CN112592512A - 一种光变颜料组合物及其制备方法、塑料母料和塑料工件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光变颜料组合物及其制备方法、塑料母料和塑料工件。该光变颜料组合物应用于免喷涂工艺，光变颜料组合物包括：光变颜料和颜料助剂，颜料助剂至少包括润滑剂以及分散剂。本申请公开的一种光变颜料组合物，应用于免喷涂工艺，避免光变颜料在免喷涂注塑过程中因高剪切力和挤压而导致光变颜料结构破坏，使经过注塑后光变颜料结构完整度高，粒径大，能够很好地在注塑后的注塑件中显示较佳的随角异色效果，扩展了光变颜料的应用范围，增大光变颜料在免喷涂材料的适用广泛性。

Description

一种光变颜料组合物及其制备方法、塑料母料和塑料工件

技术领域

本申请涉及颜料领域，特别是涉及一种光变颜料组合物及其制备方法、塑料母料和塑料工件。

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、汽车和移动设备等领域，如，空调和电冰箱外壳，汽车门把手，汽车尾护板及手机外壳等。

免喷涂树脂较为通常的制备方法是在树脂材料中添加金属粉、珠光粉等具有特殊色彩和光泽的效果粉。虽然产出一定的多彩的色调及珠光、闪光效果、金属光泽和质感等特殊效果，但其随角异色效果较光变颜料差，限制了其进一步市场应用。

发明内容

本申请主要提供一种光变颜料组合物，将光变颜料应用于免喷涂工艺，以解决免喷涂材料中随角异色效果差的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种光变颜料组合物，应用于免喷涂工艺，包括：光变颜料和颜料助剂，颜料助剂至少包括润滑剂以及分散剂。

进一步地，光变颜料组合物包括50-95重量份的光变颜料，0.01-25重量份的润滑剂和0.01-15重量份的分散剂。

进一步地，光变颜料组合物还包括0-10重量份的偶联剂。

进一步地，光变颜料的粒径大于等于2微米，且小于等于1000微米。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种的光变颜料组合物的制备方法，包括：将分散剂与溶剂混合，得到预混料；将光变颜料和润滑剂加入预混料中，混合均匀，得到混合料；将混合料进行固液分离，去除溶剂，得到光变颜料组合物。

进一步地，将分散剂与溶剂混合，得到预混料包括：将分散剂、偶联剂加入到溶剂中，混合均匀，得到预混料。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种塑料工件，包括上述光变颜料组合物。

进一步地，塑料工件中的光变颜料组合物的质量百分比为0.1～15％。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种用于注塑的塑料母料，包括上述光变颜料组合物。

进一步地，塑料母料中的光变颜料组合物的质量百分比为0.1～50％，优选5～30％。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开的一种光变颜料组合物，应用于免喷涂工艺，使免喷涂注塑后的注塑件具有较佳的随角异色效果，扩展了光变颜料的应用范围，增大光变颜料在免喷涂材料的适用广泛性。本申请的光变颜料组合物，润滑剂和分散剂与光变颜料的组合，避免光变颜料在免喷涂注塑过程中因高剪切力和挤压而导致光变颜料结构破坏，使经过注塑后光变颜料结构完整度高，粒径大，能够很好地在注塑后的产品中显示其随角异色的光变效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的一种光变颜料组合物的制备方法一实施例的流程示意图；

图2是使用对比例1的光变颜料制备的注塑件表面的显微镜图；

图3是使用实施例1的光变颜料组合物一作为颜料制备的注塑件表面的显微镜图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。

光变颜料是运用气相沉积方式或者其他方法在某种合适的基底上，按一定顺序沉积多层具有干涉作用薄膜结构，当观察角度发生变化时，光程差发生变化，从而使得在不同角度下不同波长的光得到相长干涉，从而实现随角异色。光变颜料可以用来制备光变油墨，目前也被应用于装饰行业，如汽车涂料颜料、高端玩具颜料、手机壳颜料等。光变颜料主要通过喷涂工艺使用，通过多层喷涂产生随角异色的光变效果。但喷涂工艺环境污染大，成本较高，限制了光变颜料市场应用的广泛性。

直接将光变颜料应用在免喷涂注塑当中，会因为光变颜料结构破坏，而导致光变效果差，比如在注塑过程中光变颜料颗粒多次过螺杆剪切，受挤压和剪切力会出现破碎，会导致注塑后颜料亮度下降等问题，光变效果不佳。本申请提供的光变颜料组合物，可以应用于免喷涂工艺，光变颜料组合物包括：光变颜料和颜料助剂，颜料助剂至少包括润滑剂以及分散剂。

光变颜料可以是自制的多层干涉薄膜颜料，也可以是市售的光变颜料，可以直接购买使用，比如华阳光学的光变颜料，型号可以为BRH8、BRB2、BRB70，光变颜料可以为透明或者不透明颜料。光变颜料的粒径大于等于2微米，且小于等于1000微米，优选的，粒径可以在6微米至100微米的范围内，具体地，可以为15微米、25微米、35微米。在其他实施例中，光变颜料的粒径也可以更大，比如2000微米。光变颜料的粒径在合适的范围，避免粒径过大导致光变颜料不能够较好的分散在树脂中，光变效果不均匀，以及粒径过小，不能保证其随角异色的光变效果。本申请中粒径也可以称作粒度，为颗粒的大小，由Dv50表示，Dv50值表示体积分布中50％所对应粒度值，可以为比如Dv50为20微米，即表示一半的颗粒的粒度为20微米，Dv50值可以通过粒度检测仪器直接测量。

润滑剂可以为硅油或者扩散油，也可以采用两种一起作为润滑剂。扩散油是一种硅蜡类粘稠液体，常温下溶于多数有机溶剂，不溶于水，具有生理惰性和良好的光学稳定性电绝缘性和耐候性。凝固点低在许多热固性和热热塑性塑料中做内外润滑剂，另外，扩散油也有一定的分散作用，可以兼顾分散剂的作用。硅油可以为羟基硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅油、201甲基硅油。

免喷涂注塑过程中光变颜料会经过多次螺杆剪切，润滑剂能够降低光变颜料与光变颜料之间、光变颜料与塑料粒料之间以及光变颜料与注塑设备之间因摩擦挤压而导致的光变颜料损伤，减小光变颜料受到螺杆的剪切力和挤压时结构破坏或者破碎成粒径更小的光变颜料的概率，使经过注塑后光变颜料结构完整度高，粒径大，能够很好地在注塑后的产品中显示其随角异色的光变效果。

分散剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺EBS中的至少一种，而分散剂可以为其一种或者多种，也就是说，分散剂可以聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺EBS中的一种，可以为其中的多种，又或者分散剂可以为其中的一种及未在此处列举出的其他种类的分散剂。分散剂的混合，使得光变颜料能够与树脂更好的相容，光变颜料在注塑后产品中分散更加均匀，能够在整个注塑件中均匀显示光变效果。

具体地，光变颜料组合物包括50-95重量份的光变颜料，0.01-25重量份的润滑剂和0.01-15重量份的分散剂。其中，润滑剂具体可以为5重量份、10重量份、15重量份、20重量份或25重量份。分散剂可以为3重量份、6重量份、10重量份、12重量份、15重量份。

光变颜料组合物还包括偶联剂，具体地，可以包括0-10重量份的偶联剂，如2重量份。其中，偶联剂可以为硅烷偶联剂、钛烷偶联剂、铝酸酯偶联剂等偶联剂。硅烷偶联剂中的硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。

偶联剂主要是起到表面改性作用，让无机材料能与有机聚合物连接。偶联剂可预先对光变颜料进行表面处理，也可直接加入光变颜料组合物中。偶联剂能够吸附在光变颜料表面，增加光变颜料组合物的相容性和流动性，并能够使得光变颜料组合物黏度更低，耐温性提高。注塑时，偶联剂吸附在塑料等粒料表面，进料时能够减小粒料与光变颜料组合物的挤压，提高光变颜料结构的完整性，减小光变颜料因为挤压和摩擦等导致破碎，粒径变小，进而导致注塑件的光变效果不佳。

参阅图1，图1是本申请提供的一种光变颜料组合物的制备方法一实施例的流程示意图，包括：

S101：将分散剂与溶剂混合，得到预混料；

S102：将光变颜料和润滑剂加入预混料中，混合均匀，得到混合料；

S103：将混合料进行固液分离，去除溶剂，得到光变颜料组合物。

其中，若颜料助剂还包括偶联剂，则在步骤101中，将偶联剂与分散剂一起加入到溶剂中，混合均匀，得到预混料。需要说明的是，混合时，加入的先后顺序，不影响最终光变颜料组合物的性质。制备方法还包括按光变颜料组合物的配方量称取各组分。其中，混合可以通过搅拌实现，搅拌时间根据待混合物量的多少进行相应调整，在待混合物量较小，搅拌混合时间5～10分钟可以使其混合均匀，搅拌30分钟也能够使其混合均匀，一般来说，光变颜料组分不会因为搅拌时间过长而出现性质改变，适当的增加搅拌时间可以增加混合的均匀性。固液分离可以采取常用的方式，比如过滤、离心等。溶剂可以选择乙醇等醇类溶剂。

实施例1

一种的光变颜料组合物，应用于免喷涂工艺，按重量份数计，包括以下组分：

光变颜料 50份

润滑剂 10份

分散剂 3份

其中，光变颜料为华阳光学的光变颜料，粒径Dv50约为35微米；润滑剂为甲基硅油；分散剂为硬脂酸锌。

一种的光变颜料组合物的制备方法，包括：

将分散剂加入到乙醇溶剂中，搅拌5-10分钟，混合均匀，得到预混料；将光变颜料和润滑剂加入预混料中，搅拌30分钟，得到混合料；将混合料进行抽滤，固液分离，去除溶剂，将滤饼烘干，得到光变颜料组合物一。

实施例2

一种的光变颜料组合物，应用于免喷涂工艺，按重量份数计，包括以下组分：

光变颜料 50份

润滑剂 5份

分散剂 3份

光变颜料为华阳光学的光变颜料，粒径Dv50约为14微米；润滑剂为甲基硅油；分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺EBS。

一种的光变颜料组合物的制备方法，包括：

将分散剂加入到乙醇溶剂中，搅拌5-10分钟，混合均匀，得到预混料；将预处理的光变颜料和润滑剂加入预混料中，搅拌30分钟，得到混合料；将混合料进行抽滤，固液分离，去除溶剂，将滤饼烘干，得到光变颜料组合物二。

实施例3

一种的光变颜料组合物，应用于免喷涂工艺，按重量份数计，包括以下组分：

其中，光变颜料为华阳光学的光变颜料，粒径Dv50约为35微米；润滑剂为甲基硅油；分散剂为硬脂酸锌；偶联剂为硅烷偶联剂。

一种的光变颜料组合物的制备方法，包括：

将分散剂、偶联剂加入到乙醇溶剂中，搅拌5-10分钟，混合均匀，得到预混料；将光变颜料和润滑剂加入预混料中，搅拌30分钟，得到混合料；将混合料进行抽滤，固液分离，去除溶剂，将滤饼烘干，得到光变颜料组合物三。

实施例4

一种的光变颜料组合物，应用于免喷涂工艺，按重量份数计，包括以下组分：

光变颜料 50份

润滑剂 5份

分散剂 6份

光变颜料为华阳光学的光变颜料，粒径Dv50约为25微米；润滑剂为甲基硅油；分散剂为硬脂酸锌3份，聚乙烯蜡3份。

一种的光变颜料组合物的制备方法，包括：

对光变颜料进行表面改性处理，得到预处理的光变颜料。具体预处理的制备方法可参照专利CN1311033C或US5552458的相关方法。

将分散剂加入到乙醇溶剂中，搅拌5-10分钟，混合均匀，得到预混料；将预处理的光变颜料和润滑剂加入预混料中，搅拌30分钟，得到混合料；将混合料进行抽滤，固液分离，去除溶剂，将滤饼烘干，得到光变颜料组合物四。

对比例1

与实施例1相比，使用的光变颜料相同，不加入分散剂、润滑剂，直接采用华阳光学的光变颜料，粒径Dv50约为35微米。

将实施例1中的光变颜料组合物一、实施例2中光变颜料组合物二、实施例3中光变颜料组合物三、实施例4中光变颜料组合物四和对比例1中光变颜料分别加入到ABS粒料中，使光变颜料的含量为1％，注塑形成色板，观察色板外观效果。归纳如下表1所述。

表1：

其中，随角异色效果、流痕及熔接线情况均通过目视检测，颜料尺寸通过显微镜估算所得。

从表1可以看出，实施例1与对比例1采用的光变颜料型号相同，粒径相同，但是在经过注塑后，对比例1形成的注塑件中光变颜料的粒径明显比实施例1中采用光变颜料组合物进行注塑的光变颜料粒径小。可以看出本申请光变颜料组合物可以保护光变颜料结构的完整性，减小光变颜料在注塑过程中被挤压等导致破碎的概率。参阅图2和图3，图2是使用对比例1的光变颜料制备的注塑件表面的显微镜图，图3是使用实施例1的光变颜料组合物一作为颜料制备的注塑件表面的显微镜图。图2中光变颜料颗粒小，图3中光变颜料的颗粒相对较大，也存在较小颗粒，但大颗粒所占比例明显比图2中大。

对比例1直接使用光变颜料进行注塑形成的色板的表面流痕较多，熔接线严重。实施例1使用的光变颜料组合物一参与注塑的色板，流痕少，有轻微的熔接线。本申请光变颜料组合物中，润滑剂和分散剂能够促进使光变颜料更好的分散在注塑件中，分散均匀，流动性好。

实施例1中色板的随角异色光变效果非常明显，90度视线垂直观察色板，色板整体呈现为蓝色。有一定角度观察色板时，色板不同位置呈现不同的颜色。在30至45度的角度观察色板时，从远离眼睛一端至靠近眼睛端，色板呈现由红-紫-蓝的渐变效果。对比例1直接采用光变颜料作为颜料注塑后的随角异色效果差，基本无光变效果。实施例2采用了粒径较小的光变颜料制成的光变颜料组合物，注塑后光变颜料的粒径也相对小，但也能显示良好的随角异色效果。实施例3采用与实施例1粒径相同的光变颜料，实施例3形成的注塑件的随角异色效果比实施例1更好，与实施例1相比，实施例3的光变颜料组合物中增加了偶联剂，偶联剂吸附在光变颜料表面，增加光变颜料相容性和流动性，能够减小黏度和提高耐温性，可以减小熔接线的产生。实施例4中采用了粒径介于实施例1与实施例2之间的光变颜料，且使用了经表面改性处理的光变颜料，形成的光变颜料组合物注塑后光变效果良好，且流痕少，无熔接线。

本申请公开的光变颜料组合物，能够减小光变颜料在注塑过程中受挤压等而破损或者颗粒变小的概率，同时增加光变颜料与树脂的相容性，使得光变颜料在注塑成型的塑料中分布更加均匀，随角异色的光变效果好。免喷涂注塑过程中光变颜料会经过多次螺杆剪切，润滑剂能够降低光变颜料与光变颜料之间、光变颜料与塑料粒料之间以及光变颜料与注塑设备之间因摩擦挤压而导致的光变颜料损伤，减小光变颜料受到螺杆的剪切力和挤压时结构破坏或者破碎成粒径更小的光变颜料的概率，使经过注塑后光变颜料结构完整度高，粒径大，能够很好地在注塑后的产品中显示其随角异色的光变效果。分散剂的混合，使得光变颜料能够与树脂更好的相容，光变颜料在注塑后产品中分散更加均匀，能够在整个注塑件中均匀显示光变效果。

本申请提供一种用于注塑的塑料母料，包括本申请提供的光变颜料组合物。其中，塑料母料中的光变颜料组合物的质量百分比为0.1～50％，优选5～30％，具体可以为10％、15％、20％、25％等。通过将本申请的光变颜料组合物加入到塑料粒料中，形成注塑用塑料母料，其中，光变颜料的含量0.1～50％。本申请提供的塑料母料由于包含光变颜料组合物，具有较好的随角异色光变效果。本申请提供的塑料母料可以直接用于注塑使用，在塑料等制品需要随角异色光变效果的时候，直接采用本申请提供的塑料母料进行注塑，简化了注塑步骤，简单方便，且此塑料母料的运输也更加方便，节约运输成本。

本申请还提供一种塑料工件，包括上述光变颜料组合物。其中，塑料工件中的光变颜料组合物的质量百分比为0.1～15％，具体的，可以为1％、3％、5％、10％、15％。塑料工件可以应用到汽车、手机壳等产品外观中，使其具有随角异色光变效果。塑料工件可以通过将本申请的光变颜料组合物加入到ABS粒料中，其中，光变颜料的含量0.1～10％，注塑成为塑料工件。使用本申请提供的光变颜料组合物作为颜料，能够使注塑的塑料工件具备较佳的随角异色光变效果。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光变颜料组合物，其特征在于，所述光变颜料组合物应用于免喷涂工艺，所述光变颜料组合物包括：

光变颜料和颜料助剂，所述颜料助剂至少包括润滑剂以及分散剂。

2.根据权利要求1所述的光变颜料组合物，其特征在于，所述光变颜料组合物包括50-95重量份的所述光变颜料，0.01-25重量份的所述润滑剂和0.01-15重量份的所述分散剂。

3.根据权利要求1所述的光变颜料组合物，其特征在于，所述光变颜料组合物还包括0-10重量份的偶联剂。

4.根据权利要求1所述的光变颜料组合物，其特征在于，所述光变颜料的Dv50粒径大于等于2微米，且小于等于1000微米，优选6微米至60微米。

5.一种光变颜料组合物的制备方法，其特征在于，包括：

将分散剂与溶剂混合，得到预混料；

将光变颜料和润滑剂加入所述预混料中，混合均匀，得到混合料；

将所述混合料进行固液分离，去除所述溶剂，得到光变颜料组合物。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将分散剂与溶剂混合，得到预混料包括：

将所述分散剂、偶联剂加入到所述溶剂中，混合均匀，得到所述预混料。

7.一种用于注塑的塑料母料，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的光变颜料组合物。

8.根据权利要求7所述的塑料母料，其特征在于，所述塑料母料中的所述光变颜料组合物的质量百分比为0.1～50％，优选5～30％。

9.一种塑料工件，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的光变颜料组合物。

10.根据权利要求9所述的塑料工件，其特征在于，所述塑料工件中的所述光变颜料组合物的质量百分比为0.1～15％。

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