CN102464847A - 一种树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种树脂组合物及其制备方法，树脂组合物包括以下组分及重量份含量：树脂100、架桥结构的改性剂0.2～3.0、金属颜料0.3～4.0、润滑剂0.3～2.0、抗氧剂0.1～1.0、矿物油0.1～0.3，将部分树脂、架桥结构的改性剂、润滑剂及抗氧剂按配方比例混合，剩余的树脂及矿物油预混后加入金属颜料，得到的混合物分别从双螺杆挤出机的上游喂料口和下游喂料口加入，经熔融挤出、拉条、冷却、切粒得到产品。本发明制备得到的树脂组合物具有优良的外观，解决了在透明或半透明树脂中混入具有一定长径比的金属颜料时出现流线或熔合线的问题，可用于生产无流线的闪光或金属光泽外观的树脂组合物。

Description

一种树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子树脂及其制备方法，尤其是涉及一种树脂组合物及其制备方法。

背景技术

近年来，消费品对具有独特颜色及外观的塑料产生了强烈的需求。例如，目前具有闪烁效果和金属质感的外观产品越来越受到消费者的青睐，与传统的单一色调相比，这种独特的外观能给人带来极大的视觉冲击，使消费者能享受其美学设计，我们把这种材料称为美学树脂。

美学树脂传统的技术方案是对成型产品进行后处理，使用最多的是喷涂工艺，可以根据产品需要选择珠光漆、金属漆等。但喷涂工艺有诸多限制，如工序复杂，对毛坯件表面要求较高，结果导致产品成本成倍增加；另一方面，喷涂产品无法回收，对环境造成了极大的压力。因此，目前开发出了新型金属颜料，可以直接与树脂共混获得具有金属光泽或闪烁效果的塑料制品。为了达到或接近喷涂效果，往往需要金属颜料具有一定的长径比才能赋予产品真金属外观或强烈的闪烁效果。目前，铝粉是使用最广泛的具有一定长径比的金属颜料，铝粉颜料具有“双色效应”，即从不同的角度观察其涂层时，涂层的颜色会随着角度的变化而发生改变。通常正面观察涂层时，涂层颜色比较明亮，而侧面观察涂层时，其颜色则会显得相对暗淡。铝粉颜料反射光线的能力比较强，其涂层不仅可反射可见光，而且还可以发射紫外光和红外光，对可见光的全光谱反射，因而在视觉上呈现银白色，具有极强的金属效果。

通过长径比的选择，可以获得不同的外观效果。正如高长径比的纤维可以赋予材料较高的强度一样，铝粉的长径比越大，产品所表现出来的金属质感和闪烁效果越强烈，这往往为消费者所青睐。但高长径比添加剂在赋予材料某一方面性能外，往往会对材料带来其他负面影响。例如，长玻纤比短玻纤能赋予树脂更高的模量和强度，但高长径比玻纤带来的更为严重的浮纤问题让人难以接受。加入铝粉的制品其缺点在于其具有高长径比，由此而往往在接合线或其他不均匀流动区域铝粉改变取向，使其自身与加工过程中的流场保持一致，从而在最终制品中产生明显的流线或接合线，在透明或半透明制品中表现为该区域铝粉缺失，形成不美观的暗纹，而这正是铝粉的另外一个主要特征：随角效应。

颜料颗粒的几何形状往往对制品的光学效应产生较大影响，如片状或银元状颜料往往为多面体，成型过程中这一类型的颜料在遇到薄壁、螺丝孔或空洞时流动阻力提高，导致这些区域颜料堆积而其他区域颜料缺失，极大的影响了产品美观；另外，注塑成型中浇口附近和制品表层为高剪切区，容易导致片状颜料取向，由于反射率变化而导致不可接受的颜色。而颗粒越是球形的，则其流变动力学上越是各向同性的，从而有利于流线或接合线的减少或消除，但由于球形颜料反射率较低，无法获得预期的金属质感和闪烁效果，所以如何获得无流线(接合线)且具有真金属外观的树脂组合物成为亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种解决了流线或接合线的外观缺陷、具有金属效果和优良外观的树脂组合物及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种树脂组合物，其特征在于，该树脂组合物包括以下组分及重量份含量：

透明或半透明树脂100；

架桥结构的改性剂0.2～3.0；

金属颜料        0.3～4.0；

润滑剂          0.3～2.0；

抗氧剂          0.1～1.0；

矿物油          0.1～0.3。

所述的透明或半透明树脂选自市售的PMMA、SAN、GPPS、PETG、PC、ABS或MS中的一种或多种混合物。

所述的架桥结构的改性剂为交联的甲基丙烯酸共聚物或交联苯乙烯共聚物，微观形态为球形，粒径为1～300μm，优选2～200μm，更优选2～150μm。

所述的树脂与架桥结构的改性剂折光率差为0.01～0.15，优选0.04～0.1，架桥结构的改性剂其流变学粘度远远大于所选用的透明或半透明树脂。

所述的金属颜料选自铝、金、银、钛、银、金属氧化物、云母、玻璃片或着色剂中的一种或几种，金属颜料的长径比为1∶1～40∶1，优选1∶1～15∶1。

所述的润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。

所述的抗氧剂包括CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076或Irganox168的一种或几种。

该树脂组合物还可以包括着色剂、抗静电剂、阻燃剂、光稳定剂或抗滴落剂中的一种或多种，上述助剂的重量份含量为0.1～1.0。

一种树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及重量份含量备料：

树脂                100、

架桥结构的改性剂    0.2～3.0、

金属颜料            0.3～4.0、

润滑剂              0.3～2.0、

抗氧剂              0.1～1.0、

矿物油              0.1～0.3

(2)将上述配比60～80wt％的树脂、架桥结构的改性剂、润滑剂及抗氧剂按配方比例混合后，置于高速混合机中预混5～10min；

(3)将剩余的树脂及矿物油在低速混合机中预混3～5min后加入金属颜料继续混合5min，使金属颜料均匀分布在树脂中；

(4)将步骤(1)得到的混合物从双螺杆挤出机的上游喂料口加入，步骤(2)得到的混合物从双螺杆挤出机的下游喂料口加入，控制反应温度为180～230℃，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒步骤，得到具有优良外观的树脂组合物，即为产品。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)通过架桥结构的改性剂与金属颜料形成的“微胶囊”结构，解决了具有一定长径比的金属颜料由于取向造成的流线或接合线的外观缺陷；

(2)真金属外观，与现有的通过选用球形金属颜料达到减少流线的方案相比，本发明充分发挥了高长径比金属颜料的真金属外观效果，具有更高的市场前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

下述组分用于具体实施例和对比例中：

1、透明树脂：

PMMA/ABS：锦湖日丽透明树脂HAM8541

2、架桥结构的改性剂：

改性剂-1：交联聚苯乙烯，粒径120μm，折射率1.586；

改性剂-2：交联聚苯乙烯，粒径80μm，折射率1.584；

改性剂-3：交联PMMA，粒径80μm，折射率1.516；

3、具有一定长径比的金属颜料：

金属颜料-1：长径比4∶1；

金属颜料-2：长径比20∶1；

金属颜料-3：长径比1∶1；

4、其他组分包括：

抗氧剂168、抗氧剂1010，汽巴精华；

润滑剂：N，N-亚乙基-双硬脂酰胺EBS：HONEYWELL

下列制备方案用于具体实施例和对比例中：

实施1～5

1)将部分PMMA(80％)与除金属颜料和矿物油外的其他组分按一定比例在高速混合机中预混5～10min；

2)将剩余的PMMA(20％)与矿物油按一定比例在低速混合机中预混3～5min后加入金属颜料混合5min，使金属颜料能均匀分布在树脂中；

3)通过双螺杆挤出机，将1)从上游喂料口加入，将2)从下游喂料口加入进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒步骤，得到具有优良外观的树脂组合物。

对比例1

将所有组分按一定比例在高速混合机中预混10min后加入双螺杆挤出机中熔融挤出、拉条、冷却、切粒，得到具有优良外观的树脂组合物。

对比例2

1)将部分PMMA(80％)与除金属颜料和矿物油外的其他组分按一定比例在高速混合机中预混5～10min；

2)将剩余的PMMA(20％)与矿物油按一定比例在低速混合机中预混3～5min后加入金属颜料混合5min，使金属颜料能均匀分布在树脂中；

3)通过双螺杆挤出机，将1)从上游喂料口加入，将2)从下游喂料口加入进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒步骤，得到具有优良外观的树脂组合物；

对比例3

将所有组分按一定比例在高速混合机中预混10min后加入双螺杆挤出机中熔融挤出、拉条、冷却、切粒，得到具有优良外观的树脂组合物。

用于实施例1～5和对比实施例1～3中的每种组分按表1所示设定：

表1

性能评价方法：

待测试样模具：尺寸为50cm*50cm*2mm，对称点浇口2个

注塑好的试样，通过光学显微镜观察熔合线处闪烁效果并测量熔合线宽度；

具体实施例1～5和对比例1～3测试结果见表2

表2：实施例1～5及对比1～3组合物测试结果

注：★越多代表闪烁效果越强烈；

    ★比☆闪烁效果更强烈；

由表2可以看出，包含权利要求书中所述组分的实施例具有优良的外观，包括减小的熔接线程度和可视化程度增加的闪烁效果；通过实施例1和对比例2对比发现，具有优良外观的树脂组合物的实现依赖于本发明所述的制备方法。

得到的产品可以通过注塑、挤出、吹塑或其他不被本发明所限制的方法成型，用于LCD外装饰圈、空调面板等

实施例6

一种树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及重量份含量备料：透明树脂100kg、架桥结构的改性剂0.2kg、金属颜料0.3kg、润滑剂0.3kg、抗氧剂0.1kg、矿物油0.1kg；另外，还可以包括0.3kg的抗静电剂，其中，透明树脂为市售的PMMA、架桥结构的改性剂为交联的甲基丙烯酸共聚物，微观形态为球形，粒径为2μm，透明树脂与架桥结构的改性剂折光率差为0.04，架桥结构的改性剂其流变学粘度远远大于所选用的透明树脂、金属铝颜料，长径比为1∶1，润滑剂为硅油，抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 1010；

(2)将上述配比60wt％的透明树脂、架桥结构的改性剂、润滑剂及抗氧剂按配方比例混合后，置于高速混合机中预混5min；

(3)将剩余的树脂、矿物油及抗静电剂在低速混合机中预混3min后加入金属颜料继续混合5min，使金属颜料均匀分布在树脂中；

(4)将步骤(1)得到的混合物从双螺杆挤出机的上游喂料口加入，步骤(2)得到的混合物从双螺杆挤出机的下游喂料口加入，控制反应温度为180℃，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒步骤，得到具有优良外观的树脂组合物，即为产品。

实施例7

一种树脂组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及重量份含量备料：半透明树脂100kg、架桥结构的改性剂3kg、金属颜料4kg、润滑剂2kg、抗氧剂1kg、矿物油0.3kg；另外，还可以包括0.1kg的阻燃剂及光稳定剂的混合物，其中，半透明树脂为市售的GPPS及PETG混合物、架桥结构的改性剂为交联的交联苯乙烯共聚物，微观形态为球形，粒径为150μm，透明树脂与架桥结构的改性剂折光率差为0.1，架桥结构的改性剂其流变学粘度远远大于所选用的半透明树脂、金属氧化钛颜料，长径比为15∶1，润滑剂为硅油，抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 168；

(2)将上述配比80wt％的半透明树脂、架桥结构的改性剂、润滑剂及抗氧剂按配方比例混合后，置于高速混合机中预混10min；

(3)将剩余的树脂、矿物油、阻燃剂及光稳定剂在低速混合机中预混5min后加入金属颜料继续混合5min，使金属颜料均匀分布在树脂中；

(4)将步骤(1)得到的混合物从双螺杆挤出机的上游喂料口加入，步骤(2)得到的混合物从双螺杆挤出机的下游喂料口加入，控制反应温度为230℃，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒步骤，得到具有优良外观的树脂组合物，即为产品。

Claims (9)

1.一种树脂组合物，其特征在于，该树脂组合物包括以下组分及重量份含量：

树脂            100；

架桥结构的改性剂0.2～3.0；

金属颜料        0.3～4.0

润滑剂          0.3～2.0

抗氧剂          0.1～1.0；

矿物油          0.1～0.3。

2.根据权利要求1所述的一种树脂组合物，其特征在于，所述的树脂选自市售的PMMA、SAN、GPPS、PETG、PC、ABS或MS中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的一种树脂组合物，其特征在于，所述的架桥结构的改性剂为交联的甲基丙烯酸共聚物或交联苯乙烯共聚物，微观形态为球形，粒径为1～300μm，优选2～200μm，更优选2～150μm。

4.根据权利要求1所述的一种树脂组合物，其特征在于，所述的树脂与架桥结构的改性剂折光率差为0.01～0.15，优选0.04～0.1。

5.根据权利要求1所述的一种树脂组合物，其特征在于，所述的金属颜料选自铝、金、银、钛、银、金属氧化物、云母、玻璃片或着色剂中的一种或几种，金属颜料的长径比为1∶1～40∶1，优选1∶1～15∶1。

6.根据权利要求1所述的一种树脂组合物，其特征在于，所述的润滑剂为硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种树脂组合物，其特征在于，所述的抗氧剂包括CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076或Irganox 168的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种树脂组合物，其特征在于，该树脂组合物还可以包括着色剂、抗静电剂、阻燃剂、光稳定剂或抗滴落剂中的一种或多种，上述助剂的重量份含量为0.1～1.0。

9.一种如权利要求1所述的树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及重量份含量备料：

树脂            100、

架桥结构的改性剂0.2～3.0、

金属颜料        0.3～4.0、

润滑剂          0.3～2.0、

抗氧剂          0.1～1.0、

矿物油          0.1～0.3；

(2)将上述配比60～80wt％的树脂、架桥结构的改性剂、润滑剂及抗氧剂按配方比例混合后，置于高速混合机中预混5～10min；

(3)将剩余的树脂及矿物油在低速混合机中预混3～5min后加入金属颜料继续混合5min，使金属颜料均匀分布在树脂中；

(4)将步骤(1)得到的混合物从双螺杆挤出机的上游喂料口加入，步骤(2)得到的混合物从双螺杆挤出机的下游喂料口加入，控制反应温度为180～230℃，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒步骤，得到具有优良外观的树脂组合物，即为产品。