CN106633769B - 高耐热高结合力电镀pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

高耐热高结合力电镀pc/abs合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，所述PC/ABS合金材料包括以下组分及重量份含量：PC树脂30～60份、ABS高胶粉20～50份、α‑SAN树脂15‑35份、相容剂1～5份、抗氧剂0.1～1份以及润滑剂0.1～1份；制备时，按重量份将PC树脂、ABS高胶粉、α‑SAN树脂、相容剂、抗氧剂以及润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；将制得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，控制机筒温度为220～270℃，螺杆转速为300～600转/分钟，共混造粒，即可。与现有技术相比，本发明采用的α‑甲基苯乙烯改性的α‑SAN树脂，具有更为优异的耐热性能，在不降低胶量的情况下，可有效提高材料的耐热水平，引入相容剂可以提高α‑SAN与PC相的相容性，提高橡胶的分散性，有利于提高材料体系的耐热性及结合力性能。

Description

高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种PC/ABS合金材料及其制备方法，尤其是涉及一种高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
以塑料制品为基材进行电镀，现已成为一种常见的材料处理手段，并已广泛应用于汽车、家电、日用品和室内外装潢材料中。相比于电镀ABS材料，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，被广泛应用于汽车内饰部件上，如内门拉手、装饰条、饰圈等。电镀级PC(聚碳酸酯)/ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，为了保证良好的电镀效果，一般需要保证一定比例的ABS，PC的含量不能太高，因此电镀级PC/ABS的耐热氧老化性能不太好。
近几年，随着汽车的普及，消费者对汽车产品质量的关注度及要求越来越高。在此背景下，各汽车主机厂针对内饰用电镀PC/ABS材料提出了更高的要求，比如，电镀制件热存放试验的要求，对材料的耐热水平提出了大大的挑战。许多普通级电镀PC/ABS材料常常在热存放试验过程中，会出现变形、翘曲等问题。一般材料厂商通过提高PC的含量来提高材料的耐热水平，这种处理方式尽管提高了材料的耐热性，但由于流动性以及胶量的下降，不仅容易导致注塑制件内应力过大，还会影响镀层与塑料基材之间的结合力，造成镀层开裂、气泡、脱落等问题。
申请号为201410837304.3的中国专利公开了一种用于气辅成型的电镀级PC/ABS合金材料及制备方法与应用，该合金材料包括如下成分：PC树脂43～58份、ABS树脂25～35份、SAN树脂11～20份、耐热剂5～10份、高效抗氧剂0.3～0.6份、润滑剂0.3～0.6份。其中，所述的高效抗氧剂为苯并呋喃酮化合物、受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按质量比20：20～40：40～60混合形成的复配物。所述的PC树脂是熔体质量流动速率在300℃、1.2kg测试条件为10～22g/10min的双酚A型聚碳酸酯。所述的SAN树脂是熔体质量流动速率在220℃、10kg测试条件下为22～55g/10min，相对密度为1.07～1.08g/cm3的SAN树脂。所述的耐热剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物。上述专利主要是通过添加耐热剂苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物提高PC/ABS材料在气辅成型过程中的热稳定性来提高成型良率；但耐热剂由于共聚了N-苯基马来酰亚胺后流动性下降明显，且不易分散，在注塑时容易产生内应力过大的问题，同时耐热剂局部分散不均易导致漏镀。本发明选用α-甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物树脂具有良好的流动性，在赋予材料更高耐热的情况下能够保证成型性能不受影响，从而保证电镀良率。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料。
本发明的另一目的在于提供所述高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，包括以下组分及重量份含量：PC树脂30～60份、ABS高胶粉20～50份、α-SAN树脂15-35份、相容剂1～5份、抗氧剂0.1～1份以及润滑剂0.1～1份。
所述的PC树脂选自重均相对分子量为15000～30000，玻璃化温度为140～150℃的芳香族聚碳酸酯。
所述的ABS高胶粉的重均相对分子量为100000～500000，丙烯腈－丁二烯橡胶的质量百分含量为40～60％。
所述的丙烯腈－丁二烯橡胶的数均粒径为0.2～1.0μm。
所述的丙烯腈－丁二烯橡胶的粒径过小，镀层结合力较差，而粒径过大时，不容易粗化，导致漏镀问题。
所述的α-SAN树脂为热变形温度为100～110℃的α-甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物树脂。
所述的相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐或苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝马来酸酐中的一种或两种。
所述的苯乙烯接枝马来酸酐中，马来酸酐的质量百分含量为8-28％。
所述的苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝马来酸酐中，马来酸酐的质量百分含量为2-12％。
所述的抗氧剂包括抗氧剂245、抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或多种。
所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯或乙撑双硬酯酰胺中的一种或多种。
高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)按以下组分及重量份备料：
PC树脂30～60份、ABS高胶粉20～50份、α-SAN树脂15-35份、相容剂1～5份、抗氧剂0.1～1份以及润滑剂0.1～1份；
(2)按重量份将PC树脂、ABS高胶粉、α-SAN树脂、相容剂、抗氧剂以及润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
(3)将步骤(2)制得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，控制机筒温度为220～270℃，螺杆转速为300～600转/分钟，共混造粒，即制得所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料。
所述的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆的直径为32mm，长径比为32～35。
本发明利用α-甲基苯乙烯改性的α-SAN树脂替代普通SAN树脂，引入相容剂提高α-SAN树脂与PC相的相容性，提高橡胶的分散性。改性后的α-SAN树脂具有更高的耐热性，在其他组分不变的情况下材料耐热性能明显提高，获得了一种高耐热高结合力的电镀PC/ABS合金材料。
本发明材料体系是以PC树脂和ABS高胶粉为主体材料，α-SAN树脂的加入，可起到相容剂的作用，有利于改善PC树脂和ABS高胶粉之间的相容性，保证材料体系的稳定性；而抗氧剂的使用，则能有效提高材料的热氧稳定性及减少材料的热降解；而添加适量与PC树脂、ABS高胶粉相容性适中且耐热性较好的润滑剂硅酮粉、季戊四醇酯或乙撑双硬酯酰胺，在材料加工成型过程中，起到良好的内润滑和外润滑作用，对镀层结合力影响较小。
与现有技术相比，本发明高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料中所采用的α-甲基苯乙烯改性的α-SAN树脂，与普通SAN树脂相比，具有更为优异的耐热性能(普通SAN树脂维卡软化点为100℃，而α-SAN树脂维卡软化点为115℃)，在不降低胶量的情况下，可有效提高材料的耐热水平，即可以避免因提高PC含量而导致成型困难的问题，又避免了降低胶量后而引发的结合力不足的问题。同时，引入相容剂可以提高α-SAN与PC相的相容性，提高橡胶的分散性，有利于提高材料体系的耐热性及结合力性能。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下对比例1-3以及实施例1-4中，PC选用LG化学的1300-15；ABS高胶粉选用沙伯基础工业的338高胶粉；α-SAN树脂选用APH1550；SAN树脂选用奇美的PN-117C；相容剂选用上海日之升的SMA218；抗氧剂为Ciba公司的Irganox 1076和Irganox 168，其重量比为1：1；润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸。
对比例1
电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：45份，ABS高胶粉：35份；SAN树脂：20份；抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.1份。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为35mm，长径比为32，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
对比例2
电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：60份，ABS高胶粉：25份；SAN树脂：15份；抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.1份。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为35mm，长径比为32，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
对比例3
电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：60份，ABS高胶粉：35份；SAN树脂：5份；抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.1份。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为35mm，长径比为32，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例1
一种高耐热高结合力的电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：45份，ABS高胶粉：35份；α-SAN树脂：20份；抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.1份。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为35mm，长径比为32，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
本实施例中，相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为28％。
实施例2
一种高耐热高结合力的电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：45份，ABS高胶粉：35份；α-SAN树脂：20份；相容剂：2份；抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.1份。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为35mm，长径比为32，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
本实施例中，相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为24％。
实施例3
一种高耐热高结合力的电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：55份，ABS高胶粉：30份；α-SAN树脂：15份；相容剂：5份；抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.1份。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为35mm，长径比为32，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
本实施例中，相容剂为苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为12％。
实施例4
一种高耐热高结合力的电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：45份，ABS高胶粉：35份；SAN树脂：10份；α-SAN树脂：1份；相容剂：5份；抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.1份。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为35mm，长径比为32，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
本实施例中，相容剂为苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为10％。
将以上对比例及实施例所制备的高耐热高结合力的电镀PC/ABS合金材料注塑成尺寸为140×90×3mm的样板及80×10×4mm的样条，分别进行电镀结合力试验以及维卡软化点温度试验，试验结果参见表1。流动长测试注塑成阿基米德螺旋线进行对比，其单位为mm。
表1电镀结合力试验以及维卡软化点温度试验结果
对比例1 对比例2 对比例3 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
电镀结合力(N·cm) 7.8 5.3 7.5 9.4 9.8 9.0 9.2
维卡软化温度(℃) 108.3 111.6 117.4 118.0 120.7 122.0 113.0
流长比(mm) 572 447 380 546 593 504 550
由上表可知，α-甲基苯乙烯改性的α-SAN树脂高耐热性的特点，代替普通SAN树脂后，材料耐热明显得到提高，避免提高PC含量造成的流动性下降，又避免降低胶量后引发的结合力不足问题。引入相容剂提高了α-SAN与PC相的相容性，提高橡胶的分散性，获得了一种高耐热高结合力的电镀PC/ABS合金材料。
实施例5
本实施例高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，包括以下组分及重量份含量：PC树脂30份、ABS高胶粉20份、α-SAN树脂15份、相容剂1份、抗氧剂0.1份以及润滑剂0.1份。
其中，PC树脂选自重均相对分子量为15000，玻璃化温度为140℃的芳香族聚碳酸酯。
ABS高胶粉的重均相对分子量为100000，丙烯腈－丁二烯橡胶的质量百分含量为40％。其中，丙烯腈－丁二烯橡胶的数均粒径为0.2μm。
α-SAN树脂为热变形温度为100℃的α-甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物树脂。
相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为8％。
抗氧剂由抗氧剂245与抗氧剂1076按质量比为1:1混合而成。
润滑剂由硅酮粉与季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺按质量比为1:1:2混合而成。
本实施例高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按以下组分及重量份备料：
PC树脂30份、ABS高胶粉20份、α-SAN树脂15份、相容剂1份、抗氧剂0.1份以及润滑剂0.1份；
(2)按重量份将PC树脂、ABS高胶粉、α-SAN树脂、相容剂、抗氧剂以及润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
(3)将步骤(2)制得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，控制机筒温度为220℃，螺杆转速为600转/分钟，共混造粒，即制得高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料。
本实施例采用的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆的直径为32mm，长径比为35。
实施例6
本实施例高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，包括以下组分及重量份含量：PC树脂60份、ABS高胶粉50份、α-SAN树脂35份、相容剂5份、抗氧剂1份以及润滑剂1份。
其中，PC树脂选自重均相对分子量为30000，玻璃化温度为150℃的芳香族聚碳酸酯。
ABS高胶粉的重均相对分子量为500000，丙烯腈－丁二烯橡胶的质量百分含量为60％。其中，丙烯腈－丁二烯橡胶的数均粒径为1.0μm。
α-SAN树脂为热变形温度为110℃的α-甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物树脂。
相容剂为苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为16％。
抗氧剂由抗氧剂245与抗氧剂1076、抗氧剂168按质量比为1:1:1混合而成。
润滑剂由硅酮粉与季戊四醇酯按质量比为1:2混合而成。
本实施例高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按以下组分及重量份备料：
PC树脂60份、ABS高胶粉50份、α-SAN树脂35份、相容剂5份、抗氧剂1份以及润滑剂1份；
(2)按重量份将PC树脂、ABS高胶粉、α-SAN树脂、相容剂、抗氧剂以及润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
(3)将步骤(2)制得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，控制机筒温度为270℃，螺杆转速为300转/分钟，共混造粒，即制得高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料。
本实施例采用的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆的直径为32mm，长径比为32。
实施例7
本实施例高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，包括以下组分及重量份含量：PC树脂50份、ABS高胶粉35份、α-SAN树脂25份、相容剂3份、抗氧剂0.6份以及润滑0.8份。
其中，PC树脂选自重均相对分子量为20000，玻璃化温度为145℃的芳香族聚碳酸酯。
ABS高胶粉的重均相对分子量为300000，丙烯腈－丁二烯橡胶的质量百分含量为55％。其中，丙烯腈－丁二烯橡胶的数均粒径为0.5μm。
α-SAN树脂为热变形温度为110℃的α-甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物树脂。
相容剂由苯乙烯接枝马来酸酐于苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝马来酸酐按质量比为1:2混合而成。
其中，苯乙烯接枝马来酸酐中马来酸酐的含量在20％，苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝马来酸酐中马来酸酐的含量在2％。
抗氧剂由抗氧剂1076与抗氧剂168按质量比为1:1混合而成。
润滑剂由硅酮粉与乙撑双硬酯酰胺按质量比为1:1混合而成。
本实施例高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按以下组分及重量份备料：
PC树脂50份、ABS高胶粉35份、α-SAN树脂25份、相容剂3份、抗氧剂0.6份以及润滑0.8份；
(2)按重量份将PC树脂、ABS高胶粉、α-SAN树脂、相容剂、抗氧剂以及润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
(3)将步骤(2)制得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，控制机筒温度为260℃，螺杆转速为420转/分钟，共混造粒，即制得高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料。
本实施例采用的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆的直径为32mm，长径比为34。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，包括以下组分及重量份含量：PC树脂30～60份、ABS高胶粉20～50份、α-SAN树脂15-35份、相容剂1～5份、抗氧剂0.1～1份以及润滑剂0.1～1份；
所述的ABS高胶粉的重均相对分子量为100000～500000，丙烯腈－丁二烯橡胶的质量百分含量为40～60％。
2.根据权利要求1所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的PC树脂选自重均相对分子量为15000～30000，玻璃化温度为140～150℃的芳香族聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的丙烯腈－丁二烯橡胶的数均粒径为0.2～1.0μm。
4.根据权利要求1所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的α-SAN树脂为热变形温度为100～110℃的α-甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物树脂。
5.根据权利要求1所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐或苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝马来酸酐中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂包括抗氧剂245、抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯或乙撑双硬酯酰胺中的一种或多种。
8.如权利要求1至7任一项所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)按以下组分及重量份备料：
PC树脂30～60份、ABS高胶粉20～50份、α-SAN树脂15-35份、相容剂1～5份、抗氧剂0.1～1份以及润滑剂0.1～1份；
(2)按重量份将PC树脂、ABS高胶粉、α-SAN树脂、相容剂、抗氧剂以及润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
(3)将步骤(2)制得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，控制机筒温度为220～270℃，螺杆转速为300～600转/分钟，共混造粒，即制得所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料。
9.根据权利要求8所述的高耐热高结合力电镀PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，所述的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆的直径为32mm，长径比为32～35。
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