CN109762374B - 一种可直接用于注塑的彩色铝颜料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可直接用于注塑的彩色铝颜料及其制备方法。其中所述的彩色铝颜料，由下列重量百分比含量的原料配制而成：二氧化硅包覆的铝颜料40%‑70%、端氨基聚醚树脂10‑20%、有机颜料10‑20%、带负电的丙烯酸树脂10%‑20%。本发明彩色铝颜料复合颗粒可以用于直接注塑，工序简单，可节约成本；只过一次螺杆，把对金属的破坏降到了最低，金属感强；采用双兼容分散体系，把铝颜料和有机颜料同等程度分散，注塑成品不浮色。
Description
技术领域
本发明涉及颜料表面处理的技术领域，尤其涉及一种可直接用于注塑成型的彩色铝颜料复合颗粒及其制备方法。
背景技术
免喷涂工艺通过直接注塑，在实现塑料工件成型的同时，取得工件表面类似涂装的效果。通过免喷涂工艺技术可以极大的提高生产效率，避免环境污染，降低生产成本。随着国家和公众环保意识的增强，免喷涂技术日益得到业界的重视。从原材料、塑料配方，模具设计，到注塑工艺，产业链上下游积极开发免喷涂相关的技术和工艺，极大地促进了免喷涂技术在各个领域的应用。目前，免喷涂技术已经被应用到家电和汽车领域，如，空调和电冰箱外壳，汽车门把手，汽车尾护板等。
传统做金属炫彩效果的制品，分为两大类，一类先把铝颜料制备成银色色母粒，把有机颜料也制备成色母粒，然后将两种色母粒混合抽成金属炫彩色母粒，最后再和工程塑料混合注塑成型；另一类是把铝颜料和有机颜料预混合，然后做成金属炫彩色母粒，最后再和工程塑料混合注塑成型。这两种工艺，工序都比较复杂，成本高，多次过螺杆剪切，会使铝颜料弯折或者破碎，导致金属光泽下降，发黑，金属效果大打折扣。
因此，如何克服免喷涂铝颜料使用过程工艺工序复杂、金属光泽差、浮色的的缺陷是业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明为了解决传统免喷涂铝颜料使用过程工艺工序复杂、金属光泽差、浮色的技术问题，提出一种高分散的可直接用于注塑彩色铝颜料及其制备方法。
本发明提出的一种可直接用于注塑的彩色铝颜料，其由下列重量百分比含量的原料配制而成：二氧化硅包覆的铝颜料40％-70％、端氨基聚醚树脂10-20％、有机颜料10-20％、带负电的丙烯酸树脂10％-20％。
优选的，所述的二氧化硅包覆的铝颜料，其由下列重量百分比含量的原料构成：
铝87％-92％，二氧化硅8％-13％。
优选的，所述的端氨基聚醚树脂为端氨基聚氧化丙烯醚、端氨基聚氧化乙烯醚或者是乙二醇和丙二醇的共聚物在高温高压下氨化得到的端氨基聚醚的任一种。
优选的，所述的带负电的丙烯酸树脂为甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸、马来酸酐、2,2- 二羟甲基丙酸及2,2-二羟甲基丁酸中的至少一种为单体形成的聚合物或共聚合物。
本发明还提出了一种所述的彩色铝颜料的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1：根据所述彩色铝颜料的原料配比称取各原料的重量；
步骤2：对所述二氧化硅包覆的铝颜料表面包覆一层所述的端氨基聚醚树脂；
步骤3：将所述的有机颜料加入到包覆有端氨基聚醚树脂的二氧化硅包覆的铝颜料中，混合均匀，得混合料；
步骤4：将所述的混合料包覆一层所述的带负电的丙烯酸树脂；
步骤5：将所述包覆带负电的丙烯酸树脂的混合料进行低温粉碎，得所述的彩色铝颜料。
优选的，所述铝颜料进行二氧化硅的包覆步骤如下：将铝银浆分散于丙二醇甲醚中，加入正硅酸乙酯和氨水，加热至85℃并搅拌6小时，反应完毕后加入N-(2-氨基乙基)-3氨基丙基三甲氧基硅烷和去离子水，室温下搅拌2小时，抽滤、洗涤得到所述的二氧化硅包覆的铝颜料。
优选的，所述步骤5的低温粉碎是通过一低温粉碎装置由高速气流将所述的混合料加速撞击到经液氮冷却的不锈钢板上，所述的混合料在撞击过程中迅速冷却变脆，并均匀粉碎，制得颗粒大小均匀的彩色铝颜料。
优选的，所述彩色铝颜料颗粒的粒径在20-100um之间。
优选的，所述的低温粉碎装置包括：中间设有一变窄的区域的管道、与所述变窄管道段连通的料斗、设于该管道一端的高速鼓风机、设于该管道另一端的一块液氮冷却的不锈钢板。
本发明彩色铝颜料复合颗粒可以用于直接注塑，工序简单，可节约成本；只过一次螺杆，把对金属的破坏降到了最低，金属感强；采用双兼容分散体系，把铝颜料和有机颜料同等程度分散，注塑成品不浮色。
附图说明
图1是实施例1金色粉状铝颜料复合颗粒及其注塑样件；
图2是实施例2青绿色粉状铝颜料复合颗粒及其注塑样件；
图3是实施例3古银色粉状铝颜料复合颗粒及其注塑样件；
图4是实施例4红色粉状铝颜料复合颗粒及其注塑样件。
具体实施方式
本发明提出的一种可直接用于注塑的彩色铝颜料，其由下列重量百分比含量的原料配制而成：二氧化硅包覆的铝颜料40％-70％、端氨基聚醚树脂10-20％、有机颜料10-20％、带负电的丙烯酸树脂10％-20％。根据不同需要，可以选择不同原料配比来制备彩色铝颜料。比如下表所示不同的原料配比：
其中，所述的二氧化硅包覆的铝颜料，其由下列重量百分比含量的原料构成：铝87％-92％，二氧化硅8％-13％。所述的端氨基聚醚树脂可以选择端氨基聚氧化丙烯醚、端氨基聚氧化乙烯醚或者是乙二醇和丙二醇的共聚物在高温高压下氨化得到的端氨基聚醚的任一种。有机颜料可以选用常用有机颜料中的一种或几种，例如180号颜料黄(PY180)，15:3号颜料蓝 (PB150)，254号颜料红，7号颜料绿等。带负电的丙烯酸树脂可以为甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸、马来酸酐、2,2-二羟甲基丙酸及2,2-二羟甲基丁酸中的至少一种为单体形成的聚合物或共聚合物。带负电的丙烯酸树脂为甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸、马来酸酐、2,2-二羟甲基丙酸及2,2-二羟甲基丁酸中的至少一种为单体形成的聚合物或共聚合物。
本发明还提出了一种所述的彩色铝颜料的制备方法，其步骤如下：
步骤1：根据所述彩色铝颜料的原料配比称取各原料的重量；
步骤2：对所述二氧化硅包覆的铝颜料表面包覆一层所述的端氨基聚醚树脂；
步骤3：将所述的有机颜料加入到包覆有端氨基聚醚树脂的二氧化硅包覆的铝颜料中，混合均匀，得混合料；
步骤4：将所述的混合料包覆一层所述的带负电的丙烯酸树脂；
步骤5：将所述包覆带负电的丙烯酸树脂的混合料进行低温粉碎，得所述的彩色铝颜料。
其中，制备二氧化硅的包覆的铝颜料步骤如下：将铝银浆分散于丙二醇甲醚中，加入正硅酸乙酯和氨水，加热至85℃并搅拌6小时，反应完毕后加入N-(2-氨基乙基)-3氨基丙基三甲氧基硅烷和去离子水，室温下搅拌2小时，抽滤、用丙二醇甲醚洗涤得到所述的二氧化硅包覆的铝颜料。
其中，所述步骤5的低温粉碎工艺，是在一段金属管道中用高速鼓风机通入高速气流，在管道中间有一突然变窄的区域，联通一个料斗，管道末尾连接一块液氮冷却的不锈钢板。将包覆带负电的丙烯酸树脂的混合料颗粒放入料斗，这些混合料颗粒漏下后会被高速气流吸入管道并加速向前，撞击到经液氮冷却的不锈钢板上，混合料颗粒在撞击过程中迅速冷却变脆，并均匀粉碎，制得颗粒大小均匀的彩色铝颜料。调整气流的速度和不锈钢板的温度可以控制制得彩色铝颜料颗粒的大小，使彩色铝颜料颗粒的粒径在20-100um之间，既方便其与塑料粒子均匀混合直接注塑，又不会扬尘。
下面结合实施例来对本发明作进一步的说明：
实施例1:
取105g当量铝的铝银浆，分散于480g丙二醇甲醚，加入24g正硅酸乙酯，16ml，28％的氨水，加热升温至85℃，搅拌反应6h，反应完毕后冷却至室温，加入16mlN-(2-氨基乙基)-3氨基丙基三甲氧基硅烷(KH-792)，16ml去离子水，室温下搅拌2h，反应完毕后，抽滤，用丙二醇甲醚洗涤，得到由铝87％-92％、二氧化硅8％-13％构成的二氧化硅包覆的铝颜料120g。
再将端氨基聚氧化丙烯醚树脂30g与二氧化硅包覆的铝颜料120g混合，搅拌30分钟，加入180号颜料黄(科莱恩PV FAST HG)17g和254号红颜料(巴斯夫LW 3840)3g再搅拌2小时，再加入30g带负电的丙烯酸树脂搅拌1小时，将所得绿色铝颜料挤压成条状后，再经过低温粉碎，得到金色粉状铝颜料复合颗粒。
实施例2：
取70g当量铝的铝银浆，分散于480g丙二醇甲醚，加入24g正硅酸乙酯，16ml，28％的氨水，加热升温至85℃，搅拌反应6h，反应完毕后冷却至室温，加入16mlN-(2-氨基乙基)-3氨基丙基三甲氧基硅烷(KH-792)，16ml去离子水，室温下搅拌2h，反应完毕后，抽滤，用丙二醇甲醚洗涤，得到由铝87％-92％、二氧化硅8％-13％构成的二氧化硅包覆的铝颜料80g。
再将端氨基聚氧化丙烯醚树脂40g与二氧化硅包覆的铝颜料80g混合，搅拌30分钟，加入180号颜料黄(科莱恩PV FAST HG)20g和7号颜料绿(巴斯夫Green K 8730)20g再搅拌2小时，再加入40g带负电的丙烯酸树脂搅拌1小时，将所得绿色铝颜料挤压成条状后，再低温粉碎，得到青绿色粉状铝颜料复合颗粒。
实施例3：
取80g当量铝的铝银浆，分散于480g丙二醇甲醚，加入24g正硅酸乙酯，16ml，28％的氨水，加热升温至85℃，搅拌反应6h，反应完毕后冷却至室温，加入16mlN-(2-氨基乙基)-3氨基丙基三甲氧基硅烷(KH-792)，16ml去离子水，室温下搅拌2h，反应完毕后，抽滤，用丙二醇甲醚洗涤，得到由铝87％-92％、二氧化硅8％-13％构成的二氧化硅包覆的铝颜料92g。
再将端氨基聚氧化丙烯醚树脂30g与二氧化硅包覆的铝颜料92g混合，搅拌30分钟，加入6号颜料黑(卡博特660R)20g和15：3号颜料蓝(巴斯夫Blue K 7090)4g再搅拌2小时，再加入30g带负电的丙烯酸树脂搅拌1小时，将所得绿色铝颜料挤压成条状后，再低温粉碎，得到古银色粉状铝颜料复合颗粒。
实施例4：
取90g当量铝的铝银浆，分散于480g丙二醇甲醚，加入24g正硅酸乙酯，16ml，28％的氨水，加热升温至85℃，搅拌反应6h，反应完毕后冷却至室温，加入16mlN-(2-氨基乙基)-3氨基丙基三甲氧基硅烷(KH-792)，16ml去离子水，室温下搅拌2h，反应完毕后，抽滤，用丙二醇甲醚洗涤。得到由铝87％-92％、二氧化硅8％-13％构成的二氧化硅包覆的铝颜料103g。
再将端氨基聚氧化丙烯醚树脂30g与二氧化硅包覆的铝颜料103g混合，搅拌30分钟，加入254号红颜料(巴斯夫LW 3840)15g和180号颜料黄(科莱恩PV FAST HG)5g，再加入30g带负电的丙烯酸树脂搅拌1小时，将所得绿色铝颜料挤压成条状后，再低温粉碎，得到红色粉状铝颜料复合颗粒。
上述实施例中，可以调整气流的速度和不锈钢板的温度控制制得彩色铝颜料颗粒的粒径在20-100um之间。既方便其与塑料粒子均匀混合直接注塑，又不会扬尘。
如图1～图4所示，为实施例1～实施例4所得彩色铝颜料的块状及颗粒状的视图。用六角度分光测色仪X-RITE测量颜色的值，见下表标：
实施例1 Gold：
实施例2 Lime:
实施例3：Old Silver
实施例4：Red
表中，L值体现了样件的亮度，L值越高，表示该角度反射光越强，a,b值代表颜色的色调； FI值体现了样件的金属质感，FI值越高表示金属质感越强。
金属颜料的金属质感越强，L值随角度变化的程度越大，FI值越高，无金属感的普通注塑件 FI值一般不超过1。
本发明制备工序简单，可节约成本；只过一次螺杆，把对金属的破坏降到了最低，金属感强；采用双兼容分散体系，把铝颜料和有机颜料同等程度分散，注塑成品不浮色。
以上所述实施例主要是为了说明本发明的创作构思，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种可直接用于注塑的彩色铝颜料，其特征在于，其由下列重量百分比含量的原料配制而成：二氧化硅包覆的铝颜料40%-70%、端氨基聚醚树脂10-20%、有机颜料10-20%、
带负电的丙烯酸树脂10%-20%；
其中，所述二氧化硅包覆铝颜料的制备是：将铝银浆分散于丙二醇甲醚中，加入正硅酸乙酯和氨水，加热至85℃并搅拌6小时，反应完毕后加入N-（2-氨基乙基）-3氨基丙基三甲氧基硅烷和去离子水，室温下搅拌2小时，抽滤、洗涤得到所述的二氧化硅包覆的铝颜料；
所述可直接用于注塑的彩色铝颜料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：根据所述彩色铝颜料的原料配比称取各原料的重量；
步骤2：对所述二氧化硅包覆的铝颜料表面包覆一层所述的端氨基聚醚树脂；
步骤3：将所述的有机颜料加入到包覆有端氨基聚醚树脂的二氧化硅包覆的铝颜料中，混合均匀，得混合料；
步骤4：将所述的混合料包覆一层所述的带负电的丙烯酸树脂；
步骤5：将所述包覆带负电的丙烯酸树脂的混合料进行低温粉碎，得所述的彩色铝颜料。
2.如权利要求1所述的彩色铝颜料，其特征在于，所述的端氨基聚醚树脂为端氨基聚氧化丙烯醚、端氨基聚氧化乙烯醚或者是乙二醇和丙二醇的共聚物氨化得到的端氨基聚醚的任一种。
3.如权利要求1所述的彩色铝颜料，其特征在于，所述的带负电的丙烯酸树脂为甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸、马来酸酐、2,2-二羟甲基丙酸及2,2-二羟甲基丁酸中的至少一种为单体形成的聚合物或共聚合物。
4.如权利要求1所述的彩色铝颜料，其特征在于，所述的二氧化硅包覆的铝颜料，其由下列重量百分比含量的原料构成：铝87%-92%，二氧化硅8%-13%。
5.如权利要求1所述的彩色铝颜料，其特征在于，所述步骤5的低温粉碎是通过一低温粉碎装置由高速气流将所述的混合料加速撞击到经液氮冷却的不锈钢板上，所述的混合料在撞击过程中迅速冷却变脆，并均匀粉碎，制得颗粒大小均匀的彩色铝颜料。
6.如权利要求5所述的彩色铝颜料，其特征在于，所述彩色铝颜料颗粒的粒径在20-100um之间。
7.如权利要求5所述的彩色铝颜料，其特征在于，所述的低温粉碎装置包括：中间设有一变窄的区域的管道、与所述变窄管道段连通的料斗、设于该管道一端的高速鼓风机、设于该管道另一端的一块液氮冷却的不锈钢板。
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