口红笔用自润滑ABS复合材料及制备方法
文献发布时间:2023-06-19 11:00:24
技术领域
本发明涉及复合材料制备技术领域,具体涉及口红笔用自润滑ABS复合材料及制备方法。
背景技术
口红是常见的唇用化妆品之一,通常结构为外壳及壳内的口红膏体,通过口红膏体的涂覆使唇部具有光泽、滋润、保护嘴唇、修型等作用,同时还可增加面部美感等优点,常见的外壳材料为ABS树脂材料,如牌号3504注塑成型壳体,但缺点在于,ABS树脂掺杂助剂后成型的壳体摩擦系数大,在插拔帽端时发出声音,且存在卡住的现象,对此,市场上部分企业开始研发自润滑型材料,如通过化学合成新的ABS材料,或将ABS母粒与其他助剂等多种成分混合,但成型后的材质即使摩擦系数勉强达成要求,其他性能却大幅降低,仍需要进一步改进。
发明内容
为解决上述至少一个技术缺陷,本发明提供了如下技术方案:
本申请文件第一方面提供口红笔用自润滑ABS复合材料,按质量计,包括以下组分:
ABS树脂,75-87份;
聚四氟乙烯微粉,3-5份;
Ni-B合金包覆的氟化钙粉,0.8-2份;
玻璃纤维,7-12份;
硅油,0.5-1份;
相容剂,1-3份;
抗氧剂,0.3-0.6份;
稳定剂,0.1-0.3份;
偶联剂,0.1-0.3份。
本方案中突破性引用Ni-B合金包覆的氟化钙粉至ABS树脂材料中,并协同搭配聚四氟乙烯微粉、硅油,大幅提升ABS材料的耐磨性能,同时其他物理性能如断裂韧性、抗弯强度等得到大的提升,玻璃纤维提升硬度,并以偶联剂、相容剂提升混合均匀性,添加抗氧剂、稳定剂提升综合性能。
进一步,以超声波化学镀Ni-B合金至氟化钙粉体上。
进一步,聚四氟乙烯微粉粒径为5μm,表面烧结。
进一步,硅油为二甲基硅油。
进一步,相容剂为PS-g-MAH,抗氧剂为芳香胺类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂,稳定剂为磷酸酯或亚磷酸酯,偶联剂为KH550。
进一步,ABS树脂,80份;聚四氟乙烯微粉,5份;Ni-B合金包覆的氟化钙粉,1份;玻璃纤维,10份;硅油,0.8份;相容剂,3份;抗氧剂,0.3份;稳定剂,0.2份;偶联剂,0.3份,本组分下,性能突出。
本申请第二方面公开了口红笔用自润滑ABS复合材料的制备方法,包括以下步骤
1)、将Ni-B合金包覆的氟化钙粉、聚四氟乙烯微粉、玻璃纤维三者相混并置于偶联剂的醇溶液中,搅拌,之后干燥;
2)将ABS树脂与步骤1)中终产物及硅油、相容剂、抗氧剂、稳定剂混合置于螺杆挤出机中造粒,即得到ABS树脂复合材料。
与传统一锅法不同,本制备方法首先将Ni-B合金包覆的氟化钙粉、聚四氟乙烯微粉、玻璃纤维与偶联剂混合,以充分进行表面改性,继而与ABS树脂等剩余组分进行混合造粒形成本ABS复合材料用母粒。
进一步,Ni-B合金包覆的氟化钙粉的制备:包括氟化钙粗化、敏化、活化工序,在氟化钙活化后以超声波化学镀Ni-B包覆氟化钙粉体。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、本发明全新设计ABS树脂材料配方,突破性引用Ni-B合金包覆的氟化钙粉,协同配合聚四氟乙烯微粉、硅油,大幅提升材料的综合性能,尤其是耐磨性,在制备成口红笔时,插拔帽时无噪音,轻松。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本口红笔用自润滑ABS复合材料,包括以下组分:ABS树脂、聚四氟乙烯微粉、Ni-B合金包覆的氟化钙粉、玻璃纤维、硅油、相容剂、抗氧剂、稳定剂、偶联剂。
与传统组分不同之处在于,本发明人在偶然的情况下将Ni-B合金包覆的氟化钙粉引用至ABS树脂中,发现其对材料性能提升较大,但存在不相容及性能不能满足指标的缺陷,对此继续改进,在引进聚四氟乙烯微粉、硅油时发现,三者对ABS树脂成型产品的性能提升较大,并添加玻璃纤维提高硬度,以抗氧剂、稳定剂等提升综合性能,并在多次实验中发现,硅油与ABS树脂存在极性不同导致相容性差的问题,以及玻璃纤维、氟化钙粉等组分存在混合不均匀的现象,对性能影响极大,对此在大量实验后,以偶联剂改性,并优化组分比例最终成型复合材料,制备成型后的口红笔综合性能优异,插拔无噪音,轻松。
其中考察及尝试过多种方法结合Ni-B合金与氟化钙粉体后,最终选定以超声波化学镀Ni-B合金至氟化钙粉体上,形成包覆,工序如下:氟化钙粗化-敏化-活化,最后化学镀包覆。
具体而言,氟化钙的粗化,将氟化钙粉体置于氢氧化钠溶液中,超声波下搅拌,并过滤,之后干燥,具体参数如氢氧化钠为100g/L,氟化钙粉与氢氧化钠溶液的质量比为1:6-1:8,温度如室温,超声搅拌时间在20-35h,氟化钙粉粒径1.5-2.3μm。
氟化钙的敏化,敏化液为氯化锡、浓盐酸混合形成的溶液,氯化锡溶度为12-14g/L,浓盐酸浓度为15-25ml/L,二者以质量比1:3混合形成敏化液,将粗化后氟化钙置于敏化液中,以质量计,氟化钙占比敏化液的1/5,超声波下进行搅拌,如5min、10min,之后多次离心,取底层沉淀物备用。
氟化钙的活化,活化液包括氯化钯,0.5g/L,浓盐酸,10ml/L,蒸馏水,三者以质量比2:1:10混合形成活化液,以质量计,氯化钯占活化液的1/5,超声波下进行搅拌,时间20-40min,离心,取底层沉淀物干燥,干燥温度40-45℃,时间15-20h。
最后将活化后的氟化钙进行化学镀,选用镀液包括硫酸镍、硼氢化钠及乙二胺,在溶液中浓度,硫酸镍5g/L,硼氢化钠1.5g/ml,乙二胺为50ml/L,pH为13,将氟化钙加入至镀液中,温度为70℃,搅拌速率为50r/min,在100ml镀液中加入0.5g氟化钙,反应时间3min,之后对镀后的粉末进行清洗干燥形成Ni-B合金包覆的氟化钙粉。
以上述方式制备Ni-B合金包覆的氟化钙粉,经扫描电镜进行微观扫描可见粉体被一层壳包裹,外表无明显的棱角,包覆效果好。
下面以具体实施例制备复合材料。
其中Ni-B合金包覆的氟化钙粉采用上述超声波化学镀方法制备。
ABS树脂的牌号为3504。
聚四氟乙烯微粉选用粒径为5μm,表面烧结型,如嘉善申嘉科技有限公司产F385等。
相容剂,PS-g-MAH,上海坤震材料科技有限公司。
抗氧剂选用芳香胺类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂,如1076型。
硅油选用二甲基硅油。
稳定剂为磷酸酯或亚磷酸酯,偶联剂为KH550,浓度2%的醇溶液。
玻璃纤维为无碱纤维,选用短切玻纤,直径7μm,长度2mm。
制备时以螺杆挤出机熔融造粒,参数为螺杆转速正常,约200r/min,加热温度为1段190℃,2段203℃,3段为220℃,4段为225℃,5段为228℃,6段为230℃,7段为220℃,8段为220℃,9段为212℃,机头挤出温度为210℃。
实施例1
制备ABS复合材料,包括以下步骤
1)、将Ni-B合金包覆的氟化钙粉0.8份、聚四氟乙烯微粉3份、玻璃纤维7份三者相混并置于偶联剂0.1份的醇溶液中,搅拌,之后干燥;
2)将ABS树脂75份与步骤1)中终产物及硅油0.5份、相容剂1份、抗氧剂0.3份、稳定剂0.1份混合置于螺杆挤出机中造粒即得到ABS树脂复合材料母粒。
实施例2
制备ABS复合材料,包括以下步骤
1)、将Ni-B合金包覆的氟化钙粉2份、聚四氟乙烯微粉5份、玻璃纤维12份三者相混并置于偶联剂0.2份的醇溶液中,搅拌,之后干燥;
2)将ABS树脂87份与步骤1)中终产物及硅油1份、相容剂3份、抗氧剂0.6份、稳定剂0.3份混合置于螺杆挤出机中造粒,即得到ABS树脂复合材料母粒。
实施例3
制备ABS复合材料,包括以下步骤
1)、将Ni-B合金包覆的氟化钙粉1份、聚四氟乙烯微粉4份、玻璃纤维10份三者相混并置于偶联剂0.3份的醇溶液中,搅拌,之后干燥;
2)将ABS树脂80份与步骤1)中终产物及硅油0.7份、相容剂2份、抗氧剂0.5份、稳定剂0.2份混合置于螺杆挤出机中造粒,即得到ABS树脂复合材料母粒。
实施例4
制备ABS复合材料,包括以下步骤
1)、将Ni-B合金包覆的氟化钙粉1份、聚四氟乙烯微粉5份、玻璃纤维10份三者相混并置于偶联剂0.3份的醇溶液中,搅拌,之后干燥;
2)将ABS树脂80份与步骤1)中终产物及硅油0.8份、相容剂3份、抗氧剂0.3份、稳定剂0.2份混合置于螺杆挤出机中造粒,即得到ABS树脂复合材料母粒。
对比例1
制备ABS复合材料,包括以下步骤
1)、将Ni-B合金包覆的氟化钙粉1份、玻璃纤维10份相混并置于偶联剂0.3份的醇溶液中,搅拌,之后干燥;
2)将ABS树脂80份与步骤1)中终产物及相容剂2份、抗氧剂0.5份、稳定剂0.2份混合置于螺杆挤出机中造粒,即得到ABS树脂复合材料母粒。
对比例2
制备ABS复合材料,包括以下步骤
1)、将聚四氟乙烯微粉4份、玻璃纤维10份相混并置于偶联剂0.3份的醇溶液中,搅拌,之后干燥;
2)将ABS树脂80份与步骤1)中终产物及硅油0.7份、相容剂2份、抗氧剂0.5份、稳定剂0.2份混合置于螺杆挤出机中造粒,即得到ABS树脂复合材料母粒。
对比例3
制备ABS复合材料,包括以下步骤
1)、将Ni-B合金包覆的氟化钙粉1份、聚四氟乙烯微粉4份、玻璃纤维10份、硅油0.7份、相容剂2份、抗氧剂0.5份、稳定剂0.2份、偶联剂0.3份、ABS树脂80份共混置于螺杆挤出机中造粒,即得到ABS树脂复合材料母粒。
将上述实施例、对比例制备的ABS母粒进行性能的检测。
表1:物理性能检测
注:静摩擦系数按照ISO8295标准测试;
拉伸强度按照国标GB/T1040.2-2006测试;
弯曲强度按照国标GB/T9341-2000测试;
根据对比例1/2可知,Ni-B合金包覆的氟化钙粉与聚四氟乙烯微粉、硅油合用具有增幅的效果,按照本配方制备的复合材料静摩擦系数低,且在制备成口红笔后,插拔帽端时无噪音产生,且较轻松。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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- 用于口红笔管的高分子自润滑ABS树脂材料及制备方法