CN107541043A - 高光泽免喷涂pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高光泽免喷涂PC/ABS合金材料及其制备方法。其中，高光泽免喷涂PC/ABS合金材料包括如下重量百分比的组份：PC树脂70‑98wt%、ABS树脂1‑10wt%、相容剂1‑10wt%、抗氧剂0.1‑3wt%、耐候剂0.1‑1wt%、加工助剂0.1‑1wt%及混合效果粉0.1‑25wt%；其中，混合效果粉由大、中、小三种粒径的银色珠光粉及白色效果粉构成。本发明通过筛选不同微观结构的效果粉进行不同比例的混合，形成有特定粒径分布的混合效果粉，可有效改善效果粉在PC树脂中的流动性，提高了效果粉在挤出或注塑过程中与熔体的流动一致性，以使制品表面无流痕和熔接线，更加美观。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高光泽免喷涂PC/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
近些年，人们对环境问题越来越重视，在产品表面使用免喷涂树脂材料正逐步成为一种趋势。免喷涂树脂材料可复制喷漆产生出的艳丽多彩的色调及珠光、闪光、金属光泽的特殊效果，从而满足人们对美学的需求。而且在生产和使用免喷涂树脂材料的过程中可以真正实现减少污染。免喷涂树脂材料可广泛应用于工艺品、玩具、家电、汽车、电子产品、体育用品和办公用品等领域。
目前，免喷涂树脂常见的制备方法是在树脂材料中添加金属粉、珠光粉等具有特殊功能的效果粉，将效果粉分散到基体树脂中，效果粉之间互相连接，形成连续的特殊视觉效果的膜，遮盖基材，呈现出特殊视觉效果质感。
尽管通过将效果粉直接加入树脂基材的方式，可以实现特殊光泽的效果，但效果粉本身的粒径、形状等原因导致材料的综合流动性不高。特别是将其用于表面结构复杂的制品，会出现溶体流动转向、流速不稳定、溶体汇合等现象，容易在制品表面形成流痕和熔接线等缺陷，严重限制了该类免喷涂材料的应用。
发明内容
本发明的第一目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种综合流动性较高的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，以使制品表面无流痕和熔接线。
本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的：一种高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，其特征在于包括如下重量百分比的组份：
PC树脂 70-98wt%；
ABS树脂 1-10wt%；
相容剂 1-10wt%；
抗氧剂 0.1-3wt%；
耐候剂 0.1-1wt%；
加工助剂 0.1-1wt%；
混合效果粉 0.1-25wt%；
其中，所述的混合效果粉，包括如下重量百分比的组份：
粒径8-10um的小粒径银色珠光粉 1-15wt%；
粒径3-200um的白色效果粉 0.1-5wt%；
粒径10-30um的中粒径银色珠光粉 0.1-10wt%；
粒径大于30um的大粒径银色珠光粉 0.1-10wt%。
所述PC树脂的相对分子量为10000-20000g/mol，玻璃化转变温度为140-150℃。
所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的嵌段共聚物，ABS树脂中丁二烯橡胶的重量百分含量为10-40wt%。
所述相容剂选自MBS、ABS接枝马来酸酐、聚苯乙烯的磺酸盐、SBS接枝马来酸酐、SEBS接枝马来酸酐、SMA及丙烯酸酯共聚物中的一种或两种以上。
所述耐候剂包括苯并三唑、三嗪中的一种或两种。
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两种以上。
所述加工助剂为硅酮类润滑剂、酰胺类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、聚烯烃类润滑剂或酯类润滑剂中的一种或两种以上。
所述银色效果粉中Al 元素的含量不少于60wt%，同时含有Zn、Sn、Ni、Pb、Fe、Mg、Si、Mn、Be、Cu、Ti 或稀土元素的一种或多种；所述铝粉的形状为球形、花瓣形、树枝形、雪花形、玉米片形、银元形或半银元形的一种或者多种。
银色效果粉优选使用SILBERLINE的Regular系列、High Sparkle 系列、TufflakePremier系列等，或者ECKART的Mastersafe系列、Standart系列等。
所述白色效果粉包括云母涂覆珠光粉、氯氧化铋结晶珠光粉、二氧化硅涂覆珠光粉、硅酸铝盐涂覆珠光粉、硼酸铝盐涂覆珠光粉、氧化铋涂覆珠光粉中的一种或两种以上；所述白色效果粉的表面至少包覆一层金属氧化物；所述金属氧化物为氧化铝、二氧化锡、二氧化钛、氧化铁、氧化锑或氧化锌的一种或几种；所述白色效果粉的粒径为5-500μm。
白色效果粉优选使用MERCK的Iriodin系列，ECKART的PHOENIX系列，ANGLE的SILVER WHITE SERIES 系列等。
本发明的第二目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种综合流动性较高的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料的制备方法。
本发明的第二目的是通过以下技术方案实现的：一种高光泽免喷涂PC/ABS合金材料的制备方法，包括如下步骤：
A)按重量百分比称取各组分：PC树脂70-98wt%；ABS树脂1-10wt%；相容剂1-10wt%；抗氧剂0.1-3wt%；耐候剂0.1-1wt%；加工助剂0.1-1wt%；混合效果粉0.1-25wt%；混合效果粉包括如下重量百分比的物质：小粒径的银色珠光粉0.1-15wt%；白色效果粉0.1-5wt%；中粒径的银色珠光粉0.1-10wt%；大粒径的银色珠光粉0.1-10wt%；
B)将ABS树脂、相容剂、效果粉、加工助剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
C)将A步骤制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得混合料S；
D)将混合料S、PC树脂、耐候剂、抗氧剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
E)将C步骤制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得成品。
所述双螺杆挤出机具有10节筒体，这10节筒体的温度依次设置为200℃、240℃、260℃、260℃、260℃、240℃、240℃、250℃、260℃及260℃，双螺杆挤出机螺杆转速为500～800rpm。
本发明的有益效果是：本发明通过筛选不同微观结构的效果粉进行不同比例的混合，形成有特定粒径分布的混合效果粉，可有效改善效果粉在PC树脂中的流动性，提高了效果粉在挤出或注塑过程中与熔体的流动一致性，从而消除制品在挤出或注塑过程中表面形成的留痕并减轻熔接线。本发明制备的免喷涂PC/ABS合金材料具有较明显的金属及珠光闪烁质感，提高了PC/ABS免喷涂材料的市场应用范围。
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。
实施例1
按照以下步骤制备高光泽免喷涂PC/ABS合金材料：
1）按重量份称取各组分：PC树脂92.1份、ABS树脂3份、相容剂3份、抗氧剂0.3份、加工助剂0.3份、耐候剂0.5份及混合效果粉0.8份；混合效果粉由小粒径银色珠光粉0.36份、中粒径银色珠光粉份0.07、大粒径银色珠光粉0.21份及白色效果粉0.16份混合构成；
2）将ABS树脂、相容剂、效果粉、加工助剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
3）将步骤2制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得混合料S1。
4）将混合料S1、PC树脂、耐候剂、抗氧剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
5）将步骤4制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得高光泽免喷涂PC/ABS合金材料。
实施例2
按照以下步骤制备高光泽免喷涂PC/ABS合金材料：
1）按重量份称取各组分：PC树脂91.7份、ABS树脂3份、相容剂3份、抗氧剂0.3份、加工助剂0.3份、耐候剂0.5份及混合效果粉1.2份；混合效果粉由小粒径银色珠光粉0.53份、中粒径银色珠光粉0.11份、大粒径银色珠光粉0.32份及白色效果粉0.24份构成；
2）将ABS树脂、相容剂、效果粉、加工助剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
3）将步骤2制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒包装，制得混合料S2；
4）将混合料S2、PC树脂、耐候剂、抗氧剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
5）将步骤4制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得高光泽免喷涂PC/ABS合金材料。
实施例3
按照以下步骤制备高光泽免喷涂PC/ABS合金材料：
1）按重量份称取各组分：PC树脂90.4份、ABS树脂3份、相容剂3份、抗氧剂0.3份、加工助剂0.3份、耐候剂0.5份及混合效果粉2.5份；混合效果粉由小粒径银色珠光粉1.11份、中粒径银色珠光粉0.22份、大粒径银色珠光粉0.67份及白色效果粉0.5份混合构成；
2）将ABS树脂、相容剂、效果粉、加工助剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
3）将步骤2制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒包装，制得混合料S3。
4）将混合料S3、PC树脂、耐候剂、抗氧剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
5）将步骤4制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒包装，制得高光泽免喷涂PC/ABS合金材料。
对比例1
按照以下步骤制备高光泽免喷涂PC/ABS合金材料：
1）按重量份称取各组分：PC树脂92.1份、ABS树脂3份、相容剂3份、抗氧剂0.3份、加工助剂0.3份、耐候剂0.5份、银色珠光粉0.64份及白色效果粉0.16份；
2）将ABS树脂、相容剂、银色珠光粉、白色效果粉、加工助剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
3）将步骤2制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得混合料S4；
4）将混合物S4、PC树脂、耐候剂、抗氧剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
5）将步骤4制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得高光泽免喷涂PC/ABS合金材料。
对比例2
按照以下步骤制备高光泽免喷涂PC/ABS合金材料：
1）按重量份称取各组分：PC树脂91.7份、ABS树脂3份、相容剂3份、抗氧剂0.3份、加工助剂0.3份、耐候剂0.5份、银色珠光粉0.96份及白色效果粉0.24份；
2）将ABS树脂、相容剂、银色珠光粉、白色效果粉、加工助剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
3）将步骤2将制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得混合料S5；
4）将混合物S5、PC树脂、耐候剂、抗氧剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
5）将步骤4制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得高光泽免喷涂PC/ABS合金材料。
对比例3
按照以下步骤制备高光泽免喷涂PC/ABS合金材料：
1）按重量份称取各组分：PC树脂90.4份、ABS树脂3份、相容剂3份、抗氧剂0.3份、加工助剂0.3份、耐候剂0.5份、银色珠光粉2份及白色效果粉0.5。
2）将ABS树脂、相容剂、银色珠光粉、白色效果粉、加工助剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
3）将步骤2制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得混合料S6；
4）将混合物S6、PC树脂、耐候剂、抗氧剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
5）将制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得高光泽免喷涂PC/ABS合金材料。
在实施例1-3及对比例1-3中选用的PC树脂为沙伯基础的PC-121，ABS树脂为上海高桥的3513；相容剂为SBS 接枝马来酸酐；抗氧剂为巴斯夫的Irganox 1010和Irganox 168的混合物，Irganox 1010和Irganox 168的重量比为1：1；加工助剂为市售有机硅酮润滑剂；耐候剂为巴斯夫的Kemisorb 102；银色珠光粉及白色效果粉为Silberline和安格的效果粉。
测试与制样前充分干燥粒子。使用海天注塑机测试熔接痕，并且注塑高光色板以对比表面流痕。
表一：实施例1-3和对比例1-3产品的具体配比以及评测结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| PC树脂 | 92.1 | 91.7 | 90.4 | 92.1 | 91.7 | 90.4 |
| ABS树脂 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 相容剂 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 抗氧剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 加工助剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 耐候剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 混合效果粉 | 0.8 | 1.2 | 2.5 | |||
| 银色珠光粉 | 0.64 | 0.96 | 2 | |||
| 白色效果粉 | 0.16 | 0.24 | 0.5 | |||
| 流痕 | - | - | - | +++ | +++ | +++ |
| 熔接线 | - | ○ | ○ | ○○ | ○○○ | ○○○ |
注： + 越多表示流痕越多
○越多表示熔接线越严重
- 表示不存在流痕或熔接线，或者不明显
由上表的结果对比可以看出，在其他组份和含量相同的情况下，实施例1-3使用按照粒径筛选重新组合后的混合效果粉（由大、中、小三种粒径的银色珠光粉及白色效果粉构成），对比例1-3中使用市售银色珠光粉和白色效果粉的组合，比较实施例1-3与对比例1-3发现，采用筛选重组方式制得的制品表面基本无流痕，熔接线较轻，具有更好的美学效果以及加工性能。
经过大量实验证实，在本发明的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料中，PC树脂70-98wt%、ABS树脂1-10wt%、相容剂1-10wt%、抗氧剂0.1-3wt%、耐候剂0.1-1wt%、加工助剂0.1-1wt%及混合效果粉0.1-25wt%；混合效果粉包括如下重量百分比的组份：小粒径银色珠光粉1-15wt%、白色效果粉0.1-5wt%、中粒径银色珠光粉0.1-10wt%及大粒径银色珠光粉0.1-10wt%；均可实施，并且成品的综合流动性均较好。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (11)
1.一种高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，其特征在于包括如下重量百分比的组份：
PC树脂 70-98wt%；
ABS树脂 1-10wt%；
相容剂 1-10wt%；
抗氧剂 0.1-3wt%；
耐候剂 0.1-1wt%；
加工助剂 0.1-1wt%；
混合效果粉 0.1-25wt%；
其中，所述的混合效果粉，包括如下重量百分比的组份：
粒径8-10um的小粒径银色珠光粉 1-15wt%；
粒径3-200um的白色效果粉 0.1-5wt%；
粒径10-30um的中粒径银色珠光粉 0.1-10wt%；
粒径大于30um的大粒径银色珠光粉 0.1-10wt%。
2.根据权利要求1所述的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，其特征在于：所述PC树脂的相对分子量为10000-20000g/mol，玻璃化转变温度为140-150℃。
3.根据权利要求1所述的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，其特征在于：所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的嵌段共聚物，ABS树脂中丁二烯橡胶的重量百分含量为10-40wt%。
4.根据权利要求1所述的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，其特征在于：所述相容剂选自MBS、ABS接枝马来酸酐、聚苯乙烯的磺酸盐、SBS接枝马来酸酐、SEBS接枝马来酸酐、SMA及丙烯酸酯共聚物中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，其特征在于：所述耐候剂包括苯并三唑、三嗪中的一种或两种。
6. 根据权利要求1所述的高光泽免喷涂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两种以上。
7.根据权利要求1所述的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，其特征在于：所述加工助剂为硅酮类润滑剂、酰胺类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、聚烯烃类润滑剂或酯类润滑剂中的一种或两种以上。
8. 根据权利要求1所述的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，其特征在于：所述银色效果粉中Al 元素的含量不少于60wt%。
9.根据权利要求1所述的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料，其特征在于，所述白色效果粉的粒径为5-500μm。
10.一种高光泽免喷涂PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
A)按重量百分比称取各组分：PC树脂70-98wt%；ABS树脂1-10wt%；相容剂1-10wt%；抗氧剂0.1-3wt%；耐候剂0.1-1wt%；加工助剂0.1-1wt%；混合效果粉0.1-25wt%；混合效果粉包括如下重量百分比的物质：小粒径的银色珠光粉0.1-15wt%；白色效果粉0.1-5wt%；中粒径的银色珠光粉0.1-10wt%；大粒径的银色珠光粉0.1-10wt%；
B)将ABS树脂、相容剂、效果粉、加工助剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
C)将A步骤制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得混合料S；
D)将混合料S、PC树脂、耐候剂、抗氧剂按上述比例用高速混合机混合均匀；
E)将C步骤制得的混合物通过双螺杆挤出机混炼，冷却后切粒，制得成品。
11.根据权利要求10所述的高光泽免喷涂PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机具有10节筒体，这10节筒体的温度依次设置为200℃、240℃、260℃、260℃、260℃、240℃、240℃、250℃、260℃及260℃，双螺杆挤出机螺杆转速为500～800rpm。
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