本發(fā)明屬于高分子材料改性領(lǐng)域，具體涉及一種高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚丙烯(PP)具有合成工藝簡(jiǎn)單、綜合性能優(yōu)良及價(jià)格相對(duì)低廉，同時(shí)又容易進(jìn)行改性等特點(diǎn)，使得其改性新材料層出不窮。隨著低碳環(huán)保概念的推廣，替代噴漆的免噴涂復(fù)合材料越來越受到眾多企業(yè)及研究者的關(guān)注，而被廣泛應(yīng)用于微波爐、電飯煲、電熱水器等日用家電中。通過在聚丙烯復(fù)合材料中添加金屬顏料和珠光顏料等具有特殊色彩的顏料，可幫助客戶應(yīng)對(duì)多樣化、差別化的市場(chǎng)需求，同時(shí)能減少生產(chǎn)工藝流程、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。由于無需噴涂就可達(dá)到噴涂的金屬效果和珠光效果，不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有毒有害的氣體、粉塵等污染物質(zhì)，因此在生產(chǎn)過程中真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。由此可見，免噴涂材料將擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，形成巨大的市場(chǎng)潛力。目前，高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的生產(chǎn)造粒方式主要是在聚丙烯基體樹脂中直接添加金屬顏料和珠光顏料，通過熔融擠出得到，雖然一定程度上可以實(shí)現(xiàn)金屬效果和珠光效果，但金屬顏料和珠光顏料經(jīng)高溫長(zhǎng)螺桿剪切后粒徑變小，影響注塑制件表面的金屬質(zhì)感，且在注塑成型過程中制件表面易產(chǎn)生流痕和熔接線等缺陷。這主要跟金屬顏料和珠光顏料在聚丙烯復(fù)合材料中的均勻分散性、流動(dòng)取向及螺桿剪切程度有關(guān)。中國(guó)發(fā)明專利CN104479229A公布了一種免噴涂烤漆仿金屬聚丙烯材料及制備方法，通過直接在聚丙烯基材中添加復(fù)合金屬粉進(jìn)行共混擠出，需添加的復(fù)合金屬粉比例高，注塑成型時(shí)易產(chǎn)生流痕和熔接線。中國(guó)發(fā)明專利CN102643505A公布了具有磁性的免噴涂美學(xué)樹脂組合物及其制備方法，通過制備磁性金屬顏料母粒來減輕含鋁粉顏料的美學(xué)樹脂在注塑或擠出過程中出現(xiàn)的流痕和熔接線，但制備磁性金屬顏料母粒和對(duì)珠光顏料表面進(jìn)行包覆處理工序較為復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，通過以聚丙烯樹脂粉為金屬顏料和珠光顏料的載體，先進(jìn)行預(yù)混后制備成著色母粒，再通過側(cè)喂料添加方式來改善金屬顏料和珠光顏料在聚丙烯復(fù)合材料中的流動(dòng)取向和均勻分散性，并很大程度上保持了其原有粒徑，從而減輕了注塑過程中產(chǎn)生的流痕和熔接線，增強(qiáng)了制件表面的金屬質(zhì)感，同時(shí)還能降低金屬顏料和珠光顏料的使用量。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明涉及一種高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括以下組分及質(zhì)量份數(shù)：進(jìn)一步地，所述聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的一種或兩種，其中均聚聚丙烯在溫度230℃和載荷2.16kg條件下熔融指數(shù)為1～70g/10min，共聚聚丙烯在溫度230℃和載荷2.16kg條件下熔融指數(shù)為1～50g/10min。進(jìn)一步地，所述無機(jī)填料為硫酸鋇、滑石粉或碳酸鈣的一種或兩種以上的組合物，其粒徑范圍均為1-15μm。更進(jìn)一步地，所述滑石粉在高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料中的質(zhì)量份數(shù)不大于20份。進(jìn)一步地，所述抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1：(1-2)的復(fù)合物。進(jìn)一步地，所述潤(rùn)滑劑為硅油、白礦油、脂肪酸酰胺、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、石蠟、聚乙烯蠟、乙撐雙硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一種。進(jìn)一步地，所述成核劑為山梨醇類、有機(jī)磷酸鹽類、有機(jī)羧酸鹽類、支化酰胺類成核劑中的至少一種。進(jìn)一步地，所述著色母粒著色母粒由以聚丙烯樹脂粉為金屬顏料和珠光顏料的載體，進(jìn)行預(yù)混而成。更進(jìn)一步地，所述聚丙烯樹脂粉在溫度230℃和載荷2.16kg條件下熔融指數(shù)為1～50g/10min。更進(jìn)一步地，所述聚丙烯樹脂粉在著色母粒中的質(zhì)量百分比不小于50％。更進(jìn)一步地，所述金屬顏料為鋁粉、銀粉、金粉、鋅粉、銅粉中的一種或兩種以上的混合物，所述金屬顏料的形狀為片狀、銀元狀、棒狀或球狀，其粒徑為5μm～300μm。更進(jìn)一步地，所述珠光顏料為粒徑100μm～500μm的天然魚鱗珠光顏料、氯氧化鉍結(jié)晶珠光顏料、云母涂覆珠光顏料、二氧化硅涂覆珠光顏料、硅酸鋁鹽涂覆珠光顏料、硼酸鋁鹽涂覆珠光顏料、人造云母涂覆珠光顏料、氧化鉍涂覆珠光顏料中的一種或兩種以上的組合物。制備高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的方法，包括以下步驟：按質(zhì)量份數(shù)稱取聚丙烯樹脂、無機(jī)填料、抗氧劑、潤(rùn)滑劑及成核劑，在高混機(jī)里混合1-3min，混合均勻后加入到平行雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中，同時(shí)按質(zhì)量份數(shù)稱取著色母粒加入到側(cè)喂料料斗中，經(jīng)過熔融擠出，然后造粒、冷卻，得到高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過以聚丙烯樹脂粉為金屬顏料和珠光顏料的載體，先進(jìn)行預(yù)混后制備成著色母粒，再通過側(cè)喂料添加方式來改善金屬顏料和珠光顏料在聚丙烯復(fù)合材料中的流動(dòng)取向和均勻分散性，很大程度上保持了其原有粒徑，從而減輕了注塑過程中產(chǎn)生的流痕和熔接線，增強(qiáng)了制件表面的金屬質(zhì)感，同時(shí)還能降低金屬顏料和珠光顏料的使用量。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：實(shí)施例1一種高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法包括以下步驟：按質(zhì)量份數(shù)稱取聚丙烯樹脂、無機(jī)填料、抗氧劑、潤(rùn)滑劑及成核劑，在高混機(jī)里混合1-3min，混合均勻后加入到平行雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中，同時(shí)按質(zhì)量份數(shù)稱取好聚丙烯樹脂粉、金屬顏料及珠光顏料，先進(jìn)行預(yù)混后制備成著色母粒，再加入到側(cè)喂料料斗中，經(jīng)過熔融擠出，然后造粒、冷卻，得到高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料。具體材料性能、金屬質(zhì)感及流痕和熔接線的評(píng)價(jià)如表2所示。其中擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為180～600轉(zhuǎn)/分，各區(qū)溫度為：一區(qū)160～200℃，二區(qū)200～240℃，三區(qū)200～240℃，四區(qū)200～240℃，五區(qū)200～240℃，六區(qū)200～240℃，七區(qū)200～240℃，八區(qū)200～240℃，機(jī)頭220～250℃。其中，聚丙烯樹脂為均聚PP與共聚PP按4:1混合，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)分別為25g/10min和7g/10min，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1的復(fù)合物，潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺，成核劑為有二(3,4-二甲基苯亞甲基)山梨醇，著色母粒按聚丙烯樹脂粉：金屬顏料：珠光顏料＝8:1:1進(jìn)行預(yù)混所得，且聚丙烯樹脂粉為均聚PP粉，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為32g/10min，金屬顏料為球狀的鋁粉，其粒徑為100μm，珠光顏料為二氧化硅涂覆珠光顏料，其粒徑為300μm。實(shí)施例2一種高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法同實(shí)施例1，具體材料性能、金屬質(zhì)感及流痕和熔接線的評(píng)價(jià)如表2所示。其中，聚丙烯樹脂為均聚PP，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為25g/10min，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1的復(fù)合物，潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺，成核劑為二(3,4-二甲基苯亞甲基)山梨醇，著色母粒按聚丙烯樹脂粉：金屬顏料：珠光顏料＝8:1:1進(jìn)行預(yù)混所得，且聚丙烯樹脂粉為均聚PP粉，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為32g/10min，金屬顏料為球狀的鋁粉，其粒徑為100μm，珠光顏料為二氧化硅涂覆珠光顏料，其粒徑為300μm，無機(jī)填料為硫酸鋇，其粒徑為7μm。實(shí)施例3一種高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法同實(shí)施例1，具體材料性能、金屬質(zhì)感及流痕和熔接線的評(píng)價(jià)如表2所示。其中，聚丙烯樹脂為均聚PP，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為25g/10min，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1的復(fù)合物，潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺，成核劑為二(3,4-二甲基苯亞甲基)山梨醇，著色母粒按聚丙烯樹脂粉：金屬顏料：珠光顏料＝8:1:1進(jìn)行預(yù)混所得，且聚丙烯樹脂粉為均聚PP粉，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為32g/10min，金屬顏料為球狀的鋁粉，其粒徑為100μm，珠光顏料為二氧化硅涂覆珠光顏料，其粒徑為300μm，無機(jī)填料為硫酸鋇，其粒徑為7μm。實(shí)施例4一種高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法同實(shí)施例1，具體材料性能、金屬質(zhì)感及流痕和熔接線的評(píng)價(jià)如表2所示。其中，聚丙烯樹脂為均聚PP，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為25g/10min，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1的復(fù)合物，潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺，成核劑為二(3,4-二甲基苯亞甲基)山梨醇，著色母粒按聚丙烯樹脂粉：金屬顏料：珠光顏料＝8:1:1進(jìn)行預(yù)混所得，且聚丙烯樹脂粉為均聚PP粉，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為32g/10min，金屬顏料為球狀的鋁粉，其粒徑為100μm，珠光顏料為二氧化硅涂覆珠光顏料，其粒徑為300μm，無機(jī)填料為硫酸鋇，其粒徑為7μm。實(shí)施例5一種高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法同實(shí)施例1，具體材料性能、金屬質(zhì)感及流痕和熔接線的評(píng)價(jià)如表2所示。其中，聚丙烯樹脂為均聚PP，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為15g/10min，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1的復(fù)合物，潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋇，成核劑為苯甲酸鈉，著色母粒按聚丙烯樹脂粉：金屬顏料：珠光顏料＝8:1:1進(jìn)行預(yù)混所得，且聚丙烯樹脂粉為均聚PP粉，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為22.5g/10min，金屬顏料為球狀的鋁粉，其粒徑為100μm，珠光顏料為二氧化硅涂覆珠光顏料，其粒徑為400μm，無機(jī)填料為硫酸鋇和碳酸鈣按1:1，其粒徑分別為7μm和10μm。實(shí)施例6一種高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法同實(shí)施例1，具體材料性能、金屬質(zhì)感及流痕和熔接線的評(píng)價(jià)如表2所示。其中，聚丙烯樹脂為均聚PP，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為25g/10min，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1的復(fù)合物，潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺，成核劑為二(3,4-二甲基苯亞甲基)山梨醇，著色母粒按聚丙烯樹脂粉：金屬顏料：珠光顏料＝8:1:1進(jìn)行預(yù)混所得，且聚丙烯樹脂粉為均聚PP粉，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為32g/10min，金屬顏料為球狀的鋁粉，其粒徑為100μm，珠光顏料為二氧化硅涂覆珠光顏料，其粒徑為300μm，無機(jī)填料為硫酸鋇、滑石粉和碳酸鈣按1:1:1，其粒徑分別為7μm、5μm和7μm。對(duì)比例1普通高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法包括以下步驟：按質(zhì)量份數(shù)稱取聚丙烯樹脂、無機(jī)填料、抗氧劑、潤(rùn)滑劑、成核劑、聚丙烯樹脂粉、金屬顏料及珠光顏料，在高混機(jī)里混合1-3min，混合均勻后加入到平行雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中，經(jīng)過熔融擠出，然后造粒、冷卻，得到普通高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料。具體材料性能、金屬質(zhì)感及流痕和熔接線的評(píng)價(jià)如表2所示。其中擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為180～600轉(zhuǎn)/分，各區(qū)溫度為：一區(qū)160～200℃，二區(qū)200～240℃，三區(qū)200～240℃，四區(qū)200～240℃，五區(qū)200～240℃，六區(qū)200～240℃，七區(qū)200～240℃，八區(qū)200～240℃，機(jī)頭220～250℃。其中，聚丙烯樹脂為均聚PP，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為25g/10min，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1的復(fù)合物，潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺，成核劑為二(3,4-二甲基苯亞甲基)山梨醇，聚丙烯樹脂粉為均聚PP粉，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為32g/10min，金屬顏料為球狀的鋁粉，其粒徑為100μm，珠光顏料為二氧化硅涂覆珠光顏料，其粒徑為300μm，無機(jī)填料為硫酸鋇，其粒徑為7μm。對(duì)比例2普通高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法同對(duì)比例1，具體材料性能、金屬質(zhì)感及流痕和熔接線的評(píng)價(jià)如表2所示。其中，聚丙烯樹脂為均聚PP，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為25g/10min，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1的復(fù)合物，潤(rùn)滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺，成核劑為二(3,4-二甲基苯亞甲基)山梨醇，聚丙烯樹脂粉為均聚PP粉，其熔體流動(dòng)速率(230℃/2.16kg)為32g/10min，金屬顏料為球狀的鋁粉，其粒徑為100μm，珠光顏料為二氧化硅涂覆珠光顏料，其粒徑為300μm，無機(jī)填料為硫酸鋇，其粒徑為7μm。表1實(shí)施例和對(duì)比例的高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的原料配方(按質(zhì)量份數(shù))組份實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6對(duì)比例1對(duì)比例2聚丙烯樹脂9580757060507575無機(jī)填料010101020301010抗氧劑0.10.20.20.20.210.20.2潤(rùn)滑劑0.10.30.30.30.320.30.3成核劑0.050.20.20.20.20.50.20.2著色母粒51015202020//聚丙烯樹脂粉//////1212金屬顏料//////1.51.85珠光顏料//////1.51.85表2實(shí)施例和對(duì)比例的高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的性能、金屬質(zhì)感及流痕和熔接線評(píng)價(jià)注：▲越多表示金屬質(zhì)感越好○越多表示流痕和熔接線越嚴(yán)重由實(shí)施例3與對(duì)比例1對(duì)比可以看出通過以聚丙烯樹脂粉為金屬顏料和珠光顏料的載體，先進(jìn)行預(yù)混后制備成著色母粒，采用側(cè)喂料添加方式制備的高光澤免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的金屬質(zhì)感好，流痕和熔接線輕微，由實(shí)施例3與對(duì)比例2對(duì)比可以看出通過主喂料方式添加金屬顏料和珠光顏料達(dá)到側(cè)喂料添加方式的金屬質(zhì)感，金屬顏料和珠光顏料的添加量需分別增加23.3％，且在注塑成型過程中制件表面的流痕和熔接線更為嚴(yán)重。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3