CN102993587A - 包含效应颜料的树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

包含效应颜料的树脂组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种包含效应颜料的树脂组合物及其制备方法，包括以下组分以及重量份的原料制成：聚合物树脂80-98、改性剂2-20、效应颜料0.1～4.0、润滑剂0.1～1.0、抗氧剂0.1～1.0。其制备方法包括：1、将一定比例的改性剂与效应颜料在低速混合机中预混后通过双螺杆机挤出机造粒，制备效应颜料母粒；2、将1中制备的效应颜料母粒与聚合物树脂按一定比例预混后通过双螺杆挤出机造粒。与现有技术相比，利用可产生汇合线的成型制品，本发明树脂组合物显示出显著减少的汇合线，具有优异的表面质量，是一种外观创新解决方案。

Description

包含效应颜料的树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种汇合线显著减少或实际消除的树脂组合物及其制备方法，特别的涉及包含效应颜料的树脂组合物及制备方法。
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。
美学树脂是通过在聚合物树脂中添加效应颜料来实现的，这里提到的效应颜料是指具有一定长径比和独特多面体结构的特殊颜料，这类颜料目前最常见的是金属颜料和珠光颜料。由于具有微观上的特殊结构，所以这类颜料具有特殊的光学效应，赋予聚合物树脂金属效果和珠光效果灯。
环保政策的推出使美学树脂成为了研究热点，通过添加效应颜料可以容易的获得特殊的视觉效果，但美学树脂仍然没有规模化的被应用，这是因为在成型过程中效应颜料在遇到薄壁、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，表现为明显的汇合线或流纹，使产品外观恶化；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。
专利CN 101796110A公开了一种包含特殊视觉添加剂的树脂组合物，通过添加化学发泡剂显示出显著减少的汇合线，但由于必须在特定的加工温度范围内发泡剂才能产生作用，所以加工窗口较窄，实用性不足。专利CN 1764196A公开了一种通过悬浮聚合法将高长径比的颜料进行包封从而减少颜料的取向，从而改善汇合线，这一技术从原理上讲是有效的，但由于制备工艺复杂且工艺成本较高，不具备可操作性。
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显著减少的汇合线，具有优异的表面质量的包含效应颜料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：一种包含效应颜料的树脂组合物，其特征在于，包括以下组分以及重量份的原料制成：
聚合物树脂：80～98；
改性剂：2～20；
效应颜料：0.1～4.0；
润滑剂：0.1～1.0；
抗氧剂：0.1～1.0。
所述的聚合物树脂为苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯中的一种或其多种的混合物；所述的苯乙烯系树脂优选透明苯乙烯系树脂；所述的丙烯酸系树脂为PMMA、MS、MSAN、透明ABS中的一种或其混合物。
所述的改性剂为结晶性高分子，通过DSC法测定其熔点在240-270℃，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。
所述的效应颜料为长径比为0.01-0.1的多面体结构，包括自天然鱼鳞效应颜料、氯氧化铋结晶效应颜料、云母涂覆效应颜料、二氧化硅涂覆效应颜料、硼酸铝盐涂覆效应颜料、人造云母涂覆效应颜料、氧化铋涂覆效应颜料中的一种或几种的混合物；优选云母涂覆效应颜料，二氧化硅涂覆效应颜料，人造云母涂覆效应颜料，其形态包含为片状、银元状、棒状或球状。
所述的效应颜料为表面涂覆有包覆层的铝粉、锌粉或铜粉，粒径为1μm-300μm，粒径优选20-180μm，其表面包覆层选自PE蜡、丙烯酸或矿物油中的一种。
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 1024、Irganox 1330或Irganox 3114的一种或几种。
一种包含效应颜料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：
第一步：按重量份将改性剂2～20与效应颜料0.1～4.0在低速混合机中预混后通过双螺杆机挤出机造粒，制备效应颜料母粒；
第二步：将上述效应颜料母粒与聚合物树脂80～98预混后通过双螺杆挤出机造粒，制备包含效应颜料的树脂组合物。
步骤(2)所述的双螺杆挤出机的温差ΔT＝T1-T2＝-20～-40℃，其中T1表示挤出机的挤出温度，T2为改性剂的熔点，如果超出这个范围，则可能导致汇合线的恶化。
所述的低速混合机的速度为50-100rpm。
本发明的原理在于：再生PET由于经过使用，其性质远不如新的PET，粘度下降较多而且呈现脆性特点。在和ABS共混，成为合金时，其增韧机理和吸收能量的方式主要是以银纹为主。但是PET的加工温度较高，ABS粉在高温时会有降解发生，从而影响其增韧效率。根据其增韧机理以及应用情况，通过改善增韧粒径、分布以及喂料方式，同时兼顾缺口断裂的因素，设计并研发出一种高冲击的再生PET/ABS合金材料。
与现有技术相比，本发明采用熔点在240-270℃的结晶性高分子作为改性剂，利用改性剂与基体树脂的熔点差异和该结晶性改性剂对效应颜料优异的包覆性能和粘结性能，通过本发明提出的制备方法，实现本发明的技术原理。利用可产生汇合线的成型制品，本发明树脂组合物显示出显著减少的汇合线，具有优异的表面质量，是一种外观创新解决方案，具有明显的市场应用前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例来对本发明作进一步说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于实施例所记载的范围。
实施例1
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
Figure BDA00002588323900041
其中，聚合物树脂为透明ABS，电气化学提供；
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，特性粘度为0.81dl/g，熔点为252℃
效应颜料为铝粉，粒径45μm，丙烯酸包覆，长径比为：0.01-0.1。
润滑剂为PETS；
抗氧剂为Irganox 1024。
(2)首先将PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂与效应颜料按上述比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为260℃，制备效应颜料母粒；第二步，将上述的效应颜料母粒与透明ABS树脂按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为220℃，得到包含效应颜料的树脂组合物1。
实施例2
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
Figure BDA00002588323900042
其中，聚合物树脂为透明ABS，电气化学提供；
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，特性粘度为0.81dl/g，熔点为252℃
效应颜料为铝粉，粒径45μm，丙烯酸包覆，长径比为：0.01-0.1。
润滑剂为PETS；
抗氧剂为Irganox 1024。
(2)首先将PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂与效应颜料按上述比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为260℃，制备效应颜料母粒；第二步，将上述的效应颜料母粒与透明ABS树脂按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为220℃，得到包含效应颜料的树脂组合物2。
实施例3
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
Figure BDA00002588323900051
其中，聚合物树脂为PMMA树脂，由奇美公司提供
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，特性粘度为0.81dl/g，熔点为252℃
效应颜料为铝粉，粒径45μm，丙烯酸包覆，长径比为：0.01-0.1。
润滑剂为PETS；
抗氧剂为Irganox 1024。
(2)首先将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂与效应颜料按上述比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为260℃，制备效应颜料母粒；第二步，将上述的效应颜料母粒与透明ABS树脂按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为220℃，得到包含效应颜料的树脂组合物4。
实施例4
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
Figure BDA00002588323900052
其中，聚合物树脂为ABS/PMMA合金，由锦湖日丽公司提供；
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，特性粘度为0.81dl/g，熔点为252℃
效应颜料为铝粉，粒径45μm，丙烯酸包覆，长径比为：0.01-0.1。
润滑剂为PETS；
抗氧剂为Irganox 1024。
(2)首先将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂与效应颜料按上述比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为260℃，制备效应颜料母粒；第二步，将上述的效应颜料母粒与透明ABS树脂按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为220℃，得到包含效应颜料的树脂组合物4。
对比实施例1
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
其中，聚合物树脂为透明ABS，电气化学提供；
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，特性粘度为0.81dl/g效应颜料为铝粉，粒径45μm，丙烯酸包覆
润滑剂为PETS；
抗氧剂为Irganox 1024。
(2)将上述组份按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为220℃，得到包含效应颜料对比组合物1
对比实施例2
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
其中，聚合物树脂为透明ABS，电气化学提供；
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，特性粘度为0.81dl/g效应颜料为铝粉，粒径45μm，丙烯酸包覆
润滑剂为PETS；
抗氧剂为Irganox 1024。
(2)首先将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂与效应颜料按上述比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为260℃，制备效应颜料母粒；第二步，将上述的效应颜料母粒与透明ABS树脂按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为220℃，得到包含效应颜料对比组合物2
对比实施例3
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
其中，聚合物树脂为透明ABS，电气化学提供；
改性剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯，由江苏仪征化纤提供，特性粘度为0.72dl/g效应颜料为铝粉，粒径45μm，丙烯酸包覆
润滑剂为PETS；
抗氧剂为Irganox 1024。
(2)首先将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂与效应颜料按上述比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为260℃，制备效应颜料母粒；第二步，将上述的效应颜料母粒与透明ABS树脂按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为220℃，得到包含效应颜料对比组合物3
对比实施例4
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
Figure BDA00002588323900081
其中，聚合物树脂为透明ABS，电气化学提供；
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，特性粘度为0.81dl/g效应颜料为铝粉，粒径45μm，丙烯酸包覆
润滑剂为PETS；
抗氧剂为Irganox 1024。
(2)将上述组份按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为220℃，得到包含效应颜料对比组合物4
对比实施例5
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
Figure BDA00002588323900082
其中，聚合物树脂为透明ABS，电气化学提供；
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，特性粘度为0.81dl/g效应颜料为铝粉，粒径45μm，丙烯酸包覆
润滑剂为PETS；
抗氧剂为Irganox 1024。
(2)首先将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂与效应颜料按上述比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为260℃，制备效应颜料母粒；第二步，将上述的效应颜料母粒与透明ABS树脂按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为250℃，得到包含效应颜料对比组合物4
汇合线评价方法
将上述实施例和对比实施例获得的树脂于90℃干燥3h后通过双向进浇模具注塑成型，通过OLMPUS金相显微镜观察汇合线宽度，同时通过肉眼进行分级评价
表1
注：◎最优○中等
Figure BDA00002588323900092
最差
由表1可知，含有结晶性改性剂的树脂组合物汇合线显著减少，而不添加本发明所述的改性剂的组合物具有明显的熔接线，实施例1与对比组合物5比较发现，本发明所述的制备方法对改善汇合线有明显的效果。与现有技术相比，本发明操作简单，易实现产业化，具有明显的市场前景。
实施例5
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
其中，聚合物树脂为PMMA树脂，由奇美公司提供
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，通过DSC法测定其熔点在270℃；
效应颜料为PE蜡包覆的铝粉，粒径1μm，长径比为：0.01-0.1。
润滑剂为脂肪酸酰胺；
抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 1330。
(2)首先将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂与效应颜料按上述比例在低速混合机(转速为50rpm)预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为260℃，制备效应颜料母粒；第二步，将上述的效应颜料母粒与透明ABS树脂按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为230℃，得到包含效应颜料的树脂组合物。
实施例6
本实施例提供包含效应颜料的树脂组合物及制备方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
Figure BDA00002588323900102
其中，聚合物树脂为ABS/PMMA合金，由锦湖日丽公司提供；
改性剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由上海金山石化提供，通过DSC法测定其熔点在240℃；
效应颜料为矿物油包覆的锌粉，粒径300μm，长径比为：0.01-0.1。
润滑剂为硅油；
抗氧剂为CIBA精化公司的Irganox 3114。
(2)首先将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂与效应颜料按上述比例在低速混合机(转速为100rpm)中预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为260℃，制备效应颜料母粒；第二步，将上述的效应颜料母粒与透明ABS树脂按比例预混后通过南京科倍隆公司STS35机挤出造粒，挤出温度为220℃，得到包含效应颜料的树脂组合物。

Claims (10)

1.一种包含效应颜料的树脂组合物，其特征在于，包括以下组分以及重量份的原料制成：
聚合物树脂：80～98；
改性剂：2～20；
效应颜料：0.1～4.0；
润滑剂：0.1～1.0；
抗氧剂：0.1～1.0。
2.根据权利要求1所述的一种包含效应颜料的树脂组合物，其特征在于，所述的聚合物树脂为苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯中的一种或其多种的混合物；所述的苯乙烯系树脂优选透明苯乙烯系树脂；所述的丙烯酸系树脂为PMMA、MS、MSAN、透明ABS中的一种或其混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种包含效应颜料的树脂组合物，其特征在于，所述的改性剂为结晶性高分子，通过DSC法测定其熔点在240-270℃，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。
4.根据权利要求1所述的一种包含效应颜料的树脂组合物，其特征在于，所述的效应颜料为长径比为0.01-0.1的多面体结构，包括自天然鱼鳞效应颜料、氯氧化铋结晶效应颜料、云母涂覆效应颜料、二氧化硅涂覆效应颜料、硼酸铝盐涂覆效应颜料、人造云母涂覆效应颜料、氧化铋涂覆效应颜料中的一种或几种的混合物；优选云母涂覆效应颜料，二氧化硅涂覆效应颜料，人造云母涂覆效应颜料，其形态包含为片状、银元状、棒状或球状。
5.根据权利要求1或4所述的一种包含效应颜料的树脂组合物，其特征在于，所述的效应颜料为表面涂覆有包覆层的铝粉、锌粉或铜粉，粒径为1μm-300μm，粒径优选20-180μm，其表面包覆层选自PE蜡、丙烯酸或矿物油中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种包含效应颜料的树脂组合物，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所述的一种包含效应颜料的树脂组合物，其特征在于，所述的抗氧剂包括CIBA精化公司的Irganox 1024、Irganox 1330或Irganox 3114的一种或几种。
8.一种如权利要求1-7中任一所述的包含效应颜料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：
第一步：按重量份将改性剂2～20与效应颜料0.1～4.0在低速混合机中预混后通过双螺杆机挤出机造粒，制备效应颜料母粒；
第二步：将上述效应颜料母粒与聚合物树脂80～98预混后通过双螺杆挤出机造粒，制备包含效应颜料的树脂组合物。
9.根据权利要求8所述的一种包含效应颜料的树脂组合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的双螺杆挤出机的温差ΔT＝T1-T2＝-20～-40℃，其中T1表示挤出机的挤出温度，T2为改性剂的熔点，如果超出这个范围，则可能导致汇合线的恶化。
10.根据权利要求8所述的一种包含效应颜料的树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述的低速混合机的速度为50-100rpm。
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