一種聚合物包覆珠光粉的微球及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及聚合物包覆珠光粉的微球及其制 備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 為改善塑料制品的外觀、延長(zhǎng)制品壽命，通常需對(duì)塑料制品表面進(jìn)行噴涂處理。但 噴涂工藝存在諸多缺點(diǎn)：成本高，生產(chǎn)流程長(zhǎng)、效率低、不良品率高；不環(huán)保，污染環(huán)境、危 害操作人員的身心健康、安全風(fēng)險(xiǎn)大；漆面易脫落，造成產(chǎn)品外觀不良，影響產(chǎn)品檔次；產(chǎn) 品及不良品回收困難。隨著人們對(duì)環(huán)境問題越來越重視和關(guān)注，免噴涂材料產(chǎn)品正逐步顯 示出其競(jìng)爭(zhēng)力，可廣泛應(yīng)用于工藝品、玩具、家電、汽車、電子產(chǎn)品、體育用品和辦公用品等。
[0003] 為了使制品具有特殊的珠光效果，通常是在基體樹脂中添加珠光粉，珠光粉與珠 光粉之間互相連接，形成連續(xù)的珠光粉效果的膜，遮蓋了基材，呈現(xiàn)出珠光質(zhì)感；但是，通過 將珠光粉直接加入基體樹脂中，基體樹脂與珠光粉的相容性差，在擠出或注塑的強(qiáng)壓力和 強(qiáng)剪切條件下，珠光粉與基體樹脂材料很難達(dá)到流動(dòng)性一致，易出現(xiàn)流痕；特別是結(jié)構(gòu)復(fù) 雜的制品，沿著流動(dòng)方向取向的珠光粉在發(fā)生烙體流動(dòng)轉(zhuǎn)向、流速不穩(wěn)定，烙體匯合等現(xiàn)象 時(shí)，引起珠光粉在熔體中分布不均勻，甚至在制品表面形成流痕和熔接線等缺陷，嚴(yán)重限制 了免噴涂材料的市場(chǎng)推廣和應(yīng)用。
[0004] 到目前為止，關(guān)于將珠光粉包覆于水性聚合物分散液后通過噴霧干燥和交聯(lián)反應(yīng) 形成聚合物包覆珠光粉微球，再將該聚合物包覆珠光粉的微球和基體樹脂通過共混擠出制 成免噴涂材料，從而最終制成無流痕、輕熔接線的免噴涂材料鮮有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明的首要目的旨在提供一種能夠改善珠光粉與基體樹脂的相容性、提高珠光粉 與熔體的流動(dòng)一致性的聚合物包覆珠光粉的微球。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述聚合物包覆珠光粉的微球的制備方法。
[0007] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的： 一種聚合物包覆珠光粉的微球，按重量百分比計(jì)，包括如下組分： 珠光粉/水性珠光粉漿料 5_80wt% 水性聚合物分散液 18_90wt% 固化劑 0? 2-10wt%。
[0008] 所述的聚合物包覆珠光粉的微球的物理結(jié)構(gòu)為含有粒徑3-500 i! m的珠光粉內(nèi) 核，在珠光粉內(nèi)核的外表面包覆有厚度為5-800 y m的聚合物外殼。
[0009] 所述珠光粉的橫斷面具有類似于珍珠的物理結(jié)構(gòu)，內(nèi)核是低光學(xué)折射率的物質(zhì)， 包覆在外層的是高折射率的金屬氧化物；所述珠光粉選自云母涂覆珠光粉、氯氧化鉍結(jié)晶 珠光粉、二氧化硅涂覆珠光粉、硅酸鋁鹽涂覆珠光粉、硼酸鋁鹽涂覆珠光粉、氧化鉍涂覆珠 光粉的一種或幾種。
[0010] 所述珠光粉表面包覆的金屬氧化物選自氧化鈦、三氧化二鉻、二氧化鈦、氧化鐵、 氧化鋪或氧化鋅的一種或幾種；所述珠光粉的粒徑為3 i! m-500 i! m,優(yōu)選為5-200 i! m。
[0011] 所述水性珠光粉漿料的固含量為10-80wt%，優(yōu)選為20-70wt%。
[0012] 所述水性聚合物分散液的固含量為10_60wt%，選自聚氨酯乳液、有機(jī)娃乳液、有 機(jī)氟乳液、環(huán)氧樹脂乳液、聚丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、改性ABS樹脂乳液、改性 纖維素水溶液、聚乙烯醇及其縮合物水溶液、聚丙烯酸水溶液、水性脲醛樹脂、水性三聚氰 胺及其醚化樹脂、水性酚醛樹脂、水性醇酸樹脂、水性聚酯樹脂、聚醋酸乙烯酯乳液、改性乙 烯-醋酸乙烯酯乳液、天然橡膠乳液、丁苯乳液、丁腈乳液、乙丙乳液及其復(fù)合物和改性物 的一種或幾種混合物。
[0013] 所述固化劑包括脂肪族多胺、芳香族多胺、脂環(huán)族多胺、氯化銨、間苯二酚、氮丙啶 及其衍生物、氯化銨、氧化鋅、鋅鹽、雙氰胺、液體聚酰胺、改性芳胺、氨基樹脂、多異氰酸酯 及其低聚物、聚碳化二亞胺、有機(jī)硅氧烷、含硼的絡(luò)合物、環(huán)氧基固化劑的一種或多種混合 物。
[0014] 所述的聚合物包覆珠光粉的微球還包括0_3wt%的其它助劑，所述其他助劑包括 消泡劑、分散劑和/或防沉劑；其中消泡劑優(yōu)選有機(jī)硅消泡劑；分散劑優(yōu)選為聚羧酸分散 劑。
[0015] 一種聚合物包覆珠光粉的微球的制備方法，包括如下步驟： a) 常溫下在水性聚合物分散液中緩慢加入表面處理的珠光粉/水性珠光粉漿料，邊攪 拌邊加入固化劑和/或其他助劑，繼續(xù)攪拌30-120min，使珠光粉充分分散并被水性聚合物 分散液包覆，即得聚合物包覆珠光粉的復(fù)合分散液； b) 將步驟a)得到的復(fù)合分散液進(jìn)行噴霧干燥，在噴霧干燥過程中，噴霧形成的聚合物 包覆珠光粉的小液滴通過固化劑進(jìn)行固化交聯(lián)反應(yīng)，即得聚合物包覆珠光粉的微球。
[0016] 所述噴霧干燥的進(jìn)風(fēng)口溫度為150-300°C，優(yōu)選為170-250°C ;出風(fēng)口溫度為 50-130°C，優(yōu)選為 70-100°C。
[0017] 所述的聚合物包覆珠光粉的微球的制備方法制備得到的聚合物包覆珠光粉的微 球在熱塑性和熱固性材料中的應(yīng)用。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果如下： 本發(fā)明通過在水性聚合物分散液中緩慢添加珠光粉/水性珠光粉漿料，使得制備而成 的聚合物包覆珠光粉的微球能夠改善珠光粉與基體樹脂的相容性，提高了珠光粉的耐剪切 性及其在擠出或注塑過程中與熔體的流動(dòng)一致性，從而消除制品表面的流痕、減輕熔接線， 可廣泛應(yīng)用于制備無流痕、輕熔接線的免噴涂熱塑性材料。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方 式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。
[0020] 實(shí)施例1-6和對(duì)比例1-3 : 按表1中實(shí)施例1-6及對(duì)比例1-2的配方，常溫下在水性聚合物分散液中緩慢加入 表面處理的珠光粉/水性珠光粉漿料，邊攪拌邊加入固化劑和/或其他助劑，繼續(xù)攪拌 30-120min，使珠光粉充分分散并被水性聚合物分散液包覆，即得聚合物包覆珠光粉的復(fù)合 分散液；將得到的復(fù)合分散液進(jìn)行噴霧干燥，在噴霧干燥過程中，噴霧形成的聚合物包覆珠 光粉的小液滴通過固化劑進(jìn)行固化交聯(lián)反應(yīng)，即得聚合物包覆珠光粉的微球；噴霧干燥過 程的進(jìn)風(fēng)口溫度為150-300°C，出風(fēng)口溫度為50-130°C。
[0021] 表 1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚合物包覆珠光粉的微球，其特征在于：按重量百分比計(jì)，包括如下組分： 珠光粉/水性珠光粉漿料 5-80wt% 水性聚合物分散液 18-90wt% 固化劑 0? 2-10wt%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物包覆珠光粉的微球，其特征在于，含有粒徑3-500 y m 的珠光粉內(nèi)核，在珠光粉內(nèi)核的外表面包覆有厚度為5-800 y m的聚合物外殼。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物包覆珠光粉的微球，其特征在于，所述珠光粉的橫斷 面具有類似于珍珠的物理結(jié)構(gòu)，內(nèi)核是低光學(xué)折射率的物質(zhì)，包覆在外層的是高折射率的 金屬氧化物；所述珠光粉選自云母涂覆珠光粉、氯氧化鉍結(jié)晶珠光粉、二氧化硅涂覆珠光 粉、硅酸鋁鹽涂覆珠光粉、硼酸鋁鹽涂覆珠光粉、氧化鉍涂覆珠光粉的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚合物包覆珠光粉微球，其特征在于，所述珠光粉表面包覆 的金屬氧化物選自氧化鈦、三氧化二鉻、二氧化鈦、氧化鐵、氧化銻或氧化鋅的一種或幾種； 所述珠光粉的粒徑為3 ii m-500μm，優(yōu)選為5-200μm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物包覆珠光粉的微球，其特征在于，所述水性珠光粉漿 料的固含量為10-80wt%，優(yōu)選為20-70wt%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物包覆珠光粉的微球，其特征在于，所述水性聚合物分 散液的固含量為10_60wt%,選自聚氨酯乳液、有機(jī)娃乳液、有機(jī)氟乳液、環(huán)氧樹脂乳液、聚丙 烯酸酯乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、改性ABS樹脂乳液、改性纖維素水溶液、聚乙烯醇及其縮 合物水溶液、聚丙烯酸水溶液、水性脲醛樹脂、水性三聚氰胺及其醚化樹脂、水性酚醛樹脂、 水性醇酸樹脂、水性聚酯樹脂、聚醋酸乙烯酯乳液、改性乙烯-醋酸乙烯酯乳液、天然橡膠 乳液、丁苯乳液、丁腈乳液、乙丙乳液及其復(fù)合物和改性物的一種或幾種混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物包覆珠光粉的微球，其特征在于，所述固化劑包括脂 肪族多胺、芳香族多胺、脂環(huán)族多胺、氯化銨、間苯二酚、氮丙啶及其衍生物、氧化鋅、鋅鹽、 雙氰胺、液體聚酰胺、改性芳胺、氨基樹脂、多異氰酸酯及其低聚物、聚碳化二亞胺、有機(jī)硅 氧烷、含硼的絡(luò)合物、環(huán)氧基固化劑的一種或幾種混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物包覆珠光粉的微球，其特征在于，還包括0_3wt%的其 它助劑，所述其他助劑包括消泡劑、分散劑和/或防沉劑；優(yōu)選為有機(jī)硅消泡劑和/或聚羧 酸分散劑。
9. 如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的聚合物包覆珠光粉的微球的制備方法，其特征在于， 包括如下步驟： a) 常溫下在水性聚合物分散液中緩慢加入表面處理的珠光粉/水性珠光粉漿料，邊攪 拌邊加入固化劑和/或其他助劑，繼續(xù)攪拌30-120min，使珠光粉充分分散并被水性聚合物 分散液包覆，即得聚合物包覆珠光粉的復(fù)合分散液； b) 將步驟a)得到的復(fù)合分散液進(jìn)行噴霧干燥，在噴霧干燥過程中，噴霧形成的聚合物 包覆珠光粉的小液滴通過固化劑進(jìn)行固化交聯(lián)反應(yīng)，即得聚合物包覆珠光粉的微球。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚合物包覆珠光粉的微球的制備方法，其特征在于，所述 噴霧干燥的進(jìn)風(fēng)口溫度為150_300°C，優(yōu)選為170-250°C ;出風(fēng)口溫度為50-130°C，優(yōu)選為 70-100。。。
11. 如權(quán)利要求9所述的聚合物包覆珠光粉的微球的制備方法制備得到的聚合物包覆 珠光粉的微球在熱塑性和熱固性材料中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合物包覆珠光粉的微球，包括如下組分：5-80wt%珠光粉/水性珠光粉漿料；18-90wt%水性聚合物分散液；0.2-10wt%固化劑；其制備方法，包括：a）常溫下在水性聚合物分散液中緩慢加入已做表面處理的珠光粉/水性珠光粉漿料，邊攪拌邊加入固化劑，然后繼續(xù)攪拌30-120min，即得聚合物包覆珠光粉的復(fù)合分散液；b）將得到的復(fù)合分散液進(jìn)行噴霧干燥，噴霧形成的聚合物包覆珠光粉的小液滴通過固化劑進(jìn)行固化交聯(lián)反應(yīng)，即得；制備所得的聚合物包覆珠光粉的微球能改善珠光粉與基體樹脂的相容性，提高珠光粉在擠出或注塑過程中與熔體的流動(dòng)一致性，從而消除制品表面的流痕、減輕熔接線，可用于制備免噴涂材料。
【IPC分類】C08K9-10, C09C3-10
【公開號(hào)】CN104629088
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310544147
【發(fā)明人】陳平緒, 葉南飚, 胡綱, 寧方林, 孫雅杰, 宋曉輝, 王大中
【申請(qǐng)人】金發(fā)科技股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月6日