CN113968056A - 一种a/b双层工程合金塑料卷材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工程合金塑料领域，具体公开了一种A/B双层工程合金塑料卷材及其制备方法。本发明制备得到的A/B双层工程合金塑料卷材，包括A层和B层，A层由以下材料制成：70‑80份全新料、10‑20份二次料、1‑6份马来酸酐接枝SEBS，1‑3份高分子助剂；B层由按重量分数由以下材料制成：70‑80份ABS、10‑20份二次料、1‑6份马来酸酐接枝SEBS，1‑3份丁苯胶和1‑3份高分子助剂。本工程合金塑料的工艺研发成果，有助于解决各种行业耐磨托盘包装，尤其是汽车组件包括齿轮组件高耐磨性能托盘的空白。
Description
技术领域
本发明属于工程合金塑料领域，具体公开了一种A/B双层工程合金塑料卷材及其制备方法。
背景技术
随着科技和经济的发展，工业4.0的转型指导下，挤出片材(卷材)及下游成型吸塑托盘，行业不断受到终端电子组件及汽车配件包装耐磨性制品的挑战。
工程合金塑料卷材TPU与ABS共挤，在挤出卷材过程中，如果不采取高端化学配方技术，会导致TPU与ABS脱层。同时，因为TPU与ABS材质的分子结构及MFI(熔融指数) 有很大差距，没有经过配方改性，基本上是无法挤出合格的卷材的。因此，有必要研发高端科技配方技术，结合不同材质的特性，能够满足目标齿轮(或其它包装托盘包括电子内存条) 包装发生的移动、运输过程摩擦不会产生掉屑的要求，同时必须满足相关物理性能指标包括硬度，拉伸强度，韧性等等。
二次料是已经经过挤出成形的塑料，其中含有的各种助剂在二次料重新熔化与全新料融合过程中，会影响二次料和全新料的混合过程，生产出的产品易出现分层现象；并且二次料重新挤出成形的塑料具有比全新料挤出成形的塑料更高的硬度，但是二次料重新挤出成形的塑料的拉伸强度要远低于同种树脂全新料挤出成形的塑料。
发明内容
本发明旨在提供一种具有良好的耐磨性，硬度、刚性的A/B双层工程合金塑料卷材，满足下游二次成型(真空吸塑)工艺要求，解决当前技术问题。
为了实现上述目的，本发明旨在提供一种A/B双层工程合金塑料卷材，包括A层和B层：
A层按重量份数由以下材料制成：70-80份TPU和/或LDPE、10-20份二次料、1-6份马来酸酐接枝SEBS和1-3份高分子助剂；
B层按重量份数由以下材料制成：70-80份ABS、10-20份二次料、1-6份马来酸酐接枝 SEBS、1-3份丁苯胶和1-3份高分子助剂；
优选地，所述二次料为A/B双层工程合金塑料卷材制备过程中产生的边角料、回收料和再生料中的一种或多种。
优选地，所述高分子助剂为黑色色母粒、分散剂、增塑剂和润滑剂中的一种或多种。
优选地，所述A层中二次料与全新料的质量比为5-15％。
优选地，所述B层中二次料与ABS的质量比为15-25％。
本发明的另一方面提供了一种上述A/B双层工程合金塑料卷材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将A层和B层的材料分别混匀、干燥，得到A层和B层混合料；
(2)分温度区熔化A层和B层混合料，得到熔化的物料A和物料B；
(3)将熔化的物料A经过双螺杆挤出机副机挤出，物料B经过双螺杆挤出机主机挤出，得到成型的物料A和物料B；
(4)将所述成型的物料A和物料B压辊，得到卷材粗品；
(5)收卷，得到所述A/B双层工程合金塑料卷材。
进一步地，所述步骤(1)中，A层材料在90-100℃下干燥3-5h，B层材料在80-90℃下干燥4-6h。
进一步地，所述步骤(2)中，A层混合料在螺杆机筒中A层进行融化，所述螺杆机筒中A层分为7个温度区，温度设置均为180-185℃。
进一步地，所述步骤(2)中，B层混合料在螺杆机筒中B层进行融化，所述螺杆机筒中 B层分为7个温度区，温度分别设置为200-205℃、205-215℃、215-220℃、220-225℃、220-225℃、220-225℃和200-225℃。
进一步地，所述步骤(3)中，双螺杆挤出机设定模具温度为180-195℃。
进一步地，所述步骤(4)中，压辊牵引速度190-220rpm，A层和B层厚度比例调控为1:1。
进一步地，所述步骤(4)中，压辊的温度控制在15-20℃。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)发明在混合料熔化阶段采用逐级升温的方式，A层(TPU层)温度从175℃升高至185℃，B层(ABS层)从200℃升高到220℃；不同AB层温控确保TPU及ABS配方料得到优化的熔化温度的同时保证配方料被均匀混合。
(2)本发明制备的工程合金塑料卷材成品，以全新料和二次料为原料，有效节省了能源和自然资源，同时，加入马来酸酐接枝SEBS有效解决了TPU与ABS相融性差导致AB层脱层的问题。制得的工程合金塑料卷材成品具有良好的耐磨性，硬度、刚性，以及成功满足下游二次成型(真空吸塑)工艺要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
将700g TPU，50g LDPE，100g回收料，10g马来酸酐接枝SEBS，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为A层配方料；将700gABS,100g边角料，10g马来酸酐接枝SEBS， 10g丁苯胶，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为B层配方料。
将A层和B层的配方料分别加入到不同搅拌设备中，混合均匀，得到A层和/或B层混合料。然后将A配方料在90℃下干燥4h，B配方料在80℃下干燥5h。分温度区熔化A层和 B层配方料。熔化后的配方料经过安装有双层共挤分流器的双螺杆挤出机挤出，设定双螺杆挤出机的长径比为48:1，模具温度180℃，螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为180℃、 180℃、180℃、180℃、180℃、180℃和180℃；螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为200℃、 205℃、215℃、220℃、220℃和220℃。挤出后过冷却三辊压辊，牵引速度220rpm，温度控制在15℃，定厚，调控A层和B层厚度比例1:1，得到卷材粗品。收卷，使用真空铝箔袋进行包装，得到卷材成品。
实施例2
将750g TPU，50g LDPE，150g再生料，40g马来酸酐接枝SEBS，5g分散剂，5g增塑剂和5g润滑剂混合成为A层配方料；将800gABS,150g回收料，40g马来酸酐接枝SEBS， 20g丁苯胶，5g分散剂，5g增塑剂和5g润滑剂混合成为B层配方料。
将A层和B层的配方料分别加入到不同搅拌设备中，混合均匀，得到A层和/或B层混合料。然后将A配方料在90-100℃下干燥4h，B配方料在80-90℃下干燥5h。分温度区熔化 A层和B层配方料。熔化后的配方料经过安装有双层共挤分流器的双螺杆挤出机挤出，设定双螺杆挤出机的长径比为64:1，模具温度195℃，螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为 183℃、183℃、182℃、180℃、181℃、184℃和185℃；螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为205℃、210℃、220℃、225℃、220℃和223℃。挤出后过冷却三辊压辊，牵引速度220rpm，温度控制在17℃，定厚，调控A层和B层厚度比例1:1，得到卷材粗品。收卷，使用真空铝箔袋进行包装，得到卷材成品。
实施例3
将650g TPU，50g LDPE，150g再生料，30g马来酸酐接枝SEBS，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为A层配方料；将750gABS,150g二次料，50g马来酸酐接枝SEBS，40g丁苯胶，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为B层配方料。
将A层和B层的配方料分别加入到不同搅拌设备中，混合均匀，得到A层和/或B层混合料。然后将A配方料在95℃下干燥4h，B配方料在85℃下干燥5h。分温度区熔化A层和 B层配方料。熔化后的配方料经过安装有双层共挤分流器的双螺杆挤出机挤出，设定双螺杆挤出机的长径比为60:1，模具温度195℃，螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为183℃、 183℃、182℃、180℃、181℃、184℃和185℃；螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为204℃、 210℃、217℃、223℃、224℃和224℃。挤出后过冷却三辊压辊，牵引速度190rpm，温度控制在16℃，定厚，调控A层和B层厚度比例1:1，得到卷材粗品。收卷，使用真空铝箔袋进行包装，得到卷材成品。
实施例4
将675g TPU，75g LDPE，175g再生料，31g马来酸酐接枝SEBS，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为A层配方料；将775gABS,175g二次料，75g马来酸酐接枝SEBS， 35g丁苯胶，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为B层配方料。
将A层和B层的配方料分别加入到不同搅拌设备中，混合均匀，得到A层和/或B层混合料。然后将A配方料在90℃下干燥4h，B配方料在90℃下干燥5h。分温度区熔化A层和 B层配方料。熔化后的配方料经过安装有双层共挤分流器的双螺杆挤出机挤出，设定双螺杆挤出机的长径比为60:1，模具温度195℃，螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为183℃、 183℃、182℃、180℃、181℃、184℃和185℃；螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为203℃、 210℃、219℃、221℃、222℃和222℃。挤出后过冷却三辊压辊，牵引速度190rpm，温度控制在15℃，定厚，调控A层和B层厚度比例1:1，得到卷材粗品。收卷，使用真空铝箔袋进行包装，得到卷材成品。
实施例5
将715g TPU，65g LDPE，140g再生料，25g马来酸酐接枝SEBS，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为A层配方料；将725gABS,125g二次料，45g马来酸酐接枝SEBS， 38g丁苯胶，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为B层配方料。
将A层和B层的配方料分别加入到不同搅拌设备中，混合均匀，得到A层和/或B层混合料。然后将A配方料在92℃下干燥3h，B配方料在87℃下干燥4h。分温度区熔化A层和 B层配方料。熔化后的配方料经过安装有双层共挤分流器的双螺杆挤出机挤出，设定双螺杆挤出机的长径比为60:1，模具温度195℃，螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为183℃、 183℃、182℃、180℃、181℃、184℃和185℃；螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为205℃、210℃、220℃、225℃、220℃和223℃。挤出后过冷却三辊压辊，牵引速度190rpm，温度控制在19℃，定厚，调控A层和B层厚度比例1:1，得到卷材粗品。收卷，使用真空铝箔袋进行包装，得到卷材成品。
实施例6
将630g TPU，60g LDPE，160g再生料，35g马来酸酐接枝SEBS，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为A层配方料；将760gABS,160g二次料，47g马来酸酐接枝SEBS， 42g丁苯胶，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为B层配方料。
将A层和B层的配方料分别加入到不同搅拌设备中，混合均匀，得到A层和/或B层混合料。然后将A配方料在91℃下干燥4h，B配方料在89℃下干燥5h。分温度区熔化A层和 B层配方料。熔化后的配方料经过安装有双层共挤分流器的双螺杆挤出机挤出，设定双螺杆挤出机的长径比为60:1，模具温度195℃，螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为183℃、 183℃、182℃、180℃、181℃、184℃和185℃；螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为205℃、 211℃、220℃、224℃、225℃和225℃。挤出后过冷却三辊压辊，牵引速度190rpm，温度控制在17℃，定厚，调控A层和B层厚度比例1:1，得到卷材粗品。收卷，使用真空铝箔袋进行包装，得到卷材成品。
实施例7
将646g TPU，47g LDPE，145g再生料，33g马来酸酐接枝SEBS，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为A层配方料；将746gABS,148g二次料，48g马来酸酐接枝SEBS， 39g丁苯胶，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为B层配方料。
将A层和B层的配方料分别加入到不同搅拌设备中，混合均匀，得到A层和/或B层混合料。然后将A配方料在93℃下干燥4h，B配方料在88℃下干燥5h。分温度区熔化A层和 B层配方料。熔化后的配方料经过安装有双层共挤分流器的双螺杆挤出机挤出，设定双螺杆挤出机的长径比为60:1，模具温度195℃，螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为183℃、 183℃、182℃、180℃、181℃、184℃和185℃；螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为201℃、 210℃、219℃、220℃、222℃和223℃。挤出后过冷却三辊压辊，牵引速度190rpm，温度控制在15℃，定厚，调控A层和B层厚度比例1:1，得到卷材粗品。收卷，使用真空铝箔袋进行包装，得到卷材成品。
对比例1
将650g TPU，50g LDPE，150g再生料，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为A层配方料；将750gABS,150g二次料，40g丁苯胶，10g分散剂，10g增塑剂和10g润滑剂混合成为B层配方料。
将A层和B层的配方料分别加入到不同搅拌设备中，混合均匀，得到A层和/或B层混合料。然后将A配方料在95℃下干燥4h，B配方料在85℃下干燥5h。分温度区熔化A层和 B层配方料。熔化后的配方料经过安装有双层共挤分流器的双螺杆挤出机挤出，设定双螺杆挤出机的长径比为60:1，模具温度195℃，螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为183℃、 183℃、182℃、180℃、181℃、184℃和185℃；螺杆机筒中A层7个温度区分别设置为204℃、 210℃、217℃、223℃、224℃和224℃。挤出后过冷却三辊压辊，牵引速度190rpm，温度控制在20℃，定厚，调控A层和B层厚度比例1:1，得到卷材粗品。收卷，使用真空铝箔袋进行包装，得到卷材成品。
效果评价
对实施例1-3和对比例1制得的A/B双层工程合金塑料卷材对以下性能进行检测：A/B 层脱层情况，TPU层沾辊情况，材料厚度测量，硬度，拉伸强度，卷材外观，成型吸塑性能对比。
脱层以实际现场撕拉情况为准；TPU沾辊情况以现场冷却三辊牵引结果观察判断；材料厚度以千分尺厚度仪器测量；硬度测定参考ISO 7619 Shore A；拉伸应力是以德国标准 DIN53504为参考，在70℃，168h常温老化的情况下测定；卷材外观测定以肉眼可视工程合金塑料卷材的光滑度、无横纹或竖纹为合格。成型(真空吸塑)以托盘的完整度为准。表征结果记录在表1中。
表1 A/B双层工程合金塑料卷材性能测试分析表
从表1中可以看出，本发明制备得到的A/B双层工程合金塑料卷材性能优异，具有良好的耐磨性，硬度、刚性，成功地将TPU层和ABS层进行了复合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种A/B双层工程合金塑料卷材，其特征在于，包括A层和B层：
所述A层按重量份数由以下材料制成：70-80份TPU和/或LDPE、10-20份二次料、1-6份马来酸酐接枝SEBS和1-3份高分子助剂；
所述B层按重量份数由以下材料制成：70-80份ABS、10-20份二次料、1-6份马来酸酐接枝SEBS、1-3份丁苯胶和1-3份高分子助剂；
所述二次料为A/B双层工程合金塑料卷材制备过程中产生的边角料、回收料和再生料中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的A/B双层工程合金塑料卷材，其特征在于，所述高分子助剂为黑色色母粒、分散剂、增塑剂和润滑剂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的A/B双层工程合金塑料卷材，其特征在于，所述A层中二次料与全新料的质量比为5-15％。
4.根据权利要求1所述的A/B双层工程合金塑料卷材，其特征在于，所述B层中二次料与ABS的质量比为15-25％。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的A/B双层工程合金塑料卷材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将A层和B层的材料分别混匀、干燥，得到A层和B层混合料；
(2)分温度区熔化A层和B层混合料，得到熔化的物料A和物料B；
(3)将熔化的物料A经过双螺杆挤出机副机挤出，物料B经过双螺杆挤出机主机挤出，得到成型的物料A和物料B；
(4)将所述成型的物料A和物料B压辊，得到卷材粗品；
(5)收卷，得到所述A/B双层工程合金塑料卷材。
6.根据权利要求5所述的A/B双层工程合金塑料卷材的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，A层材料在90-100℃下干燥3-5h，B层材料在80-90℃下干燥4-6h。
7.根据权利要求5所述的A/B双层工程合金塑料卷材的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，A层混合料在螺杆机筒中A层进行融化，所述螺杆机筒中A层分为7个温度区，温度设置均为180-185℃。
8.根据权利要求5所述A/B双层工程合金塑料卷材的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，B层混合料在螺杆机筒中B层进行融化，所述螺杆机筒中B层分为7个温度区，温度分别设置为200-205℃、205-215℃、215-220℃、220-225℃、220-225℃、220-225℃和200-225℃。
9.根据权利要求5所述A/B双层工程合金塑料卷材的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，A层和B层厚度比为1:0.94-1.06。
10.根据权利要求5所述A/B双层工程合金塑料卷材的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，压辊的温度为15-20℃。
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