CN103602053B - 易电镀的电镀pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种易电镀的电镀PC/ABS合金材料及其制备方法;包含以下组分及重量份:PC树脂30~70份,ABS树脂15~65份,PEO树脂5~10份,抗氧剂0.1~1份,润滑剂0.1~1份。制备时,将PC树脂、ABS树脂、PEO树脂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合;将所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒,制得易电镀的电镀PC/ABS合金材料。本发明的方法简单易行,由于PEO树脂的存在,使得PC/ABS表面亲水,在电镀粗化时粗化液更容易浸润表面,使粗化更加容易,PEO表面的亲水性基团和金属结合力高,除了物理结合以外还有化学键结合,通过这两点提高了PC/ABS合金材料的电镀效果。
Description
技术领域
本发明属于高分子共混、高分子成型加工领域,具体涉及一种易电镀的电镀PC/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
电镀PC/ABS合金材料由于其优异的耐热性、韧性和耐疲劳强度和电镀性能,被广泛应用与汽车内外饰部件上,如内外门拉手、汽车铭牌、车轮壳罩、格栅、装饰条等。电镀工艺中,粗化过程和材料的性能息息相关。
对于PC/ABS材料,由于PC是无法电镀的,PC/ABS的电镀容易能力不如ABS。同样的粗化温度时,PC/ABS粗化的时间长于电镀ABS,影响PC/ABS的电镀生产效率。粗化后,材料表面形成均匀分布的孔洞,化学镍通过这些孔洞来达到镀层和材料结合的作用。这种结合方法是通过物理结合力的方法,结合力较低。
传统电镀过程中,粗化液主要由浓硫酸和铬酸组成,具有强氧化性,通过氧化材料表面,将材料由疏水性变成亲水性,降低表面的接触角,使粗化液在表面能够铺展,均匀的刻蚀材料表面分布的橡胶B,这是通过电镀液来改善材料表面亲水性。
PEO是一种亲水性树脂,广泛的应用在医药和化妆品领域。因为PEO亲水性很强,可能会造成材料吸湿性大,含水率增加,而PC材料对于水分比较敏感,可能会造成PC材料降解,导致至今PEO在改性PC领域很少应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易电镀的电镀PC/ABS合金材料,本发明的易电镀的电镀PC/ABS合金材料具有容易电镀、电镀结合力高的特点。本发明的另一目的在于提供该合金材料的制备方法。
本发明的目的是通过以下的技术方案实现的,本发明的易电镀的电镀PC/ABS合金材料包含具有以下重量份的组分:
上述PEO树脂的最佳含量范围为5~10份;PEO含量低于5份时,对于PC/ABS合金表面接触角影响小,达不到易电镀的性能,PEO含量高于10份时,吸湿性强,对于材料的物性影响大,造成冲击性能降低。
优选地,所述PC树脂的相对分子量为17000~30000g/mol,其玻璃化温度为140~150℃。
优选地,所述PC树脂为光气法合成的PC树脂。优选原因在于,光气法的PC,热稳定性优异。
优选地,所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物,其相对分子量为100000~180000g/mol,其中丁二烯重量百分比含量为30~55%,丙烯腈重量百分比含量为15~32%,苯乙烯重量百分比含量为30~60%。更优选ABS树脂的相对分子量为15000~180000g/mol,其中丁二烯重量百分比含量为45~55%,丙烯腈重量百分比含量为15~32%,苯乙烯重量百分比含量为30~60%。优选的ABS中丁二烯含量高,对于提高本发明的PC/ABS合金材料冲击性能表现优异。
优选地,所述PEO树脂的相对分子量为10000~20000。PEO分子量在10000~20000,对于PC/ABS接触角的降低最明显,从而使得PC/ABS合金材料达到易电镀的性能。
优选地,所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种的混合。
优选地,所述润滑剂为硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、脂肪酸盐、脂肪酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
优选地,所述硬脂酸酰胺为甲撑双硬脂酸酰胺和N,N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或两种。
第二方面,本发明还涉及前述易电镀的电镀PC/ABS合金材料的方法,包括如下步骤:
(a)将所述PC树脂、ABS树脂、PEO树脂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合;
(b)将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒,得到易电镀的电镀PC/ABS合金粒子。
优选地,所述挤出机的机筒温度为200~260℃,螺杆转速为200~600rpm。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:本发明的方法简单易行,由于PEO树脂的存在,使得PC/ABS表面亲水,在电镀粗化时粗化液更容易浸润表面,使粗化更加容易,同时,PEO表面的亲水性基团和金属结合力高,除了物理结合以外还有化学键结合作用,两方面共同作用从而提高了PC/ABS合金材料的电镀效果。
本发明的作用机理在于:通过使用光气法合成的PC,通过添加合适比例的ABS,提高了材料的冲击性能,减少了PEO的吸湿性对于材料性能的影响;通过选择合适分子量的PEO,吸湿性低,明显降低PC/ABS接触角,改善表面亲水性。由于PEO树脂是亲水性的,可以降低PC/ABS表面的接触角,使得粗化液更好的铺展,让粗化变得容易;同时,PEO树脂表面含有大量的羟基,可以和金属镀层很好的结合,通过化学键结合的方式更好的提高镀层结合力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对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。
实施例1~4
实施例1~4涉及易电镀的电镀PC/ABS合金材料,该PC/ABS合金材料包含的各组分及含量如表1所示;其中,PC树脂选用日本帝人公司的PCI250WP(相对数均分子量为22,000a/mol,玻璃化转变温度为140℃);ABS树脂选用韩国锦湖石油化学的P/D190(相对重均分子量为120,000a/mol,其中丁二烯重量百分比含量为50%,丙烯腈重量百分比含量为15%,苯乙烯重量百分比含量为35%。
;PEO树脂选用韩国湖南石化的PEG-10000(其数均相对分子量为10,000a/mol);抗氧剂为Ciba公司的Iraanox1076和Iraanox168,其重量比为1:1;润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸。
表1组分及重量份
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
PC | 60 | 30 | 50 | 50 |
ABS | 15 | 55 | 40 | 42 |
PEO | 5 | 5 | 10 | 8 |
抗氧剂 | 0.1 | 0.4 | 0.4 | 1 |
润滑剂 | 0.1 | 0.3 | 0.3 | 1 |
制备方法如下:
(a)首先将PC树脂、ABS树脂、PEO树脂、抗氧剂和润滑剂混合搅拌机中进行混合;
(b)然后将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒,制得易电镀的电镀PC/ABS合金粒子,挤出机的机筒温度为200~260℃,螺杆转速为200~600rpm。
实施例5
本实施例涉及一种易电镀的电镀PC/ABS合金材料,其制备方法如下:
a、按以下组分及重量份备料:
b、首先将PC树脂、ABS树脂、PEO树脂、抗氧剂和润滑剂混合搅拌机中进行混合;
c、然后将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒,制得易电镀的电镀PC/ABS合金粒子,挤出机的机筒温度为200~260℃,螺杆转速为200~600rpm。
所述PC树脂的相对分子量为17000g/mol,其玻璃化温度为140℃,为光气法合成的PC树脂;
所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物,其相对分子量为100000g/mol,其中丁二烯重量百分比含量为55%,丙烯腈重量百分比含量为15%,苯乙烯重量百分比含量为30%;
所述PEO树脂分子量为20000g/mol;
所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯];
所述润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酸酰胺。
实施例6
本实施例涉及一种易电镀的电镀PC/ABS合金材料,其制备方法同实施例5,所不同之处在于:
按照以下组分及重量份备料:
所述PC树脂的相对分子量为30000g/mol,其玻璃化温度为150℃,为光气法合成的PC树脂;
所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物,其相对分子量为180000g/mol,其中丁二烯重量百分比含量为30%,丙烯腈重量百分比含量为15%,苯乙烯重量百分比含量为55%;
所述PEO树脂分子量为10000g/mol;
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯;
所述润滑剂为甲撑双硬脂酸酰胺和N,N-乙撑双硬脂酸酰胺的混合。
实施例7、实施效果
将以上实施例1~6制备的易电镀的电镀PC/ABS合金材料注塑成140mm*90mm*3mm的高光板,在上海某电镀厂电镀。电镀的粗化液中,浓硫酸和铬酸的浓度均为400g/L,粗化温度为68℃。
接触角测试按照ISO15989标准进行,检测液体为二次去离子水。
电镀结合力按照GMWl4668-2010标准进行,拉伸速度为100mm/min,角度为90°;
缺口冲击强度按照ASTMD256标准进行,温度为23℃。
测试结果如表2所示:
表2实施例1~6的产品粗化时间和测试结果
由表2可知,加入PEO树脂,使得PC/ABS表面亲水,在电镀粗化时粗化液更容易浸润表面,使粗化更加容易,PEO表面的亲水性基团和金属结合力高,除了物理结合以外还有化学键结合,通过这两点提高了PC/ABS合金材料的电镀效果。
对比例1
本对比例的目的在于研究PEO树脂的用量对本发明的电镀PC/ABS合金材料性能的影响;本对比例是在实施例3的基础上调整PEO的用量分别为3、4、5、10、11、12重量份,并采用实施例7的方法对制得的PC/ABS合金材料进行性能测试,结果如下表3:
表3
由表3可知,PEO树脂的最佳含量范围为5~10份,当PEO含量低于5份或是高于10份时,电镀结合力下降。这是由于PEO含量低于5份时,对于PC/ABS合金表面接触角影响小,达不到易电镀的性能,PEO含量高于10份时,吸湿性强,对于材料的物性影响大,造成冲击性能降低。
对比例2
本对比例是在对比例1的研究基础上进一步研究PEO树脂的相对分子量对本发明的电镀PC/ABS合金材料性能的影响;本对比例的组分及制备方法同实施例3,所不同之处在于,采用的PEO树脂分别为韩国湖南石化的PEG-6000(其数均相对分子量为6,000g/m01)和PEG-30000(其数均相对分子量为30,000g/mo1)同样采用实施例7的方法对制得的PC/ABS合金材料进行性能测试,结果如下表4:
表4
由表4可知,实施例3的PC/ABS合金材料的易电镀性能最佳;这是由于PEO分子量在10000~20000,对于PC/ABS接触角的降低最明显,从而使得PC/ABS合金材料达到易电镀的性能。
对比例3
本对比例的目的是在对比例1、2的研究基础上进一步研究ABS树脂中丁二烯含量对本发明的电镀PC/ABS合金材料性能的影响;本对比例是在实施例3的基础上调整ABS树脂中丁二烯的重量百分比含量分别为20%、30%、45%、50%、55%、60%,并采用实施例7的方法对制得的PC/ABS合金材料进行性能测试,结果如下表5:
表5
由表5可知,ABS树脂中丁二烯含量为20%,PEO的加入对于冲击影响大,丁二烯含量为60%时,粗化易过度,造成结合力下降;也就是说,在本发明中ABS树脂中丁二烯含量范围为30~55%。同时,ABS树脂中丁二烯含量为45~55%时,PC/ABS合金材料冲击性能表现优异。
对比例4、5
本对比例4、5的目的是在对比例1、2、3的研究基础上进一步研究PC树脂与PEO树脂的复配作用对本发明的电镀PC/ABS合金材料性能的影响;本对比例4是在实施例3的基础上调整PC树脂为韩国LG-DOW的PC201-22(相对数均分子量为20,000g/mol,玻璃化转变温度为140℃,该树脂是采用酯交换方法制备而得的;对比例5采用的PC树脂同实施例3,是光气法合成的PC树脂,不同之处在于,PC树脂的用量分别为20、25、65、70重量份。同样采用实施例7的方法对制得的PC/ABS合金材料进行性能测试,结果如下表6:
表6
由表6可知,对比例4采用非光气法的PC树脂,其热稳定性低于实施例3,从而影响电镀PC/ABS合金材料的电镀结合力。对比例5制得的PC/ABS合金材料的电镀性能远低于实施例3,PC份数高于65份时,出现明显漏镀现象,说明PC树脂与PEO树脂以及其他组分之间存在合适的配比关系,在该配比下,各组分能够发挥最佳协同作用,从而实现全面提升本发明的PC/ABS合金材料的电镀效果。
综上所述,本发明的方法简单易行,通过使用光气法合成的PC,通过添加合适比例的ABS,提高了材料的冲击性能,减少了PEO的吸湿性对于材料性能的影响;通过选择合适分子量的PEO,吸湿性低,明显降低PC/ABS接触角,改善表面亲水性。由于PEO树脂是亲水性的,可以降低PC/ABS表面的接触角,使得粗化液更好的铺展,让粗化变得容易;同时,PEO树脂表面含有大量的羟基,可以和金属镀层很好的结合,通过化学键结合的方式更好的提高镀层结合力;两种作用相结合实现了提高本发明的PC/ABS合金材料的电镀效果。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种易电镀的电镀PC/ABS合金材料,其特征在于,包含具有以下重量份的各组分:
所述PEO树脂的相对分子量为10000~20000。
2.根据权利要求1所述的易电镀的电镀PC/ABS合金材料,其特征在于,所述PC树脂的相对分子量为17000~30000g/mol,其玻璃化温度为140~150℃。
3.根据权利要求1所述的易电镀的电镀PC/ABS合金材料,其特征在于,所述PC树脂为光气法合成的PC树脂。
4.根据权利要求1所述的易电镀的电镀PC/ABS合金材料,其特征在于,所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物,所述ABS树脂的相对分子量为100000~180000g/mol,其中丁二烯重量百分比含量为30~55%,丙烯腈重量百分比含量为15~32%,苯乙烯重量百分比含量为30~60%。
5.根据权利要求1所述的易电镀的电镀PC/ABS合金材料,其特征在于,所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种的混合。
6.根据权利要求1所述的易电镀的电镀PC/ABS合金材料,其特征在于,所述润滑剂为硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求6所述的易电镀的电镀PC/ABS合金材料,其特征在于,所述硬脂酸酰胺为甲撑双硬脂酸酰胺和N,N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或两种。
8.一种制备权利要求1所述易电镀的电镀PC/ABS合金材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、将所述PC树脂、ABS树脂、PEO树脂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合;
b、将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒,得到易电镀的电镀PC/ABS合金粒子。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机的机筒温度为200~260℃,螺杆转速为200~600rpm。
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