口红笔用自润滑ABS复合材料及制备方法

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。