CN110819093B - 一种免喷涂材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种免喷涂材料，包括按重量份数计的以下组分：PC树脂60～70份，ABS树脂20～40份，PA6树脂1～5份，相容剂1～4份，抗氧剂0.1～1份，熔指改善剂0.4～0.6份。本发明还提供了该材料的制备方法，包括将PC树脂、ABS树脂、PA6树脂和其它辅料复配，并进行挤出造粒。该材料具有光泽度高、金属质感好、环保无毒、加工成本低的优点。同时，相对于现有技术的免喷涂材料，该材料具有较好的拉伸强度和冲击强度。

Description

一种免喷涂材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种免喷涂材料及其制备方法。

背景技术

目前，喷涂作为一种十分成熟的技术，应用于国民生活中的方方面面。生活中为了满足对美学及个性化的追求，常常采用喷涂的方式对产品进行加工，实现产品色彩丰富多元化。然而随着技术的发展以及社会对环保的要求，喷涂的一些缺陷被日益放大，例如喷涂的漆膜容易脱落，油漆易产生多种有害气体，对人体和环境带来危害。

免喷涂材料可以直接注塑成各种塑料配件，不用通过后期处理就可以表现出想要达到的外观效果，同时不会产生或很少产生VOC气体，完全符合当今所提倡的环保要求。然而，目前市面上的免喷涂产品易出现流痕、熔接痕等固有缺陷，且力学性能较纯树脂有明显下降。因此需要提供一种具有高力学性能的免喷涂材料。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种免喷涂材料。

本发明的第二目的在于提供该免喷涂材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明涉及一种免喷涂材料，包括按重量份数计的以下组分：

PC树脂60～70份，ABS树脂20～40份，PA6树脂1～5份，相容剂1～4份，抗氧剂0.1～1份，熔指改善剂0.4～0.6份。

优选地，所述PC树脂、ABS树脂与PA6树脂的质量比为(60～65):(30～35):(1～2)。

优选地，所述相容剂选自MBS、EMA、SMA中的至少一种。

优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的至少一种。

优选地，所述熔指改善剂为烷烃蜡和/或烯烃蜡。

优选地，所述免喷涂材料还包括铝银粉1～4份。

优选地，所述铝银粉的粒径为0.01～500μm。

本发明还涉及所述免喷涂材料的制备方法，包括将所述组分混合均匀后进行造粒，得到所述免喷涂材料。

优选地，所述混合通过高速混合机进行，混合时间为1～2分钟。

优选地，所述造粒通过双螺杆挤出机进行，挤出加工温度为210～235℃。

本发明的有益效果：

针对现有的免喷涂产品易出现流痕、熔接痕等缺陷，且力学性能较纯树脂下降明显的缺点，本发明提供了一种免喷涂材料及其制备方法。该材料采用PC树脂、ABS树脂、PA6树脂和其它辅料复配，并通过挤出造粒制备得到，具有光泽度高、金属质感好、环保无毒、加工成本低的优点。同时，相对于现有技术的免喷涂材料，该材料具有较好的拉伸强度和冲击强度。

附图说明

图1为本发明免喷涂材料制备过程的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明实施例涉及一种免喷涂材料，其具有力学性能高和环保无毒的优点，包括按重量份数计的以下组分：

PC树脂60～70份，ABS树脂20～40份，PA6树脂1～5份，相容剂1～4份，抗氧剂0.1～1份，熔指改善剂0.4～0.6份。

上述组分中，PC树脂能增强材料的韧性，同时使材料更具光泽；ABS树脂流动性好、易于加工，可增强免喷涂材料的流动性，同时加工方便；PA6树脂不仅能提高材料的拉伸强度，同时增加材料的使用寿命以及耐化学溶剂的能力。

其中，PC树脂为聚碳酸酯，熔融指数为22～25g/min。其外形无色透明，耐热，抗冲击，阻燃等级为BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。

ABS树脂为丙烯腈(Acrylonitrile)-1,3-丁二烯(Butadiene)-苯乙烯(Styrene)三元共聚物，熔融指数为20～30g/min。实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中丙烯腈占15％～35％，丁二烯占5％～30％，苯乙烯占40％～60％，最常见的比例是A:B:S＝20:30:50，此时ABS树脂熔点为175℃。是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。由于其耐油和耐酸、碱、盐及化学试剂等性能良好，并具有可电镀性，镀上金属层后有光泽好、比重轻、价格低等优点，可用来代替某些金属。

在尼龙系列产品中，PA6树脂(尼龙6)为半透明或不透明乳白色结晶形聚合物，具有最优越的综合性能，表现在其热塑性、韧性好、耐化学品、耐久性好，并具有良好的耐磨性和自润滑性。通常用于机械结构零件和可维护零件的制造。

在本发明的一个实施例中，为使免喷涂材料具有最优异的力学性能，PC树脂、ABS树脂与PA6树脂的质量比为(60～65):(30～35):(1～2)。

相容剂又称增容剂，是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种或多种聚合物结合，进而得到稳定的共混物的助剂。广泛应用于塑料合金、聚合物改性、回收废塑料、填料与塑料的偶联、极性树脂的增韧、塑料的改性。在本发明的一个实施例中，相容剂选自MBS、EMA、SMA中的至少一种，加入上述物质有助于促进AB、PC和PA6相容。

其中，MBS为甲基丙烯酸甲酯(M)，丁二烯(B)及苯乙烯(S)的三元共聚物，它具有典型的核-壳结构，核心为丁苯橡胶核，外壳是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯接枝形成的壳层。现今科技发达国家多以MBS(ACR)为主导型抗冲击改性剂，主要应用于聚氯乙烯(PVC)及少量其他种类合成树脂所加工的塑料中(如ABS等)。当材料受到外力冲击时，MBS树脂中的橡胶核是应力集中点，其发生形变的同时在周围引发银纹和剪切带，通过银纹和剪切带吸收冲击能量，形成材料从脆性断裂向韧性断裂的转变，达到增韧目的。由于MBS的壳层是能与PC树脂部分相容的甲基丙烯酸甲酯，因此可用于提高PC/ABS复合材料的相容性。

EMA为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，为高透明颗粒，粘性好，甲酯含量为8％～40％，熔体流动速率是2～6g/10min，耐环境应力开裂性好，电性能优良，抗污染性优良，低温热封性佳，可作为工程塑料原料的改性剂。

SMA为苯乙烯-马来酸酐共聚物，是一类特种热塑性材料，具有良好的耐热性和可加工性，且能与多种树脂共混。

抗氧剂的作用为延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，有助于防止聚合物在高温高压的条件下降解。

在本发明的一个实施例中，主抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂1076；辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168和/或抗氧剂DLTP。其中，抗氧剂1010的化学名为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。抗氧剂1076的化学名为十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯或3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯。抗氧剂168的化学名为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，其为优良的亚磷酸酯类抗氧剂，与主抗氧剂1010及1076并用有极好的协同效应。抗氧剂DLTP的化学名为硫代二丙酸双月桂酯。

在本发明的一个优选实施例中，主抗氧剂与辅抗氧剂的质量比为(1～2):1。

抗氧剂1076的化学名为十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯或3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯，可有效抑制聚合物的热降解和氧化降解。

熔指改善剂能够明显改善聚合物的挤出性能，提高产物的表面光滑度，降低设备能耗。在本发明的一个实施例中，熔指改善剂为烷烃蜡和/或烯烃蜡。

其中，烷基蜡是碳原子数约为18～30的烃类混合物，主要组分为直链烷烃(约为80％～95％)，还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃(两者合计含量20％以下)。

烯烃蜡可以是聚乙烯蜡，其具有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性。可作为一种添加剂直接用于聚烯烃加工中，增加产品的光泽和加工性能。聚乙烯蜡与聚乙烯、聚丙烯、聚蜡酸乙烯、乙丙橡胶、丁基橡胶相溶性好。能改善聚乙烯、聚丙烯、ABS的流动性和聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯的脱模性。

进一步地，免喷涂材料还包括铝银粉1～4份。铝粉因具有银白色金属光泽，所以俗称铝银粉或银粉。可用于粉末涂料、油墨、塑胶色母粒、印刷、仿金纸、仿金卡、金胶片、纺织品中，但在水性漆及带酸碱的油漆中使用会氧化变黑。不推荐用于要求耐酸碱及与雨水结合的场合。

在本发明的一个实施例中，铝银粉的粒径为0.01～500μm。形貌为球状、片状、多面体状的一种或几种混合。

本发明还涉及免喷涂材料的制备方法，其流程图如图1所示，包括将上述各组分，即PC树脂、ABS树脂、PA6树脂、相容剂、抗氧剂和熔指改善剂，视情况加入铝银粉，混合均匀后进行造粒，烘干后得到本发明的免喷涂材料。

在本发明的一个实施例中，混合通过高速混合机进行，混合时间为1～2分钟。高速混合机一般指的是塑料行业中的高速混合机，适用于粉体、颗粒、助剂、色粉、色母、塑料等物料的混合搅拌。桶体采用圆弧型结构，主要利用特殊叶片结构使物料形成漩涡状的高速搅拌，并可加热改性。

在本发明的一个实施例中，造粒通过双螺杆挤出机进行，挤出加工温度为210～235℃。

实验例

将树脂及其它辅料倒入高速混合机中混合1～2分钟，然后通过双螺杆挤出机进行造粒，挤出加工温度210～235℃。实施例1～5和对比例1～3的各组分配比见表1。

表1

表1中“-”表示未加入，实施例1～6和对比例1～4使用复配抗氧剂，抗氧剂1010与抗氧剂168的质量比为2:1。

测试例

将实施例和对比例制得颗粒置于烘干机中，在85℃下烘干2～4h，然后转入注塑机中，在210～235℃下注塑成型，得到拉伸、弯曲、冲击样条。

其中，拉伸样条的长度为150±2mm，宽度为10±0.2mm，厚度为4±0.2mm。

弯曲样条的长度为80±2mm，宽度为10±0.2mm，厚度为4±0.2mm。

冲击样条的长度为80±2mm，宽度为10±0.2mm，厚度为4±0.2mm，缺口剩余宽度为8±0.2mm。

按国标标准对样条进行力学性能测试。在测试前，测试样条先在温度为23±2℃，湿度为50±10％的环境中放置88h。测试结果见表2。

表2

从表2可以看出，对比实施例1和2，说明增加PC树脂用量可以提升免喷涂材料的拉伸强度，但在一定程度上会降低材料的弯曲强度。

对比实施例2和3，说明适当增加相容剂用量可以增强PC、ABS、PA6树脂的相容性，表现在产品的力学性能提升。相容剂是通过改变不同材料的相容性，进而影响材料的力学性能，这种对力学性能影响可正可负。表现在适当增加可以改善相容性，从而增强材料的力学性能，但加入量过大，材料力学性能便会减弱。

需要说明的是，熔融指数是衡量高分子材料流动性的参数，而非力学性能指标。一般来讲，同类产品中熔融指数小的，其分子量大，拉伸强度、硬度和韧性等都有所提高。表2中断裂伸长率呈无规律变化。

将实施例3和4与实施例5和6对比，说明当PC树脂、ABS树脂与PA6树脂的质量比为(60～65):(30～35):(1～2)时，可以得到拉伸强度、弯曲强度等综合力学性能较好的免喷涂材料。

对比例1～4的设置基本同实施例3，对比例1～3与实施例3的区别仅在于未使用PC、ABS、PA6树脂中的一种，对比例4未使用相容剂。上述对比例的测试结果均比实施例差，说明只有在免喷涂材料中同时使用上述树脂和用量合适的相容剂，才能达到理想的力学性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种免喷涂材料，其特征在于，由按重量份数计的以下组分组成：PC树脂60～70份，ABS树脂20～40份，PA6树脂1～5份，相容剂1～4份，抗氧剂0.1～1份，熔指改善剂0.4～0.6份，铝银粉1～4份；

所述PC树脂、ABS树脂与PA6树脂的质量比为(60～65):(30～35):(1～2)。

2.根据权利要求1所述的免喷涂材料，其特征在于，所述相容剂选自MBS、EMA、SMA中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的免喷涂材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的免喷涂材料，其特征在于，所述熔指改善剂为烷烃蜡和/或烯烃蜡。

5.根据权利要求1所述的免喷涂材料，其特征在于，所述铝银粉的粒径为0.01～500μm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的免喷涂材料的制备方法，其特征在于，包括将所述组分混合均匀后进行造粒，得到所述免喷涂材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述混合通过高速混合机进行，混合时间为1～2分钟。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述造粒通过双螺杆挤出机进行，挤出加工温度为210～235℃。

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