CN106380810A - 一种电镀pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电镀PC/ABS合金及其制备方法，配方包括：聚碳酸酯30‑50重量份，苯乙烯‑丁二烯‑丙烯腈30‑50重量份，高胶粉5‑20重量份，相容剂1‑10重量份，抗氧剂0‑1重量份和润滑剂0‑1重量份。将各原料在混合搅拌器中，搅拌混合10～30min后，送入双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为160～300rpm，经过熔融挤出、造粒，得到所述电镀PC/ABS合金。本发明制备的电镀PC/ABS合金，通过调整PC和ABS的比例，并加入核‑壳结构的丙烯酸酯类有机物作为相容剂，提高了PC和ABS的相容性，而且制备得到的电镀PC/ABS合金具有更优良的抗拉伸、抗弯曲和抗冲击强度。

Description

一种电镀PC/ABS合金及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种PC/ABS合金及其制备方法，尤其涉及一种用于电镀领域的PC/ABS合金及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种性能优异的工程塑料，具有突出的冲击韧性、较宽的使用温度范围、良好的电绝缘性和尺寸稳定性等优点，也因此在汽车和电子电器工业领域得到了广泛的应用。但PC熔体粘度大、加工成型困难，特别是大型制品容易产生应力开裂，耐化学药品性差，而且价格较高，这些缺陷也限制了其在实际生产中的应用。

苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物树脂(ABS)的性能介于工程塑料和通用塑料之间，具有良好的耐冲击性能和加工性能，价格也比较便宜，因而得到了广泛应用。但是，其耐热性、耐候性差，力学性能不够理想。

以PC和ABS为主要原料的PC/ABS合金是一种重要的工程塑料合金，具有良好的成型性和耐低温冲击性能、较高的热变形温度及光稳定性。与PC相比，PC/ABS合金降低了熔体粘度，改善了加工性能，并大大提高了产品耐应力开裂的性能；与ABS相比，PC/ABS合金提高了耐热性和耐候性，成本介于PC和ABS之间，兼具了两者的优点，能更好地应用于汽车、电子、电器等行业。

电镀PC/ABS合金具有漂亮的外观，良好的抗腐蚀性和耐候性，在一个完整的零部件生产周期内，电镀级PC/ABS需要具有以下性能：优异的成型加工性能，对成型复杂制件的良好适应性；良好的可电镀性能，出色的耐温、长期使用的抗疲劳性能，但是现有技术在制备PC/ABS合金材料过程中，仍然存在PC和ABS两种材料的相容性差，得到的PC/ABS合金材料耐拉伸强度、耐冲击强度低等缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种电镀PC/ABS合金及其制备方法。

本发明的第一个方面在于提供一种电镀PC/ABS合金，该合金的配方包括：

作为本发明的一个优选实施例，该合金的配方包括：

在一个优选实施例中，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，所述双酚A型聚碳酸酯的粘均分子量在15000-25000g/mol。

在一个优选实施例中，所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物的数均分子量为80000-150000g/mol，其中，苯乙烯的为20-40％，丁二烯的质量含量为40-60％，丙烯腈的质量含量为10-30％。

在一个优选实施例中，所述高胶粉为核壳型结构，所述高胶粉为苯乙烯－丙烯腈－丁二烯橡胶共聚物，优选地，所述高胶粉中丁二烯的质量含量≥60％，更优选地，所述高胶粉中还包括质量含量为5-8％的聚丁腈乳胶。

优选地，所述相容剂为核-壳结构，优选为所述核-壳结构的壳结构由丙烯酸酯类有机物单体接枝形成，更优选为所述相容剂的核结构为交联的丁二烯-苯乙烯共聚物，所述丙烯酸酯类有机物的通式如式(I)所示。

其中，R1为H、C1-C4的烷基、C2-C6的乙烯基中的任意一种或几种组合；

R2为C1-C4的烷基、C2-C6的乙烯基中的任意一种或几种组合。

在一个优选实施例中，所述电镀PC/ABS合金的配方还包括抗氧剂，所述抗氧剂的含量为0.01-1重量份，优选为0.1-0.5重量份。

在一个优选实施例中，所述抗氧剂为主抗氧剂、辅抗氧剂中的任意一种或多种组合。

在一个优选实施例中，所述主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双[2,4-二叔丁基苯基]季戊四醇或2,6-二叔丁基-4-4甲酚、N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的任意一种或几种组合。

在一个优选实施例中，所述辅助抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、硫代三丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双硬脂醇酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、1,2双(2-羟基苯甲酰)肼或二乙酸基硫代二丙酰基双肼中的任意一种或几种组合。

优选地，所述润滑剂为石蜡、硬脂酸钙或季戊四醇酯中的任意一种或几种组合。

优选地，所述电镀PC/ABS合金还可以包括其他可用添加剂，包括但不限于：填料、增塑剂、增韧剂、防腐剂、耐热改性剂等中的任意一种或几种组合。

在一个优选实施例中，所述填料为硅灰石针状粉、石墨、硅藻土、滑石粉、白炭黑中的任意一种或几种组合。

在一个优选实施例中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、环氧乙酰麻酸丁酯、氯化石蜡中的任意一种或几种组合。

在一个优选实施例中，所述增韧剂为乙丙橡胶、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的任意一种或几种组合。

本发明的第二个方面在于提供一种电镀PC/ABS合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1、将聚碳酸酯30-50重量份，苯乙烯-丁二烯-丙烯腈30-50重量份，高胶粉5-20重量份，相容剂1-10重量份，抗氧剂0-1重量份，润滑剂0-1重量份置于混合搅拌器中，搅拌混合10～30min，得到混合物料；

步骤2、将步骤1中得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为160～300rpm，经过熔融挤出、造粒，得到所述电镀PC/ABS合金。

优选地，所述双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180～220℃，温控3-4区的温度为180～220℃，温控5-6区的温度为200～240℃，温控7-8区的温度为200～240℃，温控9-10区的温度为220～260℃。

优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为200-300rpm，如220rpm、250rpm或280rpm等。

在一个优选实施例中，所述双螺杆挤出机有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。

本发明制备的电镀PC/ABS合金，通过调整PC和ABS的比例，并加入核-壳结构的丙烯酸酯类有机物作为相容剂，提高了PC和ABS的相容性，而且制备得到的电镀PC/ABS合金具有更优良的电镀结合力，产品表面的光泽度和产品合格率均有明显提高，明显提高了PC/ABS合金的电镀性能。

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。以下实施例只是为了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。应当说明的是，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，这些变形和改进均属于本发明的保护范围。

PC/ABS合金的制备

实施例1

将PC 50重量份、ABS 35重量份、高胶粉8重量份、相容剂6重量份、抗氧剂0.6重量份和润滑剂0.4重量份置于中速混合搅拌器中，搅拌混合10～30min，得到混合物料。

将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为200rpm，双螺杆挤出机10个温控区的温度范围控制如下，由进料段到机头分别为：200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、250℃，模头260℃，材料挤出后经过水冷、切粒，然后包装。粒料在鼓风干燥箱中干燥至恒重，然后由注塑机制备测试样条。

该双螺杆挤出机包括两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。

实施例2

将PC 45重量份、ABS 40重量份、高胶粉8重量份、相容剂6重量份、抗氧剂0.6重量份和润滑剂0.4重量份置于中速混合搅拌器中，搅拌混合10～30min，得到混合物料。

将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为200rpm，双螺杆挤出机10个温控区的温度范围控制如下，由进料段到机头分别为：200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、250℃，模头260℃，材料挤出后经过水冷、切粒，然后包装。粒料在鼓风干燥箱中干燥至恒重，然后由注塑机制备测试样条。

该双螺杆挤出机包括两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。

实施例3

将PC 50重量份、ABS 35重量份、高胶粉6重量份、相容剂8重量份、抗氧剂0.6重量份和润滑剂0.4重量份置于中速混合搅拌器中，搅拌混合10～30min，得到混合物料。

将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为200rpm，双螺杆挤出机10个温控区的温度范围控制如下，由进料段到机头分别为：200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、250℃，模头260℃，材料挤出后经过水冷、切粒，然后包装。粒料在鼓风干燥箱中干燥至恒重，然后由注塑机制备测试样条。

该双螺杆挤出机包括两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。

实施例4

将PC 50重量份、ABS 35重量份、高胶粉4重量份、相容剂10重量份、抗氧剂0.6重量份和润滑剂0.4重量份置于中速混合搅拌器中，搅拌混合10～30min，得到混合物料。

将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为200rpm，双螺杆挤出机10个温控区的温度范围控制如下，由进料段到机头分别为：200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、250℃，模头260℃，材料挤出后经过水冷、切粒，然后包装。粒料在鼓风干燥箱中干燥至恒重，然后由注塑机制备测试样条。

该双螺杆挤出机包括两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。

对比例

将PC 50重量份、ABS 35重量份、高胶粉14重量份、抗氧剂0.6重量份和润滑剂0.4重量份置于中速混合搅拌器中，搅拌混合10～30min，得到混合物料。

将得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为200rpm，双螺杆挤出机10个温控区的温度范围控制如下，由进料段到机头分别为：200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、250℃，模头260℃，材料挤出后经过水冷、切粒，然后包装。粒料在鼓风干燥箱中干燥至恒重，然后由注塑机制备测试样条。

该双螺杆挤出机包括两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。

其中，实施例1-4及对比例中，原料来源均相同，PC为德国拜耳公司生产的PC2805，ABS为奇美实业股份有限公司生产的PA-757，高胶粉为Styrolution公司生产的G50，相容剂为陶氏化学生产的EXL-2620，抗氧剂为巴斯夫公司生产，润滑剂为德国科宁公司生产的LOXIOL P 861/3.5，各实施例中其配方如表1所示。

术语“PC”代指聚碳酸酯，术语“ABS”代指苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物。

表1、实施例1-4和对比例中PC/ABS合金的配方(质量百分含量)

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例
						PC	50	45	50	50	50
ABS	35	40	35	35	35
						高胶粉	8	8	6	4	14
相容剂	6	6	8	10	0
						抗氧剂	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
润滑剂	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4

电镀PC/ABS合金的制备

采用以下电镀流程对实施例1-4和对比例制备的PC/ABS合金电镀，电镀过程如图1所示。

制备的PC/ABS合金经过去应力、除油、水洗、粗化、水洗、还原、水洗、敏化、活化、水洗、解胶、水洗、化学镀镍、预镀铜、水洗、镀镍、镀铬、水洗、烘干步骤得到电镀PC/ABS合金。其中，粗化液中硫酸的浓度为400g/L，镀铬过程用到的铬酸浓度为400g/L。粗化过程的粗化温度为64-70℃，粗化的时间为8-16min。

将制备的电镀PC/ABS合金切割成宽度为10mm的样品，用剥离仪器按GB/T 2792-1998测定制备的电镀PC/ABS合金的剥离力，测试速度为100mm/min，得到力和距离的曲线，取平台区的平均值作为平均电镀剥离力，结果如表3所示。

电镀PC/ABS合金性能测试

按照相应的标准分别测试本发明制备的电镀PC/ABS合金和采用现有技术制备的电镀PC/ABS合金的性能，结果如表2所示。

其中，拉伸强度按照ISO 527标准进行测试，样条尺寸(mm)：135×10×4，拉伸速度为50mm/min。

弯曲强度按照ISO 178标准进行测试，样条尺寸(mm)：80×10×4，弯曲速率为2mm/min。

缺口冲击强度和无缺口冲击强度均按照ISO 179-1标准进行测试，样条尺寸(mm)：80×10×4；

其中，缺口冲击强度的缺口类型为A型，缺口底部半径(mm)为0.25±0.05，缺口底部剩余宽度(mm)为8.0±0.2；

维卡软化温度采用ISO 306-2013标准测试。温度是评价材料耐热性能，反映制品在受热条件下物理力学性能的指标之一；

电镀结合力按照DIN EN 1464标准测定，样品尺寸为10mm×20mm，测试速度50mm/min。

表2、实施例1-4和对比例中PC/ABS合金的性能

实施例1、2考察PC、ABS总量不变的条件下，两者的相对含量对制备的PC/ABS合金性能的影响，提高ABS的含量，可以小幅提升PC/ABS合金的维卡软化温度和冲击强度。

实施例1、3、4和对比例制备的PC/ABS合金均具有较好的耐热性，在110℃保持6h均未发生变形。

实施例1、3、4和对比例考察PC、ABS比例不变时，高胶粉与相容剂的相对含量对制备的电镀PC/ABS合金性能的影响，由表2中实施例1、3、4结果可知，相容剂：高胶粉＝(3：4)-(5：2)，制备的电镀PC/ABS合金的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、维卡软化温度、电镀结合力等数据变化不大，而由实施例4和对比例可知，在总含量不变的条件下，将部分高胶粉由相容剂代替，可明显提高制备得到的电镀PC/ABS合金的性能，如拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和电镀结合力均有明显提升，特别是电镀结合力大幅提高，相对于不含PC/ABS合金，向原料中加入相容剂后，制备的电镀PC/ABS合金的电镀结合力提高了接近60％。维卡软化温度稍有降低，但降幅不明显。这说明控制配料中高胶粉和相容剂的总量不变，将部分高胶粉用相容剂代替，制备得到的电镀PC/ABS合金的性能具有预料不到的技术效果。

由表2可知，相对于对比例制备的电镀PC/ABS合金，本发明提供的电镀PC/ABS合金具有更高的电镀剥离力和光泽度，也说明本发明提供的PC/ABS合金更容易电镀，且电镀后得到的电镀PC/ABS合金的光泽度更高，表面更光滑，产品合格率相对于现有技术，也有较大提高，从88％提高至96％以上。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种电镀PC/ABS合金，其特征在于，所述合金的配方包括：

2.根据权利要求1所述的电镀PC/ABS合金，其特征在于，所述合金的配方包括：

3.根据权利要求1所述的电镀PC/ABS合金，其特征在于，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，所述双酚A型聚碳酸酯的粘均分子量在15000-25000g/mol。

4.根据权利要求1所述的电镀PC/ABS合金，其特征在于，所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物的数均分子量为80000-150000g/mol，其中，苯乙烯的为20-40％，丁二烯的质量含量为40-60％，丙烯腈的质量含量为10-30％。

5.根据权利要求1所述的电镀PC/ABS合金，其特征在于，所述高胶粉为苯乙烯－丙烯腈－丁二烯橡胶共聚物，所述高胶粉中丁二烯的质量含量≥60％，聚丁腈乳胶的质量含量为5-8％。

6.根据权利要求1所述的电镀PC/ABS合金，其特征在于，所述相容剂为核-壳结构，其中，壳结构由丙烯酸酯类有机物单体接枝形成，核结构为交联的丁二烯-苯乙烯共聚物，所述丙烯酸酯类有机物的通式如式(I)所示。

其中，R1为H、C1-C4的烷基、C2-C6的乙烯基中的任意一种或几种组合；

R2为C1-C4的烷基、C2-C6的乙烯基中的任意一种或几种组合。

7.根据权利要求1所述的电镀PC/ABS合金，其特征在于，所述电镀PC/ABS合金的配方还包括抗氧剂，所述抗氧剂的含量为0.01-1重量份；

和/或

所述润滑剂为石蜡、硬脂酸钙或季戊四醇酯中的任意一种或几种组合。

8.一种电镀PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，一种电镀PC/ABS合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1、将聚碳酸酯30-50重量份，苯乙烯-丁二烯-丙烯腈30-50重量份，高胶粉5-20重量份，相容剂1-10重量份，抗氧剂0-1重量份，润滑剂0-1重量份置于混合搅拌器中，搅拌混合10～30min，得到混合物料；

步骤2、将步骤1中得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆的转速为160～300rpm，经过熔融挤出、造粒，得到所述电镀PC/ABS合金。

9.根据权利要求8所述的电镀PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180～220℃，温控3-4区的温度为180～220℃，温控5-6区的温度为200～240℃，温控7-8区的温度为200～240℃，温控9-10区的温度为220～260℃。

10.根据权利要求8所述的电镀PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。