CN112251007A - 可解决注塑银丝流痕问题的pc-abs树脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可解决注塑银丝流痕问题的PC‑ABS树脂组合物及其制备方法，所述PC‑ABS树脂组合物由包括以下重量份的组分制备而成：PC 55‑70份、ABS 26‑41份、相容剂2‑5份、抗氧剂0.2‑1份、磷酸三甲酯0.05‑0.1份、氧化铁红0.4‑0.5份、染料红0.4‑0.5份、炭黑0.1‑0.2份、分散剂0.5份。本发明的PC‑ABS树脂组合物，在注塑工艺及模具无法解决产品银丝和流痕问题的情况下，通过材料配方的微小变动，添加磷酸三甲酯和氧化铁红，成功地解决了PC‑ABS树脂组合物在注塑成型为复杂结构注塑件时的银丝和流痕问题。该PC‑ABS树脂组合物具有良好的表面效果和优异的力学性能。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体地，涉及一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物及其制备方法。
背景技术
PC-ABS是由聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)共混而成的合金材料，结合了两种材料的优异特性，ABS材料的成型性和PC材料的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线等性能，可广泛使用在汽车内部零件、商务机器、通讯器材、家电用品及照明设备上。
对于结构复杂的注塑件而言，相较于ABS、PP材料来说，PC-ABS材料在注塑成型加工时更容易产生银丝流痕不良。而注塑过程中银丝流痕不良又是PC-ABS材料最常见的缺陷，也是一直困扰现场注塑工程师的问题。
目前复杂结构的注塑件，解决银丝不良的主要途径是现场注塑工程师加强对材料的干燥(传统热风干燥改进为除湿干燥)，调整注塑工艺(降低料温、螺杆转速、背压及射出速度来改善)，模具增加排气槽，加大浇口。解决流痕不良的主要途径是现场注塑工程师调整注塑工艺(提高模具温度、料筒温度、射出压力、射出速度、保压压力、保压时间)，模具加大流到与浇口尺寸，改善排气。
高光免喷涂彩色微波炉门框，由于产品结构比较复杂，产品在试生产过程中无论如何调整工艺或是调整模具始终都无法解决产品的银丝及流痕问题。
发明内容
发明目的：针对现有方案中的上述技术问题，本发明提供了一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物及其制备方法，该PC-ABS树脂组合物，克服了现有技术的不足，解决高光免喷涂彩色微波炉门框产品的银丝及流痕问题。
本发明所采用的技术方案：可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：
进一步的，所述PC为双酚A型PC材料；所述ABS材料为本体法或乳液法ABS。
进一步的，所述磷酸三甲酯为无色透明液体，分子式C3H9O4P，CAS号：512-56-1；所述氧化铁红的索引号为C.I.Pigment Red 101，所述染料红的索引号为C.I.Pigment Red202，所述炭黑的索引号为C.I.Pigment Black 7。
进一步的，所述相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯或马来酸酐接枝丙烯腈-苯乙烯；所述分散剂为N,N’-乙撑双硬脂酰胺或季戊四醇四硬脂酸酯。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168的混合物，所述抗氧剂1076与抗氧剂168的混合比例为1：4。
进一步的，上述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：(a)按照配方重量份称取PC、ABS、相容剂、抗氧剂、磷酸三甲酯、氧化铁红、染料红、炭黑、分散剂，分别投入高速搅拌锅内混合10min；(b)将步骤(a)搅拌好的混合料投入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机料筒温度设定为245-260℃，挤出水拉条切粒得到PC-ABS树脂组合物粒子；(c)将步骤(b)得到的PC材料粒子经100℃干燥4h后，在240～260℃下注塑成标准测试样条，然后测试力学性能。
进一步的，所述挤出机料筒温度控制在：一区间245±5℃，二区间250±5℃，三区间255±5℃，四区间255±5℃，五区间255±5℃，六区间260±5℃，七区间260±5℃，八区间255±5℃，九区间255±5℃，十区间250±5℃，挤出水拉条切粒得到PC-ABS树脂组合物材料粒子。
进一步的，测试结果表明：得到的PC-ABS树脂组合物具有1.13～1.15g/cm3的密度；得到的PC-ABS树脂组合物具有18～20g/10min的熔融指数；得到的PC-ABS树脂组合物具有59～61MPa的拉伸强度；得到的PC-ABS树脂组合物具有77～85％的断裂伸长率；得到的PC-ABS树脂组合物具有82～85MPa的弯曲强度；得到的PC-ABS树脂组合物具有50～60KJ/m2的缺口冲击强度；得到的PC-ABS树脂组合物具有112～115℃的维卡耐热温度。
进一步的，由上述可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物粒子，经100℃除湿干燥4h后，在1500T注塑机上注塑成型得到高光免喷涂彩色微波炉门框产品，其中注塑成型时无银丝和流痕问题。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的PC-ABS树脂组合物，在注塑工艺及模具无法解决产品银丝和流痕问题的情况下，通过材料配方的微小变动，添加磷酸三甲酯和氧化铁红，成功地解决了PC-ABS树脂组合物在注塑成型为复杂结构注塑件时的银丝和流痕问题。该PC-ABS树脂组合物具有良好的表面效果和优异的力学性能。本发明还采用了抗氧剂1076与抗氧剂168的混配抗氧剂，抗氧效果更佳；本发明的PC-ABS树脂组合物的制备方法简单，所用设备为适用性非常广泛的普通水拉条双螺杆挤出机，易实现规模化生产。
具体实施方式
下面将通过几个具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例只是为了说明问题，并不是一种限制；
实施例1：
一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：55份PC、41份ABS、2份相容剂、0.2份抗氧剂、0.05份磷酸三甲酯、0.4份氧化铁红、0.5份染料红、0.1份炭黑、0.5份分散剂。
实施例2：
一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：70份PC、26份ABS、2份相容剂、0.2份抗氧剂、0.1份磷酸三甲酯、0.4份氧化铁红、0.5份染料红、0.1份炭黑、0.5份分散剂。
实施例3：
一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：55份PC、38份ABS、5份相容剂、1份抗氧剂、0.05份磷酸三甲酯、0.4份氧化铁红、0.5份染料红、0.1份炭黑、0.5份分散剂。
实施例4：
一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：55份PC、41份ABS、2份相容剂、0.2份抗氧剂、0.05份磷酸三甲酯、0.5份氧化铁红、0.4份染料红、0.2份炭黑、0.5份分散剂。
对比例1：
一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：55份PC、41份ABS、2份相容剂、0.2份抗氧剂、0.2份染料红、0.3份炭黑、0.5份分散剂、0.3份溶剂红。其中溶剂红的索引号为C.I.Solvent Red 135。
对比例2：
一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：55份PC、41份ABS、2份相容剂、0.05份磷酸三甲酯、0.2份抗氧剂、0.2份染料红、0.3份炭黑、0.5份分散剂、0.3份溶剂红。
对比例3：
一种可解决注塑银丝流痕问题的PC1-ABS1树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：55份PC1、41份ABS1、2份相容剂、0.05份磷酸三甲酯、0.2份抗氧剂、0.2染料红、0.3份炭黑、0.5份分散剂、0.3份溶剂红。其中PC1和ABS1为高流动性的PC和ABS，即PC1和ABS1材料的熔融指数高于实施例和其它对比例的PC和ABS。
对比例4：
一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：55份PC、41份ABS、2份相容剂、1份抗氧剂、0.4份氧化铁红、0.5份染料红、0.1份炭黑、0.5份分散剂。
对比例5：
一种可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：70份PC、23份ABS、5份相容剂、1份抗氧剂、0.4份氧化铁红、0.5份染料红、0.1份炭黑、0.5份分散剂。
上述实施例1-4和对比例1-5中，PC为双酚A型PC材料；ABS材料为本体法或乳液法ABS。具体地，PC分子量25000-27000，PC1分子量20000-23000；ABS熔融指数15-20g/10min(220℃，10Kg)，ABS1熔融指数30-35g/10min(220℃，10Kg)。
其中，所述磷酸三甲酯为无色透明液体，分子式C3H9O4P，CAS号：512-56-1；氧化铁红的索引号为C.I.Pigment Red 101，所述染料红的索引号为C.I.Pigment Red 202，所述炭黑的索引号为C.I.Pigment Black 7。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯或马来酸酐接枝丙烯腈-苯乙烯；所述分散剂为N,N’-乙撑双硬脂酰胺或季戊四醇四硬脂酸酯。
其中，所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168的混合物，所述抗氧剂为抗氧剂1076(β-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酸正十八碳醇酯)和抗氧剂168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)的混合物(比例1：4)。
上述可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：(a)按照配方重量份称取PC、ABS、相容剂、抗氧剂、磷酸三甲酯、氧化铁红、染料红、炭黑、分散剂，分别投入高速搅拌锅内混合10min；(b)将步骤(a)搅拌好的混合料投入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机料筒温度设定为245-260℃，挤出水拉条切粒得到PC-ABS树脂组合物粒子；(c)将步骤(b)得到的PC材料粒子经100℃干燥4h后，在240～260℃下注塑成标准测试样条，然后测试力学性能。其中，所述挤出机料筒温度控制在：一区间245±5℃，二区间250±5℃，三区间255±5℃，四区间255±5℃，五区间255±5℃，六区间260±5℃，七区间260±5℃，八区间255±5℃，九区间255±5℃，十区间250±5℃，挤出水拉条切粒得到PC-ABS树脂组合物材料粒子。
表1.为实施例1-4和对比例1-5的组分和配比。
在实施例1-4和对比例1-5中，PC-ABS树脂组合物的颜色均选定为咖啡色。所述PC-ABS树脂组合物粒子的颜色，与高光免喷涂彩色微波炉边框产品的颜色一致。
表2.测试标准及测试条件。
将上述实施例1-4和对比例1-5得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子，经100℃干燥4h后，在240-260℃下注塑成标准样条。根据国际标准化组织(ISO)标准测试力学性能，其测试结果如下表3所示。
表3.实施例1-4和对比实施例1-5的性能测试结果。
将上述实施例1-4和对比例1-5得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子，经100℃除湿干燥4h后，在1500T的注塑机上注塑高光免喷涂彩色微波炉门框产品，注塑工艺固定：注塑温度1区250±5℃，2区270±5℃，3区280±5℃，4区280±5℃，5区270±5℃；注塑周期80S。
从表3的性能测试结果可以得出，实施例1-4中，在PC-ABS材料中同时添加磷酸三甲酯和氧化铁红制备得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子，在注塑成型时都没有出现银丝和流痕，而且对材料本身的物性也没有产生不良的影响。
对比例1中既没有添加磷酸三甲酯也没有添加氧化铁红，虽然得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子在各项物性方面与实施例1没有差别，但是得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子在注塑成型为高光免喷涂彩色微波炉门框产品时，产品表面既有银丝又有流痕。
对比例2中添加了磷酸三甲酯没有添加氧化铁红，得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子在各项物性方面与实施例1的没有差别，对比例2得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子在注塑成型为高光免喷涂彩色高光免喷涂彩色微波炉门框产品时，产品表面虽然没有银丝问题，但是存在流痕问题。
对比例3中通过采用高流动性的PC1和ABS1来提高材料的流动性，想通过增加流动性的方法来解决流痕问题；对比例3得到的PC1-ABS1树脂组合物材料粒子，从其熔融指数可以看出其流动性比实施例1提高了将近2倍，对比例3得到的PC1-ABS1树脂组合物材料粒子的其它物性与对比例1保持一致，但是对比例3得到的PC1-ABS1树脂组合物材料粒子在注塑成型为高光免喷涂彩色微波炉门框产品还是有流痕问题，由于添加了磷酸三甲酯，所以产品表面并没有银丝的存在。
对比例4想通过增加抗氧剂的方式来解决产品银丝问题，没有添加磷酸三甲酯，对比例4得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子的各项物性与实施例1的保持一致，但是得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子在注塑成型为高光免喷涂彩色微波炉门框产品时，还是有银丝问题存在，由于添加了氧化铁红，所以产品表面没有流痕的存在。
对比例5想通过提高材料的耐热性和相容性来解决产品银丝问题，配方中通过增加PC的量提高耐热性，通过增加相容剂的量提高材料的相容性；没有添加磷酸三甲酯，对比例5得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子的各项物性与实施例2的基本一致，耐热性比实施例1有所提高，维卡耐热温度增加了10℃，但是得到的PC-ABS树脂组合物材料粒子在注塑成型为高光免喷涂彩色微波炉门框产品还是有银丝存在，由于添加了氧化铁红，所以产品表面没有流痕的存在。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，其特征在于：所述PC-ABS树脂组合物，由包括以下重量份的组分制备而成：
PC 55-70份
ABS 26-41份
相容剂 2-5份
抗氧剂 0.2-1份
磷酸三甲酯 0.05-0.1份
氧化铁红 0.4-0.5份
染料红 0.4-0.5份
炭黑 0.1-0.2份
分散剂 0.5份。
2.根据权利要求1所述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，其特征在于：所述PC为双酚A型PC材料；所述ABS材料为本体法或乳液法ABS。
3.根据权利要求1所述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，其特征在于：所述氧化铁红的索引号为C.I.Pigment Red 101，所述染料红的索引号为C.I.Pigment Red202，所述炭黑的索引号为C.I.Pigment Black 7。
4.根据权利要求1所述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯或马来酸酐接枝丙烯腈-苯乙烯；所述分散剂为N,N’-乙撑双硬脂酰胺或季戊四醇四硬脂酸酯。
5.根据权利要求1所述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168的混合物，所述抗氧剂1076与抗氧剂168的混合比例为1：4。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，其特征在于：所述PC-ABS树脂组合物具有1.13~1.15 g/cm3的密度；所述PC-ABS树脂组合物具有18~20 g/10min的熔融指数。
7.根据权利要求1~5任意一项所述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，其特征在于：所述PC-ABS树脂组合物具有59~61MPa的拉伸强度；所述PC-ABS树脂组合物具有77~85%的断裂伸长率；所述PC-ABS树脂组合物具有82~85MPa的弯曲强度；所述PC-ABS树脂组合物具有50~60 KJ/m2的缺口冲击强度；所述PC-ABS树脂组合物具有112~115℃的维卡耐热温度。
8.如权利要求1~5任意一项所述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（a）按照配方重量份称取PC、ABS、相容剂、抗氧剂、磷酸三甲酯、氧化铁红、染料红、炭黑、分散剂，分别投入高速搅拌锅内混合10min；（b）将步骤（a）搅拌好的混合料投入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机料筒温度设定为245-260℃，挤出水拉条切粒得到PC-ABS树脂组合物粒子；（c）将步骤（b）得到的PC材料粒子经100℃干燥4h后，在240~260℃下注塑成标准测试样条，然后测试力学性能。
9.如权利要求8所述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物的制备方法，其特征在于：所述挤出机料筒温度控制在：一区间245±5℃，二区间250±5℃，三区间255±5℃，四区间255±5℃，五区间255±5℃，六区间260±5℃，七区间260±5℃，八区间255±5℃，九区间255±5℃，十区间250±5℃，挤出水拉条切粒得到PC-ABS树脂组合物材料粒子。
10.一种高光免喷涂彩色微波炉门框产品：其特征在于：所述微波炉门框产品是由权利要求1~9任意一项所述的可解决注塑银丝流痕问题的PC-ABS树脂组合物，经100℃除湿干燥4h后，在1500T注塑机上注塑成型得到，所述注塑成型过程无银丝和流痕问题。
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