一種復配阻燃增強塑膠用鋁顏料的製作方法

2023-09-19 13:39:30 1

本發明涉及顏料技術領域，尤其涉及一種復配阻燃增強塑膠用鋁顏料。

背景技術：

鋁顏料又稱鋁銀漿、鋁銀粉、片狀鋁粉，它具有平滑且極薄的鱗片狀結構，是應用最多的金屬效應顏料之一。鋁顏料具備良好的防腐性能，還能反射可見光，具有銀白色的金屬光澤，同時隨著角度的不同反射的光的強度也在變化，所以鋁顏料具有很好的裝飾效果；鋁顏料也能反射紅外光和紫外光，因而還具有保溫性能和延緩塗層以及橡膠和塑料老化的作用。隨著國家和社會關注程度的提高，低碳與環保的話題已不再是一個概念，而是已轉化為實實在在的行動。隨著材料和模具工藝的發展，免噴塗成為改性塑料發展的新趨勢，樹脂直接注塑成零件即可滿足啞光、高光或者閃爍珠光等生產廠家要求的效果。免去了噴漆的工藝，就免去了對環境的傷害，而且大大降低了製造成本。家電、汽車、電子產品行業塑料件的塗裝一般是通過工人手工來完成的，隨著消費水平和物價的提高，在家電產品利潤急劇降低的同時，工資大幅上漲，用工成本的上升已成為企業難以承擔但是又必須承擔的包袱。製備具有珠光效果、金屬質感的塑料材料直接用於家電塑料外觀件的加工成型可減少環境汙染、提高產品外觀檔次、降低產品成本，提高產品競爭力。所以製備直接用於樹脂注塑的鋁顏料顯得尤為重要，鋁顏料在塑料行業中的應用越來越受到推崇。

專利《一種條狀鋁顏料及其製備方法》中通過將普通鋁顏料進行清洗壓濾然後與高分子聚合物以及助劑進行擠出，得到條狀的鋁顏料，所製得鋁顏料在塑料中易分散，無粉塵，通用性好，塑料成型時可大大減少流痕，解決了鋁顏料在樹脂中不好分散的難題，但是樹脂與鋁顏料以及助劑是經過高溫熔化再雙螺杆或單螺杆擠出，由於擠出或注塑時溫度都較高，高溫下鋁顏料容易變色或氧化，從而使工件表面金屬色變暗，這就需要通過改性提高鋁粉的熱穩定性，降低鋁顏料的腐蝕性。

技術實現要素：

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種復配阻燃增強塑膠用鋁顏料。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種復配阻燃增強塑膠用鋁顏料，由下列重量份的原料製成：片狀鋁粉70-75、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷14-15、無水乙醇適量、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯28-30、丙烯酸1-1-1.2、偶氮二異丁腈0.09-0.1、聚乙烯吡咯烷酮1.75-1.9、脂肪酸醯胺3.5-4、聚丙烯18-20、雙(乙醯乙酸乙酯)鈦酸二異丙酯2-3、聚磷酸銨5-6、季戊四醇2-2.4、正矽酸四乙酯1-1.3、去離子水5-6、TX-100.2-0.22、丙酮適量。

所述一種復配阻燃增強塑膠用鋁顏料，由以下具體步驟製成：

2、根據權利要求1所述一種復配阻燃增強塑膠用鋁顏料，其特徵在於，由以下具體步驟製成：

（1）將甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷溶4-5倍量的無水乙醇中，然後加入片狀鋁粉，加熱至55-60℃，反應1-1.5小時後用無水乙醇洗滌數次，真空乾燥得到偶聯改性鋁粉；

（2）將偶聯改性鋁粉中加入2-3倍量的無水乙醇，放入反應釜中，邊攪拌邊加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸以及溶於等量無水乙醇的聚乙烯吡咯烷酮，氮氣保護下加熱至70-80℃，然後恆溫滴加偶氮二異丁腈，然後升至85℃反應30-40分鐘，待反應結束後再繼續攪拌50-60分鐘，自然冷卻，離心分離，得到濾餅，最後將濾餅放入旋轉蒸發器中蒸發掉無水乙醇，得到接枝鋁粉；

（3）將季戊四醇與2-3倍量的丙酮混合，加入TX-10、正矽酸四乙酯，充分攪拌後超聲振蕩30-40分鐘，然後加入去離子水，加熱至40-50℃恆溫水浴反應2-3小時後冷卻至室溫，過濾，用丙酮洗滌濾餅2-3次，最後在60-70℃下真空乾燥，得到表面包覆季戊四醇待用；將聚丙烯送入密煉機中，加入表面包覆季戊四醇、聚磷酸銨，加熱至140-150℃，以100-120轉/分的速度密煉5-6分鐘，出料，破碎，得到阻燃增強助劑；

（4）將步驟（2）得到的接枝鋁粉與步驟（3）得到的阻燃增強助劑混合，繼續加入其餘剩餘成分，放入雙螺杆擠出機中擠出形成長3-5mm、直徑為1-2mm的圓柱體，控制擠出溫度為90-120℃，最後在50-60℃下真空乾燥5-6小時即得。

本發明的優點是：本發明首先通過甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷對片狀鋁粉進行偶聯，使得片狀鋁粉表面轉變為親油性，使之與油性單體更好地相溶，以便在顆粒表面進行原位聚合反應，然後通過原位溶液聚合將三羥甲基丙烷三丙烯酸酯包覆在片狀鋁粉表面，包覆層薄而均勻，起到了增大粒子間排斥力的作用，相當於分散劑的作用，提高了鋁粉的分散性能，同時能夠阻隔鋁粉與空氣、水分直接接觸，進一步提高了鋁粉的耐腐蝕性能以及保持鋁粉的活性，同時包覆後的鋁粉熱穩定性得到了很大的提高。

本發明將表面包覆改性的季戊四醇與聚磷酸銨復配與聚丙烯進行密煉，作為助劑添加到鋁顏料的製備中，協同作用能夠使得阻燃成分均勻的分配在鋁顏料中，在燃燒時能夠形成更加穩定的炭層，阻燃效果顯著，本發明產品與塑料、橡膠等成分相容性好，分散性能佳，防火、環保，安全係數高，工藝簡單便於工業生產。

具體實施方式

一種復配阻燃增強塑膠用鋁顏料，由下列重量份（公斤）的原料製成：片狀鋁粉70、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷14、無水乙醇適量、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯28、丙烯酸1、偶氮二異丁腈0.09、聚乙烯吡咯烷酮1.75、脂肪酸醯胺3.5、聚丙烯18、雙(乙醯乙酸乙酯)鈦酸二異丙酯2、聚磷酸銨5、季戊四醇2、正矽酸四乙酯1、去離子水5、TX、丙酮適量。

所述一種復配阻燃增強塑膠用鋁顏料，由以下具體步驟製成：

（1）將甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷溶4倍量的無水乙醇中，然後加入片狀鋁粉，加熱至55℃，反應1小時後用無水乙醇洗滌數次，真空乾燥得到偶聯改性鋁粉；

（2）將偶聯改性鋁粉中加入2倍量的無水乙醇，放入反應釜中，邊攪拌邊加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸以及溶於等量無水乙醇的聚乙烯吡咯烷酮，氮氣保護下加熱至70℃，然後恆溫滴加偶氮二異丁腈，然後升至85℃反應30分鐘，待反應結束後再繼續攪拌50分鐘，自然冷卻，離心分離，得到濾餅，最後將濾餅放入旋轉蒸發器中蒸發掉無水乙醇，得到接枝鋁粉；

（3）將季戊四醇與2倍量的丙酮混合，加入TX、正矽酸四乙酯，充分攪拌後超聲振蕩30分鐘，然後加入去離子水，加熱至40℃恆溫水浴反應2小時後冷卻至室溫，過濾，用丙酮洗滌濾餅2次，最後在60℃下真空乾燥，得到表面包覆季戊四醇待用；將聚丙烯送入密煉機中，加入表面包覆季戊四醇、聚磷酸銨，加熱至140℃，以100轉/分的速度密煉5分鐘，出料，破碎，得到阻燃增強助劑；

（4）將步驟（2）得到的接枝鋁粉與步驟（3）得到的阻燃增強助劑混合，繼續加入其餘剩餘成分，放入雙螺杆擠出機中擠出形成長3mm、直徑為1mm的圓柱體，控制擠出溫度為120℃，最後在50℃下真空乾燥5小時即得。

經過試驗，本發明產品表面光滑、無雜質、無色點色斑，耐溫大於250℃，在塑料或橡膠產品中的分散性佳，用其製成的免噴塗注塑件表面平整、無流痕、容易脫模。