CN108017893A - 用于模内注塑的塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于模内注塑的塑料及其制备方法。具体地，本发明提出了一种用于IMT注塑的塑料，所述塑料包括PC，所述塑料的熔融指数小于28g/10min。由此，该塑料不仅具有较低的熔融温度和较好的流动性，可以满足IMT注塑工艺的需要，有利于缓解注塑中的膜片变形以及冲墨等问题。

Description

用于模内注塑的塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体地，涉及用于模内注塑的塑料及其制备方法。
背景技术
随着消费水平的提高，消费者对工业产品不仅追求功能的多样化，而且对其外观、质感等也有越来越高的要求。近年来，模内注塑技术(Insert Mold Three-dimensionaldecoration，IMT，或称为模内注塑3D装饰技术)被广泛应用于工业产品的表面装饰领域，例如家电产品的装饰及功能控制面板、汽车仪表盘、手机外壳/镜片等。IMT形成的产品的具体结构可以为表面硬化透明薄膜，中间印刷图案层，背面注塑层。因为图案层位于中间，所以可使产品清晰度高、立体感好、耐摩擦、防止表面被刮花，并可长期保持颜色的鲜明，不易褪色。
然而，目前用于IMT注塑的塑料及其制备方法还有待改进。
发明内容
本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：
目前采用IMT制备的壳体，普遍存在注塑过程中，注塑的塑胶原料对膜片以及油墨的温度冲击作用大，膜片容易变形，发生冲墨等问题。发明人发现，上述问题主要是由于用于IMT技术的塑胶原料普遍存在韧性较差造成的。发明人经过深入研究发现，这主要由于目前市场上用于IMT注塑的塑胶原料主要为聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，或PC以及ABS的共混物。其虽然具有较好的低温流动性，可以满足IMT注塑工艺的要求，但其韧性较差。因此，上述材料在用于IMT注塑时，普遍存在脆性较大、抗冲击强度较低的问题。因此，当采用上述材料，在具有膜材的片材表面，特别是印刷有油墨层的膜材表面进行注塑时，容易造成膜片的变形以及油墨层发生冲墨等问题。如果能设计一种塑胶原料，既能满足IMT注塑工艺的要求又能同时提高产品的韧性，将能极大地提高IMT注塑产品的性能。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于模内注塑的塑料，所述塑料包括PC，所述塑料的熔融指数小于28g/10min。由此，该塑料不仅具有较低的熔融温度和较好的流动性，可以满足IMT注塑工艺的需要，有利于缓解注塑中的膜片变形以及冲墨等问题。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备上面所述的塑料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将第一树脂以及第二树脂混合，并通过熔融共挤出工艺造粒，以便获得所述塑料，其中，所述第一树脂以及第二树脂的至少之一包括PC。由此，可以简便的获得前面描述的塑料，有利于降低生产成本。
附图说明
图1显示了根据本发明一个实施例的制备用于模内注塑的塑料的方法流程图；以及
图2显示了根据本发明另一个实施例的制备用于模内注塑的塑料的方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了方便理解，下面首先对模内注塑工艺作简要说明：
模内注塑工艺实质是网版印刷和注塑工艺相结合的一种新型技术，即首先在透明片材(承印材料)上进行网版印刷，完成图文转移，然后对其表面进行成型处理，最后将已印刷、成型好的装饰片材放入注塑模具内，把树脂注射成型在片材的背面，使树脂与片材接合成一体而制成IMT制品，其结构由片材、油墨层和注塑层组成。根据本发明的实施例，常用的片材有PET等，由于片材和油墨层不耐高温，所以用于IMT注塑层的塑胶原料需要有较低的熔融温度。其次，用于IMT注塑层的塑胶原料也需要有较高的流动性。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于模内注塑的塑料，该塑料包括PC，且该塑料的熔融指数小于28g/10min。由此，该塑料不仅具有较低的熔融温度和较好的流动性，可以满足IMT注塑工艺的需要，当采用上述材料，在具有膜材的片材表面，特别是印刷有油墨层的膜材表面进行注塑时，还可以缓解膜片的变形以及油墨层发生冲墨等问题。
需要说明的是，上述塑料的具体化学组成不受特别限制，只要可以满足模内注塑工艺的需求，同时熔融指数下于上述范围即可。本领域技术人员可以根据注塑形成材料的具体应用环境，对上述塑料的具体化学组成进行选择。例如，上述塑料还可以为PMMA、PET、PS等，以便满足诸如手机背壳、家用电器面板等结构的需求。根据本发明的具体实施例，例如，当制备用于手机等移动终端的壳体时，该塑料中可以包括PC。由此，模内注塑形成的板材，可以满足移动终端壳体的需求。根据本发明的实施例，该塑料的熔融指数可以为18-28g/10min。由此，该塑料在用于模内注塑时，可以具有较佳的流动性和韧性。因此，根据本发明实施例的塑料，可以用于利用模内注塑技术，制造曲率半径较大或者具有复杂结构的产品。
需要说明的是，术语“熔融指数”可以是通过本领域技术人员所熟悉的方式测试而获得的。具体的，其测试方法可以为先让塑料粒在一定时间(如本申请中所采用的10分钟)内、一定温度及压力下(各种材料标准不同，本领域技术人员可以根据具体情况选择)，融化成塑料流体，然后通过一直径为2.095mm圆管所流出的克数(g)。熔融指数的数值越大，表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之则越差。因此，根据本发明的实施例，用于IMT注塑层的塑胶原料需要有较高的流动性，即具有较高的熔融指数。
根据本发明的实施例，该塑料是由第一树脂以及第二树脂，通过熔融共挤出形成的，其中，第一树脂的分子量大于第二树脂的分子量。需要说明的是，术语“第一树脂的分子量”、“第二树脂的分子量”等，特指构成该树脂的主要聚合物的分子量。例如，当第一树脂或第二树脂为两种或两种以上聚合物构成的共混物时，“第一树脂的分子量”、“第二树脂的分子量”，特指在该树脂中，质量含量在50％以上的聚合物的分子量。需要说明的是，术语“聚合物”应做广义理解，其既包括由单一单体形成的聚合物，也包括多种单体形成的共聚物。根据本发明的实施例，第一树脂和第二树脂的组份、混合比例等不受特别限制，只要该第一树脂的分子量大于第二树脂的分子量，且形成的塑料的熔融指数小于28g/10min即可。由此，可根据第一树脂以及第二树脂的具体化学组成，调节具有较大分子量的第一树脂的比例，以及具有较小的分子量的第二树脂的比例，令形成的塑料的熔融指数满足模内注塑工艺要求。发明人发现，树脂的其他物化性能，对于最终形成的塑料的熔融指数的影响较小。因此，仅需要令第一树脂以及第二树脂中的主要组成成分的分子量具有差异，既可以通过对第一树脂以及第二树脂混合比例的调节，获得熔融指数满足需求的塑料。
根据本发明的实施例，第一树脂可以为包括PC以及ABS的共混物。PC和ABS的共混物具有较低的熔融温度和较高的流动性，能够满足IMT注塑工艺的需要。根据本发明的实施例，该第二树脂可以包括PC，并且该第二树脂中的PC的分子量可以为2万-5万。发明人通过大量研究发现，当第二树脂中PC的分子量在2万-5万范围时，第一树脂和第二树脂混合后所得到的塑料具有较好的韧性，特别适用于利用模内注塑形成移动终端壳体。根据本发明的实施例，第一树脂中的PC的分子量，大于第二树脂中PC的分子量。由此，含有较低分子量PC的第二树脂与含有较高分子量PC的第一树脂混合后，可以调节第一树脂的韧性，使得第一树脂和第二树脂混合后的塑料具有良好的韧性，同时可以具有较好的流动性和机械强度。
根据本发明的实施例，基于该塑料的总质量，第一树脂以及第二树脂的质量比大于1：1。也即是说，该塑料中，第一树脂的质量大于第二树脂的质量。发明人经过大量实验发现，当上述质量比过大时，第一树脂含量过多，容易造成塑料的韧性较差，难以保证进行模内注塑时不冲击片材或油墨层；而上述比例过小时，第二树脂含量过多，容易造成塑料的流动性过强，无法利用模内注塑技术形成较为复杂的注塑结构。而当第一树脂以及第二树脂的质量比大于1：1时，可以在提高该塑料韧性的同时，又能保证该塑料的硬度、机械强度等其他性能不受影响。
根据本发明的实施例，第二树脂还可以进一步包括阻燃剂、增塑剂以及增韧剂的至少之一。类似的，第一树脂也可以进一步包括阻燃剂、增塑剂以及增韧剂的至少之一。阻燃剂是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂，经过阻燃剂加工后的材料，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。根据本发明的实施例，在第一树脂和/或第二树脂中加入阻燃剂，可以提高该塑料的阻燃性能。根据本发明的实施例，阻燃剂的具体种类和添加数量不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择。增塑剂是一种高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种物质，可以使塑料的柔韧性增强，容易加工。根据本发明的实施例，在第一树脂和/或第二树脂中加入增塑剂，可以提高该塑料的柔韧性。根据本发明的实施例，增塑剂的具体种类和添加数量不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择。增韧剂一种能增加韧性降低脆性的物质，根据本发明的实施例，在第一树脂和/或第二树脂中加入增韧剂，可以提高该塑料的韧性。根据本发明的实施例，增韧剂的具体种类和添加数量不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择。
根据本发明的实施例，该塑料可以为粒状颗粒，粒状颗粒的长度不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。
根据本发明的实施例，该塑料的冲击强度为680-720MPa。由此，在该冲击强度下，能提高注塑的效果，进一步提高产品的性能。根据本发明的实施例，该塑料的拉伸强度为55-65MPA。在该拉伸强度下，能提高注塑的效果，进一步提高产品的性能。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备上面所述的塑料的方法。根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S100将第一树脂和第二树脂混合
在该步骤中，将第一树脂以及第二树脂混合，其中，第一树脂以及第二树脂的至少之一包括PC。根据本发明的实施例，该第一树脂和第二树脂的混合比例不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择。根据本发明的实施例，该第一树脂和第二树脂可以具有上面所述的第一树脂和第二树脂的全部特征以及优点，在此不再赘述。
S200通过熔融共挤出工艺造粒，获得塑料
在该步骤中，对上述混合后的第一树脂和第二树脂通过熔融共挤出工艺造粒，获得塑料。根据本发明的实施例，第一树脂和第二树脂混合后，可以将其在一定模具中进行搅拌混合和加热，当温度达到其熔融温度后，第一树脂和第二树脂受热融化，之后将其通过特定直径的口模挤出，获得上述塑料。根据本发明的实施例，熔融共挤出工艺的处理温度可根据第一树脂以及第二树脂的具体成分进行设定。由此，有利于保证第一树脂和第二树脂均可以达到熔融状态，也可以避免温度过高，影响第一树脂和第二树脂的物化性能。由此，可以简便的获得由第一树脂以及第二树脂共混形成的塑料。
根据本发明的实施例，为了进一步提高利用该方法获得的塑料的质量，在上述通过熔融共挤出工艺造粒之前，该方法还可以进一步包括对第一树脂和第二树脂混合物进行烘烤处理的步骤。在该步骤中，对第一树脂和第二树脂混合物进行烘烤处理。根据本发明的实施例，第一树脂和第二树脂按照一定的比例混合后，可以适当搅拌，将其混合均匀，之后对该第一树脂和第二树脂的混合物进行烘烤处理，在加热的条件下，第一树脂和第二树脂可以被预热，有利于后续步骤中第一树脂和第二树脂的受热熔融。
根据本发明的实施例，参考图2，制备上面所述的塑料的方法可以具体包括以下步骤：
S10：将第一树脂和第二树脂放入混合容器中
在该步骤中，将第一树脂和第二树脂放入混合容器中。第一树脂以及第二树脂的至少之一包括PC。根据本发明的实施例，该第一树脂和第二树脂的混合比例不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择，根据本发明的实施例，该第一树脂和第二树脂可以具有上面所述的第一树脂和第二树脂的全部特征以及优点，在此不再赘述。
S20：搅拌混合，以便形成混合物
在该步骤中，对上述放入混合容器中的第一树脂和第二树脂进行搅拌混合，以便形成混合物。根据本发明的实施例，可以在该混合容器中，通过搅拌装置对该第一树脂和第二树脂进行搅拌混合。
S30：将所述混合物进行烘烤，以便形成混合粉料
在该步骤中，对上述搅拌混合后的第一树脂和第二树脂的混合物进行烘烤，以便形成混合粉料。根据本发明的实施例，在加热的条件下，第一树脂和第二树脂可以被预热，有利于后续步骤中第一树脂和第二树脂的受热熔融。
S40：将所述混合粉料加热熔融，并挤出
在该步骤中，对上述经过烘烤后的混合粉料加热熔融，并挤出。根据本发明的实施例，对第一树脂和第二树脂的混合粉料加热，当温度达到其熔融温度后，第一树脂和第二树脂受热融化，成为液体，之后将其通过特定直径的口模挤出，获得所述塑料。根据本发明的实施例，所述熔融共挤出工艺的处理温度不受特别限制，可以根据第一树脂以及第二树脂的具体成分进行设定。由此，有利于所述第一树脂和所述第二树脂的熔融和充分混合。
S50：将所述熔融挤出后的混合粉料冷却切割，形成粒料
在该步骤中，对将所述熔融挤出后的混合粉料冷却切割，形成粒料。根据本发明的实施例，当挤出的混合粉料的达到一定长度时，对该混合粉料进行切割处理，以便获得粒料。根据本发明的实施例，可以通过特定直径的口模挤出混合粉料，经过一定长度的冷却段后，可以通过刀模切断成为等长度的粒料。由此，具有相等长度的粒料能更好地用于IMT注塑工艺中，可以进一步提高产品性能。
综上可知，该方法可以简便的获得前面描述的塑料，有利于降低生产成本。
以上详细描述了本发明的实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。例如，在本发明中，不锈钢板材以及不锈钢衬底、铝层、阳极氧化层等结构的“上表面”是指在实际应用中，该板材或结构朝向外部环境而远离电子设备内部的一侧。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种用于模内注塑的塑料，其特征在于，所述塑料包括PC，所述塑料的熔融指数小于28g/10min。
2.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于，所述塑料是由第一树脂以及第二树脂，通过熔融共挤出形成的，其中，所述第一树脂的分子量大于所述第二树脂的分子量。
3.根据权利要求2所述的塑料，其特征在于，所述第二树脂包括PC，所述第二树脂中PC的分子量为2万～5万。
4.根据权利要求3所述的塑料，其特征在于，所述第二树脂进一步包括：阻燃剂、增塑剂以及增韧剂的至少之一。
5.根据权利要求2所述的塑料，其特征在于，所述第一树脂为包括PC以及ABS的共混物。
6.根据权利要求3或5所述的塑料，其特征在于，所述第一树脂中的PC的分子量，大于所述第二树脂中PC的分子量。
7.根据权利要求5所述的塑料，其特征在于，所述第一树脂进一步包括：阻燃剂、增塑剂以及增韧剂的至少之一。
8.根据权利要求2所述的塑料，其特征在于，所述第一树脂以及所述第二树脂的质量比大于1：1。
9.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于，所述塑料的冲击强度为680-720MPa。
10.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于，所述塑料的拉伸强度为55-65MPA。
11.一种制备权利要求1-10任一项所述的塑料的方法，其特征在于，包括：
将第一树脂以及第二树脂混合，并通过熔融共挤出工艺造粒，以便获得所述塑料，
其中，所述第一树脂以及第二树脂的至少之一包括PC。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过所述熔融共挤出工艺进行造粒之前，进一步包括：
对所述第一树脂和所述第二树脂的混合物进行烘烤处理。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，包括：
将第一树脂和第二树脂放入混合容器中；
将所述第一树脂和所述第二树脂搅拌混合，以便形成混合物；
将所述第一树脂和所述第二树脂的混合物进行烘烤，以便形成混合粉料；
将所述混合粉料进行加热，使所述混合粉料融化并从模具挤出；
将所述从模具挤出的混合粉料冷却，并进行切割，以便形成粒料。
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