CN111019318B - 一种具有细腻金属质感的pc改性材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有细腻金属质感的PC改性材料，它包括以下重量份的各组分：PC 50‑95份；润滑剂0.1‑0.5份；抗氧剂0.1‑0.2份；PAM‑AL改性球形铝粉0.5‑2份；相容剂5‑10份；PBT 10‑35份；本发明引入具有核壳致密结构的PAM‑AL改性球形铝粉，在PC注塑过程中分布更均匀不易产生熔接痕，金属质感更强；PBT的加入提升免喷涂PC合金料的力学性能，提高韧性，避免应力开裂问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子改性材料技术领域，具体讲是一种具有细腻金属质感的PC改性材料及其制备方法。
背景技术
免喷涂材料是指无需喷涂可直接注塑成型的环保材料。相比传统改性塑料而言，免喷涂材料具有丰富的色彩、良好的表面光泽、满足多元化的美学需求、良好的耐化学腐蚀性和耐刮擦性能、更加环保、100％回收再利用、综合使用成本低等优点。
在家电、汽车领域，免喷涂材料应用已经日益广泛和成熟。主要常用的免喷涂材料有ABS、PP、PC/ABS、PMMA、PMMA/AS等，其主要应用在液晶电视面框、空调、洗衣机及汽车控制面板、汽车保险杠等制件。
塑胶基材中添加金属粉后在熔融状态时，存在两股或多股塑料流汇合，由于料流最前端不含或只含少量金属粉导致熔接线的发生；另一方面，由于片状金属颜料趋向塑料流表面平行排列，汇合后来不及转向就凝固，产生反射强度的差异，导致出现流痕及熔接痕，影响产品外观，传统的PMMA/AL改性球形铝粉或者片状铝粉的易产生流痕及熔接痕，外观效果差。尤其是现有的改性方法在PC材料中添加金属粉后对材料力学性能影响较大，存在冲击强度下降、韧性降低等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种具有细腻金属质感的PC改性材料及其制备方法。
本发明的技术解决方案如下：一种具有细腻金属质感的PC改性材料，它包括以下重量份的各组分：
PC 50-95份；
润滑剂 0.1-0.5份；
抗氧剂 0.1-0.2份；
PAM-AL改性球形铝粉 0.5-2份；
相容剂 5-10份；
PBT 10-35份。
所述PC相对分子质量为10000-18000，热变形温度为120-150℃，熔融指数为15-50g/10min(300℃，1.2KG)。
所述相容剂采用环氧乙烷/环氧丙烷的嵌段共聚物、ABS-MAH、ABS-HEMA中的一种或几种；
所述润滑剂为乙烯-甲基丙烯酸共聚物EAA、PE-SAN或PE-MAH中的一种或几种。
所述抗氧剂选自芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
所述PAM-AL改性球形铝粉为具有核壳结构的微球形改性铝粉，形状规整流动性佳，球形铝粉通过惰性高压气体将熔融铝液喷成雾化状铝液滴，经过偶联剂的预处理，在引发剂的作用下，制备PAM-AL的复合粒子，提升与基材PC的相容性，提升免喷涂材料的金属质感。
所述PAM-AL改性球形铝粉的制备方法如下：
将铝粉置于烧杯中，加入无水乙醇，搅拌3-10min，加入硅烷偶联剂，继续搅拌30min后取出静置2小时，放入烘箱烘干；
将PAM溶于无水乙醇，放入水浴锅加热至温度为70℃，搅拌10-15min，加入上述预先处理好的铝粉，再经过30min后加入偶氮二异丁腈AIBN作为引发剂，搅拌5个小时后抽滤，恒温干燥箱烘干，制备得到壳层由PAM组成，球形铝粉位于复合粒子内部的具有核壳致密结构的PAM-AL改性球形铝粉。
具体地，称取100g球形铝粉置于烧杯中，加入无水乙醇，电动搅拌器搅拌3-10min，转速为500r/min，加入5g硅烷偶联剂(KH550、KH560或Z-601中的一种或几种)，继续搅拌30min后取出静置2小时，放入烘箱烘干；
称取5gPAM溶于500ml无水乙醇，放入水浴锅加热，温度为70℃，电动搅拌器搅拌10-15min，转速为500r/min，加入预先处理好的铝粉，再经过30min后加入0.5g偶氮二异丁腈AIBN作为引发剂，搅拌5个小时后抽滤，恒温干燥箱烘干，制备得到壳层由PAM组成，球形铝粉位于复合粒子内部的具有核壳致密结构的球形复合粒子，即PAM-AL改性球形铝粉。
本发明还提供一种具有细腻金属质感的PC改性材料的制备方法，按照配比称取各组分，将PC树脂、PAM-AL改性球形铝粉、PBT、相容剂、抗氧剂、润滑剂混合均匀后加入高速混合机，改性金属粉通过侧喂的方式送入挤出机，挤出机加工温度为210-270℃，螺杆转速400-600转/min，螺杆长径比25-40。
本发明中各组分的作用：微球形铝粉作为金属粉可有效避免片状铝粉在注塑过程由于结构件存在筋位、厚薄不均造成铝粉翻转，反射光线不均匀引起流痕。微球形铝粉尺寸5-30μm；微球形铝粉经硅烷偶联剂预处理，在引发剂的作用下，制备PAM-AL改性球形铝粉PAM中C＝O键易断裂，与AL粉表面发生互相作用，硅烷偶联剂起到桥梁作用，PAM在金属表面交联形成具有空间网状结构的保护层，提高金属粉在基材中的流动性；
由于PC的非结晶性，分子堆砌不够紧密，芳香烃、氯代烃类有机溶剂能使其溶胀或溶解，容易引起溶剂开裂现象，而PBT本身分子链柔顺性好，在高温下流动性大，引入PBT树脂后可获得良好的力学性能、成型加工性能、耐化学腐蚀性。
本发明的有益效果是：引入具有核壳致密结构的PAM-AL改性球形铝粉，在PC注塑过程中分布更均匀不易产生熔接痕，金属质感更强；PBT的加入提升免喷涂PC合金料的力学性能，提高韧性，避免应力开裂问题。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例：(重量％)
以甲苯正丙醇1:3混合溶剂，把在室温下放置48h以上的注塑成型的实施例1到实施例5的冲击样条浸泡在溶剂中5min,然后拿出置通风厨下干燥晾干。干燥后放置室温下观察浸泡后样条表面是否出现发白、开裂等现象，比较共混合金体系的耐溶剂性能。
加入PBT树脂后，明显改善了免喷涂材料的冲击性能，冲击强度明显增强，注塑冲击样条使用甲苯正丙醇1:3混合溶剂进行浸泡5min后，不加PBT的免喷涂材料浸泡后出现明显开裂，随着PBT含量的增加，样品表面情况有所改善，裂纹逐渐减少，当PBT含量达到35wt％时，表面无明显变化，耐溶剂改善效果最为明显，PBT含量继续提高到40％，耐溶剂改善效果明显，但会导致材料冲击强度降低，因兼顾材料力学性能，PBT含量在10-35份为宜。
免喷涂金属质感通过注塑带孔洞插座面板验证外观效果，观察孔洞周围是否存在熔接线及熔接线长短、深浅判定改性后的PAM-AL改性球形铝粉相较于传统PMMA改性铝粉在免喷涂注塑产品外观上的优势；
上述实施案例5至实施案例8表明，通过加入本发明制备的PAM-AL改性球形铝粉，由于PAM在金属表面交联形成具有空间网状结构的保护层，提高金属粉在基材中的流动性可以有效提升免喷涂材料的金属质感，降低注塑过程中在孔或加强筋位置出现的熔接痕现象，提高了产品的外观装饰性效果。对比例1和2中分别通过加入现有的PMMA改性不同形状铝粉制作的免喷涂仿金属质感材料，因改性铝粉在基材中的分布不均及相容性差等原因导致材料注塑过程中熔接痕、缩痕明显；对比例3中加入PAM-AL改性球形铝粉0.3份，熔接线不明显，但金属质感较弱；对比例4中加入PAM-AL改性球形铝粉3份后，由于加入含量太高造成铝粉在基材PC中分散变差，注塑过程中孔洞位置流痕明显。
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有细腻金属质感的PC改性材料，其特征在于，它包括以下重量份的各组分：
PC 50-95份；
润滑剂 0.1-0.5份；
抗氧剂 0.1-0.2份；
PAM-AL改性球形铝粉 0.5-2份；
相容剂 5-10份；
PBT 10-35份；
所述PAM-AL改性球形铝粉的制备方法如下：
将铝粉置于烧杯中，加入无水乙醇，搅拌3-10min，加入硅烷偶联剂，继续搅拌30min后取出静置2小时，放入烘箱烘干；
将PAM溶于无水乙醇，放入水浴锅加热至温度为70℃，搅拌10-15min，加入上述预先处理好的铝粉，再经过30min后加入偶氮二异丁腈AIBN作为引发剂，搅拌5个小时后抽滤，恒温干燥箱烘干，制备得到壳层由PAM组成，球形铝粉位于复合粒子内部的具有核壳致密结构的PAM-AL改性球形铝粉。
2.根据权利要求1所述具有细腻金属质感的PC改性材料，其特征在于，所述PC相对分子质量为10000-18000，热变形温度为120-150℃。
3.根据权利要求1所述具有细腻金属质感的PC改性材料，其特征在于，所述相容剂采用环氧乙烷/环氧丙烷的嵌段共聚物、ABS-MAH、ABS-HEMA中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述具有细腻金属质感的PC改性材料，其特征在于，所述润滑剂为乙烯-甲基丙烯酸共聚物EAA、PE-SAN或PE-MAH中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述具有细腻金属质感的PC改性材料，其特征在于，所述抗氧剂选自芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
6.一种权利要求1-5中任一项所述的具有细腻金属质感的PC改性材料的制备方法，按照配比称取各组分，将PC树脂、PAM-AL改性球形铝粉、PBT、相容剂、抗氧剂、润滑剂混合均匀后加入高速混合机，混合后送入挤出机，挤出机加工温度为210-270℃，螺杆转速400-600转/min，螺杆长径比25-40。
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