷偶联剂。

2.根据权利要求1所述的一种金属银免喷涂PP材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐MAH型相容剂。

3.根据权利要求2所述的一种金属银免喷涂PP材料，其特征在于，所述马来酸酐MAH型相容剂为PP和马来酸酐的接枝共聚物PP-MAH。

4.根据权利要求2所述的一种金属银免喷涂PP材料，其特征在于，所述PP-MAH的顺丁烯二酸酐含量5~20%，接枝率为0.5-2%。

5.根据权利要求1所述的一种金属银免喷涂PP材料，其特征在于，

所述聚乙烯蜡润滑剂为PE-蜡。

6.根据权利要求1所述的一种金属银免喷涂PP材料，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂为1010，所述亚磷酸酯类抗氧剂为168。

7.根据权利要求1所述的一种金属银免喷涂PP材料，其特征在于，所述受阻胺类光稳定剂为944。

8.根据权利要求1所述的一种金属银免喷涂PP材料，其特征在于，所述偶联剂为KH-550。

9.一种制备如权利要求1所述的金属银免喷涂PP材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）按重量配比称取原料；

（2）将滑石粉和铝银条，珠光粉，偶联剂放入高混机中混合2-5min，出料，加入侧喂料；

（3）剩余的原料在高混机中混合2-5min,加入主喂料；

（4）开启双螺杆挤出机造粒螺杆机的主喂料转速为200-500r/min，侧喂料为5-10r/min，温度为190-240℃。