CN112980170A - 一种改性塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性塑料及其制备方法，属于材料制备技术领域。所述改性塑料包括如下重量份数的原料：聚碳酸酯50‑70份；丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物5‑20份；助剂1‑20份；矿粉10‑30份；效果粉1‑10份。本发明实施例通过在树脂、矿粉和效果粉混合物中加入助剂，提高了效果粉和其他组分的相容性；由于改性塑料各组分之间的相容性提高了，因此降低了改性塑料在挤出加工时的加工温度，从而避免了效果粉的熔化。由此，基于本发明实施例配方得到的改性塑料具有较好的流平性、韧性，以及强度，从而满足了笔电领域对于塑料注塑件的需求。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种改性塑料及其制备方法。
背景技术
在笔记本电脑的行业领域中，为了实现产品的设计效果，通常需要在形成笔记本电脑外壳的塑料注塑件表面实现特殊的纹理。为此，需要对笔记本电脑外壳的塑料注塑件表面进行喷漆、膜内转印或电镀；但是现有喷漆、膜内转印或电镀等手段不仅存在环境污染以及工艺复杂等问题，而且制造成本高。
为了改善上述问题，使用简单的咬花技术在塑料注塑件的表面上形成凹凸纹路，从而实现笔记本电脑的咬花效果。然而形成咬花的塑料注塑件表面由于存在结合线和应力痕等问题，因此会影响用户的使用体验。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种改性塑料及其制备方法，能够获得一种具有撒点仿大理石或大理石斑点等特殊自然纹理的免喷涂改性塑料；以解决现有技术中存在的一个或者多个问题。
为实现上述目的，本发明实施例的第一方面提供一种改性塑料，包括如下重量份数的原料：聚碳酸酯50-70份；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5-20份；助剂1-30份；矿粉10-30份；效果粉1-10份。
进一步的，所述助剂包括如下重量份数的原料：增韧剂1-15份；抗氧剂0.1-2份；润滑剂0.1-3份；相容剂0.5-5份。
进一步的，所述矿粉为滑石粉、云母片或硅灰石中的一种或多种的混合物；更进一步的，所述矿粉的长径比为3:1-10:1。
进一步的，所述效果粉为纤维点颜料和纤维毛颜料中的一种或两种形成的混合物。
进一步的，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中橡胶的含量为1％-50％；更进一步的，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中橡胶的含量为10％-25％。
进一步的，所述聚碳酸酯在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为2-30；更进一步的，所述聚碳酸酯在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为10-25。
进一步的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯类。
进一步的，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗氧剂为亚磷酸酯类；所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯，丁二烯及苯乙烯的三元共聚物，或者乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
为实现上述目的，本发明实施例的第二方面提供一种如第一方面所述改性塑料的制备方法，该制备方法包括：将所述聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于熔融状态下混合均匀，得到第一混合物；将所述矿粉和所述效果粉混合均匀，得到着色的矿粉；将所述第一混合物、助剂和着色的矿粉混合均匀，得到第二混合物；利用挤出机对所述第二混合物进行挤出造粒，得到改性塑料。
进一步的，所述挤出机的转速为300-600r/min，所述挤出机的挤出温度为200℃-300℃；更进一步的，所述挤出机的挤出温度为250℃-270℃。
本发明实施例与现有技术相比至少具有如下有益效果：
本发明实施例通过在树脂、矿粉和效果粉混合物中加入助剂，提高了效果粉和其他组分的相容性，由于改性塑料各组分之间的相容性提高了，因此降低了改性塑料在挤出加工时的加工温度，从而避免了效果粉的熔化。由此，基于本发明实施例配方得到的改性塑料具有较好的流平性、韧性，以及强度，进而满足了笔电领域对于塑料注塑件的需求。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1为本发明实施例和对比例的改性塑料的SEM图；其中图a为本发明实施例改性塑料的SEM图，图b为对比例改性塑料的SEM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，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例在第一方面提供一种改性塑料，该改性塑料包括如下重量份数的原料：聚碳酸酯50-70份；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5-20份；助剂1-30份；矿粉10-30份；效果粉1-10份。
在这里，将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物统称为树脂。
本发明实施例通过在树脂中加入矿粉，能够实现改性塑料的撒点仿大理石或大理石斑点等特殊自然纹理；通过加入效果粉，使得效果粉对矿粉进行着色，实现了塑料自然纹理色彩的多样性；通过加入助剂，使得塑料中各组分能够实现良好的相容性，提高了改性塑料的流平性。
本发明实施例的改性塑料中各组分相互配合，从而能够获得一种流平性好，韧性和强度优异的改性塑料。
在本发明的实施例中，所述助剂包括如下重量份数的原料：增韧剂1-15份；抗氧剂0.1-2份；润滑剂0.1-3份；相容剂0.5-5份。
本发明实施例将增韧剂、润滑剂、相容剂和抗氧化剂按一定配比混合后作为改性塑料的助剂，在提高改性塑料中各组分相容性的情况下，增加了改性塑料的流动性，有利于改性塑料的挤出，提高了塑料的韧性。
在本发明的实施例中，所述矿粉为滑石粉、云母片或硅灰石中的一种或多种的混合物；在进一步的实施例中，所述矿粉的长径比为3:1-10:1。由此，通过选择合适的长径比矿粉作为添加剂，实现了改性塑料的自然纹理效果。
在本发明的实施例中，所述效果粉为纤维点颜料和纤维毛颜料中的一种或两种形成的混合物。由此，通过添加效果粉能够对矿粉进行有效着色，从而实现了改性塑料的自然纹理效果，满足了消费者的使用需求。
在本发明的实施例中，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中橡胶的含量为1％-50％；在进一步的实施例中，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中橡胶的含量为10％-25％。由此，通过选择合适的橡胶含量，提高了改性塑料的韧性，使其制备的塑料注塑件能够满足笔记本电脑的硬度和韧性的需求。
在本发明的实施例中，所述聚碳酸酯在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为2-30；在进一步的实施例中，所述聚碳酸酯在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为10-25。由此，针对聚碳酸酯，选择合适的熔融指数，能够有效提高改性塑料的硬度。
在本发明的实施例中，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯类。选择季戊四醇硬脂酸酯类作为润滑剂能够使改性塑料稳定的塑化，防止塑化时转矩急剧升高，降低了改性塑料中树脂的粘度，增加了改性塑料的流动性，有利于改性塑料的挤出。
在本发明的实施例中，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗氧剂为亚磷酸酯类；所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯，丁二烯及苯乙烯的三元共聚物，或者乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。由此，通过选择合适的相容剂、润滑剂、抗氧化剂和增韧剂，能够使其各组分配合作用，提高改性塑料的韧性、相容性以及流平性。
本发明实施例在第二方面提供了由本发明实施例在第一方面所述的改性塑料的制备方法，该制备方法具体包括如下步骤：将所述聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于熔融状态下混合均匀，得到第一混合物；将所述矿粉和所述效果粉混合均匀，得到着色的矿粉；将所述第一混合物、助剂和着色的矿粉混合均匀，得到第二混合物；利用挤出机对所述第二混合物进行挤出造粒，得到改性塑料。
由此，本发明实施例将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于熔融状态下混合，从而使得两种树脂实现了均匀混合，然后将着色的矿粉和助剂加入到熔融的混合物中，进而使着色的矿粉在熔融混合物中实现均匀混合。本发明实施例通过加入助剂提高了熔融混合物和着色的矿粉的相容性和韧性，从而降低了第二混合物在挤出机的挤出温度，避免了效果粉在挤出加工时由于温度太高导致熔化，从而有利于效果粉保持原有的形态，实现了免喷涂的方式制备撒点仿大理石或大理石斑点等特殊自然纹理的改性塑料，提高了改性塑料的韧性、强度以及流平性，由此也解决了解决了目前市面上由于有机效果粉耐热性差导致的树脂混合物挤出造粒时出现的效果粉熔化导致的塑料的效果点减少且流平性差的问题。
在本发明的实施例中，所述挤出机的转速为300-600r/min，所述挤出机的挤出温度为200℃-300℃；优选的，所述挤出机的挤出温度为250℃-300℃。
本发明实施例通过选择合适的挤出温度，不仅能够制备得到塑料注塑件，而且能够使得改性塑料保持自然纹理效果。解决了目前市面上由于有机效果粉耐热性差导致的树脂混合物挤出造粒时出现的效果粉熔化从而使得塑料混合物无法形成预期纹理效果的问题。
另外注意的是，如果没有特别说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
实施例1
一种改性塑料，包括如下重量份数的原料：在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为20的聚碳酸酯60份；橡胶含量为15％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10份；长径比为5:1的矿粉20份；效果粉10份；乙烯-丙烯酸甲酯共聚物10份；亚磷酸酯类1份；季戊四醇硬脂酸酯类1份；苯乙烯-马来酸酐共聚物2份。
上述配方的改性塑料主要通过如下方法获得，具体步骤如下：
步骤一：按比例将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于熔融状态下混合均匀，得到第一混合物；
步骤二：按比例将矿粉和效果粉混合均匀，使得效果粉完全包裹在矿粉的表面，得到着色的矿粉；
步骤三：按比例向第一混合物中缓慢加入乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、亚磷酸酯类、季戊四醇硬脂酸酯类，以及苯乙烯-马来酸酐共聚物和着色的矿粉，并搅拌均匀，得到第二混合物；利用同向平行双螺杆挤出机在300-600r/min的转速下于250℃-270℃的温度下对第二混合物进行挤出造粒，得到改性塑料。
实施例2
一种改性塑料，包括如下重量份数的原料：在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为15的聚碳酸酯60份；橡胶含量为20％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10份；长径比为3:1的矿粉20份；效果粉10份；乙烯-丙烯酸甲酯共聚物10份；亚磷酸酯类1份；季戊四醇硬脂酸酯类1份；苯乙烯-马来酸酐共聚物2份。
上述配方的改性塑料主要通过如下方法获得，具体步骤如下：
步骤一：按比例将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于熔融状态下混合均匀，得到第一混合物；
步骤二：按比例将矿粉和效果粉混合均匀，使得效果粉完全包裹在矿粉的表面，得到着色的矿粉；
步骤三：按比例向第一混合物中缓慢加入乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、亚磷酸酯类、季戊四醇硬脂酸酯类，以及苯乙烯-马来酸酐共聚物和着色的矿粉，并搅拌均匀，得到第二混合物；利用同向平行双螺杆挤出机在300-600r/min的转速下于250℃-270℃的温度下对第二混合物进行挤出造粒，得到改性塑料。
实施例3
一种改性塑料，包括如下重量份数的原料：在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为20的聚碳酸酯70份；橡胶含量为15％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15份；长径比为3:1的矿粉20份；效果粉10份；乙烯-丙烯酸甲酯共聚物10份；亚磷酸酯类1份；季戊四醇硬脂酸酯类1份；苯乙烯-马来酸酐共聚物2份。
上述配方的改性塑料主要通过如下方法获得，具体步骤如下：
步骤一：按比例将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于熔融状态下混合均匀，得到第一混合物；
步骤二：按比例将矿粉和效果粉混合均匀，使得效果粉完全包裹在矿粉的表面，得到着色的矿粉；
步骤三：按比例向第一混合物中缓慢加入乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、亚磷酸酯类、季戊四醇硬脂酸酯类，以及苯乙烯-马来酸酐共聚物和着色的矿粉，并搅拌均匀，得到第二混合物；利用同向平行双螺杆挤出机在300-600r/min的转速下于250℃-270℃的温度下对第二混合物进行挤出造粒，得到改性塑料。
实施例4
一种改性塑料，包括如下重量份数的原料：在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为20的聚碳酸酯60份；橡胶含量为15％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10份；长径比为3:1的矿粉30份；效果粉10份；乙烯-丙烯酸甲酯共聚物10份；亚磷酸酯类1份；季戊四醇硬脂酸酯类1份；苯乙烯-马来酸酐共聚物2份。
上述配方的改性塑料主要通过如下方法获得，具体步骤如下：
步骤一：按比例将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于熔融状态下混合均匀，得到第一混合物；
步骤二：按比例将矿粉和效果粉混合均匀，使得效果粉完全包裹在矿粉的表面，得到着色的矿粉；
步骤三：按比例向第一混合物中缓慢加入乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、亚磷酸酯类、季戊四醇硬脂酸酯类，以及苯乙烯-马来酸酐共聚物和着色的矿粉，并搅拌均匀，得到第二混合物；利用同向平行双螺杆挤出机在300-600r/min的转速下于250℃-270℃的温度下对第二混合物进行挤出造粒，得到改性塑料。
对比例
一种改性塑料，包括如下重量份数的原料：在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为15的聚碳酸酯60份；橡胶含量为20％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10份；长径比为3:1的矿粉20份；效果粉10份。
上述改性塑料主要通过如下方法获得，具体步骤如下：
步骤一：按比例将聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于熔融状态下混合均匀，得到第一混合物；
步骤二：按比例将矿粉和效果粉混合，使得效果粉完全包裹在矿粉的表面，得到着色的矿粉；
步骤三：按比例向第一混合物中缓慢加入着色的矿粉，得到第二混合物；利用同向平行双螺杆挤出机在300-600r/min的转速下于250℃-270℃的温度下对第二混合物进行挤出造粒，得到改性塑料。
改性塑料的硬度测试
参考ASTM D3363标准内容进行铜锭拉拔力测试
在改性塑料成型的产品中设有铜钉柱，在铜钉柱中按照正确埋钉的方式埋入铜钉，锁附铜钉后，进行拉力和扭力测试。若测试结果表征铜钉柱无任何破损则为通过。以M2.5*L2.5*OD4.2规格的铜钉为例。
经过测试，对比例和本实施例的改性塑料均能够通过20kgf的拉力测试，6.0kgf的扭力测试，由此可知，本发明实施例和对比例的改性塑料均具有较好的强度。
改性塑料的落球测试
将改性塑料成型的产品在成型后恒温25±3℃下，静止2h后进行落球测试，取500g钢球至于塑件上方100cm处，使钢球自由落体，检查确认落球处塑件位置,是否存在龟裂，破裂，BOOS柱&HOOK断裂现象，如有则NG，如无则测试OK。
经过测试，对比例的改性塑料没有通过落球测试，而本实施例的改性塑料能够顺利通过测试，由此可知，本发明实施例的改性塑料具有较好的韧性。
改性塑料的外观分析
由图1可知，本发明实施例制备的改性塑料表面的大理石斑点纹理清晰且表面平整；而对比例制备的改性塑料表面的大理石斑点具有明显的缺陷。这主要是由于对比例的效果粉加热熔融导致的改性塑料表面纹理效果差，由于效果粉在挤出加工过程中出现熔融，因此进一步导致改性塑料表面的流平性差。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种改性塑料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：
聚碳酸酯50-70份；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5-20份；
助剂1-30份；
矿粉10-30份；
效果粉1-10份。
2.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于，所述助剂包括如下重量份数的原料：
增韧剂1-15份；
抗氧剂0.1-2份；
润滑剂0.1-3份；
相容剂0.5-5份。
3.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于，所述矿粉为滑石粉、云母片或硅灰石中的一种或多种的混合物；优选的，所述矿粉的长径比为3:1-10:1。
4.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于，所述效果粉为纤维点颜料和纤维毛颜料中的一种或两种形成的混合物。
5.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中橡胶的含量为1％-50％；优选的，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中橡胶的含量为10％-25％。
6.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于，所述聚碳酸酯在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为2-30；优选的，所述聚碳酸酯在300℃且1.2kg的重量下对应的熔融指数为10-25。
7.根据权利要求2所述的改性塑料，其特征在于，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
8.根据权利要求2所述的改性塑料，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯类；所述抗氧剂为亚磷酸酯类；所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯，丁二烯及苯乙烯的三元共聚物，或者乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
9.一种如权利要求1至8任一所述改性塑料的制备方法，其特征在于，
将所述聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于熔融状态下混合均匀，得到第一混合物；
将所述矿粉和所述效果粉混合均匀，得到着色的矿粉；
将所述第一混合物、助剂和着色的矿粉混合均匀，得到第二混合物；利用挤出机对所述第二混合物进行挤出造粒，得到改性塑料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述挤出机的转速为300-600r/min，所述挤出机的挤出温度为200℃-300℃；优选的，所述挤出机的挤出温度为250℃-270℃。
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