CN102993669A

CN102993669A - 一种高性能低翘曲imd注塑料及其制备方法

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Publication number: CN102993669A
Application number: CN2012103002372A
Authority: CN
Inventors: 刘洁; 皮正亮; 史锋; 徐正国; 葛嘉宝; 郭建强
Original assignee: GUANGDONG WAYLAM ENGINEERING PLASTICS Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG WAYLAM ENGINEERING PLASTICS Co Ltd
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明公开了一种高耐化学性IMD注塑料及其制备方法。本发明所述高耐化学性IMD注塑料由聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、苯烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、增韧剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、填充物、润滑剂为原料制成。本发明在业内以往的IMD注塑料的中加入PETG，并用硅类高效增韧剂，针对现IMD注塑料物理性能差，及不耐化学溶剂等问题，提供一种高耐化学性的IMD注塑复合材料。

Description

一种高性能低翘曲IMD注塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高性能低翘曲IMD注塑料及其制备方法。

背景技术

IMD(In –Mold Decoration)——模内装饰技术，目前国际风行的表面装饰技术，即在注塑模具内放置FILM薄膜来装饰塑胶外观表面。IMD产品清晰度高，立体感好、表面耐划伤、可随意更改设计造型图案、增强产品美观外型，广泛应用于手机镜片、笔记本等机壳，可以取代热转印、喷涂、印刷、电镀、等外观装饰方法，能减化生产步骤和减少拆件组成部件。

无卤阻燃PC/ABS合金综合了PC和ABS的优良性能，能很好的满足电子电器等领域对材料阻燃性的要求，及人们对材料不断的提高的环保要求，但由于材料尺寸收缩，无卤阻燃PC/ABS 材料IMD注塑后，往往对角翘曲变形，解决此问题，专利号为201010158111.7的中国发明专利公开的方法是加入填充物。但据业内实践发现，此专利所公开的制备方法只是解决PC/ABS材料IMD注塑过程的翘曲变形问题，在材料的物理性能方面牺牲特别大，而且特不耐化学溶剂。

发明内容

本发明的目的在于根据现有的IMD注塑料物理性能太差且极不耐化学溶剂等问题，提供一种高耐化学性的IMD注塑料，拓宽其应用领域。

本发明的另一目的在于提供上述材料的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种高耐化学性的IMD注塑料，由如下按照质量百分数计的原料制得：PC42~68%，ABS 5~10%，PETG 8%~12%增韧剂5~12%，阻燃剂10~12%，抗滴落剂0.2~0.8%，抗氧剂0.1~0.2%，润滑剂0.2~0.8%和填充剂2~15%。

作为一种优选方案，所述PC为低粘和中粘的直链PC或者支链PC的混合，熔融指数在11~25g /10min；所述PETG为对苯二甲酸(TPA)、乙二醇(EG)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)三种单体酯交换的缩聚产物；所述ABS为丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物；所述的增韧剂为合成时已经过处理的聚碳酸酸酯和硅氧烷复配物，聚碳酸酯的含量为20%；所述阻燃剂为一种无卤环保高效的液体磷系阻燃剂；所述的抗滴落剂为一种包覆改性的聚四氟乙烯，表面活性剂为辛基-苯氧基聚乙氧基乙醇和壬基苯氧基聚乙氧基乙醇的复配物；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和有机亚磷酸脂类抗氧剂的复配物；所述润滑剂为季戊四醇硬酯酸脂或N,N'-乙撑双硬脂酰胺；所述填充物为工业用的三千目滑石粉。

一种高性能低翘曲IMD注塑合金材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取聚酯、增韧剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、填充物；

（2）将聚酯、增韧剂、抗氧剂、润滑剂及填充物低高速混合；

（3）将步骤（2）中混好的原料与阻燃剂掺混，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。

一种高性能低翘曲IMD注塑合金材料的制备方法，优选包括以下步骤：

（1）按照重量配比称取除液体阻燃剂之外的各颗粒或者粉末状组分，先低速混合240S，再高速混合320S，确保原料完全混合；

（2）液体阻燃剂是用电子计量泵按比例从挤出机前端第七区注嘴泵入；

（3）将混合均匀的原料倒入双螺杆挤出机的加料斗，开机并同时泵入液体阻燃剂，经熔融共混、充分塑化、挤出、拉条、烘干、造粒、过筛包装。加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度140-160 ℃ ，二区温度240-260℃，三区温度 240-260℃，四区温度 240-260℃，五区温度 240-260℃，六区温度 240-260℃，七区温度 240-260℃，八区温度 240-260℃，模头温度为 260-280℃ ，混合料在螺杆中输送时间为1~2分钟。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明采用聚酯为聚碳酸脂和苯烯腈-苯乙烯二元共聚物，加上增韧剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂助剂及填充物对普通聚碳酸脂和苯烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物合金材料进行改性处理；本产品无卤阻燃，力学性能优良，强度高，尺寸稳定性好，完全能解决无卤阻燃PC/ABS IMD注塑对角翘曲现象。

与专利号为201010158111.7的中国发明专利相比，本发明所阐述的IMD注塑料的制备方法不仅在配方体系上有别于所公开的专利，而且所得材料物理性能高，在IMD注塑料耐化学溶剂方面有着本质上的改善，极大的拓宽了IMD注塑料的应用领域。

具体实施方式

以下结合实施例进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

聚碳酸脂（PC）为进口PC粉，美国通用电气塑料有限公司生产的，牌号为ML5721和ML5221。

聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）为韩国SK所生产的。牌号为SKYGREEN H2003SPM。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）为台湾奇美公司所生产的，商品名称为747K。

增韧剂为美国通用电气塑料有限公司产聚碳酸酯/硅氧烷共聚物，商品名称为SIXOLANE COPOLYMER 20% PC。

润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（商品名为PETS）。

阻燃剂为阿克苏诺贝尔公司生产四苯基（双酚A）二磷酸脂。抗氧剂为受阻胺抗氧剂（1076）和有机亚磷酸类抗氧剂（A0-168）的复配物。

填充物为广西龙胜公司所生产的三千目滑石粉。

抗滴落剂为熵能聚合物公司所生产的聚四氟乙烯，商品名为SN3300B7。

实施例1

将PC粉（ 35%ML5221+53%ML5721）重量百分比为67份，PETG（SKYGREEN H2003SPM）8份，ABS（747K）7份，增韧剂（SIXOLANE COPOLYMER 20% PC）5份，抗滴落剂0.4份，抗氧剂（50%1076+50%AO-168）0.3份，润滑剂（PETS）0.3份，滑石粉2份，在搅拌机中低速混合240S再高速混合成320S，阻燃剂（BDP）10份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为：一区150℃，二区150℃，三区255℃，四区255℃，五区255℃，六区255℃，七区255℃，八区255℃，模头270℃，停留时间为120秒钟。

实施例2

将PC粉（ 35%ML5221+53%ML5721）重量百分比为65份，PETG（SKYGREEN H2003SPM）8份，ABS（747K）7份，增韧剂（SIXOLANE COPOLYMER 20% PC）5份，抗滴落剂0.4份，抗氧剂（50%1076+50%AO-168）0.3份，润滑剂（PETS）0.3份，滑石粉4份，在搅拌机中低速混合240S再高速混合成320S，阻燃剂（BDP）10份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备方法同实施例1，在此不再赘述。

实施例3

将PC粉（ 35%ML5221+53%ML5721）重量百分比为63份，PETG（SKYGREEN H2003SPM）8份，ABS（747K）7份，增韧剂（SIXOLANE COPOLYMER 20% PC）7份，抗滴落剂0.4份，抗氧剂（50%1076+50%AO-168）0.3份，润滑剂（PETS）0.3份，滑石粉4份，在搅拌机中低速混合240S再高速混合成320S，阻燃剂（BDP）10份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备方法同实施例1，在此不再赘述。

实施例4

将PC粉（ 35%ML5221+53%ML5721）重量百分比为55份，PETG（SKYGREEN H2003SPM）10份，，ABS（747K）7份，增韧剂（SIXOLANE COPOLYMER 20% PC）9份，抗滴落剂0.4份，抗氧剂（50%1076+50%AO-168）0.3份，润滑剂（PETS）0.3份，滑石粉6份，在搅拌机中低速混合240S再高速混合成320S，阻燃剂（BDP）12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备方法同实施例1，在此不再赘述。

实施例5

将PC粉（ 35%ML5221+53%ML5721）重量百分比为53份，PETG（SKYGREEN H2003SPM）10份，ABS（747K）7份，增韧剂（SIXOLANE COPOLYMER 20% PC）9份，抗滴落剂0.4份，抗氧剂（50%1076+50%AO-168）0.3份，润滑剂（PETS）0.3份，滑石粉8份，在搅拌机中低速混合240S再高速混合成320S，阻燃剂（BDP）12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备方法同实施例1，在此不再赘述。

实施例6

将PC粉（ 35%ML5221+53%ML5721）重量百分比为51份，PETG（SKYGREEN H2003SPM）10份，ABS（747K）7份，增韧剂（SIXOLANE COPOLYMER 20% PC）9份，抗滴落剂0.4份，抗氧剂（50%1076+50%AO-168）0.3份，润滑剂（PETS）0.3份，滑石粉10份，在搅拌机中低速混合240S再高速混合成320S，阻燃剂（BDP）12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备方法同实施例1，在此不再赘述。

实施例7

将PC粉（ 35%ML5221+53%ML5721）重量百分比为48份，PETG（SKYGREEN H2003SPM）12份，ABS（747K）7份，增韧剂（SIXOLANE COPOLYMER 20% PC）12份，抗滴落剂0.4份，抗氧剂（50%1076+50%AO-168）0.3份，润滑剂（PETS）0.3份，滑石粉12份，在搅拌机中低速混合240S再高速混合成320S，阻燃剂（BDP）12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。。制备方法同实施例1，在此不再赘述。

实施例8

将PC粉（ 35%ML5221+53%ML5721）重量百分比为42份，PETG（SKYGREEN H2003SPM）12份，ABS（747K）7份，增韧剂（SIXOLANE COPOLYMER 20% PC）12份，抗滴落剂0.4份，抗氧剂（50%1076+50%AO-168）0.3份，润滑剂（PETS）0.3份，滑石粉14份，在搅拌机中低速混合240S再高速混合成320S，阻燃剂（BDP）12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备方法同实施例1，在此不再赘述。

性能评价方式及实行标准

将上述实施例1~8中完成造粒的粒子在90--110℃的鼓风烘箱中干燥4~6小时，再将干燥的粒子在100T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在30~80℃之间。

熔融指数按ISO1133进行测验，260℃/2.16KG。拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸（mm）：170（长）×（20±0.2）（端部宽度）×(4±0.2)（厚度），拉伸速度为50 mm/min；弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸（mm）：（80±2）×（10±0.2）×(4±0.2)，弯曲速度为20 mm/min；缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸（mm）：（80±2）×（10±0.2）×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2 mm；热变形温度按GB/T 1634.2标准进行检验,负载为1.80MPa.跨距为100mm。耐化学溶剂按GB/T 11547-2008进行检验，试样的尺寸为60±1mm。

实施例1-8原料重量份数及制成的复合材料性能表

组成（份）	1	2	3	4	5	6	7	8
									PC	67	65	63	55	53	51	48	42
PETG	8	8	8	10	10	10	12	12
									ABS	7	7	7	7	7	7	7	7
增韧剂	5	5	7	9	9	9	12	12
									阻燃剂	10	10	10	12	12	12	12	12
抗滴落剂	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4
									抗氧剂	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
润滑剂	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
									填充物	2	4	4	6	8	10	12	14
熔融指数	18.6	16.09	14.99	16.96	17.99	15.96	13.2	12.1
									热变形温度	91	89	82	85	86	80	78	80.2
缺口冲击强度	24.6	22.16	28.9	20.69	18.3	15.6	17.6	12.5
									拉伸强度	56	58	51	52	56	52	59	57
断裂伸长率	65	60	62	44	40	35	40	30
									弯曲强度	82	80	76	81	85	80	79	80
弯曲模量	1956	2013	1990	2960	3010	3111	3023	3213
									UL94	V0	V0	V1	V0	V1	V0	V2	HB
耐化学性	轻微	轻微	轻微	无	无	无	无	无

上表中，耐化学性是指溶剂浸泡后表面是否有裂纹。

在上述各个实施例中均加有一定量的填充物，当填充物份量增加时，可以相应的的调整PETG、阻燃剂及增韧剂的比例，四者的相互作用能使材料保持良好的耐化学性、刚性及韧性，并且实践证明当填充物的份量添加到6%以上就能有效防止无卤阻燃PC/ABS合金在IMD注塑过程中对角翘曲，PETG 加到10%时可以让材料具有很好的耐化学性。

综合材料配方成本及性能，可以看出实施例6为最佳配方体系，添加6%填充物即能防止材料在IMD注塑过程中对角翘曲，10%的PETG即可让材料良好的耐化学性。

以上对本发明一种高耐化学性IMD注塑料及制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具有代表性的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想；同时，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1. 一种高耐化学性的IMD注塑料，其特征在于由如下按照质量百分数计的原料制得：PC 42~67%，PETG 8~12%, ABS 6~8%，增韧剂5~12%，阻燃剂10~12%，抗滴落剂0.3~0.5%，抗氧剂0.2~0.4%，润滑剂0.2~0.4%和填充剂2~14%。

2. 根据权利要求1所述高性能低翘曲IMD注塑料，其特征在于所述增韧剂为由20%聚碳酸酯和80%硅氧烷所组成的共聚物。

3. 根据权利要求1所述高性能低翘曲IMD注塑料，其特征在于所述阻燃剂为四苯基(双酚-A)二磷酸酯。

4. 根据权利要求1所述高性能低翘曲IMD注塑料，其特征在于所述抗滴落剂为经苯乙烯和丙烯腈包覆改性过的聚四氟乙烯。

5. 根据权利要求1所述高性能低翘曲IMD注塑料，其特征在于所述抗氧化剂为受阻胺类抗氧剂和有机亚磷酸盐的复配物。

6. 根据权利要求1所述高性能低翘曲IMD注塑料，其特征在于所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或N,N'-乙撑双硬脂酰胺。

7. 根据权利要求1所述高性能低翘曲IMD注塑料，其特征在于所述填充物为3000目的工业用高白滑石粉。

8. 权利要求1~7中任意一条权利要求所述高性能低翘曲IMD注塑料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）按照配比称取阻燃剂之外的原料，在中速混合器中低速混合240s，再高速混合320s，确保物料混合均匀；

（2）将步骤（1）混好的原料与阻燃剂掺混，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度140-160℃ ，二区温度240-260℃，三区温度 240-260℃，四区温度 240-260℃，五区温度 240-260℃，六区温度 240-260℃，七区温度240-260℃，八区温度 240-260℃，模头温度为 260-280℃，混合料在螺杆中输送时间为1~2分钟。