一种免喷涂透红外的聚丙烯组合物其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及高分子材料技术领域，更具体的，涉及一种免喷涂透红外的聚丙烯组合物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.聚丙烯材料因具有良好的可塑性、较低的成本，被广泛应用于家用电器等领域。随着市场发展以及消费者的高要求，一些家用电器会在成型的聚丙烯材料制件表面喷涂清漆，以获得更美观的金属效果。
3.遥控器等制品的通常要求材料透红外光、不透可见光。聚丙烯自身作为半透明材料，具有良好的透红外性能，但表面喷漆的聚丙烯制件往往不具备透红外光功能，这使得很多表面喷漆的金属光泽家用电器无法实现红外遥控的智能功能，限制了聚丙烯材料的应用。
4.目前，已有许多现有技术报道了免喷涂聚丙烯材料，通过金属粉的引入使得聚丙烯材料具有免喷涂金属光泽。如中国专利cn107868342a公开了一种免喷涂聚丙烯组合物，通过银元型的铝粉和珠光粉的复配，使得聚丙烯组合物具有金属外观。金属粉虽然可以带来免喷涂效果，但也使得聚丙烯材料的红外透光性能劣化。
5.现有技术公开了一种深色透近红外聚丙烯复合物，通过成核剂和有机色粉的复配，使得聚丙烯材料可透近红外光。但其为深色材料，不具有免喷涂金属光泽。
6.因此，需要开发出一种具有免喷涂金属光泽，且透红外光、不透可见光的聚丙烯组合物。


技术实现要素：

7.本发明为克服上述现有技术所述的金属光泽和透红外性能不能兼具的缺陷，提供一种免喷涂透红外的聚丙烯组合物，具有良好的免喷涂金属效果，且红外光透光率高，可见光透过率低。
8.本发明还保护上述聚丙烯组合物的制备方法。
9.本发明还保护上述聚丙烯组合物在家用电器外壳、面板、遥控制品中的应用。
10.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
11.一种免喷涂透红外的聚丙烯组合物，包括如下重量份的组分：
12.聚丙烯90～99份，
13.针状珠光颜料0.1～1份，
14.有机复合色粉0.1～1份，
15.抗氧剂0.1～1份，
16.润滑剂0.2～0.5份；
17.所述针状珠光颜料的平均粒径为6～80μm，所述有机复合色粉为有机红色粉、有机黄色粉、有机蓝色粉的混合物。
18.一般来说，市面上免喷涂材料常用的珠光颜料分为针状、片状或柱状的形貌，发明人研究发现，选择平均粒径为6～80μm的针状珠光颜料，配合有机复合色粉，可以使得聚丙烯材料具有优异的免喷涂金属效果，且对波长为900～1700nm的红外光透过率≥50％，对波长为360～750nm的可见光透过率≤25％。
19.对于珠光颜料，针状的形貌使得聚丙烯组合物注塑后金属光泽熔接线较少，从而避免对于透红外光的负面影响。同时，针状珠光颜料需要满足平均粒径较低，才可以使得可见光透过率低。
20.有机红色粉、有机黄色粉、有机蓝色粉复配得到的有机复合色粉，分散性较好，且红外光的透过率高。
21.本领域中常用的有机红色粉、有机黄色粉、有机蓝色粉都可以实现本发明的技术效果。
22.优选地，所述有机红色粉为dpp红，所述有机黄色粉为偶氮黄rc，所述有机蓝色粉为酞菁蓝。
23.优选地，所述有机复合色粉中有机红色粉、有机黄色粉、有机蓝色粉的质量比为1:(1～2)：(1～2)。
24.优选地，所述有机复合色粉的平均粒径为0.02～0.12μm。
25.更优选地，所述有机复合色粉的平均粒径为0.06～0.1μm。
26.优选地，所述针状珠光颜料与有机复合色粉的平均粒径比为300～1000∶1。
27.更优选地，所述针状珠光颜料与有机复合色粉的平均粒径比为500～850∶1。
28.针状珠光颜料可以均匀的填充有机复合色粉的缝隙，使得聚丙烯组合物保持透红外、不透可见光的性能。针状珠光颜料粒径过小会包覆有机复合色粉，使材料不能良好显色；针状珠光颜料粒径过大会影响材料的可见光和红外透光性能。
29.优选地，所述针状珠光颜料与有机复合色粉的重量比为(0.25～4)∶1。
30.更优选地，所述针状珠光颜料与有机复合色粉的重量比为(0.5～1)∶1。
31.优选地，所述针状珠光颜料的长径比为(4～6)：1。
32.优选地，所述抗氧剂的平均粒径为0.2～3μm。
33.优选地，所述针状珠光颜料和有机复合色粉重量之和与抗氧剂的重量比为(1～3)∶(3～1)。
34.在上述重量范围时，聚丙烯组合物的红外透过率较高，可见光透过率远远低于红外光透过率，且材料表面具有更优的免喷涂闪烁效果。
35.优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸类抗氧剂的混合物。
36.更优选地，所述受阻酚类抗氧剂和亚磷酸类抗氧剂的重量比为1:(1～3)。
37.优选地，所述聚丙烯的熔体流动速率为230℃、2.16kg条件下10～20g/10min。
38.更优选地，所述聚丙烯的熔体流动速率为230℃、2.16kg条件下12～20g/10min。
39.聚丙烯的熔体流动速率按照iso 1133-1-2011测试标准。
40.优选地，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡或硬脂酰胺中的一种或几种。
41.本发明还保护上述聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：
42.将聚丙烯、针状珠光颜料、有机复合色粉、抗氧剂和润滑剂混合后，加至挤出机中，
经熔融混合、挤出造粒，得到所述聚丙烯组合物。
43.优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机，螺杆长径比为36～44:1，挤出温度为190～210℃
44.本发明还保护上述聚丙烯组合物在制备家用电器外壳、面板、遥控制品中的应用。
45.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
46.本发明开发出了一种免喷涂透红外的聚丙烯组合物，通过选择平均粒径为6～80μm的针状珠光颜料，配合有机复合色粉，可以使得聚丙烯材料具有优异的免喷涂金属效果，且对波长为900～1700nm的红外光透过率≥50％，对波长为360～750nm的可见光透过率≤25％。
具体实施方式
47.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
48.实施例及对比例中的原料均可通过市售得到；
[0049][0050][0051]
实施例及对比例中使用的有机复合色粉的复配质量比及平均粒径具体如下表(该表中第2～4行所表示的是重量份数)：
[0052][0053]
本发明平行实施例及对比例使用的抗氧剂和润滑剂相同。
[0054]
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0055]
实施例1～20
[0056]
实施例1～20分别提供一种聚丙烯组合物，组分含量见表1，制备方法如下：
[0057]
按照表1将聚丙烯、针状珠光颜料、有机复合色粉、抗氧剂和润滑剂混合后，加至双螺杆挤出机中，经熔融混合、挤出造粒，得到聚丙烯组合物；
[0058]
其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为36～44:1，挤出温度为190～210℃。
[0059]
表1实施例1～20的聚丙烯组合物的组分含量(重量份)
[0060]
[0061]
对比例1～6
[0062]
对比例1～6分别提供一种聚丙烯组合物，组分含量见表2，制备方法与实施例相同。
[0063]
表2对比例1～6的聚丙烯组合物的组分含量(重量份)
[0064][0065][0066]
性能测试
[0067]
对上述实施例及对比例制得的聚丙烯组合物进行性能测试，具体方法如下：
[0068]
可见光透过率：按照gb2680-1994标准进行测试，设备：爱色丽x-rite 7000a；测试波长：360nm～750nm；
[0069]
红外光透过率：按照gb/t 36403-2018标准进行测试，设备：ocean insight，nirquest+1.7；测试波长：900nm～1700nm；
[0070]
免喷涂效果：将聚丙烯组合物注塑得到制件后，目视评价，具体为：1级：制件表面无流痕、无熔接线等外观缺陷；2级：制件表面无流痕，有轻微熔接线但无其他外观缺陷；3级：制件表面有轻微流痕、有轻微熔接线但无其他外观缺陷；4级：制件表面有明显流痕或有明显熔接线但无其他外观缺陷；5级：制件表面有明显流痕和明显熔接线，同时有其他外观缺陷；
[0071]
所述其他外观缺陷主要包括：制件表面的亮斑、黑纹、阴阳色、色粉点等。
[0072]
实施例1～20的测试结果见表3，对比例1～6的测试结果见表4。
[0073]
表3实施例1～20的测试结果
[0074][0075]
根据表3的测试结果，本发明各实施例制备的聚丙烯组合物对波长为900～1700nm的红外光透过率≥50％，对波长为360～750nm的可见光透过率≤25％；且均具有良好的免喷涂效果。
[0076]
实施例1～6中，实施例3和4的红外光透过率相对更高，其次为实施例2和实施例5，针状珠光颜料与有机复合色粉的平均粒径比优选为(300～1000)∶1；更优选为(500～850)∶1。
[0077]
根据实施例1、实施例7～10，有机复合色粉的平均粒径为0.06～0.1μm时，免喷涂效果更优。
[0078]
实施例12～16中，在可见光透过率均较低的基础上，实施例14和实施例15的免喷涂效果更好，且红外光透过率更高，针状珠光颜料与有机复合色粉的重量比优选为(0.5～1)∶1。
[0079]
表4对比例1～6的测试结果
[0080] 123456可见光透过率(％)17.718.518.738.615.216.8红外光透过率(％)43.144.549.865.440.245.7免喷涂效果3级2级5级1级5级4级
[0081]
由表4的测试结果，对比例1、2中针状珠光颜料的平均粒径过小或过大，制得的聚丙烯组合物的红外光透过率较低，均《50％，无法实现透红外的效果。对比例3中珠光颜料非针状，而是片层状形貌，制得的聚丙烯组合物的免喷涂效果差，仅为5级。对比例4中不含有机复合色粉，虽然免喷涂效果较好，也具有良好的透红外效果，但可见光透过率过高，达到了38.6％。对比例5和6中，添加了免喷涂材料常用的效果颜料：金属粉，制得的聚丙烯组合物经注塑后，流痕的熔接线较严重，且红外光透过率过低。
[0082]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种免喷涂透红外的聚丙烯组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：聚丙烯90～99份，针状珠光颜料0.1～1份，有机复合色粉0.1～1份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.2～0.5份；所述针状珠光颜料的平均粒径为6～80μm，所述有机复合色粉为有机红色粉、有机黄色粉、有机蓝色粉的混合物。2.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述有机复合色粉的平均粒径为0.02～0.12μm；优选为0.06～0.1μm。3.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述针状珠光颜料与有机复合色粉的平均粒径比为300～1000∶1；优选为500～850∶1。4.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述针状珠光颜料与有机复合色粉的重量比为(0.25～4)∶1；优选为(0.5～1)∶1。5.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述针状珠光颜料和有机复合色粉重量之和与抗氧剂的重量比为(1～3)∶(3～1)。6.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述针状珠光颜料的长径比为(4～6)：1。7.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯的熔体流动速率为230℃、2.16kg条件下10～20g/10min。8.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述有机复合色粉中有机红色粉、有机黄色粉、有机蓝色粉的质量比为1:(1～2)：(1～2)。9.权利要求1～8任一项所述聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚丙烯、针状珠光颜料、有机复合色粉、抗氧剂和润滑剂混合后，加至挤出机中，经熔融混合、挤出造粒，得到所述聚丙烯组合物。10.权利要求1～8任一项所述聚丙烯组合物在制备家用电器外壳、面板、遥控制品中的应用。

技术总结
本发明公开了一种免喷涂透红外的聚丙烯组合物及其制备方法和应用。本发明所述的免喷涂透红外的聚丙烯组合物，包括如下重量份的组分：聚丙烯90～99份，针状珠光颜料0.1～1份，有机复合色粉0.1～1份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.2～0.5份；所述针状珠光颜料的平均粒径为6～80μm，所述有机复合色粉为有机红色粉、有机黄色粉、有机蓝色粉的混合物。本发明通过选择平均粒径为6～80μm的针状珠光颜料，配合有机复合色粉，可以使得聚丙烯材料具有优异的免喷涂金属效果，且对波长为900～1700nm的红外光透过率≥50％，对波长为360～750nm的可见光透过率≤25％。过率≤25％。


技术研发人员：袁刚 敬新柯 夏建盟 祝润生 赵锐刚 孙力强 何世鹏
受保护的技术使用者：江苏金发科技新材料有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8