CN106589778A - 一种适用于吹塑成型的高分子聚合物及其吹塑成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于吹塑成型的高分子聚合物及吹塑成型工艺。本发明所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物是由以重量份计的：PC 35‑40份；ABS45‑48份；抗冲击改性剂2‑8份；哑光助剂1‑5份制备而成。本发明可以提高聚合物的耐热性、坑冲击和拉伸强度，降低聚合物成本和熔体粘度，改善其加工性能，提高材料其强度和韧性。

Description

一种适用于吹塑成型的高分子聚合物及其吹塑成型工艺
技术领域
本发明属于高分子材料及其加工技术领域，具体涉及一种适用于吹塑成型的高分子聚合物及吹塑成型工艺。
背景技术
吹塑成型是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法，是一种常用的塑料加工方法，同时也是发展较快的一种塑料成型方法。吹塑成型的方式主要有挤出吹塑：主要用于未被支撑的型坯加工；注射吹塑：主要用于由金属型芯支撑的型坯加工；拉伸吹塑：包括挤出一拉伸一吹塑、注射一拉伸一吹塑两种方法，可加工双轴取向的制品，极大地降低生产成本和改进制品性能。
聚碳酸酯（简称PC）是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。
ABS树脂（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点。但是ABS树脂本身存在以下缺陷：1）易耐候性差，在紫外光作用下易产生降解，暴露在户外半年后，其抗冲击性能会明显下降；2）熔融温度高，粘度高，对剪切作用不敏感，单独加工条件要求苛刻；3）成型收缩率小，易发生熔融开裂。
目前，PC、ABS树脂对吹塑成型的条件要求较高，从而导致了加工成本高，并且PC或ABS树脂分别采用吹塑成型工艺时，得到的材料的强度和任性难以满足使用需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于吹塑成型的高分子聚合物，提高聚合物的耐热性、坑冲击和拉伸强度，降低聚合物成本和熔体粘度，改善其加工性能，提高材料其强度和韧性，用于吹塑成型工艺。
本发明的另一目的在于提供一种适用于吹塑成型的高分子聚合物吹塑成型工艺，通过控制工艺条件获得一种高强度的吹塑成型产品。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种适用于吹塑成型的高分子聚合物，其是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 35-40份；
ABS 45-48份；
抗冲击改性剂 2-8份；
哑光助剂 1-5份。
作为进一步的方案，本发明所述的抗冲击改性剂的用量按重量份计为5份。
作为进一步的方案，本发明所述的亚光助剂的用量按重量份计为2份。
作为进一步的方案，本发明所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 37.2-38.5份；
ABS 46.5-47.8份；
抗冲击改性剂 3.5-5份；
哑光助剂 1-2份。
作为进一步的方案，本发明所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物抗冲击改性剂为MBS树脂、ACR树脂、CPE树脂、EVA树脂中的一种或两种以上混合。
一种适用于吹塑成型的高分子聚合物的吹塑成型工艺，该制备方法包括以下步骤：
1）搅拌混合：将原料按照配方量加入到搅拌机中搅拌混合均匀，得到混合物；
2）烘干：上述混合均匀的混合物转入到烘干机内烘干；
3）吹塑成型：上述烘干后的混合物转入到吹塑机中吹塑成型。
作为进一步的方案，上述吹塑成型工艺中，步骤1）搅拌的时间为10-15分钟。
作为进一步的方案，上述吹塑成型工艺中，步骤2），烘干机的温度设置为80-85℃，烘干时间为4.0-4.5小时。
作为进一步的方案，上述吹塑成型工艺中，步骤3）挤出吹塑机的料桶为7段加工温度。
作为进一步的方案，上述吹塑成型工艺中，步骤3）吹塑成型的参数条件为：模温100-120℃、螺杆转速20-50 r/min、 延时合模时间25-35s、延时合模架升降时间0.8-1.2s、延时吹气时间5-8s、合模时间5-8s、吹气时间23-24s。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1. 本发明所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物高聚合物的耐热性、坑冲击和拉伸强度，扩大了PC和ABS树脂的应用范围；
2. 本发明所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物中通过PC和ABS树脂共混，并添加助剂进行改性，避免PC和ABS各自的缺陷，同时简化了吹塑成型的工艺条件，降低了生产成本；
3. 本发明所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物具有良好的加工性能；
4. 本发明所述的吹塑成型工艺简单，成本低，便于推广和应用。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
本发明所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物，其是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 35-40份；
ABS 45-48份；
抗冲击改性剂 2-8份；
哑光助剂 1-5份。
作为进一步的方案，本发明所述的抗冲击改性剂的用量按重量份计为5份。
作为进一步的方案，本发明所述的亚光助剂的用量按重量份计为2份。
作为进一步的方案，本发明所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 37.2-38.5份；
ABS 46.5-47.8份；
抗冲击改性剂 3.5-5份；
哑光助剂 1-2份。
在本发明的研究过程中发现，适用于吹塑成型的高分子聚合物的拉伸强度与抗冲击强度与PC与ABS树脂的共混比例有关，具体表现为：在ABS树脂中添加PC能够改善ABS树脂的抗冲击性能，但是当PC的添加量增加到一定程度时，共混体系的抗冲击强度和拉升强度反而出现下降的趋势，因此在本发明中，当PC的用量为35-40重量份，而ABS树脂的用量为45-48重量份时，可以使共混体系材料的抗冲击强度和拉升强度处于较高的水平；优选的PC的用量为37.2-38.5重量份， ABS树脂的用量为46.5-47.8重量份。
作为进一步的方案，本发明所述的抗冲击改性剂为MBS树脂、ACR树脂、CPE树脂、EVA树脂中的一种或两种以上混合。优选的抗冲击改性剂为MBS树脂。由于PC与ABS相容性较差，会影响产品的透明度；而MBS树脂与PC和ABS树脂之间均存在良好的相容性；因此，在本发明中MBS除了作为抗冲击改性剂可以大幅度改善树脂产品的韧性，提高产品的抗冲击性能；其还能作为PC与ABS的相容剂。MBS树脂能改善产品的抗冲击性能和透明度，但是由于MBS树脂的耐候性较差，在PC与ABS的共混体系中须控制其添加量，在本发明中为了获得适应于应用的聚合物材料，MBS树脂的添加量控制为2-8重量份，优选的为3.5-5重量份，最佳的使用量为5重量份。
一种适用于吹塑成型的高分子聚合物的吹塑成型工艺，该制备方法包括以下步骤：
1）搅拌混合：将原料按照配方量加入到搅拌机中搅拌混合均匀，得到混合物；
2）烘干：上述混合均匀的混合物转入到烘干机内烘干；
3）吹塑成型：上述烘干后的混合物转入到吹塑机中吹塑成型。
作为进一步的方案，上述吹塑成型工艺中，步骤1）搅拌的时间为10-15分钟。
作为进一步的方案，上述吹塑成型工艺中，步骤2），烘干机的温度设置为80-85℃，烘干时间为4.0-4.5小时。
作为进一步的方案，上述吹塑成型工艺中，步骤3）挤出吹塑机的料桶温度为150-230℃，份为7个可调节温度段。
在本发明所述的吹塑工艺中，螺杆转速与料桶温度有相关性，并且螺杆转速越高熔体温度也会随之升高，由于熔体相对于料桶是相对静止的，而塑料是不良导热体，在熔体外表面升温的同时，内外出现较大的温差，从而会影响熔体型坯的拉伸方向和吹胀比，因此为了由于拉伸方向改变或吹胀比改变而产生的废品；在本发明的吹塑成型的参数条件中：螺杆转速为20-50 r/min。在本发明中，产品的外观光滑与否与受吹塑机模温的影响，为了获得弯管光滑平整的产品，本发明模温设置为100-120℃。另外，为了满足产品所要求的强度、韧性、纹路、结构、强度等要求，在本发明的吹塑工艺中，延时合模时间25-35s、延时合模架升降时间0.8-1.2s、延时吹气时间5-8s、合模时间5-8s、吹气时间23-24s。
以下是本发明具体的实施例，在下属实施例中所涉及的原料、设备等均可以通过购买方式获得。
实施例1
一种适用于吹塑成型的高分子聚合物，其是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 35份；
ABS 48份；
抗冲击改性剂 8份；
哑光助剂 5份。
实施例1的适用于吹塑成型的高分子聚合物按照以下方法吹塑成型加工成支撑件：
1）搅拌混合：将原料按照配方量加入到搅拌机中搅拌10分钟混合均匀，得到混合物；
2）烘干：上述混合均匀的混合物转入到烘干机内烘干，烘干机的温度设置为80℃，烘干时间为4.5小时；
3）吹塑成型：上述烘干后的混合物转入到吹塑机中吹塑成型；吹塑成型的参数条件为：模温100℃、螺杆转速50 r/min、 延时合模时间25s、延时合模架升降时间0.8s、延时吹气时间5s、合模时间5s、吹气时间23s。
实施例2
一种适用于吹塑成型的高分子聚合物，其是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 40份；
ABS 45份；
抗冲击改性剂 2份；
哑光助剂 1份。
实施例2的适用于吹塑成型的高分子聚合物按照以下方法吹塑成型加工成支撑件：
1）搅拌混合：将原料按照配方量加入到搅拌机中搅拌12分钟混合均匀，得到混合物；
2）烘干：上述混合均匀的混合物转入到烘干机内烘干，烘干机的温度设置为82℃，烘干时间为4.3小时；
3）吹塑成型：上述烘干后的混合物转入到吹塑机中吹塑成型；吹塑成型的参数条件为：模温120℃、螺杆转速20 r/min、 延时合模时间25s、延时合模架升降时间1.2s、延时吹气时间8s、合模时间8s、吹气时间24s。
实施例3
一种适用于吹塑成型的高分子聚合物，其是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 37.2份；
ABS 47.8份；
抗冲击改性剂 3.5份；
哑光助剂 2份。
实施例3的适用于吹塑成型的高分子聚合物按照以下方法吹塑成型加工成支撑件：
1）搅拌混合：将原料按照配方量加入到搅拌机中搅拌15分钟混合均匀，得到混合物；
2）烘干：上述混合均匀的混合物转入到烘干机内烘干，烘干机的温度设置为85℃，烘干时间为4.0小时；
3）吹塑成型：上述烘干后的混合物转入到吹塑机中吹塑成型；吹塑成型的参数条件为：模温110℃、螺杆转速30r/min、 延时合模时间30s、延时合模架升降时间1s、延时吹气时间7s、合模时间6s、吹气时间23.5s。
实施例4
一种适用于吹塑成型的高分子聚合物，其是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 38.5份；
ABS 46.5份；
抗冲击改性剂 5份；
哑光助剂 1份。
实施例4的适用于吹塑成型的高分子聚合物按照以下方法吹塑成型加工成支撑件：
1）搅拌混合：将原料按照配方量加入到搅拌机中搅拌12分钟混合均匀，得到混合物；
2）烘干：上述混合均匀的混合物转入到烘干机内烘干，烘干机的温度设置为85℃，烘干时间为4.0小时；
3）吹塑成型：上述烘干后的混合物转入到吹塑机中吹塑成型；吹塑成型的参数条件为：模温110℃、螺杆转速30r/min、 延时合模时间30s、延时合模架升降时间1s、延时吹气时间6s、合模时间7s、吹气时间23.5s。
性能测试
对上述实施例1-4吹塑成型后的得到的支撑件进行性能测试，测试项目、测试所依据的标准以及测试结果参见表1。
表1：性能测试结果
测试项目 测试依据的标准 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
缺口冲击强度（KJ/m2） ASTM-D256 20.38 22.47 20.81 21.09
折弯强度（MPa） ASTM-D790 118.06 123.76 119.35 120.93
拉伸强度（MPa） ASTM-D638 63.28 65.72 63.89 64.10
阻燃等级 -- V0 V0 V0 V0
光泽度 ASTM-D523 4.7 5.4 4.8 5.3
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种适用于吹塑成型的高分子聚合物，其特征在于，其是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 35-40份；
ABS 45-48份；
抗冲击改性剂 2-8份；
哑光助剂 1-5份。
2.根据权利要求1所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物，其特征在于，其中，所述抗冲击改性剂的用量按重量份计为5份。
3.根据权利要求2所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物，其特征在于，其中，所述亚光助剂的用量按重量份计为2份。
4.根据权利要求1所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物，其特征在于，其是由以重量份计的以下原料制备而成：
PC 37.2-38.5份；
ABS 46.5-47.8份；
抗冲击改性剂 3.5-5份；
哑光助剂 1-2份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物，其特征在于，所述抗冲击改性剂为MBS树脂、ACR树脂、CPE树脂、EVA树脂中的一种或两种以上混合。
6.一种如权利要求1所述的适用于吹塑成型的高分子聚合物的吹塑成型工艺，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
1）搅拌混合：将原料按照配方量加入到搅拌机中搅拌混合均匀，得到混合物；
2）烘干：上述混合均匀的混合物转入到烘干机内烘干；
3）吹塑成型：上述烘干后的混合物转入到吹塑机中吹塑成型。
7.根据权利要求6所述的吹塑成型工艺，其特征在于，步骤1）中，搅拌的时间为10-15分钟。
8.根据权利要求6所述的吹塑成型工艺，其特征在于，步骤2）中，烘干机的温度设置为80-85℃，烘干时间为4.0-4.5小时。
9.根据权利要求6所述的吹塑成型工艺，其特征在于，步骤3）中挤出吹塑机的料桶为7段加工温度。
10.根据权利要求6所述的吹塑成型工艺，其特征在于，步骤3）吹塑成型的参数条件为：模温100-120℃、螺杆转速20-50 r/min、 延时合模时间25-35s、延时合模架升降时间0.8-1.2s、延时吹气时间5-8s、合模时间5-8s、吹气时间23-24s。
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