CN113072720B - 一种用于abs树脂的具有金属光泽的黑色母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于色母粒技术领域，涉及一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒及其制备方法。现有色母粒中只能添加少量的石墨材料，但是最终的制品金属效果差，添加过量会导致色母粒生产过程无法下料，导致色母粒无法顺利成型，而本发明通过对色母粒组分的优化及利用自动失重秤两次添加石墨粉的方式，利用双螺杆挤出机可以制备得到用于ABS树脂的含有大量石墨粉且具有金属光泽效果的黑色母粒，较传统的金属光泽色母具有更高的耐温性能，出色的颜色稳定性能，更高的经济价值。

Description

一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒及其制备方法

技术领域

本发明属于色母粒技术领域，涉及一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒及其制备方法。

背景技术

ABS制备的塑料制品无毒、无味，具有较好的综合性能，冲击性能十分突出，因而被大量使用代替金属材料。

但是塑料着色与色母料制备的影响因素很多，尤其是ABS由三组分构成，每种组分具有不同的折射率，研制色泽均一的ABS具有相当难度。影响色母料品质的决定因素有很多，比如配方组分、基体树脂、色粉、助剂(分散剂、增白剂、光泽剂、稳定剂)等，并且各因素之间存在交互作用，各因素对色度、色差、分散性、机械性能等均有影响。

传统的配制具有金属光泽的黑色塑料材料通常采用云母珠光粉、金属铝粉、炭黑等原料，但是该方法在实际运用中成本高、耐温不好、颜色不稳定，甚至还会严重影响材料的性能，所以现阶段加工企业对ABS用的具有金属光泽的黑色母提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种成本低、耐温性优良、色差小且具有金属光泽的用于ABS的黑色母粒及其制备方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于ABS树脂的具有金属光泽效果的黑色母粒，所述母粒原料按质量份数计包括：AS树脂30-60份、石墨粉35-50份、炭黑2-6份、分散剂2-6份、硅酮粉2-5份。

石墨是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。在晶体中同层碳原子间以sp²杂化形成共价键，每个碳原子与另外三个碳原子相联，六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成片层结构。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，它们互相重叠，形成离域π键电子在晶格中能自由移动，可以被激发，所以石墨有金属光泽，本发明通过添加大量的石墨粉，使得母粒具有强烈的金属光泽，在下游塑料制品制备过程中可以用比较小的添加比例而获得优异的金属光泽，这样对下游塑料制品具有良好的实用经济性。而且ABS塑料的加工温度一般都220℃以上，有些复杂的结构产品，加工温度更高，石墨粉相比于传统的珠光粉、金属铝粉具有更加优异的耐温性，而且价格更低，使得本发明的具有金属光泽的用于ABS的黑色母粒同时具备成本低、耐温性优良的特点。

在上述一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒中，所述AS树脂粒径为250-600μm，融指大于20g/10min。AS树脂与ABS具有优异的相容性，且流动性好，粉状的AS树脂与颜料的混合更均匀，在螺杆熔融的过程中无需强烈的剪切力就能达到快速熔融的效果，这样有利于降低螺杆剪切对片状石墨粉的破坏，从而避免母粒金属光泽的下降。

在上述一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒中，所述石墨粉粒径为5-25μm。片状结构的石墨粉具有金属光泽，过小粒径金属光泽不明显，过大粒径会产生明显的闪烁点金属光泽会下降，且粉体太蓬松不利于加工。

在上述一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒中，所述分散剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种。

在上述一种用于ABS树脂的具有金属光泽效果的黑色母粒中，所述炭黑原生粒径为50-100nm，吸油值小于75ml/100g。50-100nm的粗粒径炭黑具有良好的分散及亮丽的蓝色相，较小的吸油值使得炭黑基本不影响最终母粒的流动性。

在上述一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒中，所述硅酮粉为质量比1:(1-2)的硅酮和二氧化硅混合物。硅酮粉可以明显提高母粒的流动润滑性，使得最终制品表面光滑且在成型过程中可以降低制品表面的熔接线使得产品更美观。

本发明还提供了一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒的制备方法，所述方法包括如下步骤：

S1：配置上述原料；

S2：先将AS树脂、分散剂、炭黑、硅酮粉、30-40％的石墨粉用拌料机混合均匀，投入主喂料的失重秤料仓中，再将剩余石墨粉投入侧喂料的失重秤料仓中；

S3：在失重秤中出料后，在双螺杆挤出机中挤出造粒得成品黑色母粒。

本发明通过两次添加石墨粉，先加入小部分的石墨粉，再加入剩余大部分的石墨粉，因为石墨粉容易打滑，一次性加入过高含量的石墨粉不利于螺杆对原料的塑化，如果要快速塑化需要更强的剪切螺纹原件，这样很容易把片状的石墨粉剪碎从而降低成品色母粒的金属光泽效果。在本发明中部分石墨粉通过侧喂料加入挤出机，其余原料通过低速混合机混合均匀从主喂料加入，两部分的物料通过自动失重秤同时进入双螺杆的方式进行挤出造粒。

在上述一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒的制备方法中，S2搅拌机搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为3-5min。

在上述一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒的制备方法中，S3挤出造粒过程中加热熔融温度为200-220℃，双螺杆转速为250-300r/min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.现有色母粒中只能添加少量的石墨材料，但是最终的制品金属效果差，添加过量会导致色母粒生产过程无法下料，导致色母粒无法顺利成型，而本发明通过对色母粒组分的优化及利用自动失重秤两次添加石墨粉的方式，利用双螺杆挤出机可以制备得到用于ABS树脂的含有大量石墨粉且具有金属光泽效果的黑色母粒，较传统的金属光泽色母具有更高的耐温性能，出色的颜色稳定性能，更高的经济价值；

2.本发明制备方法简单，原料成本低，适用于大规模的工业生产；

3.通过本发明制备得到的下游终端产品具有金属光泽度好，熔接线小等优点。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1：

配制如下质量份数的原料：AS树脂53份、聚乙烯蜡3份、硅酮粉2份、炭黑2份、石墨粉40份；AS树脂平均粒径为300μm，融指为25g/10min；石墨粉平均粒径为10μm；炭黑粒径为80nm，吸油值70ml/100g；硅酮粉为质量比1:1的硅酮和二氧化硅混合物。

先将AS粉料、分散剂、炭黑、硅酮粉、40％的石墨粉用拌料机混合均匀，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为4min。然后投入主喂料的失重秤料仓中，再将剩余石墨粉投入侧喂料的失重秤料仓中；

两部分原料在失重秤中出料后，同时进入双螺杆挤出机中挤出造粒得成品黑色母粒；挤出造粒过程中加热熔融温度为210℃，双螺杆转速为280r/min。

实施例2：

配制如下质量份数的原料：AS树脂59份、乙撑双硬质酰胺2份、硅酮粉2份、炭黑2份、石墨粉35份；AS树脂平均粒径为250μm，融指为25g/10min；石墨粉平均粒径为20μm；炭黑粒径为50nm，吸油值70ml/100g；硅酮粉为质量比1:2的硅酮和二氧化硅混合物。

先将AS粉料、分散剂、炭黑、硅酮粉、30％的石墨粉用拌料机混合均匀，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为3min。然后投入主喂料的失重秤料仓中，再将剩余石墨粉投入侧喂料的失重秤料仓中；

两部分原料在失重秤中出料后，同时进入双螺杆挤出机中挤出造粒得成品黑色母粒；挤出造粒过程中加热熔融温度为200℃，双螺杆转速为250r/min。

实施例3：

配制如下质量份数的原料：AS树脂33份、乙撑双硬质酰胺6份、硅酮粉5份、炭黑6份、石墨粉50份；AS树脂平均粒径为600μm，融指为30g/10min；石墨粉平均粒径为25μm；炭黑粒径为100nm，吸油值70ml/100g；硅酮粉为质量比1:2的硅酮和二氧化硅混合物。

先将AS粉料、分散剂、炭黑、硅酮粉、35％的石墨粉用拌料机混合均匀，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为5min。然后投入主喂料的失重秤料仓中，再将剩余石墨粉投入侧喂料的失重秤料仓中；

两部分原料在失重秤中出料后，同时进入双螺杆挤出机中挤出造粒得成品黑色母粒；挤出造粒过程中加热熔融温度为220℃，双螺杆转速为300r/min。

实施例4：

与实施例1的区别，仅在于，石墨粉一次性与其他原料混合投入主喂料的失重秤料仓中。

实施例5：

与实施例1的区别，仅在于，石墨粉与其他原料混合投入主喂料的失重秤料仓中的量为60％。

对比例1：

与实施例1的区别，仅在于，原料中不含有石墨粉，添加30份平均粒径10um的珠光粉，10份平均粒径为10um的铝粉。

对比例2：

与实施例1的区别，仅在于，原料中石墨粉总量为20份。

表1：实施例1-4、对比例1-2制得的黑色母粒性能测试结果

综上所述，本发明通过对色母粒组分的优化，通过添加大量石墨粉制备得到用于ABS树脂的具有金属光泽效果的黑色母粒，较传统的金属光泽色母具有更高的耐温性能，出色的颜色稳定性能，更高的经济价值；本发明整体制备方法简单，成本低，适用于大规模的工业生产，满足市场需求。

本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒，其特征在于，所述母粒原料按质量份数计包括：AS树脂30-60份、石墨粉35-50份、炭黑2-6份、分散剂2-6份、硅酮粉2-5份；

所述石墨粉粒径为5-25μm；所述分散剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬质酰胺中的一种或两种；所述炭黑粒径为50-100nm，吸油值小于75ml/100g；

所述AS树脂粒径为250-600μm，融指大于20g/10min；

所述黑色母粒的制备方法包括如下步骤：

S1：配置原料；

S2：先将AS树脂、分散剂、炭黑、硅酮粉、30-40％的石墨粉用拌料机混合均匀，投入主喂料的失重秤料仓中，再将剩余石墨粉投入侧喂料的失重秤料仓中；

S3：在失重秤中出料后，在双螺杆挤出机中挤出造粒得成品黑色母粒；

所述硅酮粉为质量比1:(1-2)的硅酮和二氧化硅混合物；

挤出造粒过程中加热熔融温度为200-220℃，双螺杆转速为250-300r/min。

2.根据权利要求1所述的一种用于ABS树脂的具有金属光泽的黑色母粒，其特征在于，S2搅拌机搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为3-5min。