CN107722592B - 可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃pc/abs增强合金及其制备方法 - Google Patents

可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃pc/abs增强合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金及其制备方法,属于高分子材料技术领域。一种可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其包含以下质量份的组分:PC树脂:50~80份,ABS树脂:5~15份,磷酸脂无卤阻燃剂:8~15份,硫酸镁:5~20份,相容剂:1~4份,增韧剂:2~5份,抗滴落剂:0.3~0.8份,润滑剂:0.3~0.8份,抗氧剂:0.2~0.4份。本发明PC/ABS增强合金在具有优良的阻燃、高光泽、高刚性的基础上,还具有良好的可烫印性,表面效果好,无浮纤缺陷,烫印表面无橘皮纹。

Description

可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及了一种可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金及其制备方法。
背景技术
2012年以来,电视机模组整机一体化设计成为主流,呈现超薄、超窄、精巧化发展趋势。受苹果、三星高端手机外观金属化装饰影响,电视机外观装饰件掀起一股仿金属质感潮流与趋势,传统的喷涂、电镀等工艺具有不环保性,而免喷涂材料技术存在诸多无法解决的技术问题而没有实现应用。
绿色制造的烫印技术具有效率高、无VOC、金属质感多样、易于实现产品定制等优点,得到了更多的关注和应用。同时,由于智能电视屏幕向超薄、超窄、超大方向发展,生产电视机面框的塑料材料就需要更好的尺寸稳定性以及更高的流动性和机械强度。行业内广泛使用含玻纤(GF)增强ABS或者PC/ABS合金,但是由于GF的存在产品表面浮纤问题一直不能很好的控制,即使是采用蒸汽模的工艺条件下,在烫印加工时,外框烫印表面将出现微融状态,会破坏蒸汽注塑成型后塑料制品表面微观GF微粒包裹形态,造成GF微粒析出,出现浮纤现象,使得烫印表面出现类似橘皮缺陷,严重影响金属质感,同时造成烫金膜附着力降低等质量问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,该合金具有良好的尺寸稳定性、流动性以及较高机械强度,且特别适合于烫印工艺。
本发明采用以下技术方案实现上述目的:
本发明首先提供了一种可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其包含以下质量份的组分:PC树脂:50~80份,ABS树脂:5~15份,磷酸脂无卤阻燃剂:8~15份,硫酸镁:5~20份,相容剂:1~4份,增韧剂:2~5份,抗滴落剂:0.3~0.8份,润滑剂:0.3~0.8份,抗氧剂:0.2~0.4份。
其中,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述PC树脂为任意粘度的聚碳酸酯中的一种或者几种。
其中,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述磷酸脂无卤阻燃剂为双酚A双(磷酸二苯酯)或间苯二酚(二苯基磷酸酯)中的至少一种。
其中,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述硫酸镁为经过二氧化硅包覆处理,并用二烷氧基型环氧硅烷偶联剂表面活性处理。
其中,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述硫酸镁的形态为碟状或者片状,其长度不大于10μm、厚度不大于0.5μm。
其中,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、SEBS-G-GMA或聚己酸内脂中的一种或多种。
其中,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述增韧剂为MBS、PBA-PMMA中的至少一种。
其中,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述抗滴落剂为聚四氟乙烯母粒,其中聚四氟乙烯含量为30%~60%。
其中,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述润滑剂为脂肪酸、脂肪酸酯或脂肪酸酰胺中的至少一种。
优选的,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述润滑剂为PETS。
其中,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸脂类抗氧剂。
优选的,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述抗氧剂为1010和168按质量比为1~2:1的复配物。
本发明还提供了上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金的制备方法,该方法包括以下步骤:
a、将PC树脂、ABS树脂、相容剂和增韧剂混合,得混合料A;将磷酸脂无卤阻燃剂、硫酸镁、抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂混合,得混合料B;
b、将混合料A和混合料B按照物料配比置于双螺杆挤出机中,挤出机的各段螺杆温度控制在170~250℃,双螺杆挤出机的长径比为36~40:1,螺杆转速为200~800转/分钟,经混匀、挤出造粒、干燥,得到可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金。
优选的,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金的制备方法中,将抗滴落剂磨为粉状再与其他组分混合。
优选的,上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金的制备方法中,所述螺筒温度设定为:一区温度180±10℃,二区温度210±10℃,三区温度230±10℃,四区温度230±10℃,五区温度240±10℃,六区温度240±10℃,七区温度240±10℃,八区温度240±10℃,九区温度240±10℃,十区温度240±10℃,机头温度230±10℃。
本发明的有益效果是:
本发明改善了现有PC/ABS合金材料的不足,提供了一种新型PC/ABS增强合金,使其在优良的阻燃、高光泽、高刚性的基础上具有良好的可烫印性;本发明PC/ABS增强合金的阻燃性能可以达到UL94V-0级,能够满足不同厚度产品的需求,具有较高的弯曲模量,冲击强度则保持在6kJ/m2以上,融熔指数超过15g/10min;本发明PC/ABS增强合金创造性的采用硫酸镁填充合金体系,相比于碳酸钙、滑石、二氧化硅、云母粉填充材料具有更好的表面效果,无浮纤缺陷,烫印表面无橘皮纹;其制备方法简单易行,加工成型容易,成本低廉,广泛应用于电视前框等,综合经济效益非常明显。
具体实施方式
具体的,一种可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其包含以下质量份的组分:PC树脂:50~80份,ABS树脂:5~15份,磷酸脂无卤阻燃剂:8~15份,硫酸镁:5~20份,相容剂:1~4份,增韧剂:2~5份,抗滴落剂:0.3~0.8份,润滑剂:0.3~0.8份,抗氧剂:0.2~0.4份。
本发明PC/ABS增强合金中,PC树脂可选自任意粘度的聚碳酸酯中的一种或者几种。
为了使本发明具备良好的阻燃性能,本发明燃PC/ABS增强合金中,加入8~15质量份的双酚A双(磷酸二苯酯)或间苯二酚(二苯基磷酸酯)的至少一种作为磷酸脂无卤阻燃剂。
本发明中ABS树脂可以根据实际的需求选择不同种类的ABS,比如不同的聚合方法、橡胶含量、分子量、AN含量等等,可以为其中的一种或者几种的组合。
本发明可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,所述硫酸镁为经过二氧化硅包覆处理,并用二烷氧基型环氧硅烷偶联剂表面活性处理;经过二氧化硅包覆处理,并且选用二烷氧基型环氧硅烷偶联剂对硫酸镁进行表面处理,改善填料与树脂基体之间的界面性能,提高界面强度,使得硫酸镁在树脂体系实现均匀、充分分散,确保了改性材料性能稳定性、一致性。
本发明PC/ABS增强合金中硫酸镁的形态为碟状或者片状,其长度不大于10μm、厚度不大于0.5μm;该结构可以赋予合金材料较高的机械强度和尺寸稳定性,并且赋予材料较高的热变形温度,在成型过程中以平铺的形态分布在产品表面,在烫印过程中不会因受热出现类似于玻纤析出一样的橘皮纹。
本发明可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,加入1~4质量份的苯乙烯-马来酸酐共聚物、SEBS-G-GMA(三元接枝共聚物)或聚己酸内脂中的一种或多种作为相容剂。
本发明可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,加入2~5质量份的MBS(甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物)或PBA-PMMA(以聚丙烯酸丁酯为核,以聚甲基丙烯酸甲酯壳的核-壳结构增韧剂)中的至少一种作为增韧剂为。
本发明可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金中,加入0.3~0.8质量份的聚四氟乙烯母粒作为抗滴落剂,并要求其聚四氟乙烯含量为30%~60%,使用时将其磨为粉状,使混合更均匀;加入0.3~0.8质量份的脂肪酸、脂肪酸酯或脂肪酸酰胺中的至少一种作为润滑剂;优选的,润滑剂为PETS(季戊四醇硬脂酸酯);以0.2~0.4质量份的受阻酚类抗氧剂或亚磷酸脂类抗氧剂作为抗氧剂;优选的,抗氧剂为1010和168按质量比为1~2:1的复配物。
通过对合金中各组分及其含量的筛选,本发明获得了一种新型PC/ABS增强合金,使其在优良的阻燃、高光泽、高刚性的基础上具有良好的可烫印性。
本发明还提供了上述所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金的制备方法,该方法包括以下步骤:
a、将PC树脂、ABS树脂、相容剂和增韧剂混合,得混合料A,将磷酸脂无卤阻燃剂、硫酸镁、抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂混合,得混合料B;
b、将混合料A和混合料B按照物料配比置于双螺杆挤出机中,挤出机的各段螺杆温度控制在170~250℃,双螺杆挤出机的长径比为36~40:1,螺杆转速为200~800转/分钟,经混匀、挤出造粒、干燥,得到可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金。
本发明中PC树脂、ABS树脂、相容剂和增韧剂为粒子状,磷酸脂无卤阻燃剂、硫酸镁、抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂为粉体,由于本发明配方体系的粉体含量较高,把粒子与粉体分开混合后,再投入到挤出机中,得到的产品性能更稳定;此外,粒子状组分混合时,可采用高速混合机混合,转速一般为3000~5000r/min;粉体组分混合时,可采用低速混合机混合,转速一般为500~2000r/min。
更具体的说,螺筒温度设定为:一区温度180±10℃,二区温度210±10℃,三区温度230±10℃,四区温度230±10℃,五区温度240±10℃,六区温度240±10℃,七区温度240±10℃,八区温度240±10℃,九区温度240±10℃,十区温度240±10℃,机头温度230±10℃。
以下通过实施例对本发明进行更详细的说明,本发明的保护范围并不局限与此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或者替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
实施例1
本实施例中可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金包含以下质量份的组分:
PC树脂:68份;
ABS树脂:9份;
阻燃剂:11份,其为间苯二酚(二苯基磷酸酯);
硫酸镁:7份,经过二氧化硅包覆处理,并用二烷氧基型环氧硅烷偶联剂表面活性处理,碟状,其长度不大于10μm、厚度不大于0.5μm;
相容剂:1份,其为苯乙烯-马来酸酐共聚物;
增韧剂:3份,其为MBS;
抗滴落剂:0.4份,其为聚四氟乙烯含量为50%的聚四氟乙烯母粒,磨为粉状;
润滑剂:0.3份,其为季戊四醇硬脂酸酯;
抗氧剂:0.4份,其为1010和168按质量比为1:1的复配物。
实施例2
本实施例中可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金包含以下质量份的组分:
PC树脂:66份;
ABS树脂:9份;
阻燃剂:9份,其为间苯二酚(二苯基磷酸酯);
硫酸镁:10份,经过二氧化硅包覆处理,并用二烷氧基型环氧硅烷偶联剂表面活性处理,片状,其长度不大于10μm、厚度不大于0.5μm;
相容剂:2份,其为苯乙烯-马来酸酐共聚物;
增韧剂:3份,其为MBS;
抗滴落剂:0.6份,其为聚四氟乙烯含量为50%的聚四氟乙烯母粒,磨为粉状;
润滑剂:0.3份,其为季戊四醇硬脂酸酯;
抗氧剂:0.4份,其为1010和168按质量比为1:1的复配物。
实施例3
本实施例中可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金包含以下质量份的组分:
PC树脂:61份;
ABS树脂:9份;
阻燃剂:9份,其为间苯二酚(二苯基磷酸酯);
硫酸镁:15份,经过二氧化硅包覆处理,并用二烷氧基型环氧硅烷偶联剂表面活性处理,片状,其长度不大于10μm、厚度不大于0.5μm;
相容剂:2份,其为苯乙烯-马来酸酐共聚物;
增韧剂:3份,其为MBS;
抗滴落剂:0.4份,其为聚四氟乙烯含量为50%的聚四氟乙烯母粒,磨为粉状;
润滑剂:0.5份,其为季戊四醇硬脂酸酯;
抗氧剂:0.4份,其为1010和168按质量比为1:1的复配物。
实施例4
本实施例中可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金包含以下质量份的组分:
PC树脂:60份;
ABS树脂:8份;
阻燃剂:8份,其为间苯二酚(二苯基磷酸酯);
硫酸镁:20份,经过二氧化硅包覆处理,并用二烷氧基型环氧硅烷偶联剂表面活性处理,碟状,其长度不大于10μm、厚度不大于0.5μm;
相容剂:2份,其为苯乙烯-马来酸酐共聚物;
增韧剂:3份,其为MBS;
抗滴落剂:0.4份,其为聚四氟乙烯含量为50%的聚四氟乙烯母粒,磨为粉状;
润滑剂:0.5份,其为季戊四醇硬脂酸酯;
抗氧剂:0.4份,其为1010和168按质量比为1:1的复配物。
实施例1~4中可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金的制备及性能测试
1、可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金的制备:
首先将各实施例的各组分按配比先后加入高速混合机中进行均匀混合,将PC树脂、ABS树脂、相容剂和增韧剂混合,得混合料A;将磷酸脂无卤阻燃剂、硫酸镁、抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂混合,得混合料B;将上述两种混合料分别投入到单独的计量称中,然后通过精密计量的计量称装置输送到双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的长径比为40:1,螺筒温度设定为:一区温度180℃,二区温度210℃,三区温度230℃,四区温度230℃,五区温度240℃,六区温度240℃,七区温度240℃,八区温度240℃,九区温度240℃,十区温度240℃,机头温度230℃,螺杆转速为200~800转/分钟,在螺杆的剪切、分散作用下,物料经过充分的均匀混合,再经过挤出造粒、干燥,得到可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金。
2、可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金的性能测试:
将上述各实施例所制得的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金按标准尺寸注塑成测试用的标准样条,并按测试标准进行各性能测试;注塑方法如下:将PC/ABS增强合金80℃下烘干2~4小时,加入到注塑机中加工成所需样条进行测试,注塑条件为:料筒温度190~240℃,模具温度60~70℃,注塑压力6~10MPa。各实施例例试样的性能测试数据见表1。
表1各项性能测试标准及实施例测试结果
Figure BDA0001465940720000061
Figure BDA0001465940720000071
从表1可以看出,本发明实施案例生产的PC/ABS合金材料具有较高的刚性和任性,同时具有较低的成型收缩率,特别适合用来生产对产品尺寸稳定性、刚性要求高的产品。

Claims (9)

1.可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其特征在于:包含以下质量份的组分:PC树脂:50~80份,ABS树脂:5~15份,磷酸酯 无卤阻燃剂:8~15份,硫酸镁:5~20份,相容剂:1~4份,增韧剂:2~5份,抗滴落剂:0.3~0.8份,润滑剂:0.3~0.8份,抗氧剂:0.2~0.4份;所述硫酸镁为经过二氧化硅包覆处理,并用二烷氧基型环氧硅烷偶联剂表面活性处理;所述硫酸镁的形态为碟状或者片状,其长度不大于10μm、厚度不大于0.5μm。
2.根据权利要求1所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其特征在于:所述PC树脂为任意粘度的聚碳酸酯中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其特征在于:所述磷酸酯 无卤阻燃剂为双酚A双(磷酸二苯酯)或间苯二酚(二苯基磷酸酯)中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其特征在于:所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、SEBS-G-GMA或聚己酸内酯 中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其特征在于:所述增韧剂为MBS或PBA-PMMA中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其特征在于:所述抗滴落剂为聚四氟乙烯母粒,其中聚四氟乙烯含量为30%~60%。
7.根据权利要求1所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其特征在于:所述润滑剂为脂肪酸、脂肪酸酯或脂肪酸酰胺中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金,其特征在于:所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯 类抗氧剂。
9.权利要求1~8任一项所述的可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
a、将PC树脂、ABS树脂、相容剂和增韧剂混合,得混合料A;将磷酸酯 无卤阻燃剂、硫酸镁、抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂混合,得混合料B;
b、将混合料A和混合料B按照物料配比置于双螺杆挤出机中,挤出机的各段螺杆温度控制在170~250℃,双螺杆挤出机的长径比为36~40:1,螺杆转速为200~800转/分钟,经混匀、挤出造粒、干燥,得到可烫印无浮纤高光泽无卤阻燃PC/ABS增强合金。
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CN104017343A (zh) * 2013-03-01 2014-09-03 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 一种磷酸酯阻燃pc/abs合金及其制备方法

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