一种高光免喷涂共聚透明尼龙改性材料
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种免喷涂的共聚透明尼龙改性材料。
背景技术
为了迎合电子产品彩色化、特殊效果的需求，配合高光无痕免喷涂技术的免喷涂材料应运而生。免喷涂材料是一种可直接注塑、无需喷涂即能实现多彩外观效果的材料。广义上免喷涂是指无需喷涂、环保的材料，包括：高光免喷涂，珠光效果，金属质感效果等等。
免喷涂材料具有很好的应用优势，相对传统喷涂材料其优势主要体现在下面几点：
色彩丰富：由于是在材料组成中加入颜料，因此可以实现需要的颜色，设计产品的自由度大，不同的颜色可以呈现出不同的外观。
成本低：减少了″喷漆″这一环节，免喷涂材料更环保、成本更低，免喷涂材料既能满足环保法规、保护人体健康，又能为企业节省成本；环保：避免了喷涂对环境的污染，材料可以百分百的回收使用，汽车VOC主要来源于油漆，少了喷漆这一环节，免喷涂材料可以避免油漆及喷漆过程产生的VOC，注塑一体成型，避免喷涂及电镀的污染环境及物流运输各种风险成本。
生产工艺简便：可直接通过注塑，实现特殊珠光、金属光泽、闪耀、炫丽的外观，不需表面装饰。
成品率高：在一些气候环境的影响下，有些喷漆塑料的废品率特别高的情况下，使用免喷涂材料有可能让成本下降30％-40％。
虽然免喷涂件与喷漆件相比具有比较大的优越性，但我国免喷涂技术还有许多需要克服的问题，比如免喷涂材料主要集中在传统通用塑料之中，相对喷涂件光泽度低问题，应用商业化范围较窄。目前汽车免喷涂黑色装饰材料以%20ABS、PC/ABS、PMMA/ABS为主，与传统喷涂材料相比，免喷涂材料存在外观效果、耐温、耐刮擦、耐化学、抗冲击等方面不足。工程塑料特殊高光透明改性树脂长期给外资企业垄断，比如杜邦沙林树脂(SURLYN)系列，赢创
目前市上使用的尼龙免喷涂材料树脂多为PA6和PA66，这两类聚酰胺树脂为结晶性材料，所以在光泽度及透明度上远远不如非结晶性尼龙，如何获得一种耐热、免喷涂、高光泽、机械性能好的材料，是本发明要解决的问题。
发明内容
针对现有技术中采用的尼龙导致免喷涂材料的性能差的问题，申请人采用透光率＞82％的高性能透明尼龙树脂作为基础树脂，解决解决传统尼龙免喷涂件光泽度低问题；满足免喷涂材料在高要求工程领域应用。
本发明提供以下方案：
一种高光免喷涂共聚透明尼龙改性材料，由如下组分制备而成：
共聚透明尼龙树脂：88-99.5重量份；
免喷涂颜料：2-10重量份
助剂：0.5-5重量份。
优选地，所述的共聚透明尼龙树脂根据GB T 2410 2008测试具有大于82％的透光度。
优选地，其中所述共聚透明尼龙树脂由下述各组分聚合而成：
占原料总质量含量为80-96％的单体A内酰胺；
占原料总质量含量为2-10％的单体B，所述B为摩尔比1∶1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物或聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐或聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；
占原料总质量含量为2-10％的单体E，所述单体E由单体C和单体D以摩尔比1∶1反应得到，其中单体C为脂环族二元胺，单体D为脂肪族二元酸。
优选地，所述内酰胺为已内酰胺(CPL)、十二碳内酰胺或二者的混合物。
优选地，所述脂环族二元胺为4，4″-二氨基二环己基甲烷(PACM)、异佛尔酮二胺(IPDA)或二者的混合物。
优选地，所述脂肪族二元酸为己二酸。
优选地，所述共聚透明尼龙的制备方法包括如下步骤：
1)单体A、单体B、单体E在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；
2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
优选地，本发明的一种高光免喷涂共聚透明尼龙改性材料中免喷涂颜料为铝银条、珠光粉、铜粉、碳黑的一种或多种，优选的为旭阳铝颜料、星铂联银条和默克珠光中的一种或多种。
优选地，其中助剂选自抗氧剂、润滑剂、分散剂、相容剂、偶联剂的一种或多种。
优选地，其中的所述抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂626中一种或多种；润滑剂选自硅酮粉、蒙旦蜡、C蜡中的一种或多种；分散剂选自EBS-SF、硬脂酸镁、硬脂酸钙中的一种或多种；相容剂选自Lotader AX8900、Lotader AX8840、LotaderRX984、Fusabond MN493中的一种或多种。
本发明所述的高光免喷涂共聚透明尼龙改性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：称取各原料组分；
S2、预混料：将共聚透明尼龙树脂和助剂在高速混合机中混合5-8分钟得到预混料；由主喂料下料；
S3、侧位料：免喷涂颜料由侧喂料独立喂料；
S4、熔融挤出：预混料和侧位料经双螺杆挤出机在150-270℃下熔融挤出，冷却，切粒得到免喷涂树脂材料；
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆直径为35-75mm，长径比L/D为 25-48；；由加料口到机头的各螺筒温度分别是：200-240℃、210-250℃、 220-260℃、230℃-270℃、200-250℃、150-200℃，230-270℃螺杆转速 260-350r/min，主喂喂料转速50r/min，侧喂喂料转速25r/min，总喂料量为15-35kg/h。
更优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，长径比L/D为43。
本发明还提供所述的高光免喷涂共聚透明尼龙改性材材料用于制备航空/ 高铁车厢内饰、汽车内外饰、电动工具外壳、家电耐高温、户外广告材料的用途。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
与现有传统尼龙相比用共聚透明尼龙树脂作为基础底料树脂，使注塑制品出来有更高的光泽度及高性能，更低成本，更高效率。本发明的高光免喷涂共聚透明尼龙树脂材料能明显改善传统尼龙树脂的表面高光泽度效果，同时突出优异的拉伸强度和抗冲击韧性性能，具有比传统PA6及PA66尼龙的低吸水率性能，所制备的免喷涂材料可以在在航空/高铁车厢内饰领域，汽车内外饰领域、电动工具外壳、家电耐高温领域、户外广告材料的应用范围。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语″上″、″下″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
制备实施例1：
制备本发明应用实施例采用的共聚透明尼龙的原料如下：
质量含量为12000g的单体A(己内酰胺)；
质量含量为1000g的单体B(摩尔比为1∶1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物)，
质量含量为400g的单体E(所述单体E由单体C和单体D以摩尔比1∶ 1反应得到单体E，其中单体C为脂环族二元胺；单体D为己二酸；其中所述脂环族二元胺为4，4′-二氨基二环己基甲烷(PACM)、异佛尔酮二胺(IPDA)二者摩尔比1∶1的混合物)。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)：将单体A、单体B、单体E投入带有搅拌器器的自动控制聚合釜，在 27bar的压力、300℃的温度下进行脱水反应
2)：进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
经测试所制备的共聚透明尼龙经乌氏粘度计法测得粘度为2.4；
根据GB T 2410 2008透明塑料透光率和无毒的测定标准测试所制备的共聚透明尼龙的透光率为90％。
制备实施例2：
制备本发明应用实施例采用的共聚透明尼龙的原料如下：
质量含量为10000g的单体A(十二碳内酰胺)；
质量含量为1900g的单体B(摩尔比为1∶1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物)，
质量含量为1500g的单体E(所述单体E由单体C和单体D以摩尔比1∶ 1反应得到单体E，其中单体C为脂环族二元胺；单体D为己二酸；其中所述脂环族二元胺为4，4′-二氨基二环己基甲烷(PACM)、异佛尔酮二胺(IPDA)二者摩尔比1∶1的混合物)。
所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：
1)：将单体A、单体B、单体E投入带有搅拌器器的自动控制聚合釜，在 25bar的压力、320℃的温度下进行脱水反应
2)：进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。
经测试所制备的共聚透明尼龙经乌氏粘度计法测得粘度为2.8；
根据GB T 2410 2008透明塑料透光率和无毒的测定标准测试所制备的共聚透明尼龙的透光率为88％。
应用实施例1-4：
本发明的一种高光免喷涂共聚透明尼龙改性材料的制备：
S1、备料：根据表1中所示的重量称取各组分，原料树脂采用本发明制备的透明共聚尼龙；
S2、预混料：将原料树脂+助剂在高速混合机中混合8分钟得到预混料；由主喂料下料；
S3、侧位料：免喷涂颜料由侧喂料独立喂料；
S4、熔融挤出：预混料+侧位料经双螺杆挤出机熔融挤出，冷却，切粒得到免喷涂树脂材料；
S5、干燥：将制备的免喷涂树脂材料放入鼓风式干燥机进行120℃干燥6 小时；
S6、将干燥好的免喷涂树脂材料使用注塑机进行注塑ISO 527拉伸标准样条测试，及ISO 179冲击标准样条测试；
S7、使用光泽度检测仪，分别对样条进行测试记录数据。
所述双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，长径比L/D为43；由加料口到机头的各螺筒温度分别是：240±20℃、250±20℃℃、260±20℃℃、270±20℃、250±20℃、200±20℃，270±20℃，螺杆转速260-350r/min，主喂喂料转速50r/min，侧喂喂料转速25r/min，总喂料量为15-35kg/h；所述注塑机加工温度：射嘴段270±20℃，中间段265±20℃，前段245±20℃；所述光泽度测试仪符合标准：ISO2813，ASTMD523，GB/T9754，测试厚度2mm，角度：gloss20°；
对比实施例1-2：
采用与实施例1-4同样的方法制备，不同之处在于采用的基础树脂为市售尼龙树脂。
表1实施例1-4和对比例1-2各组分的用量配方
其中市售PA6树脂为己内酰胺，由己内酰胺开环聚合而得，乌氏粘度为 2.4，透光率为：1.4％，市售PA66树脂由己二酸和己二胺制成尼龙-66盐后缩聚而得，乌氏粘度为2.4，透光率为0.5％。
所采用的抗氧剂A为抗氧剂1098；润滑剂A为硅酮粉；分散剂A为硬脂酸钙；相容剂A为马来酸酐接枝POE(Fusabond MN493)。
上述实施例1-4以及对比例1-2得到的免喷涂树脂性能如下表2所示。
表2实施例1-4，对比例1-2所制备的免喷涂树脂的性能
从上述数据可以看出，本发明的高光免喷涂共聚透明尼龙树脂材料能明显改善传统尼龙树脂的表面高光泽度效果，同时共聚透明尼龙树脂粘度越高越突出优异的拉伸强度和抗冲击韧性性能及吸水率具有比传统PA6及PA66尼龙的低吸水率性能，越高填充比例的免喷涂颜料制品光泽度越高，所制备的免喷涂材料可以在汽车内外饰领域可广泛应用。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
