本发明涉及树脂材料领域，尤其涉及一种免喷涂透明玻纤增强型尼龙树脂材料及其制备方法。
背景技术：
目前免喷涂塑料主要有免喷涂pp、免喷涂abs、免喷涂pc、免喷涂pc/abs、免喷涂as等，应用领域涵盖家电、电子电器、汽车、3c领域，电饭煲、洗衣机、空调面板、手机外壳、汽车配件等都可使用免喷涂塑料。
随着社会经济发展、技术进步，现代消费者对特殊色彩效果需求日益强烈，免喷涂塑料正是为了炫彩、低碳、高效、环保的发展趋势而开发的产品。免喷涂塑料能大量节省生产时间和成本，提高产品质量，增加产品耐久性，同时也满足了消费者对创意性及美感的需求。随着科学技术的提高以及人们环保意识的提高，免喷涂塑料将会得到更多的应用，更好的帮助企业提升市场竞争力，促进经济可持续发展。
由于增强尼龙材料具有优良的机械力学性能、良好的耐热性、尺寸稳定性、自润滑性、耐磨性、耐低温、良好的注塑成型性能和外观等优点，广泛应用于电动工具、汽车行业、机械工业、运动器材和办公设备等领域。为改善塑料制件外观、延长制件寿命，通常需对制件进行喷涂处理，但此种做法的缺陷是工艺复杂，需要经过二次加工，成本高，且不符合低碳环保的理念。公开号为cn102516700a的中国专利申请公开了一种“改善外观的免喷涂美学树脂及其制备方法”，其是将含有磁粉的金属色粉在注塑或挤出过程中添加到树脂体系中，其配方选料多，并需先做成磁性金属颜料母粒，工艺复杂，并不适用于尼龙的玻纤增强体系中。
如果将金属粉、珠光粉直接加入尼龙的玻纤增强体系中，金属粉、珠光粉在树脂体系中会分散不均匀，形成堆积，产品颜色不均匀，且金属粉、珠光粉的加入会使得拉伸性能和冲击性能降低，分散不均匀还会产生性能不稳定现象。加入常规的石蜡分散剂也不能取得较好的分散效果。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种免喷涂透明玻纤增强型尼龙树脂材料及其制备方法。
本发明结合免喷涂塑料的优势，将增强尼龙材料做成免喷涂增强型尼龙树脂，无需喷涂直接注塑即可获得颜色均匀一致、良好的高光泽、以及表面珠光闪烁或者具有金属质感效果的免喷涂增强型尼龙树脂。
本发明所述的技术方案中，所述玻璃纤维为透明无碱长玻纤，透明无碱长玻纤的直径为3-15μm，透明无碱长玻纤表面涂覆硅烷基浸润剂，具有极快速的浸透性，良好的尼龙树脂折光率匹配性，能够提高尼龙树脂的光泽度。
本发明所述的技术方案中，所述的超分散剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、聚氨基甲酸酯三者按质量比1:1:1配合而成，与效果颜料具有良好的相容性，用来对效果颜料进行表面处理，具有分散作用。
本发明所述的技术方案中，所述成核剂为纳米二氧化硅、超细滑石粉、苯甲酸钠、长链线性饱和羧酸钠盐中的一种或几种，可使尼龙材料内部晶粒均匀分布，结晶更加完善，结晶度好，在注塑产品制件时获得更加优异的力学性能和尺寸稳定性。
本发明所述的技术方案中，所述流动改性剂为硅酮类、树枝状聚合物、pe蜡、taf粉中的一种或几种，可增加尼龙树脂的流动性。
本发明所述的技术方案中，效果颜料的表面处理温度控制在40-60℃，以使效果颜料与超分散剂充分混合均匀，得到表面处理好的效果颜料。
具体的技术方案如下：
一种免喷涂透明玻纤增强型尼龙树脂材料，是由以下重量百分比的组分制备得到：
进一步的，所述材料是由以下重量百分比的组分制备得到：
进一步的，所述尼龙树脂包括pa6、pa66、pa10、pa12、pa610、pa6t、pa10t、pa1010、pa1212或pa9t中的一种或几种的混合。
进一步的，所述透明玻璃纤维为透明无碱长玻纤，透明无碱长玻纤的直径为3-15μm。
进一步的，所述抗氧剂为包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂、胺类抗氧剂、含硫类抗氧剂或金属盐类抗氧剂中的一种或几种。
进一步的，所述超分散剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺和聚氨基甲酸酯按质量比1:1:1混合而成。
进一步的，所述成核剂为纳米二氧化硅、超细滑石粉、苯甲酸钠、长链线性饱和羧酸钠盐中的一种或几种。
进一步的，所述流动改性剂为硅酮类、树枝状聚合物、pe蜡、taf粉中的一种或几种；
任选的，所述光亮剂为evah接枝物、聚乙烯蜡中的一种或两种混合；
任选的，所述效果颜料为金属粉、珠光粉的一种或两种混合。
所述免喷涂透明玻纤增强型尼龙树脂材料的制备方法包括以下步骤：
效果颜料表面处理：将效果颜料与超分散剂在搅拌机中搅拌混合，温度控制在40-60℃，得到表面处理好的效果颜料；
预混料制备：将尼龙树脂、抗氧剂、成核剂、流动改性剂和光亮剂在搅拌机中搅拌混合，得到预混料；
成品制备:将上步得到的预混料置入双螺杆挤出机中混炼，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为44:1、且至少包括一个侧喂加料口，将透明玻璃纤维从玻纤加入口加入，将表面处理好的效果颜料从侧喂加料口加入，挤出造粒，即得产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述的各原料按照比例可制得无需喷涂免喷涂增强型尼龙树脂，其直接注塑即可获得颜色均匀一致、良好的高光泽、以及表面珠光闪烁或者具有金属质感效果的材料，其工艺简单，所需原料用量少，成本低。
2、本发明通过效果颜料的表面处理，提高效果颜料与树脂的相容性及在基体树脂中的分散性，一方面减少了效果颜料的用量，降低成本，另一方面有效地解决注塑流痕和熔接线等问题。
3、本发明通过将表面处理好的效果颜料在侧喂分段加入的方式，降低了螺杆剪切对效果颜料的微观破坏，提高效果颜料的效果和亮度。
4、本发明所述的免喷涂增强型尼龙树脂通过添加透明玻璃纤维，具有极快速的浸透性，与尼龙树脂折光率匹配性良好，能够提高尼龙树脂的光泽度，避免注塑流痕问题。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1：
产品制备方法如下：
效果颜料表面处理：将效果颜料与超分散剂在搅拌机中搅拌混合，温度控制在40-60℃，得到表面处理好的效果颜料；
预混料制备：将尼龙树脂、抗氧剂、成核剂、流动改性剂和光亮剂在搅拌机中搅拌混合，得到预混料；
成品制备:将上步得到的预混料置入双螺杆挤出机中混炼，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为44:1、且至少包括一个侧喂加料口，将透明玻璃纤维从玻纤加入口加入，将表面处理好的效果颜料从侧喂加料口加入，挤出造粒，即得产品，其中挤出温度设定在250℃-280℃范围内，真空度为0.09pa，螺杆转速为500r/min。
各原料配比见表1，其中，尼龙树脂为pa6；玻璃纤维为透明无碱长玻纤，透明无碱长玻纤的直径为3-15μm；抗氧剂为抗氧剂168；超分散剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺和聚氨基甲酸酯按质量比1:1:1混合而成；成核剂为3000目超细滑石粉；流动改性剂为硅酮粉；光亮剂为evah接枝物；效果颜料为金属粉。
表1实施例1～9各组成的具体配比(wt％)
产品效果测试标准：密度(g/cm3)测试标准为iso1183；收缩率(％)测试标准为iso294-4；熔体流动速率(g/10min)测试标准为iso1133；拉伸强度(mpa)测试标准为iso527/2；断裂伸长率(％)测试标准为iso527/2；弯曲强度(mpa)测试标准为is0178；弯曲模量(mpa)测试标准为is0178；izod缺口冲击强度(kj/m2)测试标准为iso179-1；光泽度(％)测试标准为iso2883。评价结果的样板按gb/t17037标准注塑样品，评价样板的金属效果、流痕严重程度及抗刮性能。金属效果和流痕严重程度采取人工目测评价方法，金属效果按好坏程度从0-10分，金属效果越好得分越高，选择至少5人评价，取平均分。流痕严重程度分轻微、一般、严重三个等级，选择至少5人评价。结果见表2。
实施例2：
所用原料：各原料比例见表1，与实施例1不同之处在于，所用原料中尼龙树脂为pa66；抗氧剂为抗氧剂1076；成核剂为纳米二氧化硅；流动改性剂为pe蜡；光亮剂为聚乙烯蜡。
制备方法：同实施例1。
效果测试：标准同实施例1，结果见表2。
实施例3：
所用原料：各原料比例见表1，与实施例1不同之处在于，所用原料中尼龙树脂为pa610；抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1076按质量比1:1混合而成；成核剂为苯甲酸钠；流动改性剂为taf粉；光亮剂为evah接枝物和聚乙烯蜡按质量比1:1混合而成。
制备方法：同实施例1。
效果测试：标准同实施例1，结果见表2。
实施例4：
所用原料：各原料比例见表1，与实施例1不同之处在于，所用原料中尼龙树脂为1010；抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧化剂，如三辛酯；成核剂为羧酸钠盐；效果颜料为珠光粉。
制备方法：同实施例1。
效果测试：标准同实施例1，结果见表2。
实施例5：
所用原料：各原料比例见表1，与实施例1不同之处在于，所用原料中尼龙树脂为pa1212和pa12按照质量比1:1混合而成；抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂，如2，6-三级丁基-4-甲基苯酚。
制备方法：同实施例1。
效果测试：标准同实施例1，结果见表2。
实施例6：
所用原料：各原料比例见表1，与实施例1不同之处在于，所用原料中尼龙树脂为pa6t和pa10t按照质量比1:2混合而成；抗氧化剂为含硫类抗氧剂，如硫代二丙酸双酯。
制备方法：同实施例1。
效果测试：标准同实施例1，结果见表2。
实施例7：
所用原料：各原料比例见表1，与实施例1不同之处在于，所用原料中抗氧化剂为胺类抗氧剂，如二苯胺。
制备方法：同实施例1。
效果测试：标准同实施例1，结果见表2。
实施例8：
所用原料：各原料比例见表1，与实施例1不同之处在于，玻璃纤维为无碱长玻纤。
制备方法：同实施例1。
效果测试：标准同实施例1，结果见表2。
实施例9：
所用原料：各原料比例见表1，与实施例1不同之处在于，所用原料中效果颜料为珠光粉，且超分散剂用量为0。
制备方法：同实施例1。
效果测试：标准同实施例1，结果见表2。
表2实施例1～9的测试结果
对产品进行检测和比较，结果见表2，发现实施例1-7按照本发明所述的方法制备得到的免喷涂透明玻纤增强型尼龙树脂材料颜色均匀一致、具有良好的高光泽度和流动性，其强度好，具有优异的力学性能和尺寸稳定性；其中实施例1-3和实施例5-7中采用金属粉，产品金属质感效果好，实施例4中采用珠光粉则表面珠光闪烁；实施例1-7中制得的产品直接进行注塑，发生注塑流痕现象不明显或者轻微出现注塑流痕，而实施例8和9则出现严重的注塑流痕现象，这是由于实施例8中，玻璃纤维为无碱长玻纤，不具有透明无碱长玻纤的极快速浸透性，与尼龙树脂的折光率匹配性不佳，引起流痕现象；实施例9中由于超分散剂用量为0，效果颜料未进行有效的表面处理，其与树脂的相容性及在基体树脂中的分散性不佳，易出现注塑流痕和熔接线等问题。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。