CN108559241A - 一种注塑级具有金属质感、发泡、消光pc/abs合金材料的制备方法 - Google Patents

一种注塑级具有金属质感、发泡、消光pc/abs合金材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料及其制备方法。所述PC/ABS合金材料，按重量百分比由以下组分组成：芳香族PC40‑70％、本体法ABS20‑30％、高胶粉3‑8％、发泡剂1‑10％、消光剂1‑10％、金属粉1‑8％、抗氧剂0.1‑0.8％、润滑剂0.2‑1.5％。本发明的制备方法如下：按重量配比称取原料，原料经混合机混合均匀后，通过双螺杆挤出机造粒，得到半成品。再与发泡剂按比例混合，通过注塑机发泡成型。本发明的PC/ABS合金材料具消光效果好、发泡稳定、获得的外表金属质感接近喷漆效果且光洁顺滑、合金材料刚性好强度高，可通过挤出、注塑等成型方法直接成型。本产品使用于家电、玩具、健身器材、汽车内饰等注塑件上。

Description

一种注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料的制备 方法
[技术领域]
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料的制备方法。
[背景技术]
聚碳酸酯(PC)与聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)结合了两种材料的优异性能，具有PC固有的高的冲击强度和韧性和ABS良好流动性。
发泡材料比未发泡材料密度小，可降低5-95％，故能降低原材料的损耗及降低成本，同时能使材料冲击强度、刚度、断裂伸长率，隔音性能增强。
PC及ABS光泽度较高，在家电、健身器材、尤其是汽车部件中容易使使用者产生刺眼、反光的视觉效果，在汽车部件易使驾驶者产生视觉疲惫，所以对材料的消光显得尤为重要。
如今人们的生活水平越来越高，对美的追求也越来越高，即对材料的外观视觉效果越来越多样化，本发明目的在解决PC/ABS相容性的同时，降低材料密度及成本，降低合金的光泽度，美化合金外观，满足设计师各种设计要求，极大扩展材料的应用范围。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，按重量百分比由以下组分组成：
进一步地，以上所述的芳香族PC为双酚A型聚碳酸酯,重均分子量为2万-3万。
进一步地，以上所述的本体法ABS为连续本体法制备得到的亚光聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂，重均分子量为2万-4万。
进一步地，以上所述的消光剂为经过偶联化的纳米级二氧化硅或硅藻土，其粒径范围为2-10um，孔容的范围为80-120cm3/g。
进一步地，以上所述的发泡剂为有机发泡剂，具体选择偶氮二甲酰胺、偶氮二甲二乙丙酯中的一中或多种，与ABS按1/2比例造粒所得。
进一步地，以上所述的金属粉选为铝粉、铜粉、锡粉、金粉、铁粉、镁粉、钴粉、钼粉、镍粉、钛粉、钽粉、锡粉、铅粉、碳化钨粉中的一种或多种合金粉，所述金属粉特征在于，所选金属粉末属于超细粉末，其粉末粒径<0.5μm，可减小对发泡产生的影响。与亚光ABS按1:1-3比例在进风口温度优选160℃-180℃和出风口温度60℃-90℃条件下，进行喷雾干燥处理。
进一步地，以上所述的抗氧剂为主抗氧剂与辅助抗氧剂的复配，主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，辅助抗氧剂为双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉中的一种。
进一步地，以上所述的一种注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型聚碳酸酯PC、本体法亚光ABS、高胶粉和消光剂分别在110℃、80℃、80℃、100℃烘3-4小时，备用。
步骤二、按上述所述的配方按重量百分比依次称取各组分，将称取的双酚A型聚碳酸酯PC、本体法亚光ABS、高胶粉、消光剂、金属粉、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合5-10分钟；
步骤三、通过双螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料；
其中，步骤二中双螺杆挤出机的温度设置为：一区200-220℃；二区220-240℃；三区220-245℃；四区225-245℃；五区225-245℃，六区225-245℃，七区220-245℃，八区220-245℃，机头温度220-245℃，挤出机螺杆转速控制在250-300r/min；
步骤四、将步骤二中得到的具有金属质感、消光PC/ABS合金材料与发泡剂混拌均匀，进行注塑发泡，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料；
其中，步骤三中注塑机温度设计为：一区200-210℃、二区210-240℃、三区220-240℃、四区220-240℃。
步骤五、将制得的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料在85-100℃的干燥箱中干燥3-6小时。
本发明的PC/ABS合金材料具消光效果好、发泡稳定、获得的外表金属质感接近喷漆效果且光洁顺滑、合金材料刚性好强度高，可通过挤出、注塑等成型方法直接成型。本产品使用于家电、玩具、健身器材、汽车内饰等注塑件上。
[具体实施方式]
本发明通过以下具体实施发明作进一步详细说明。
本发明实施例的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，按质量百分含量由以下组分组成：
在以下实施例中，
芳香族PC为双酚A型PC,选自出光(商品名：IR1900)；本体法ABS选自上海高桥(商品名：8391)；高胶粉选自韩国锦湖(商品号：HR-181)；金属粉选自STAPA HYDROLAN 2192；消光剂选择纳米级二氧化硅；发泡剂选择偶氮二甲酰胺与ABS造粒；主抗氧剂选用巴斯夫(商品名AT-1076)，辅助抗氧剂选用巴斯夫(商品名：AT-168)；润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯(商品名：科宁PETS P861)。
本发明以下实施案例的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型聚碳酸酯PC、本体法亚光ABS、高胶粉和消光剂分别在110℃、80℃、80℃、100℃烘3-4小时，备用。
步骤二、按上述的重量百分比依次称取各组分，将称取的双酚A型聚碳酸酯PC、本体法ABS、高胶粉、消光剂、金属粉、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合5-10分钟；
步骤三、通过双螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，得到透明耐磨耐化学PC复合材料粒料；其中，步骤二中双螺杆挤出机的温度设置为：一区200-220℃；二区220-240℃；三区220-245℃；四区225-245℃；五区225-245℃，六区225-245℃，七区220-245℃，八区220-245℃，机头温度220-245℃，挤出机螺杆转速控制在250-300r/min；
步骤四、将挤出制得的注塑级具有金属质感、消光PC/ABS合金材料在85-100℃的干燥箱中干燥3-6小时。
步骤五、将步骤三中得到的具有金属质感、消光PC/ABS合金材料与发泡剂混拌均匀，进行注塑发泡，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料及注塑成品；
其中，步骤三中注塑机温度设计为：一区200-210℃、二区210-240℃、三区220-240℃、四区220-240℃。
对比例1：
按质量，将64.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时。
对比例2：
按质量，将64.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取95份PC/ABS合金材料与5份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
实施例1：
按质量，将64.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取90份PC/ABS合金材料与10份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
实施例2：
按质量，将62.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、2份金属粉、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取95份PC/ABS合金材料与5份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
实施例3：
按质量，将60.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、4份金属粉、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取95份PC/ABS合金材料与5份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
实施例4：
按质量，将58.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、6份金属粉、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取95份PC/ABS合金材料与5份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
实施例5：
按质量，将56.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、8份金属粉、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取95份PC/ABS合金材料与5份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
实施例6：
按质量，将63.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、1份消光剂、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取95份PC/ABS合金材料与5份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
实施例7：
按质量，将59.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、5份消光剂、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取95份PC/ABS合金材料与5份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
实施例8：
按质量，将54.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、10份消光剂、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取95份PC/ABS合金材料与5份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
实施例9：
按质量，将55.5份PC、30份本体法ABS树脂、高胶粉5份、5份消光剂、4份金属粉、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合10分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC/ABS材料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时后，取95份PC/ABS合金材料与5份发泡剂混拌均匀，通过注塑机注塑发泡成型，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料。
性能评价及实行标准：
在注塑发泡成型过程中，确保每次开模行程一致，所得到的密度及性能基本一致的注塑成品。
将对比例1至2及实施例1至4中制得的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料在注塑机上注塑成型为标准试样和阶梯三色板，尺寸为90×55×(1、2、3)mm。。
测试性能按表1测定：
表1
将实施例1、2与对比例对比，可知，加入发泡剂可使注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料表观密度降低，随着添加量的增加，表观密度降低，且对材料的力学性能影响不大；实施例2、3、4、5与对比例2对比，可知所加超细金属粉能使所做材料很好地具备金属质感，质感细腻，随着金属粉含量的增加金属质感增强，产品可根据具体要求选择合适的添加量；实施例6、7、8与比例2对比，可知，加入纳米级消光剂可使注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料表面光泽度降低，达到了亚光的效果，光泽度随消光剂添加增加而降低，添加量为5％时，三色板外观效果最佳，样条整体性能不下降。实施例3、7、9与对比例2对比，可见，所添加的金属粉和消光剂共同作用于合金，对合金性能影响很小，同时赋予合金良好的金属质感和低光泽度。其原因是由于消光剂和金属粉厚度和粒径小，易于分散，对发泡材料发泡孔径影响不大，使金属质感和消光效果同时增强。本发明所选的消光剂和金属粉末都属于超细型，所制得的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料金属质感细腻，发泡良好，可应用于电视机、汽车、健身器材、手提电器等电子电器外壳或内部件。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的PC为芳香族聚碳酸酯，重均分子量为2万-4万。
3.根据权利要求1所述的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的本体法ABS为连续本体法制备得到的亚光聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂，重均分子量为2万-4万。
4.根据权利要求1所述的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，其特征在于所述的高胶粉为苯乙烯-丙烯腈-丁二烯橡胶核壳型聚合物，橡胶含呈量为62BD。
5.根据权利要求1所述的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的消光剂为经过偶联化的纳米级二氧化硅或硅藻土，其粒径范围为2-10um，孔容范围为80-120cm3/g。可减小对发泡产生的影响。
6.根据权利要求1所述的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的发泡剂为有机发泡剂，具体选择偶氮二甲酰胺、偶氮二甲二乙丙酯中的一中或多种，与ABS按1:2-6比例在160℃-180℃挤出造粒所得。
7.根据权利要求1所述的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的金属粉选为铝粉、铜粉、锡粉、金粉、铁粉、镁粉、钴粉、钼粉、镍粉、钛粉、钽粉、锡粉、铅粉、碳化钨粉中的一种或多种合金粉，所述金属粉特征在于，所选金属粉末属于超细粉末，其粉末粒径<0.5μm，可减小对发泡产生的影响，与亚光ABS按1:1-4比例在进风口温度为140℃-190℃和出风口温度50℃-100℃条件下，进行喷雾干燥处理。
8.据权利要求1所述的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂为主抗氧剂与辅助抗氧剂的复配，主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，辅助抗氧剂为双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉的一种。
9.一种如权利要求1至7中任一权利要求所述的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按权利要求1所述的重量百分比依次称取各组分，将称取的芳香族PC、本体法ABS、高胶粉、消光剂、金属粉、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合5-10分钟；
步骤二、通过双螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，得到具有金属质感、消光PC/ABS合金材料；
其中，步骤二中双螺杆挤出机的温度设置为：一区200-220℃；二区220-240℃；三区220-245℃；四区225-245℃；五区225-245℃，六区225-245℃，七区220-245℃，八区220-245℃，机头温度220-245℃，挤出机螺杆转速控制在250-300r/min；
步骤三、将步骤二中得到的具有金属质感、消光PC/ABS合金材料在85-100℃烘箱中烘3h后，与发泡剂混拌均匀，进行注塑发泡，得到注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料；
其中，步骤三中注塑机温度设计为：一区200-210℃、二区210-240℃、三区220-240℃、四区220-240℃；
步骤四、将制得的注塑级具有金属质感、发泡、消光PC/ABS合金材料在85-100℃的干燥箱中干燥3-6小时。
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