一种PC专用条状铝颜料及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝颜料生产技术领域，具体涉及一种PC专用条状铝颜料及其制备方法。

背景技术

近几年，免喷涂金属效果外观受到消费者的青睐，越来越多的家电外观和汽车的内饰都使用了金属免喷涂材料，其不仅外观质感强，材料也更加的环保，免去了喷涂的工艺，同时减少了运输、中转等多个工序，降低了加工的成本，可谓是非常有潜力的产品。目前市场上的免喷涂产品大部分应用的材料是ABS、PP、PC、ABS等，加工温度低，材料流动性好，所以做出来的产品外观效果较好。

条状铝颜料可以应用到免喷涂PC(聚碳酸酯，Polycarbonate)材料中，但是，普通条状铝颜料应用到PC中时，其载体PE蜡在PC中的耐温和相容性不佳；同时，片状铝粒子在高温下容易氧化，导致制品的表面金属感差，色泽发暗；另外，铝颜料在球磨工序中的加工助剂例如含芥酸、硬脂酸等，在高温下会加速PC的降解，对PC物性的影响很大，导致冲击性能明显下降。所以，众多因素导致目前条状铝颜料在PC中的应用容易产生银丝、水花、力学性能下降严重等缺陷，从而一直得不到客户的满意。

为此，我们针对上述存在的问题设计了一系列的实验，改进了原有的工艺和配方，成功研发出专用于PC材料的高质感金属颜料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PC专用条状铝颜料及其制备方法，其解决了现有普通条状铝颜料在PC材料中应用时存在的缺陷。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种PC专用条状铝颜料的制备方法，步骤包括

步骤一：选取铝颜料并置于容器中，加入溶剂进行分散，再加入钝化剂进行钝化，钝化后进行后处理，得到钝化铝滤饼；

步骤二：将步骤一得到的钝化铝滤饼与载体树脂、分散剂混合，搅拌预分散，再经烘干、挤出成型，即得成品，其中所述载体树脂选用乙烯丙烯酸共聚树脂。

进一步改进在于，步骤一中，所述铝颜料选用铝含量为60％-70％、片状铝粒子厚度为0.2-0.5μm、片状铝粒子粒径D50为10-15um的铝颜料。

进一步改进在于，步骤一中，所述溶剂选用酯类或醇类溶剂，所述分散的转速为15-25rpm。

进一步改进在于，步骤一中，当选取铝颜料1份时，加入1.5-3份溶剂，加入0.1-0.2份钝化剂。

进一步改进在于，步骤一中，所述钝化剂选用磷酸盐钝化剂、钼酸盐钝化剂中的一种或两种混合物，且钝化时间为2-4h，钝化过程伴随搅拌。

进一步改进在于，步骤一中，所述后处理包括：先一次脱溶剂得固含65-70％钝化后的铝滤饼，再将钝化后的铝滤饼加入到3-4倍重量的酯类或醇类溶剂中清洗一遍，去掉多余的钝化剂，然后二次脱溶剂得固含65-75％清洗后的钝化铝滤饼。

进一步改进在于，步骤二中，所述乙烯丙烯酸共聚树脂选用熔点低于110℃、MA含量在10-30％且分子量小于100000的乙烯丙烯酸共聚树脂，所述分散剂选用季四醇硬脂酸酯或硬脂酸镁。

进一步改进在于，步骤二中，所述钝化铝滤饼与载体树脂、分散剂的混合重量比为钝化铝滤饼:载体树脂:分散剂＝70-75:15-25:1-5。

进一步改进在于，步骤二中，搅拌预分散，再经烘干、挤出成型的具体操作为：按照比例将混合后原材料投入搅拌机中,15-20rpm搅拌10-20min预分散；再将预分散料放入烘箱中干燥，干燥温度为130-150℃，干燥时间为10-12h；再将干燥后的物料投入挤出机中挤出成型，挤出温度为130-150℃，主机转速为400-500rpm，得到成品。

本发明还提供了一种PC专用条状铝颜料，其采用上述方法制备得到。

本发明的有益效果在于：本发明通过对片状铝粒子进行钝化处理，让片状铝粒子表面形成一层氧化铝膜，提高片状铝粒子的耐温性，同时选择低粘度EMA作为载体，EMA是一种增韧树脂，和PC的相容性好，减小了对PC物性的影响，提升了片状铝粒子在PC中的使用效果，成品色板白亮度和金属感大幅度提升，且外观没有银丝等缺陷；以上几点的改善，极大的提高了产品的外观效果和力学性能。

附图说明

图1为不同PC色板的外观图。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

设备选择，挤出设备：35双螺杆挤出机，长径比：44-52；搅拌设备：100L单桨叶搅拌机；干燥设备：500L真空干燥箱。

实施例1

一种PC专用条状铝颜料的制备方法，步骤包括：

步骤一：选取铝含量为60％、片状铝粒子厚度为0.2μm、片状铝粒子粒径D50为10um的铝颜料，将1份铝颜料置于分散缸中，加入1.5份酯类溶剂，打开分散机，调整转速至15rpm，进行分散，再加入0.1份磷酸盐钝化剂，搅拌2小时，钝化结束，先一次脱溶剂得固含65％钝化后的铝滤饼，再将钝化后的铝滤饼加入到3倍重量的酯类溶剂中清洗一遍，去掉多余的钝化剂，然后二次脱溶剂得固含65％清洗后的钝化铝滤饼；

步骤二：选用熔点低于110℃、MA含量在10％且分子量小于100000的乙烯丙烯酸共聚树脂作为载体树脂，选用季四醇硬脂酸酯作为分散剂，将步骤一得到的钝化铝滤饼与载体树脂、分散剂混合，且混合重量比为钝化铝滤饼:载体树脂:分散剂＝70:15:1，按照比例将混合后原材料投入搅拌机中,15rpm搅拌20min预分散；再将预分散料放入烘箱中干燥，干燥温度为130℃，干燥时间为12h；再将干燥后的物料投入挤出机中挤出成型，挤出温度为130℃，主机转速为500rpm，得到成品。

实施例2

一种PC专用条状铝颜料的制备方法，步骤包括：

步骤一：选取铝含量为65％、片状铝粒子厚度为0.3μm、片状铝粒子粒径D50为12um的铝颜料，将1份铝颜料置于分散缸中，加入2份酯类溶剂，打开分散机，调整转速至20rpm，进行分散，再加入0.15份钼酸盐钝化剂，搅拌3小时，钝化结束，先一次脱溶剂得固含68％钝化后的铝滤饼，再将钝化后的铝滤饼加入到3.5倍重量的醇类溶剂中清洗一遍，去掉多余的钝化剂，然后二次脱溶剂得固含70％清洗后的钝化铝滤饼；

步骤二：选用熔点低于110℃、MA含量在20％且分子量小于100000的乙烯丙烯酸共聚树脂作为载体树脂，选用硬脂酸镁作为分散剂，将步骤一得到的钝化铝滤饼与载体树脂、分散剂混合，且混合重量比为钝化铝滤饼:载体树脂:分散剂＝72:20:3，按照比例将混合后原材料投入搅拌机中,18rpm搅拌15min预分散；再将预分散料放入烘箱中干燥，干燥温度为140℃，干燥时间为11h；再将干燥后的物料投入挤出机中挤出成型，挤出温度为140℃，主机转速为450rpm，得到成品。

实施例3

一种PC专用条状铝颜料的制备方法，步骤包括：

步骤一：选取铝含量为70％、片状铝粒子厚度为0.5μm、片状铝粒子粒径D50为15um的铝颜料，将1份铝颜料置于分散缸中，加入3份醇类溶剂，打开分散机，调整转速至25rpm，进行分散，再加入0.2份钼酸盐钝化剂，搅拌4小时，钝化结束，先一次脱溶剂得固含70％钝化后的铝滤饼，再将钝化后的铝滤饼加入到4倍重量的酯类溶剂中清洗一遍，去掉多余的钝化剂，然后二次脱溶剂得固含75％清洗后的钝化铝滤饼；

步骤二：选用熔点低于110℃、MA含量在30％且分子量小于100000的乙烯丙烯酸共聚树脂作为载体树脂，选用季四醇硬脂酸酯作为分散剂，将步骤一得到的钝化铝滤饼与载体树脂、分散剂混合，且混合重量比为钝化铝滤饼:载体树脂:分散剂＝75:25:4，按照比例将混合后原材料投入搅拌机中,20rpm搅拌10min预分散；再将预分散料放入烘箱中干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为10h；再将干燥后的物料投入挤出机中挤出成型，挤出温度为150℃，主机转速为400rpm，得到成品。

(一)外观效果检测：

选取实施例2制得的PC色板样板(改进后)，以及普通条状铝颜料应用到PC中制得的PC色板样板(改进前)，如图1所示，图中左侧为改进前的PC色板，右侧为改进后的PC色板，可以看出改进后PC色板的白亮度和金属感大幅度提升，整体外观效果突出。另外，检测改进前和改进后的样板的Lab值，得到数据如下表：

(二)力学性能检测：

对上述改进前、改进后的PC色板，以及空白PC板(未应用条状铝颜料，仅由聚碳酸酯材料制成)进行力学性能的检测，检测项目包括弯曲模量(Mpa)、拉伸强度(Mpa)、IZOD冲击强度(KJ/m)，检测结果如下表：

从上表可以看出，本发明经过工艺和配方的改进，降低了对PC物性的影响，改进后PC色板的弯曲模量和拉伸强度甚至高于空白PC，而IZOD冲击强度虽然仍低于空白PC，但相对于改进前产品，改进后IZOD冲击强度明显提升。

对比例1

一种PC专用条状铝颜料的制备方法，其步骤与实施例2基本相同，唯一区别在于：将分散剂由硬脂酸镁换成等效量的季四醇硬脂酸酯。

选取对比例1制得的PC色板样板，以同样的方法检测其Lab值、弯曲模量(Mpa)、拉伸强度(Mpa)、IZOD冲击强度(KJ/m)，检测结果如下表：

从上表可以看出，将分散剂换成季四醇硬脂酸酯后，其整体外观效果无明显变化，但是力学性能得到了进一步的改善，尤其是产品的拉伸强度和IZOD冲击强度，分别提升了24.2％和44.1％，提升明显。由此说明，将季四醇硬脂酸酯作为分散剂与乙烯丙烯酸共聚树脂配用，能起到突出的效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。