一种高光泽免喷漆材料及其制备方法和高光泽免喷漆线材与流程

本发明属于免喷漆材料技术领域，尤其涉及一种高光泽免喷漆材料及其制备方法和高光泽免喷漆线材。

背景技术：

免喷漆/涂塑料是在塑胶原料(pp、abs、pc等)中通过熔融共混的方式加入具有不同显示效果的金属粉、珠光粉、陶瓷粉、高光色粉等，使其自带特殊色彩效果。

高光泽免喷漆材料因具有如下几个方面的优势而备受人们关注：1)超高光或哑光泽：选用特殊原料及助剂，实现了材料表面的超高光或哑光泽度。2)绿色环保：避免了喷涂对环境的污染，材料可100％回收使用。而且，由于少了喷漆的环节，可以免去由于喷漆带来的一系列问题，如喷漆工艺达不到要求等。3)节约成本：工序简单，良品率高，与喷涂相比，综合成本降低20-50％。免喷涂塑料比一般的塑料要贵10％，但是算上油漆费用等，使用免喷涂塑料的成本反而下降了20％至30％。

实现材料的高光泽与免喷漆，最简单常用的方法是在原材料的混炼与加工中加入适宜的添加剂使其产生强珠光效应。珠光效应是具有高折光指数的细微薄片平行排列而产生的。这些细微薄片是透明的，仅能反射部分入射光，传导和透射剩余光线至细微薄片的下面，如此平行排列的细微薄片同时对光线的反射，就产生了珠光。

在现有技术中，通常通过加入珠光云母粉等无机珠光粉末使塑胶材料具有高光泽。例如，黑龙江鑫达企业集团有限公司发明(申请号：201310372789.9)的高光泽、免喷漆、耐刮擦的abs/pmma合金材料就是利用甲基丙烯酸乙酯(ema)增加abs和pmma的相容性，并通过珠光云母粉、耐刮擦剂和硫酸钡来增加硬度和光泽度，将abs、pmma和相关助剂通过双螺杆挤出机共混挤出，最终得到一种改性的高光泽、免喷漆、耐刮擦abs/pmma合金材料。该材料既保留了abs良好的加工性和韧性，同时兼具pmma优异的耐候性、光泽性等优点，要比传统的abs/pmma合金具有更优异的光泽度、耐刮擦性，可免除喷涂工艺，实现了其壳体的高光泽、免喷涂化，可用于家用电器领域。

使用无机珠光云母粉会大大降低材料的加工性能，材料熔体流动性低。且无机珠光云母粉与大多数有机聚合基体的相容性往往较差，在加工制备上往往还需使用其他手段(化学改性、加入相容剂等)来提升无机相与有机相之间的相互浸润程度与相容性。而且无机珠光云母成本也相对较高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高光泽免喷漆材料及其制备方法和高光泽免喷漆线材，该高光泽免喷漆材料具有较好的加工性能，且具有较高的光泽度。

本发明提供了一种高光泽免喷漆材料，包括质量比为(4～6):(85～93):(1～5)的有机珠光酯粉、塑料和添加剂；

所述有机珠光酯粉选自乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉；

所述添加剂选自增塑剂、润滑剂和增韧剂中的一种或多种。

优选地，有机珠光酯粉的粒度为100～150目。

优选地，所述增塑剂选自聚乙二醇、棕榈油、环氧大豆油和邻苯二甲酸酯二辛酯中的一种或多种；

所述润滑剂选自硬脂酸锌、硅油、硅酸酯和油酸中的一种或多种；

所述增韧剂选自纳米二氧化硅、纳米纤维素和氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或多种。

优选地，还包括纳米无机抗菌剂；

所述纳米无机抗菌剂选自纳米二氧化钛和/纳米银。

优选地，所述塑料选自聚丙烯、聚乳酸、聚碳酸酯和聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或多种。

优选地，还包括染色填料；所述染色填料占高光泽免喷漆材料质量的0.01～0.6％。

本发明提供了一种上述技术方案所述高光泽免喷漆材料的制备方法，包括以下步骤：

将质量比为(4～6):(85～93):(1～5)的有机珠光酯粉，塑料和添加剂混合，得到高光泽免喷漆材料；

所述有机珠光酯粉选自乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉；

所述添加剂选自增塑剂、润滑剂和增韧剂中的一种或多种。

本发明提供了一种高光泽免喷漆线材，由上述技术方案所述高光泽免喷漆材料或上述技术方案所述制备方法制备的高光泽免喷漆材料造粒，然后挤出、牵引、绕线加工成线材制得。

本发明提供了一种高光泽免喷漆材料，包括质量比为(4～6):(85～93):(1～5)的有机珠光酯粉、塑料和添加剂；所述有机珠光酯粉选自乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉。本发明采用乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉作为有机珠光剂，其与塑料、添加剂的相容性较好，使得免喷漆材料具有较好的加工性，且在加热后会熔解或乳化，降温后又能析出成为镜片状结晶，产生强烈的珠光光泽。该免喷漆材料质地较软，具有较好的弯曲性。实验结果表明：通过扫描电镜看出免喷漆材料具有较好的光泽度；弯曲强度约为39.3～47.2兆帕，弯曲模量约为950～1308兆帕；拉伸强度为35.4～40.4mpa；硬度为3～6h；抗菌率(金黄色葡萄球菌)≥92％，抑菌圈(金黄色葡萄球菌)直径>7.00mm。

附图说明

图1为本发明提供的高光泽免喷漆材料的具体工艺流程；

图2为本发明实施例1制备的线材的扫描电镜图；

图3为对比例1制备的线材的扫描电镜图。

具体实施方式

本发明提供了一种高光泽免喷漆材料，包括质量比为(4～6):(85～93):(1～5)的有机珠光酯粉、塑料和添加剂；

所述有机珠光酯粉选自乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉。

本发明采用乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉作为有机珠光剂，其与塑料、添加剂的相容性较好，使得免喷漆材料具有较好的加工性，且在加热后会熔解或乳化，降温后又能析出成为镜片状结晶，产生强烈的珠光光泽。该免喷漆材料质地较软，具有较好的弯曲性。

本发明提供的高光泽免喷漆材料包括有机珠光酯粉；所述有机珠光酯粉选自乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉。在本发明具体实施例中，所述有机珠光酯粉为乙二醇二硬脂酸酯粉；或乙二醇单硬脂酸酯粉；或质量比为1:1的乙二醇单硬脂酸酯和乙二醇二硬脂酸酯。在本发明中，所述有机珠光酯粉的粒度为100～150目。该有机珠光酯粉的熔点较低，与塑料、橡胶具有较好的相容性，使得免喷漆材料具有较好的加工性能，且在加热后会熔解或乳化，降温后又能析出成为镜片状结晶，产生强烈的珠光光泽。乙二醇硬脂酸酯类的有机珠光酯粉与塑料、添加剂掺杂后使得材料质地较软。有机珠光酯粉对人体无刺激损伤，成本也较低，约为无机珠光云母粉价格的三分之一。该乙二醇硬脂酸酯类的有机珠光酯粉能够增加免喷漆材料表面珠光效应的同时，又能软化材料，提升表面光滑程度。

本发明提供的高光泽免喷漆材料包括塑料。所述塑料优选选自聚丙烯、聚乳酸、聚碳酸酯和聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或多种。在本发明具体实施例中，所述塑料选自聚丙烯和聚乳酸混合物。

本发明提供的高光泽免喷漆材料包括添加剂；所述添加剂选自增塑剂、润滑剂和增韧剂中的一种或多种。所述增塑剂优选选自聚乙二醇、棕榈油、环氧大豆油和邻苯二甲酸酯二辛酯中的一种或多种；所述润滑剂优选选自硬脂酸锌、硅油、硅酸酯和油酸中的一种或多种；所述增韧剂优选选自纳米二氧化硅、纳米纤维素和氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或多种。在本发明具体实施例中，所述增塑剂选自聚乙二醇；所述润滑剂选自硬脂酸锌。

在本发明中，所述有机珠光酯粉、塑料和添加剂的质量比为(4～6):(85～93):(1～5)。在具体实施例中，所述有机珠光酯粉、塑料和添加剂的质量比为5:90:3；或4.5:89:4；或2:90:3.5。

本发明提供的高光泽免喷漆材料优选还包括纳米无机抗菌剂；所述纳米无机抗菌剂优选选自纳米二氧化钛和/纳米银。所述纳米无机抗菌剂具有抑菌作用，能够提高免喷漆材料的抗菌能力；还能同时提高材料的表面光泽度。另外，纳米无机抗菌剂还能增加材料的硬度，使材料具有较好的耐磨性；还能通过调整其与有机珠光酯粉的比例，来调节材料的软硬度，以适应不同的工作环境和应用领域。在本发明中，所述纳米无机抗菌剂的质量优选占高光泽免喷漆材料质量的0.01～1.5％。在本发明具体实施例中，所述纳米二氧化钛占1％；或纳米银占1.5％；或纳米二氧化钛占1.5％。

高光泽免喷漆材料的光滑表面能够防止生物质粘附而导致的表面霉变达到抗菌目的。

本发明提供了一种上述技术方案所述高光泽免喷漆材料的制备方法，包括以下步骤：

将质量比为(4～6):(85～93):(1～5)的有机珠光酯粉，塑料和添加剂混合，得到高光泽免喷漆材料；

所述有机珠光酯粉选自乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉；

所述添加剂选自增塑剂、润滑剂和增韧剂中的一种或多种。

若原料中需要加入纳米无机抗菌剂，本发明可以将纳米无机抗菌剂与有机珠光酯粉，塑料和添加剂一起混合，得到高光泽免喷漆材料。

本发明也可以将有机珠光酯粉，塑料和添加剂混合后造粒，得到母粒；将所述母粒再与纳米无机抗菌剂混合，得到高光泽免喷漆材料。此种工艺下，本发明优选将有机珠光酯粉，塑料和添加剂在高速混合机中混合4～6min。混合后经双螺杆挤出机挤出共混，经水冷却后切粒得母粒；所述母粒优选在80℃下干燥12～24h干燥备用。

参见图1，图1为本发明提供的高光泽免喷漆材料的具体工艺流程；包括将珠光酯粉碎过筛，得到珠光粉；将珠光粉、塑料1(和/或塑料2)、添加剂高速混合，得到混料；将混料双螺杆挤出、切粒，得到母粒；将母粒、色料和纳米抗菌剂混合，热成型加工，得到产品。

本发明优选将高光泽免喷漆材料加入到单/双螺杆挤出机，挤出的熔体经过水槽冷却风干，再经过牵引机制备、切粒，再根据具体需求热加工(挤出、注塑、吹膜等)成所需产品。

本发明还提供了一种高光泽免喷漆线材，由上述技术方案所述高光泽免喷漆材料或上述技术方案所述制备方法制备的高光泽免喷漆材料造粒，然后挤出、牵引、绕线加工成线材制得。在具体实施例中，所述线材直径为1.75mm。

本发明对高光泽免喷漆材料进行性能测试，具体方法如下：拉伸试验参照国标gb/t1040-2006标准执行，拉伸速度为10mm/min。弯曲试验参照国标gb/t9341-2008标准执行，弯曲速度为5mm/min。高光泽免喷漆材料的抗菌性能按gb/t21510-2008的方法进行测试。采用刻痕法测试高光泽免喷漆材料的耐磨性。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种高光泽免喷漆材料及其制备方法和高光泽免喷漆线材进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)将粒度100～150目的珠光粉(乙二醇单硬脂酸酯)、增塑剂(聚乙二醇)、润滑剂(硬脂酸锌)、与pp和pla一起按比例在高速混合机中混合5min后取出，得到混合料；其中，珠光粉占5％，增塑剂占2％，润滑剂占1％，pp约32％，pla约60％。

(2)将所得共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出并切粒，重复挤出两次，挤出机1-6段温度分别为160℃、160℃、165℃、170℃、175℃和175℃，得到母粒粒料，于80℃充分干燥12～24h。

(3)将所得母粒与染色填料(市购pp/pla色母(黄))、抗菌剂(纳米二氧化钛)按比例在高速混合机中混合5min后取出，再通过单螺杆挤出机挤出、牵引、绕线加工成线材，挤出机的1～4段温度分别为170℃、175℃、180℃、180℃，牵引速度为50mm/s，得到直径约为1.75mm的线材；其中，染色填料占0.5％，纳米二氧化钛占1％。

本发明对制得的线材进行扫描电镜分析，参见图2；图2为本发明实施例1制备的线材的扫描电镜图。由图2可知，添加珠光粉后，制备的线材具有较高的光泽度，表面光滑。

本发明根据上述测试方法对实施例1制备的直径约为1.75mm的线材进行测试，结果为：弯曲强度约为47.2mpa，弯曲模量约为1083mpa；拉伸强度为39.3mpa；硬度为4h；抗菌率(金黄色葡萄球菌)为92％，抑菌圈直径>2.5mm。

对比例1

在实施例1基础上，不添加珠光粉乙二醇单硬脂酸酯，制得线材。

本发明对对比例1制得的线材进行扫描电镜分析，参见图3，图3为对比例1制备的线材的扫描电镜图。由图3看出，未添加珠光酯粉制备的线材表面粗糙，暗淡。

实施例2

将粒度100～150目的珠光粉(乙二醇二硬脂酸酯)、纳米银、增塑剂(聚乙二醇)、润滑剂(硬脂酸锌)、与pp和pla一起按比例在高速混合机中混合5min后取出，得到混合料；其中，珠光粉占4.5％，增塑剂占2.5％，润滑剂占1.5％，pp约31.5％，pla约60％。

(2)将所得共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出并切粒，重复挤出两次，挤出机1-6段温度分别为160℃、160℃、165℃、170℃、175℃和175℃，得到母粒粒料，于80℃充分干燥12～24h。

(3)将所得母粒粒料与染色填料(钛白粉、锌白粉)、抗菌剂(纳米银)按比例在高速混合机中混合5min后取出，再通过单螺杆挤出机挤出、牵引、绕线加工成线材，挤出机的1～4段温度分别为170℃、175℃、180℃、180℃，牵引速度为50mm/s，得到直径约为1.75mm的线材；其中，纳米银占1.5％，染色填料(<1％)。

实施例2制备的线材与实施例1的检测结果类似，具有较高的光泽度，表面光滑。

添加纳米银粉后，制得的线材的光泽度较高，表面更为细腻。

本发明根据上述测试方法对实施例2制备的线材进行测试，结果为：弯曲强度约为57.1mpa，弯曲模量约为1308mpa；拉伸强度为40.4mpa；硬度为5h；抗菌率(金黄色葡萄球菌)为95％，抑菌圈直径>3.5mm。

实施例3

将粒度100～150目的珠光粉(质量比为1:1的乙二醇单硬脂酸酯和乙二醇二硬脂酸酯)、增塑剂(聚乙二醇)、润滑剂(硬脂酸锌)、与pp和pla一起按比例在高速混合机中混合5min后取出，得到混合料；其中，珠光粉占5％，增塑剂占2.5％，润滑剂占1％，pp约31.5％，pla约60％。

(2)将所得共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出并切粒，重复挤出两次，挤出机1-6段温度分别为160℃、160℃、165℃、170℃、175℃和175℃，得到母粒粒料，于80℃充分干燥12～24h。

(3)将所得母粒粒料与抗菌剂(纳米二氧化钛)按比例在高速混合机中混合5min后取出，再通过单螺杆挤出机挤出、牵引、绕线加工成线材，挤出机的1～4段温度分别为170℃、175℃、180℃、180℃，牵引速度为50mm/s，即得直径约为1.75mm的线材；其中，纳米二氧化钛占1.5％。

实施例3制备的线材与实施例1的检测结果类似，具有较高的光泽度，表面光滑。

本发明根据上述测试方法对实施例3制备的线材进行测试，结果为：弯曲强度约为41.7mpa，弯曲模量约为989mpa；拉伸强度为35.4mpa；硬度为4h；抗菌率(金黄色葡萄球菌)为92％，抑菌圈(金黄色葡萄球菌)直径>7.18mm。

由以上实施例可知，本发明提供了一种高光泽免喷漆材料，包括质量比为(4～6):(85～93):(1～5)的有机珠光酯粉、塑料和添加剂；所述有机珠光酯粉选自乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉。本发明采用乙二醇单硬脂酸酯粉和/或乙二醇二硬脂酸酯粉作为有机珠光剂，其与塑料、添加剂的相容性较好，使得免喷漆材料具有较好的加工性，且在加热后会熔解或乳化，降温后又能析出成为镜片状结晶，产生强烈的珠光光泽。该免喷漆材料质地较软，具有较好的弯曲性。实验结果表明：通过扫描电镜看出免喷漆材料具有较好的光泽度；弯曲强度约为39.3～47.2兆帕，弯曲模量约为950～1308兆帕；拉伸强度为35.4～40.4mpa；硬度为3～6h；抗菌率(金黄色葡萄球菌)≥92％，抑菌圈(金黄色葡萄球菌)直径>7.00mm。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。