一種電鍍pc/abs合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電鍍PC/ABS合合材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚碳酸酯(英文名Polycarbonate，簡(jiǎn)稱PC)，是一種無(wú)色透明的無(wú)定性非晶型的熱 塑性高分子材料。其具有高強(qiáng)度、高韌性、高抗熱性、優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性 及耐化學(xué)腐蝕性;還具有自熄、易增強(qiáng)、阻燃、無(wú)毒、衛(wèi)生、易著色、抗震等優(yōu)異性能，廣泛用 于玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)中的照明、儀表盤(pán)系統(tǒng)、電子電氣工業(yè)中的插座、外殼、建筑材料中 空陽(yáng)光板、家庭民用品中的光盤(pán)和飲用水容器等領(lǐng)域。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由 丙稀腈，丁二稀和苯乙稀組成的三元共聚物(英文名為acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer，簡(jiǎn)稱ABS)，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具 有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金 屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。
[0003] 具有良好電鍍性能的ABS和PC/ABS，被廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾的設(shè)計(jì)，包括散熱格 柵、車門(mén)把手、車標(biāo)及儀表板飾條內(nèi)外等，提高了汽車外觀感高質(zhì)感。由于ABS耐熱性不高、 沖擊韌性差，高性能的電鍍PC/ABS更是大受歡迎。但相關(guān)技術(shù)電鍍PC/ABS在生產(chǎn)過(guò)程中良 率低，主要表現(xiàn)在鍍層附著力差，電鍍后鍍件性能下降變脆。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種電鍍PC/ABS合金材料，該電鍍PC/ABS合金材料 中添加有機(jī)硅橡膠聚合物，并充分利用各原料之間的協(xié)同作用，對(duì)各原料含量的優(yōu)化處理， 提高了PC/ABS合金材料的耐化性和韌性，防止粗化電鍍后變硬、脆化開(kāi)裂。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種電鍍PC/ABS合金材料，按質(zhì)量份計(jì)，主要由以下原料制備而成： 聚碳酸酯樹(shù)脂 30~70份； SAN樹(shù)脂 15~35份；
[0007] ABS樹(shù)臘 10~40份； 有機(jī)硅橡膠聚合物 1~10份。
[0008]優(yōu)選地，按質(zhì)量份計(jì)，所述原料還包含三元乙烯共聚物〇. 2~5份；
[0009]優(yōu)選地，所述原料還包含抗氧劑0.1~1份和潤(rùn)滑劑0.2~1份。
[0010] 其中，聚碳酸酯可以為30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份和70份等， SAN樹(shù)脂可以為15份、18份、20份、22份、25份、27份、30份、32份和35份等，ABS樹(shù)脂可以為10 份、12份、15份、20份、25份、30份、35份和40份等，有機(jī)硅橡膠聚合物1份、2份、3份、4份、5份、 6份、7份、8份、9份和10份，三元乙烯共聚物可以為0.2份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3 份、3.5份、4份、4.5份和5份等，抗氧劑可以為0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7 份、0.8份、0.9份和1份等，潤(rùn)滑劑可以為0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、 0.9份和1份等。
[0011]造成PC/ABS鍍層附著力差，電鍍后鍍件性能下降變脆原因一方面由于為了提高韌 性而提高PC含量和采用MBS作為相容增韌劑造成的，另一方面由于PC分子鏈的剛性較大，空 間位阻高、容易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂、缺口敏感性大、不耐溶劑，其電鍍性能差，在電鍍前的粗化工 序采取提高粗化溫度和時(shí)間來(lái)使塑料表面氧化溶解，進(jìn)行表面膨脹粗化成內(nèi)鎖的凹洞微孔 以提高電鍍附著力，由于粗化采用的高濃度強(qiáng)氧化性酸濃硫酸和鉻酸，對(duì)PC和MBS產(chǎn)生強(qiáng)大 內(nèi)應(yīng)力和破壞作用，導(dǎo)致韌性變差變脆。相關(guān)技術(shù)中采用有機(jī)硅油提高耐化性能，有機(jī)硅油 與體系相容性較差而迀移到表面，以提高其耐化性。而本發(fā)明中添加的有機(jī)硅橡膠聚合物 有別于有機(jī)硅油，有機(jī)硅橡膠聚合物具有增加韌性和耐腐蝕性的功能，提高了PC/ABS合金 材料的韌性，在電鍍粗化工序過(guò)程對(duì)PC分子鏈進(jìn)行有效保護(hù)免遭強(qiáng)氧化劑及其有機(jī)溶劑的 破壞，防止電鍍后產(chǎn)品變硬、變脆，提高了產(chǎn)品的耐化學(xué)性能；另外添加了三元乙烯共聚物， 改善了PC的內(nèi)應(yīng)力以及與SAN、ABS的相容性，提高PC/ABS合金材料的沖擊性能，同時(shí)增強(qiáng) PC/ABS合金材料與鍍層間的附著力和電鍍質(zhì)量。
[0012] 優(yōu)選地，按質(zhì)量份計(jì)，主要由以下原料制備而成： 聚碳酸酯樹(shù)脂 40~60份； SAN樹(shù)脂 20~30份; ABS樹(shù)脂 15~35份；
[0013]有機(jī)硅橡膠聚合物 2~7份； 三元乙烯共聚物 1~3份； 抗氧劑 0.2~0.6份； 潤(rùn)滑劑 0.4~0.6份《
[0014]優(yōu)選地，所述聚碳酸酯樹(shù)脂為線型雙酚A聚碳酸酯，所述聚碳酸酯樹(shù)脂分子量為 18000~40000Da;
[0015]優(yōu)選地，所述SAN樹(shù)脂中苯乙烯含量為SAN樹(shù)脂的60~90wt%，所述SAN樹(shù)脂中丙烯 腈含量為SAN樹(shù)脂的10~40wt%。
[0016]優(yōu)選地，所述ABS樹(shù)脂為丁二稀含量為40~75wt%的丙稀腈-丁二稀-苯乙稀共聚 物和/或丁二烯含量40wt%以上的高膠粉。
[0017]所述三元乙烯共聚物為乙烯-丙烯酸酯-甲基縮水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸-馬 來(lái)酸酐共聚物或丁二烯-苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或至少兩種的混合物，優(yōu)選為 乙烯-丙烯酸酯-甲基縮水甘油酯共聚物；
[0018]優(yōu)選地，所述有機(jī)硅橡膠聚合物為以有機(jī)硅為核、甲基丙烯酸或SAN為殼的核殼型 結(jié)構(gòu)有機(jī)硅橡膠增韌劑。
[0019]本發(fā)明中的有機(jī)硅橡膠聚合物為以有機(jī)硅為核、甲基丙烯酸或SAN為殼的有機(jī)硅 橡膠核殼型結(jié)構(gòu)增韌劑，其表面包覆甲基丙烯酸或SAN與PC/ABS體系中SAN樹(shù)脂相互接合， 使有機(jī)硅橡膠聚合物中含有的橡膠與PC/ABS體系中的樹(shù)脂具有很好相容性，并形成網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，同時(shí)使有機(jī)硅深入各組份充分分散和相容，增強(qiáng)粗化工序時(shí)防止高濃度強(qiáng)氧化性酸對(duì) 塑料產(chǎn)生的強(qiáng)大內(nèi)應(yīng)力和破壞作用力，對(duì)其他組份份起到保護(hù)作用，從而提高良率從而使 合金材料具有更高韌性和耐化學(xué)物質(zhì)腐蝕的能力;三元乙烯共聚物中的丙烯酸酯和甲基縮 水甘油酯與有機(jī)硅橡膠聚合物中的甲基丙烯酸或SAN相容，為其他組份提供更佳的熔體接 合強(qiáng)度，在高溫和高分散型螺桿組合作用下，各組份充分共混、相容均勻分散，使有機(jī)硅橡 膠聚合物均勻分布于各組份之間，防止出現(xiàn)架橋絮凝影響產(chǎn)品鍍層質(zhì)量，提高PC/ABS合金 材料與鍍層間的附著力以及產(chǎn)品的耐化學(xué)性能。
[0020] 優(yōu)選地，所述抗氧劑為有機(jī)亞磷酸酯類抗氧劑和/或受阻酚類抗氧劑；
[0021 ]優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。
[0022]本發(fā)明另一方面提供一種制備上述電鍍PC/ABS合金材料的方法，采用該方法制備 的電鍍PC/ABS合金材料提高了PC/ABS合金材料的耐化性，防止粗化電鍍后變硬、脆化開(kāi)裂。 [0023]-種制備上述電鍍PC/ABS合金材料的方法，包括以下步驟：
[0024](1)將聚碳酸酯樹(shù)脂、SAN樹(shù)脂、ABS樹(shù)脂、三元乙烯共聚物份、任選地有機(jī)硅橡膠聚 合物、任選地抗氧劑和任選地潤(rùn)滑劑按配方量攪拌均勻，制得混合物；
[0025](2)將所述混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行加熱熔融和擠出造粒，制得電鍍PC/ABS合金材料。
[0026]優(yōu)選地，在步驟(1)之前，還包括步驟(Γ)在雙螺桿擠出機(jī)的混煉和均化段采用嚙 合塊與ZME型齒狀螺紋元件組合成高分散性的螺桿。
[0027]本發(fā)明采用高分散型的螺桿螺紋技術(shù)，使各組份均勻分散于不同相的共混體系中 并提高各相間相容性、均勻分布的穩(wěn)定性，從而防止某一組份出現(xiàn)架橋絮凝，造成表面起泡 和出現(xiàn)異點(diǎn)影響鍍層質(zhì)量。在粗化處理時(shí)，使表面形成均勻致密的微晶孔易于活性膠體和 鍍層的吸附，進(jìn)一步增加鍍層附著力均勻性，從而提高產(chǎn)品電鍍后的良率。
[0028]優(yōu)選地，步驟(2)具體過(guò)程為:將所述混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)中，在真空壓力 為-0.04~-0.IMpa、轉(zhuǎn)速為300~800r/min條件下，進(jìn)行加熱熔融、共混塑化和剪切分散，在 220~250°C下擠出造粒，經(jīng)牽引拉條、水槽冷卻、脫水和切粒，制得電鍍PC/ABS合金材料。
[0029]本發(fā)明中真空壓力為-0.04~-0.IMPa，確?；旌衔镏械头肿雍退荼怀樽撸档?共混物中內(nèi)部低分子和水份的含量，減少低分子和水份對(duì)產(chǎn)品應(yīng)力的影響。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的電鍍PC/ABS合金材料中添加有機(jī) 硅橡膠聚合物，并充分利用各原料之間的協(xié)同作用，對(duì)各原料含量的優(yōu)化處理，提高了PC/ ABS合金材料的耐化性和韌性，防止粗化電鍍后變硬、脆化開(kāi)裂。
【具