CN101619157A - 一种用于模内注射成型的注塑材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于模内注射成型的注塑材料及其制备方法，本发明的注塑材料主要由以下重量份物料制备而成：1－40重量份的PC，60－99重量份的工程塑料用PET，0.05－1重量份的成核剂，以及0.5－5重量份的相容剂或0.01－0.1重量份的酯交换催化剂。本发明的制备方法，通过以下步骤实现：(1)准备物料；(2)物料混合；(3)共混：将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混形成熔体，熔体挤出后经水冷，所得到的改性PET材料即本发明的用于模内注射成型的注塑材料。本发明的注塑材料与现有的ABS树脂相比，具有高温高湿环境下附着力较强，而且材料成本较低的优点，而且，透明性和抗冲击强度高于ABS树脂，成型收缩率低于ABS树脂。

Description

一种用于模内注射成型的注塑材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于模内注射成型的注塑材料及其制备方法。

背景技术

模内注射也称作模内装饰(In-Mold Decoration，IMD)或模内镶嵌(InMold Lamination，IML)注塑技术，是在制造注塑电器面板等塑料件时，将印刷好的模内标签由机械手吸起(标签印刷面朝内、黏合剂面朝外)放在模具中，再往此模具中浇铸注塑材料(如树脂)，借助塑料熔融温度，将标签背面的热熔黏合剂熔化，使标签与注塑材料融为一体。产品为三层结构，第一层为有硬度薄膜材料(如：PET等)，第二层为油墨，第三层为注塑成型的注塑材料。面板图文、标识置于薄膜材料与成型的注塑材料之间，人们直接接触的为薄膜表面，故耐磨、耐划、耐化学溶剂。

该工艺的优势是：

1、立体成型工艺能增加产品外观造型设计的自由度；

2、高亮度、高硬度的薄膜覆盖产品表面，防刮花，耐磨损；

3、印刷图案的油墨层，夹在透明薄膜和注塑材料中间，不氧化，不磨损，长期保持色彩鲜艳；

4、视窗区(无印刷区域)有极高的透明度(透光率92％)；

5、产品复合成型表面达到无缝防水效果，集功能性与装饰性于一身。

IML产品广泛应用于家电业、通讯业、电子业和汽车业等领域。例如在家电业，用于电饭煲、洗衣机、微波炉、空调器、电冰箱、油烟机、消毒柜、热水器等带操作按键的控制装饰面板等。

目前工业上模内注射电器面板所用的注塑材料常用MBS树脂，由于电器面板有窗口，对树脂的透明性是基本要求。MBS树脂(俗称透明ABS树脂，以下简称ABS树脂)是通过乳液接枝聚合制得的三元聚合物[甲基丙烯酸甲酯(M)，丁二烯(B)及苯乙烯(S)]，为无色透明体，亚微观形态上具有典型的核壳结构，粒子的核心是经过轻度交联具有低剪切模量的丁苯橡胶核，外壳是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯接枝形成的硬壳层，是典型的粒子分散型增韧改性剂。当材料受到外力冲击时，ABS树脂中的橡胶核是应力集中点，使其产生形变，并在周围诱发银纹和剪切带，通过银纹和剪切带分散和吸收冲击能量，形成了材料从脆性断裂向韧性断裂的转变，从而达到增韧目的。ABS透明性好、有较好的力学性能、成型收缩率很低、优良的加工性能，这些特性使它符合模内注射电器面板用树脂的各项要求。但是，ABS树脂在高温高湿环境下附着力较差，而且材料成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于模内注射成型的注塑材料，其在高温高湿环境下附着力较强，而且材料成本较低。

本发明的另一目的是提供上述注塑材料的制备方法。

本发明的技术方案是这样的：一种用于模内注射成型的注塑材料，主要由以下重量份物料制备而成：1-40重量份的PC，60-99重量份的工程塑料用PET，0.05-1重量份的成核剂，以及0.5-5重量份的相容剂或0.01-0.1重量份的酯交换催化剂。

上述成核剂为无机类成核剂、有机类成核剂、高分子类成核剂或复合成核剂。

上述无机类成核剂为滑石粉、黏土、纳米蒙脱土、纳米高岭土、非碱金属氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐或硫酸盐。

上述无机类成核剂为黏土、纳米蒙脱土、纳米高岭土、非碱金属氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐或硫酸盐的有机插层材料或有机化处理材料。

上述有机类成核剂为一元酸(如苯甲酸、氯苯甲酸、油酸、硬脂酸、丙烯酸等)的Na盐、K盐、Ba盐、Mg盐、Ca盐或Al盐，或是芳香族羟基磺酸金属盐，或是有机磷酸酯盐。

上述高分子类成核剂为聚酯齐聚物的碱金属盐、聚酯-醚、全芳香族聚酯、低分子量的等规聚丙烯、离聚物或聚乙二醇，

上述相容剂为PE-g-MAH(马来酸酐接枝聚乙烯)或SEBS-g-MAH(马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)。

上述酯交换催化剂为钛化合物或铈化合物。

制备用于模内注射成型的注塑材料的方法，通过以下步骤实现：

(1)准备物料：准备1-40重量份的PC，60-99重量份的工程塑料用PET，0.05-1重量份的成核剂，以及0.5-5重量份的相容剂或0.01-0.1重量份的酯交换催化剂；

(2)物料混合：将上述物料混合均匀；

(3)共混：将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混形成熔体，熔体挤出后经水冷，所得到的改性PET材料即本发明的用于模内注射成型的注塑材料。

上述步骤(1)与步骤(2)之间，还对PC和工程塑料用PET分别进行干燥，以除去切片或粒料中的水分，从而保证熔融挤出过程的正常进行。

PET为乳白色半透明体(结晶)或无色透明体(非晶)，具有优良的耐热性、电绝缘性、耐化学药品性等优良性能；在较宽的温度范围内能够保持优良的物理性能和力学性能，它的耐疲劳性、耐摩擦性优良，耐老化性优异，电绝缘性突出，对大多数有机溶剂和无机酸稳定，而且生产能耗很低，加工性良好。但PET作为工程塑料使用时，由于在通常应用的加工模温70～110℃下，PET的结晶速度太慢而造成结晶不完善和不均匀或晶粒尺寸过大，透明性、耐冲击性(结晶时)和耐湿热性较差等。PET用于工程塑料的另一个缺点是耐冲击性差，这是由于PET大分子链的刚性引起的，因此提高PET工程塑料的抗冲击性能是另一个关键问题，单纯PET无法替代ABS作为IMD的树脂，需要对PET进行改性，以达到较全面的综合性能。

本发明的用于模内注射成型的注塑材料，以工程塑料用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)为主要原料，并加入PC、成核剂、相容剂(或酯交换催化剂)对PET进行改性。其中，通过成核剂改善PET的结晶结构和性能，主要是通过异相成核作用增加体系内晶核的数目，提高成核密度和总结晶速度；通过PC(聚碳酸酯)增强了PET的韧性，由于PET与PC只是部分相容体系，往往要加入相容剂或酯交换反应催化剂以增加PET与PC的相容性。目前PET的价格在1万元/t以内，ABS树脂的价格是2万元左右/t。本发明的注塑材料与现有的ABS树脂相比，具有高温高湿环境下附着力较强，而且材料成本较低的优点，而且，透明性和抗冲击强度高于ABS树脂，成型收缩率低于ABS树脂。

本发明拓宽了PET的应用领域，增加了PET的附加值，成功开发PET在模内注射成型领域的应用必将带来可观的经济效益。

具体实施方式

以下实施例将对本发明作进一步的说明，应该指出，本发明并非局限于下述各例实施例。

实施例一：

一种用于模内注射成型的注塑材料，主要由以下重量份物料制备而成：40重量份的PC、60重量份的工程塑料用PET、0.1重量份的油酸钠和0.5重量份的SEBS-g-MAH。

制备用于模内注射成型的注塑材料的方法，通过如下步骤实现：

(1)准备物料：准备40重量份的PC、60重量份的工程塑料用PET、0.1重量份的油酸钠和0.5重量份的SEBS-g-MAH；

(2)烘干：分别对步骤一准备的PC和工程塑料用PET进行干燥，以除去切片或粒料中的水分，从而保证熔融挤出过程的正常进行；其中，PC的烘干温度为115～120℃，烘干时间为10h；PET的烘干温度为120～125℃，烘干时间为10h；

(3)物料混合：将经步骤二烘干的PC和工程塑料用PET，以及步骤一准备的油酸钠和SEBS-g-MAH放入高速捏合机中混合均匀；

(4)共混：将经步骤三混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混形成熔体，熔体挤出后经水冷，然后切粒机切粒，最后得到的改性PET材料便是本发明的用于模内注射成型的注塑材料。

实施例二：

本发明的实施例二与实施例一的区别仅在于各物料及其用量的不同，制备方法过程完全相同。

本实施例中，所用的物料为：20重量份的PC、80重量份的工程塑料用PET、0.5重量份的聚酯齐聚物的碱金属盐和0.01重量份的铈化合物。

实施例三：

本发明的实施例三与实施例一的区别仅在于各物料及其用量的不同，制备方法过程完全相同。

本实施例中，所用的物料为：15重量份的PC、85重量份的工程塑料用PET、1重量份的纳米高岭土和0.1重量份的钛化合物。

实施例四：

本发明的实施例四与实施例一的区别仅在于各物料及其用量的不同，制备方法过程完全相同。

本实施例中，所用的物料为：5重量份的PC、95重量份的工程塑料用PET、0.1重量份的聚酯-醚和1重量份的PE-g-MAH。

实施例五：

本发明的实施例五与实施例一的区别仅在于各物料及其用量的不同，制备方法过程完全相同。

本实施例中，所用的物料为：40重量份的PC、60重量份的工程塑料用PET、0.3重量份的有机磷酸盐和5重量份的PE-g-MAH。

实施例六：

本发明的实施例六与实施例一的区别仅在于物料及其用量的不同，制备方法过程完全相同。

本实施例中，所用的物料为：10重量份的PC、90重量份的工程塑料用PET、0.2重量份的聚酯-醚和0.03重量份的钛化合物。

实施例七：

本发明的实施例七与实施例一的区别仅在于物料及其用量的不同，制备方法过程完全相同。

本实施例中，所用的物料为：15重量份的PC、85重量份的工程塑料用PET、0.15重量份的纳米蒙脱土插层材料和0.01重量份的铈化合物。

本发明得到的改性PET材料的透明性在85％以上，缺口冲击强度比PET有了极大的提高，具体见下表。该改性PET在电器控制装饰面板的模内注射成型的领域必将具有较大的应用前景。

样品	透明性(％)	缺口冲击强度(J/m)
			1	87	90
2	90	81
			3	88	75
4	89	53
			5	85	83
6	87	71
			7	86	66

Claims (10)

1、一种用于模内注射成型的注塑材料，其特征在于：主要由以下重量份物料制备而成：1-40重量份的PC，60-99重量份的工程塑料用PET，0.05-1重量份的成核剂，以及0.5-5重量份的相容剂或0.01-0.1重量份的酯交换催化剂。

2、根据权利要求1所述的一种用于模内注射成型的注塑材料，其特征在于：上述成核剂为无机类成核剂、有机类成核剂、高分子类成核剂或复合成核剂。

3、根据权利要求2所述的一种用于模内注射成型的注塑材料，其特征在于：上述无机类成核剂为滑石粉、黏土、纳米蒙脱土、纳米高岭土、非碱金属氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐或硫酸盐。

4、根据权利要求2所述的一种用于模内注射成型的注塑材料，其特征在于：上述无机类成核剂为黏土、纳米蒙脱土、纳米高岭土、非碱金属氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐或硫酸盐的有机插层材料或有机化处理材料。

5、根据权利要求2所述的一种用于模内注射成型的注塑材料，其特征在于：上述有机类成核剂为一元酸(如苯甲酸、氯苯甲酸、油酸、硬脂酸、丙烯酸等)的Na盐、K盐、Ba盐、Mg盐、Ca盐或Al盐，或是芳香族羟基磺酸金属盐，或是有机磷酸酯盐。

6、根据权利要求2所述的一种用于模内注射成型的注塑材料，其特征在于：上述高分子类成核剂为聚酯齐聚物的碱金属盐、聚酯-醚、全芳香族聚酯、低分子量的等规聚丙烯、离聚物或聚乙二醇。

7、根据权利要求1所述的一种用于模内注射成型的注塑材料，其特征在于：上述相容剂为PE-g-MAH(马来酸酐接枝聚乙烯)或SEBS-g-MAH(马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)。

8、根据权利要求1所述的一种用于模内注射成型的注塑材料，其特征在于：上述酯交换催化剂为钛化合物或铈化合物。

9、制备如权利要求1-8所述的用于模内注射成型的注塑材料的方法，其特征在于：通过以下步骤实现：

(1)准备物料：准备1-40重量份的PC，60-99重量份的工程塑料用PET，0.05-1重量份的成核剂，以及0.5-5重量份的相容剂或0.01-0.1重量份的酯交换催化剂；

(2)物料混合：将上述物料混合均匀；

(3)共混：将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混形成熔体，熔体挤出后经水冷，所得到的改性PET材料即本发明的用于模内注射成型的注塑材料。

10、根据权利要求9所述的制备用于模内注射成型的注塑材料的方法，其特征在于：上述步骤(1)与步骤(2)之间，还对PC和工程塑料用PET分别进行干燥，以除去切片或粒料中的水分，从而保证熔融挤出过程的正常进行。