一種免噴塗PP材料及其製備方法與流程
2023-05-18 18:24:36 1
本發明屬於免噴塗材料技術領域，涉及一種免噴塗pp材料及其製備方法。
背景技術：
噴塗是一種非常成熟的工藝，覆蓋了我們生活的方方面面，以往為了滿足塑料表面性能及美觀要求，常對產品的表面進行噴塗處理，即通過噴槍或碟式霧化器，藉助於壓力或離心力，將油漆等噴塗物分散成均勻而微細的霧滴，施塗於被塗物表面的塗裝方法。
但是噴塗存在一些明顯的缺點：容易掉漆，難以簡單的修復；工藝過程複雜，在塑料製品注塑過後，要進行二次噴塗，可能還需要烤漆固化；環境汙染較大，油漆溶劑易揮發，絕大部分危害身體健康；不良率較高，由於漆皮難去除，製品難以回收再利用；目前各國環保當面法律法規從嚴，對企業工廢處理提出更高的要求，因此，噴塗的成本日益攀升。
cn104629340a提供了一種具有特殊美學效果的免噴塗ppo樹脂組合物及其製備方法和應用，包括如下組分：ppo樹脂70-98wt％，聚合物包覆特殊效果粉微球1-25wt％，相容劑0-10wt％，抗氧劑0.1-1wt％，加工助劑0.1-0.5wt％；該發明通過將特殊效果粉用水性聚合物分散液包覆成微球後再分散到ppo樹脂中，可以明顯改善特殊效果粉與ppo樹脂的相容性，消除製品在擠出或注塑過程中表面形成的流痕並減輕熔接線，製備得到免噴塗ppo樹脂組合物。
cn102942742a提供了一種具有高光澤、金屬或珠光閃爍效果免噴塗的pp材料，它是由以下重量百分比的物質組成：pp97-99％，抗氧劑1680.1-0.3％，抗氧劑10100.1-0.5％，潤滑分散劑taf0.1-1％，效果顏料0.3-1.5％，該發明還提供上述pp材料的製備方法。該發明的pp材料無需噴塗直接注塑即可獲得良好的高光澤和珠光閃爍，以及金屬噴漆效果，具備良好外觀，與噴漆工藝相比節約了成本，同時避免了製品使用過程中的脫漆問題，再配合高光鏡面模具和較高的模溫的成型條件，還可以解決製品熔接線和流痕的問題，實現了真正的免噴塗。
cn106279971a公開了一種免噴塗的高光pp生產配方，包括以下重量百分比的組份，6～9％的四氫呋喃，0.1～0.3％的四三苯基膦鈀，1～2％的珠光粉，1～2％的色粉，0.3～0.5％的潤滑劑，0.3～0.5％的成核劑，0.3～0.5％的液體形狀的去紋增亮劑，0.5～0.8％的液體形狀的流動改性劑，0.3～0.8％的液體形狀的相溶劑，餘量為pp粉；該發明的配方直接生產得到的產品表面高光效果好，在產品的表面形成均勻和連續的珠光粉層，且無流紋，質感強，且不需要進行噴油或噴塗等表面處理，簡化生產工序，降低生產成本。
免噴塗是相對噴塗而言，近些年來，儘管市場上已經湧現部分免噴塗產品，但是產品易出現流痕、結合線、刮傷、光澤低等固有缺陷，且這些缺陷並未得到有效的解決。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在於提供一種免噴塗pp材料，反射率高，光澤度高，金屬質感好，可替代金屬質感的噴塗材料。
為達此目的，本發明採用以下技術方案：
一種免噴塗pp材料，按重量份計，包括以下製備原料：
本發明中，所述免噴塗pp材料，按重量份計，包括以下製備原料：
pp90～97份，例如90份、91份、92份、93份、94份、95份、96份、97份；
鋁銀條1～5份，例如1份、2份、3份、4份、5份；
抗氧劑0.2～0.3份，例如0.2份、0.3份；
抗uv助劑0.1～0.2份，例如0.1、0.2份；
蠟粉0.1～0.5份，例如0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份。
本發明中，所述的聚丙烯(簡稱pp)為均聚pp和/或共聚pp。其中，所述均聚pp的熔融指數(簡稱mfi)為1～5g/10min，例如1g/10min、2g/10min、3g/10min、4g/10min、5g/10min。優選地，所述的共聚pp的mfi為20～35g/10min，例如20g/10min、21g/10min、22g/10min、23g/10min、24g/10min、25g/10min、26g/10min、27g/10min、28g/10min、29g/10min、30g/10min、31g/10min、32g/10min、33g/10min、34g/10min、35g/10min。
鋁銀條又稱鋁銀粉，呈微小的銀元狀或鱗片狀，厚度為0.1μm～2μm，粒徑為10～200μm，在塑料中形成多元的排列，對紫外線有良好的反射能力，從而延緩了紫外線對塑膠產品的老化破壞，阻止了水氣體和離子的通過，保護了塑膠，使耐候性優於一般傳統的塑膠顏料。本發明中，所述的鋁銀條的粒徑為30～35μm，例如30μm、31μm、32μm、33μm、34μm、35μm，將該粒徑範圍內的鋁銀條添加到塑膠裡，可以很好的分散到塑膠中，使塑膠材料具有金屬的光澤及明亮的色彩，並接近噴塗效果，克服了以往鋁銀粉色澤灰暗，容易起灰，汙染環境對人體有害的缺點；能夠長期存放不易氧化並且具有良好分散性、著色能力、遮蓋能力。
本發明的抗氧劑優選為b225抗氧劑(irganoxb225)，其作為增效加工、長效熱穩定劑可應用於聚烯烴，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、eva；亦可用於工程塑料、苯乙烯均聚或共聚物、聚氨酯、彈性體、膠粘劑以及其它有機材料。irganoxb225為二元經典復配抗氧劑，其中位阻酚含量較高，強調長效穩定性，其有如下特點：可保持熔體初始流動指數；能降低成品顏色；可改善長效穩定性。
其中，所述抗紫外線助劑(簡稱抗uv助劑)為受阻胺光穩定劑chimassorb944。chimassorb944是一種高分子量的受阻胺光穩定劑，可以應用在聚烯烴塑料(如聚丙烯，聚乙烯)、烯烴共聚物(如eva和丙烯與橡膠的混合體等)中，有抗氧劑的效果，同時對聚合物有長期熱穩定效果。另外，chimassorb944添加到樹脂中後，樹脂的透明性和顏色不受影響，與樹脂的相容性很好，容易分散於聚合物基體中，它的熱穩定性和大分子量使其在高溫下不易揮發，不分解；流動性好，無塵，易運輸及進料。
本發明中，所述的蠟粉為乙撐雙硬脂酸醯胺(簡稱ebs)。ebs分子結構中，兩端為非極性長鏈烷基，中間是極性雙醯胺基，這種對稱中位極性結構，賦予ebs優良的潤溼和滲透能力。對各類顏料和填充劑粉體有顯著的潤溼和分散作用。ebs分子中的極性基和非極性基的良好匹配和較高分子量，使它既不溶於醇類，又不溶於油類。這種均衡性質使它在大多數樹脂中具有適中的相容性，並呈現出優良的內部和外部潤滑效果。作為潤滑劑、降粘劑、脫模劑，廣泛適用於聚乙烯(簡稱pe)、聚丙烯(簡稱pp)、聚苯乙烯(簡稱ps)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(簡稱pbt)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡稱pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(簡稱pmma)、聚碳酸酯(簡稱pc)、聚氯乙烯(簡稱pvc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(簡稱abs)、丙烯腈-苯乙烯樹脂(簡稱as)、尼龍(簡稱pa)、酚醛樹脂(簡稱pf)、脲醛塑料(簡稱uf)、三聚氰胺甲醛樹脂(簡稱mf)等樹脂。ebs的滑膩特性，使它具有爽滑劑功能，在吹塑薄膜生產中可作為爽滑劑用，改進膜面間的開口性純樹脂中添加ebs，具有內外潤滑效果和降粘作用。樹脂加工過程中，當保持剪切應力不變的情況下，添加ebs允許提高剪切速率從而加速樹脂的塑化與混煉，提高生產效率，並能降低產量能耗比。
本發明的目的之二在於提供一種免噴塗pp材料的製備方法，包括如下步驟：按重量份計，將90～97份的pp、1～5份的鋁銀條、0.2～0.3份的抗氧劑、0.1～0.2份的抗uv助劑、0.1～0.5份的蠟粉混合均勻後加入雙螺杆擠出機中，經擠出、冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
本發明的免噴塗pp材料的製備方法，簡化了生產工序，降低了生產成本，通過原料的選擇及配比以及工藝條件的調整，使鋁銀條在pp中的分散度均勻，製得的pp塑料製品的金屬感高，不同角度下的反射度高，免噴塗可以替代金屬質感的噴塗產品。
其中，所述混合過程是在高速混合機中進行的，所述混合的速度為100～300r/min，例如100r/min、120r/min、150r/min、160r/min、180r/min、200r/min、230r/min、250r/min、270r/min、300r/min；所述混合的時間為10～20min，例如10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min、20min。
優選地，所述雙螺杆擠出機的擠出溫度為180～230℃，例如180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃。控制擠出過程為三段式加熱，第一區域為第一段，第二區域為第二段，第3～10區域為第三段，各段的擠出溫度為：第一區域180℃，第二區域220℃，第3～10區域溫度為230℃，第11區域溫度為220℃，本發明的三段式加熱更靈活的控制螺杆不同部位的熱量需求，更好的實現塑料從熔融、塑化到計量的過程。
優選地，所述雙螺杆擠出機的螺杆速度為300～400r/min，例如300r/min、310r/min、320r/min、330r/min、340r/min、350r/min、360r/min、370r/min、380r/min、390r/min、400r/min。
作為本發明的優選方案，一種免噴塗pp材料的製備方法，包括如下步驟：按重量份計，將90～97份的pp、1～5份的鋁銀條、0.2～0.3份的抗氧劑、0.1～0.2份的抗uv助劑、0.1～0.5份的蠟粉加入高速混合機中，以100～300r/min的混合速度混合10～20min至均勻後加入雙螺杆擠出機中，控制擠出溫度為180～230℃，控制螺杆速度為300～400r/min，經擠出、冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
(1)本發明的免噴塗pp材料，選用分散性好的鋁銀條以及基體樹脂pp材料，製得的免噴塗pp材料反射率高，30°角度下的反射率在28％以上，45°角度下的反射率在42％以上，75°角度下的反射率在39％以上。
(2)鋁銀條在pp材料中的分散均勻，在免噴塗pp材料成品中殘存鋁片的平均粒徑在12μm以上。
(3)本發明的免噴塗pp材料的製備方法工藝簡單，成本低，製得的免噴塗pp材料具有較高的光澤度和金屬質感，可替代金屬質感的噴塗材料。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
如無具體說明，本發明的各種原料均可市售購得，或根據本領域的常規方法製備得到。
實施例1
按重量份計，將97份的mfi為3g/10min的均聚pp、2份粒徑為34μm的鋁銀條、0.3份的irganoxb225、0.2份的chimassorb944、0.5份的蠟粉依次加入高速混合機中，以200r/min的速度混合15min，將混合好的物料加入雙螺杆擠出機料鬥中，控制螺杆轉速為350r/min，控制擠出溫度為：第一區域180℃，第二區域220℃，第3～10區域溫度為230℃，第11區域溫度為220℃，將擠出的物料依次經冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
實施例2
按重量份計，將97份的mfi為4g/10min的均聚pp、2份粒徑為32μm的鋁銀條、0.3份的irganoxb225、0.2份的chimassorb944、0.5份的蠟粉依次加入高速混合機中，以100r/min的速度混合20min，將混合好的物料加入雙螺杆擠出機料鬥中，控制螺杆轉速為400r/min，控制擠出溫度為：第一區域180℃，第二區域220℃，第3～10區域溫度為230℃，第11區域溫度為220℃，將擠出的物料依次經冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
實施例3
按重量份計，將97份的mfi為5g/10min的均聚pp、2份粒徑為30μm的鋁銀條、0.3份的irganoxb225、0.2份的chimassorb944、0.5份的蠟粉依次加入高速混合機中，以300r/min的速度混合10min，將混合好的物料加入雙螺杆擠出機料鬥中，控制螺杆轉速為300r/min，控制擠出溫度為：第一區域180℃，第二區域220℃，第3～10區域溫度為230℃，第11區域溫度為220℃，將擠出的物料依次經冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
實施例4
按重量份計，將97份的mfi為29g/10min的共聚pp、2份粒徑為34μm的鋁銀條、0.3份的irganoxb225、0.2份的chimassorb944、0.5份的蠟粉依次加入高速混合機中，以200r/min的速度混合15min，將混合好的物料加入雙螺杆擠出機料鬥中，控制螺杆轉速為350r/min，控制擠出溫度為：第一區域180℃，第二區域220℃，第3～10區域溫度為230℃，第11區域溫度為220℃，將擠出的物料依次經冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
實施例5
按重量份計，將97份的mfi為20g/10min的共聚pp、2份粒徑為32μm的鋁銀條、0.3份的irganoxb225、0.2份的chimassorb944、0.5份的蠟粉依次加入高速混合機中，以200r/min的速度混合15min，將混合好的物料加入雙螺杆擠出機料鬥中，控制螺杆轉速為350r/min，控制擠出溫度為：第一區域180℃，第二區域220℃，第3～10區域溫度為230℃，第11區域溫度為220℃，將擠出的物料依次經冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
實施例6
按重量份計，將97份的mfi為35g/10min的共聚pp、2份粒徑為30μm的鋁銀條、0.3份的irganoxb225、0.2份的chimassorb944、0.5份的蠟粉依次加入高速混合機中，以200r/min的速度混合15min，將混合好的物料加入雙螺杆擠出機料鬥中，控制螺杆轉速為350r/min，控制擠出溫度為：第一區域180℃，第二區域220℃，第3～10區域溫度為230℃，第11區域溫度為220℃，將擠出的物料依次經冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
實施例7
按重量份計，將95份的mfi為2g/10min的均聚pp、5份粒徑為30μm的鋁銀條、0.2份的irganoxb225、0.1份的chimassorb944、0.3份的蠟粉依次加入高速混合機中，以200r/min的速度混合15min，將混合好的物料加入雙螺杆擠出機料鬥中，控制螺杆轉速為350r/min，控制擠出溫度為：第一區域180℃，第二區域220℃，第3～10區域溫度為230℃，第11區域溫度為220℃，將擠出的物料依次經冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
實施例8
按重量份計，將90份的mfi為28g/10min的共聚pp、1份粒徑為34μm的鋁銀條、0.2份的irganoxb225、0.1份的chimassorb944、0.1份的蠟粉依次加入高速混合機中，以200r/min的速度混合15min，將混合好的物料加入雙螺杆擠出機料鬥中，控制螺杆轉速為350r/min，控制擠出溫度為：第一區域180℃，第二區域220℃，第3～10區域溫度為230℃，第11區域溫度為220℃，將擠出的物料依次經冷卻、切粒、過篩、乾燥後製備得到免噴塗pp材料。
將實施例1-8製得的免噴塗pp材料進行測試，測試項目包括30度，45度，75度光的反射率，鋁銀粉在pp中的分散均勻度，鋁銀條在產品中殘存鋁片的平均粒徑，測試結果如表1所示。
表1
本發明製得的免噴塗pp材料，表面無流痕、結合線、刮傷等缺陷。由表1數據可以看出，本發明的免噴塗pp材料，反射率高，30°角度下的反射率在28％以上，45°角度下的反射率在42％以上，75°角度下的反射率在39％以上；鋁銀條在pp材料中的分散均勻，在免噴塗pp材料成品中殘存鋁片的平均粒徑在12μm以上，因此本發明的免噴塗pp材料具有較高的光澤度和金屬質感，可替代金屬質感的噴塗材料。
申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明並不局限於上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護範圍和公開範圍之內。