CN107892734A - 一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料，包括按重量百分数计：聚丙烯35～75％；无机填料组合物20～45％；接枝单体复配物0.5～1％；引发剂0.3～0.5％；抗氧剂0.2～0.8％；润滑剂0.1～0.5％；聚合物型表面活性剂0.3～1％。本发明还公开了一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料的制备方法。本发明制备的复合材料具有亲水性能佳，易于电镀前处理，电镀后产品镀层光泽度和附着力佳等特性。

Description

一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
塑料电镀是改进塑料制件表面性能,延长使用寿命扩大使用范围的一种重要手段塑料经电镀后表面具有金属光泽提高了耐热性耐磨性热稳定性及抗蚀能力。聚丙烯是五大通用塑料之一,改性聚丙烯的种类很多,用途也十分广泛。聚丙烯由于材料本身具有结晶度高,极性小的特点,虽然在特定的工艺下也能进行电镀,但是工艺复杂,电镀周期长,大大限制了它在电镀方面的应用。
目前用于电镀的塑料产品主要为ABS树脂,但因其结构特性,不能满足较高的弯曲模量等力学性能要求。而聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料,通过增强改性可以满足机械强度要求,并且抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。但因其结晶度较高,同时聚合物的非极性特性，亲水性差，导致表面粗化处理困难,镀层附着力弱,限制了在电镀制件的应用。
已有公开专利CN101418097提到将聚丙烯树脂、功能性添加剂、功能性填料先预混合,加入抗氧剂和润滑剂,在双螺杆挤出机中挤出造粒得到最终产品。该发明制备的聚丙烯复合材料的亲水性和镀层光泽度不理想，同时该发明使用的功能性添加剂、功能性母粒需提前制备所得，生产成本高，工艺繁琐。
发明内容
本发明提供了一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料，采用引入极性基团，使制得聚丙烯复合材料亲水性能佳，易于电镀前处理，电镀后产品镀层光泽度和附着力佳，工艺上运用双螺杆反应挤出技术，通过接枝单体与引发剂的复配设计制备反应挤出亲水型聚丙烯复合材料。该复合材料的亲水性和镀层光泽度明显提高，适合于制造电镀制件，而且生产工艺简单，生产效率高。
本发明另一目的在于提供一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料，包括按重量百分数计：
所述聚丙烯为均聚聚丙烯,其在温度230℃、试验负荷2.16kg下的熔融指数为2-4g/10min。
无机填料组合物为粒径为3～10微米的碳酸钙和硫酸钡的两种混合物；
混合比例按质量比为碳酸钙：硫酸钡＝2:1。
所述接枝单体复配物为两种不饱和羧酸的复配体系，选用甲基丙烯酸缩
水甘油酯和丙烯酸两种单体复配，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸
两种接枝单体重量比例分别为1.5：1～2:1。
所述引发剂为过氧化苯甲酰；抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂和辅助抗氧剂按体积比1：5混合，主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂，辅助抗氧剂包括亚磷酸盐或酯类；润滑剂为乙撑双硬脂酞胺、硬脂酸钙中的的一种或多种按任意比混合。
所述聚合物型表面活性剂为聚氧化乙烯烷基酚醚。
上述的适于电镀反应的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、称取原料，按重量百分数计：
(2)、原料的混合：将聚丙烯加入到高速搅拌机中，然后加入接枝单体复配物、引发剂、抗氧剂、润滑剂、聚合物型表面活性剂、无机填料组合物，然后常温下在高混机中搅拌均匀；
(3)、挤出造粒：将混和好的物料置于同向双螺杆挤出机中，经熔融塑化、挤出、冷却、切粒,得到聚丙烯复合材料；所用的双螺杆挤出机，螺杆直径40-65mm，螺杆的长径比为50：1，混合熔融温度设定为第一段170℃一190℃、第二段180℃一200℃、第三段185℃一210℃、第四段185℃一210℃、第五段170℃一200℃，第六段170℃一200℃，第七段170℃一200℃，第八段170℃一200℃，第九段180℃一200℃，第十段180℃一200℃,熔体温度180℃一220℃,机头温度200℃一220℃。
所述聚丙烯为均聚聚丙烯,其在温度230℃、试验负荷2.16kg下的熔融指数为2-4g/10min；所述无机填料组合物为粒径为3～10微米的碳酸钙和硫酸钡的两种混合物；混合比例按质量比为碳酸钙：硫酸钡＝2:1；所述接枝单体复配物为两种不饱和羧酸的复配体系，选用甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸两种单体复配，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸两种接枝单体重量比例分别为1.5：1～2:1；所述引发剂为过氧化苯甲酰；抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂和辅助抗氧剂按体积比1：5混合，主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂，辅助抗氧剂包括亚磷酸盐或酯类；润滑剂为乙撑双硬脂酞胺、硬脂酸钙中的的一种或多种按任意比混合；所述聚合物型表面活性剂为聚氧化乙烯烷基酚醚。
本发明相对于现有技术的优点和效果为：
本发明中的聚丙烯在引发剂的作用下与甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸两种单体复配体系的接枝改性后与无机填料的界面亲合性好，内应力分散度高，产品机械性能好；同时反应挤出后的聚丙烯复合材料存在极性基团，适合于电镀工艺条件。
本发明在配方中加入聚合物型表面活性剂聚氧化乙烯烷基酚醚，提高材料的亲水性，有利于电镀工艺，电镀后基体和镀层结合力好。
本发明选择合适的无机填料复配体系作为酸化处理点,在电镀的粗化处理过程中,可以利用酸液与无机填料之间的化学反应产生特定尺寸的空穴。
本发明的接枝反应在螺杆直径40-65mm，螺杆的长径比为50：1的同向双螺杆挤出机中进行，工序简单。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料，包括按重量百分数计：
本实施例中的聚丙烯为均聚聚丙烯,其在温度230℃、试验负荷2.16kg下的熔融指数为2-4g/10min；无机填料组合物为粒径为3～10微米的碳酸钙和硫酸钡的两种混合物；混合比例按质量比为碳酸钙：硫酸钡＝2:1。所述接枝单体复配物为两种不饱和羧酸的复配体系，选用甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸两种单体复配，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸两种接枝单体重量比例分别为1.5：1～2:1。
本实施例中的引发剂为过氧化苯甲酰；抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂和辅助抗氧剂按体积比1：5混合，主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂，辅助抗氧剂包括亚磷酸盐或酯类；润滑剂为乙撑双硬脂酞胺、硬脂酸钙中的的一种或多种按任意比混合；聚合物型表面活性剂为聚氧化乙烯烷基酚醚。
按下面制备方法制备实施例1～5与对比例1～2
方法包括以下步骤：
(1)、原料的混合：将聚丙烯加入到高速搅拌机中，然后加入接枝单体复配物、引发剂、抗氧剂、润滑剂、聚合物型表面活性剂、无机填料组合物，然后常温下在高混机中搅拌均匀；
(2)、挤出造粒：将混和好的物料置于同向双螺杆挤出机中，经熔融塑化、挤出、冷却、切粒,得到聚丙烯复合材料；所用的双螺杆挤出机，螺杆直径40-65mm，螺杆的长径比为50：1，混合熔融温度设定为第一段170℃一190℃、第二段180℃一200℃、第三段185℃一210℃、第四段185℃一210℃、第五段170℃一200℃，第六段170℃一200℃，第七段170℃一200℃，第八段170℃一200℃，第九段180℃一200℃，第十段180℃一200℃,熔体温度180℃一220℃,机头温度200℃一220℃。
表1实施例1～5和对比例1～2具体配方(单位为公斤)
将实施例中得到的电镀聚丙烯复合材料在烘箱中100℃烘箱内干燥后进行注塑,注塑样条为样条,注塑温度如下：
下料段：190℃；第二段：195℃；第三段：200℃；喷嘴：210℃；
最后将注塑样条放于干燥器中进行状态调节：调节温度23℃,调节时间：24h；各实施例测试结果如下表2所示
表2、各实施例测试结果对比
从实验例1～5的测试结果可看出，聚丙烯在不饱和羧酸接枝后与无机填料界面相容性改善，材料物理性能有明显提高，同时接枝后的聚丙烯复合材料存在极性基团，电镀后表面光泽度高和镀层附着力好。
从实验例1～5与对比例1～2的测试结果可看出在聚丙烯反应挤出过程中加入烷基酚聚氧化乙烯醚这种表面活性剂可使材料表面的亲水性增加，电镀后镀层光泽度和附着力强度也均有提升。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适于电镀反应的聚丙烯复合材料，其特征在于，包括按重量百分数计：
2.根据权利要求1所述的适于电镀反应的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯,其在温度230℃、试验负荷2.16kg下的熔融指数为2-4g/10min。
3.根据权利要求1所述的适于电镀反应的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述无机填料组合物为粒径为3～10微米的碳酸钙和硫酸钡的两种混合物；混合比例按质量比为碳酸钙：硫酸钡＝2:1。
4.根据权利要求1所述的适于电镀反应的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述接枝单体复配物为两种不饱和羧酸的复配体系，选用甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸两种单体复配，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸两种接枝单体重量比例分别为1.5：1～2:1。
5.根据权利要求1所述的适于电镀反应的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰；抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂和辅助抗氧剂按体积比1：5混合，主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂，辅助抗氧剂包括亚磷酸盐或酯类；润滑剂为乙撑双硬脂酞胺、硬脂酸钙中的的一种或多种按任意比混合。
6.根据权利要求1所述的适于电镀反应的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚合物型表面活性剂为聚氧化乙烯烷基酚醚。
7.根据权利要求1～6任一项所述的适于电镀反应的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、称取原料，按重量百分数计：
(2)、原料的混合：将聚丙烯加入到高速搅拌机中，然后加入接枝单体复配物、引发剂、抗氧剂、润滑剂、聚合物型表面活性剂、无机填料组合物，然后常温下在高混机中搅拌均匀；
(3)、挤出造粒：将混和好的物料置于同向双螺杆挤出机中，经熔融塑化、挤出、冷却、切粒,得到聚丙烯复合材料；所用的双螺杆挤出机，螺杆直径40-65mm，螺杆的长径比为50：1，混合熔融温度设定为第一段170℃一190℃、第二段180℃一200℃、第三段185℃一210℃、第四段185℃一210℃、第五段170℃一200℃，第六段170℃一200℃，第七段170℃一200℃，第八段170℃一200℃，第九段180℃一200℃，第十段180℃一200℃,熔体温度180℃一220℃,机头温度200℃一220℃。
8.根据权利要求7所述的适于电镀反应的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯,其在温度230℃、试验负荷2.16kg下的熔融指数为2-4g/10min；所述无机填料组合物为粒径为3～10微米的碳酸钙和硫酸钡的两种混合物，混合比例按质量比为碳酸钙：硫酸钡＝2:1；所述接枝单体复配物为两种不饱和羧酸的复配体系，选用甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸两种单体复配，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸两种接枝单体重量比例分别为1.5：1～2:1；所述引发剂为过氧化苯甲酰；抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂和辅助抗氧剂按体积比1：5混合，主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂，辅助抗氧剂包括亚磷酸盐或酯类；润滑剂为乙撑双硬脂酞胺、硬脂酸钙中的的一种或多种按任意比混合；所述聚合物型表面活性剂为聚氧化乙烯烷基酚醚。
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Denomination of invention: Polypropylene composite material suitable for electroplating reaction and preparation method thereof

Effective date of registration: 20211220

Granted publication date: 20200717

Pledgee: Dongyang sub branch of Bank of China Ltd.

Pledgor: HENGDIAN GROUP DEBANG ENGINEERING PLASTIC CO.,LTD.

Registration number: Y2021330002568