本發明涉及的是一種高分子材料技術領域技術改性與方法,具體涉及一種耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料及制備方法。
背景技術:
聚碳酸酯(pc)是一種性能突出的工程塑料,具有較高的沖擊韌性、耐熱性、剛性、抗蠕變、同時具有優異的尺寸穩定性好,但加工流動性不好;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)是一種性能優良、用途廣泛的工程塑料,具有沖擊強度高、易于成型加工等的優良特點,但同時也存在耐熱性不高。pc/abs合金綜合了pc、abs各自優點,性能形成互補,廣泛應用于機械工業、汽車工業、電子電器工業、儀器儀表工業、紡織工業和建筑工業等。常規電鍍pc/abs合金材料要求abs中丁二烯b含量高,合金材料中b含量在18-25%利于電鍍,廣泛應用于汽車上外門把手、內門扣手、飾條、飾圈等制件。但在冬天天氣氣溫比較低時,尤其是我國東北地區、全球北緯緯度比較高的地區,汽車外門電鍍把手等制件由于開合門時受到人們長時間持久的大力暴拉,常規電鍍pc/abs合金的制件此時容易出現拉斷現象,則研究開發生產耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金具有廣泛應用前景。
技術實現要素:
本發明所要解決的技術問題是:
①針對背景技術中存在的常規電鍍pc/abs合金材料在低溫受到大力暴拉時容易出現拉斷現象缺陷;
②本發明對電鍍pc/abs合金進行耐低溫暴拉改性,使得材料具有優異的低溫及常溫拉伸強度、低溫及常溫斷裂伸長率,由于則具優異的低溫及常溫斷裂伸長率則該電鍍pc/abs合金材料具有優異低溫及常溫延展性。則該電鍍pc/abs合金材料不僅具有良好電鍍性能,同時具有優異的低溫及常溫暴拉性能,特別適用于低溫受到長時間持久大力暴拉的外門把手、內門扣手等制品,使得制品使用溫度更低,地理應用范圍更廣。
針對本發明所要解決的技術問題,本發明提供一種耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料,包括pc、abs、abs-g-mah相容劑、丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑、聚有機硅氧烷、抗氧化劑168、潤滑劑。
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料,由以下重量份的原料組成:pc45-50重量份、abs45-50重量份、abs-g-mah相容劑4-8重量份、丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑2-5重量份、聚有機硅氧烷3-5重量份、抗氧化劑1680.1-0.3重量份、潤滑劑0.1-0.3重量份。
所述abs-g-mah相容劑為馬來酸酐接枝到abs苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物上的馬來酸酐接枝型相容劑,預選接枝率為0.8%-1.0%;所述潤滑劑選自液體石蠟、固體石蠟、硅烷聚合物、脂肪酸鹽、硬脂酸酰胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸酰胺、n,n-乙撐雙硬脂酸酰胺中一種或幾種混合物。
作為本發明的一個優選的技術方案,所述聚有機硅氧烷選自聚甲基倍半硅氧烷、聚苯基甲基倍半硅氧烷、聚苯基二甲基倍半硅氧烷中一種或幾種共混物。
作為本發明的另一個優選的技術方案,所述聚有機硅氧烷為含磷聚有機硅氧烷,所述含磷聚有機硅氧烷的制備過程為:在反應容器中加入9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷,9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷的質量比為(1.15-1.5):1,攪拌升溫至100-106℃,攪拌轉速為300-500轉/分鐘,反應8-10小時;將反應液降溫至80-85℃,加入質量分數為4-5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液與9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的質量比為(0.1-0.2):1,在氮氣保護下反應8-10小時;停止通氮氣,對反應體系在80-85℃、真空度為-0.095~-0.09mpa的條件下保持5-6小時,得到低聚含磷硅醇;在反應容器中加入低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷,低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷的重量比為1:(1.2-1.5),混合后升溫至80-90℃,加入質量分數為4-5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液重量為低聚含磷硅醇的3-5%,在氮氣保護下以300-500轉/分鐘的轉速攪拌12-24小時,隨后加入六甲基二硅氧烷,六甲基二硅氧重量為低聚含磷硅醇的10-20%,繼續以300-500轉/分鐘的轉速攪拌12-24小時,停止通氮氣,對反應體系在80-90℃、真空度為-0.095~-0.09mpa的條件下保持6-8小時,得到含磷聚有機硅氧烷。
在一些實施例方式中,所述核-殼結構丙烯酸酯有機硅類增韌劑,殼結構由丙烯酸酯類有機硅單體接枝形成,核結構為交聯的丁二烯-苯乙烯共聚物。
在一些實施例方式中,所述丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑為聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物和/或聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
所述聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物的制備過程為:
(1)制備聚有機硅氧烷溶液:向反應容器中依次加入去離子水和乳化劑,乳化劑用量占去離子水重量的0.75-1%,攪拌升溫至80-85℃,攪拌轉速為250-400轉/分鐘;隨后將有機硅單體加入到反應容器中,有機硅單體與去離子水的重量比為1:(3-5),所述有機硅單體為八甲基環四硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷、六甲基二硅氧烷以質量比(1-3):(1-3):(0.5-1)混合均勻而成的混合物,于80-85℃反應5-6小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚有機硅氧烷乳液;
(2)用質量分數3-7%的naoh水溶液調節聚有機硅氧烷乳液的ph值至7-8,在氮氣氣氛下攪拌升溫至80-85℃,攪拌轉速為250-400轉/分鐘,得到核乳液;將甲基丙烯酸甲酯單體加入核乳液中溶脹30-40分鐘后,甲基丙烯酸甲酯單體與有機硅單體的質量比為(4-5):1,加入引發劑k2s2o8,k2s2o8用量為甲基丙烯酸甲酯單體重量的0.5-0.6%,加料完畢后反應4-5小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液;
(3)將聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液用質量分數為20-25%的氯化鉀水溶液破乳,以2000-3000轉/分鐘的轉速離心15-20分鐘,棄上清液,將沉淀用去離子水洗滌后,沉淀與去離子水的質量比為1:(500-800),于60-70℃、真空度-0.09~-0.08mpa的條件下干燥12-24小時,得到聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
所述聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的制備過程為:
(1)制備聚有機硅氧烷溶液:向反應容器中依次加入去離子水和乳化劑,乳化劑用量占去離子水重量的0.75-1%,攪拌升溫至80-85℃,攪拌轉速為250-400轉/分鐘;隨后將有機硅單體加入到反應容器中,有機硅單體與去離子水的重量比為1:(3-5),所述有機硅單體為八甲基環四硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷、六甲基二硅氧烷以質量比(1-3):(1-3):(0.5-1)混合均勻而成的混合物,于80-85℃反應5-6小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚有機硅氧烷乳液;
(2)用質量分數3-7%的naoh水溶液調節聚有機硅氧烷乳液的ph值至7-8,在氮氣氣氛下攪拌升溫至80-85℃,攪拌轉速為250-400轉/分鐘,得到核乳液;將苯乙烯單體加入核乳液中溶脹30-40分鐘后,苯乙烯單體與有機硅單體的質量比為(2-3):1,加入引發劑k2s2o8,k2s2o8用量為苯乙烯單體重量的0.3-0.5%,加料完畢后反應4-5小時;再將甲基丙烯酸甲酯單體加入核乳液中溶脹30-40分鐘后,甲基丙烯酸甲酯單體與有機硅單體的質量比為(2-4):1,加入引發劑k2s2o8,k2s2o8用量為甲基丙烯酸甲酯單體重量的0.3-0.5%,加料完畢后繼續反應4-5小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液;
(3)將聚硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液用質量分數為20-25%的氯化鉀水溶液破乳,以2000-3000轉/分鐘的轉速離心15-20分鐘,棄上清液,將沉淀用去離子水洗滌后,沉淀與去離子水的質量比為1:(500-800),于60-70℃、真空度-0.09~-0.08mpa的條件下干燥12-24小時,得到聚硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
優選地,所述丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑為聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的混合物,其中聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的質量比為3:2。
本發明還提供一種耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料的制備方法,包括以下步驟:
s1按配比稱取合金材料的各組分;
s2將各組分以100-150轉/分鐘的轉速混合5-10分鐘,得到混合料;
s3將混合料投入擠出機料斗內,然后通過擠出機熔融反應擠出,切粒冷卻,得到耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金;
所述雙螺桿擠出機內溫度共分9區段,設定溫度分別為170-180℃、200-210℃、220-230℃、230-240℃、230-240℃、240-250℃、245-255℃、245-255℃、240-250℃,螺桿轉速為200-500轉/分鐘。
本發明的有益效果:
(1)添加聚有機硅氧烷改性之后的電鍍pc/abs合金具有較高的低溫及常溫拉伸強度;
(2)添加丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑改性之后的電鍍pc/abs合金具有較高的低溫及常溫拉伸強度;
(3)聚有機硅氧烷與丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑對電鍍pc/abs合金低溫及常溫拉伸強度的提高具有協同作用;
(4)添加丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑改性之后的電鍍pc/abs合金具有較高的低溫及常溫斷裂伸長率,即具有優異的低溫及常溫延展性;
(5)該電鍍pc/abs合金具有較高的低溫拉伸強度、低溫延展性,使得合金材料具有優異的耐低溫暴拉性能;
(6)同時不影響電鍍性能,特別適用于低溫受到長時間持久大力暴拉的外門把手、內門扣手等制品,使得制品使用溫度更低,地理應用范圍更廣。具體實施方式
實施例中各原料介紹:
pc,采用雙酚a型聚碳酸酯,所述雙酚a型聚碳酸酯的粘均分子量在15000-25000g/mol。實施例中具體采用德國科思創公司提供的牌號為pc2805的聚碳酸酯。使用前pc在100℃干燥5小時。
abs,即苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物,所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物的數均分子量為80000-150000g/mol,其中苯乙烯的質量含量為20-40%,丁二烯的質量含量為40-60%,丙烯腈的質量含量為10-30%,實施例中具體采用臺灣奇美實業股份有限公司提供的牌號為pa-757的abs。使用前abs在90℃干燥6小時。
abs-g-mah相容劑,具體采用上海日之升科技有限公司提供的abs-g-mah相容劑。
抗氧化劑168,化學名稱:亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯,cas號:31570-04-4,購自淄博齊翔石油化工集團有限公司。
潤滑劑,具體采用德國科寧提供的牌號為loxiolp861/3.5的潤滑劑。
9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物,cas號:35948-25-5,購自鄭州阿爾法化工有限公司。
乙烯基二甲氧基硅烷,cas號:16753-62-1,購自山東萬達有機硅新材料有限公司。
ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷,參考昌偉碩士學位論文《α、ω二羥基聚二甲基硅氧烷新合成方法及其室溫硫化硅橡膠的制備》合成。
四甲基氫氧化銨,cas號:10424-65-4,購自武漢科美沃化工有限公司。
雙螺桿擠出機,購自上海新星雙螺桿機械有限公司,型號為sjsz92/188。
注塑機,購自上海柳山機械有限公司,型號為a-s150ia。
懸臂梁沖擊試驗機,購自揚州市賽斯檢設備有限公司,型號為smt-3002i。
萬能材料試驗機,購自東莞市廣測自動化設備有限公司,型號為gc-wd-1000。
十二烷基苯磺酸,cas號:27176-87-0,購自上海瀚鴻科技股份有限公司。
八甲基環四硅氧烷,cas號:556-67-2,購自杭州杰恒化工有限公司。
四甲基四乙烯基環四硅氧烷,cas號:2554-06-5,購自上海邁瑞爾化學技術有限公司。
六甲基二硅氧烷,cas號:107-46-0,購自武漢科美沃化工有限公司。
甲基丙烯酸甲酯,cas號:80-62-6,購自南京艾康化工有限公司。
k2s2o8,cas號:7727-21-1,購自永華化學科技(江蘇)有限公司。
苯乙烯,具體采用阿拉丁試劑有限公司提供的牌號為158k的苯乙烯。
實施例1-8、對比例1-2
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料的制備方法包括以下步驟:
s1按配比稱取合金材料的各組分;
s2將各組分以150轉/分鐘的轉速混合10分鐘,得到混合料;
s3將混合料投入雙螺桿擠出機料斗內,所述雙螺桿擠出機內溫度共分9區段,設定溫度分別為180℃、210℃、230℃、240℃、240℃、250℃、255℃、255℃、250℃,螺桿轉速為300轉/分鐘,得到耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金。
聚有機硅氧烷,具體采用東芝集團提供的型號為tospearl-120、平均粒徑2微米的球狀聚有機硅氧烷。
丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑,具體采用日本三菱麗陽株式會社提供的型號為s-2030的丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑。
23℃暴拉力(n)的測試方法及參照標準;所述23℃暴拉力測試按大眾汽車標準pv3644進行測試,測試環境箱溫度23±5℃,測試速度根據制品情況選擇100mm/min。
-40℃暴拉力(n)的測試方法及參照標準;所述暴拉力測試按大眾汽車標準pv3644進行測試,測試環境箱溫度-40℃,測試速度根據制品情況選擇100mm/min。
所述電鍍結合力測試表征,將制備的電鍍pc/abs合金切割成寬度為10mm的樣品,用剝離儀器按gb/t2792測試制備的電鍍pc/abs合金制品的剝離結合力,測試速度為100mm/min,得到力和距離的曲線,取平臺區的平均值為平均電鍍剝離結合力。
表1耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料組分含量及測試結果表
實施例9耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料及其制備
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料配方為:pc50重量份、abs45重量份、abs-g-mah相容劑5重量份、丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑5重量份、含磷聚有機硅氧烷5重量份、抗氧化劑1680.2重量份、潤滑劑0.2重量份。
丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑,具體采用日本三菱麗陽株式會社提供的型號為s-2030的丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑。
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料的制備方法包括以下步驟:
s1按配比稱取合金材料的各組分;
s2將各組分以150轉/分鐘的轉速混合10分鐘,得到混合料;
s3將混合料投入雙螺桿擠出機料斗內,所述雙螺桿擠出機內溫度共分9區段,設定溫度分別為180℃、210℃、230℃、240℃、240℃、250℃、255℃、255℃、250℃,螺桿轉速為300轉/分鐘,混合料受熱熔化,在雙螺桿擠出機的螺桿推動下,進行物理和化學反應,經孔狀口模流出,經切料機熱切成3×3mm的圓柱狀顆粒,通過風筒冷卻后,得到耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金。
所述含磷聚有機硅氧烷的制備過程為:
在反應容器中加入9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷,9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷的質量比為1.2:1,攪拌升溫至105℃,攪拌轉速為300轉/分鐘,反應8小時;將反應液降溫至80℃,加入質量分數為5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液與9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的質量比為0.15:1,在氮氣保護下反應10小時;停止通氮氣,對反應體系在80℃、真空度為-0.09mpa的條件下保持6小時,得到低聚含磷硅醇;在反應容器中加入低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷,低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷的重量比為1:1.5,混合后升溫至80℃,加入質量分數為5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液重量為低聚含磷硅醇的3%,在氮氣保護下以300轉/分鐘的轉速攪拌24小時,隨后加入六甲基二硅氧烷,六甲基二硅氧重量為低聚含磷硅醇的10%,繼續以300轉/分鐘的轉速攪拌12小時,停止通氮氣,對反應體系在80℃、真空度為-0.09mpa的條件下保持6小時,得到含磷聚有機硅氧烷。
實施例10耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料及其制備
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料配方為:pc50重量份、abs45重量份、abs-g-mah相容劑5重量份、丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑5重量份、含磷聚有機硅氧烷5重量份、抗氧化劑1680.2重量份、潤滑劑0.2重量份。
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料的制備方法包括以下步驟:
s1按配比稱取合金材料的各組分;
s2將各組分以150轉/分鐘的轉速混合10分鐘,得到混合料;
s3將混合料投入雙螺桿擠出機料斗內,所述雙螺桿擠出機內溫度共分9區段,設定溫度分別為180℃、210℃、230℃、240℃、240℃、250℃、255℃、255℃、250℃,螺桿轉速為300轉/分鐘,混合料受熱熔化,在雙螺桿擠出機的螺桿推動下,進行物理和化學反應,經孔狀口模流出,經切料機熱切成3×3mm的圓柱狀顆粒,通過風筒冷卻后,得到耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金。
所述含磷聚有機硅氧烷的制備過程為:
在反應容器中加入9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷,9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷的質量比為1.2:1,攪拌升溫至105℃,攪拌轉速為300轉/分鐘,反應8小時;將反應液降溫至80℃,加入質量分數為5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液與9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的質量比為0.15:1,在氮氣保護下反應10小時;停止通氮氣,對反應體系在80℃、真空度為-0.09mpa的條件下保持6小時,得到低聚含磷硅醇;在反應容器中加入低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷,低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷的重量比為1:1.5,混合后升溫至80℃,加入質量分數為5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液重量為低聚含磷硅醇的3%,在氮氣保護下以300轉/分鐘的轉速攪拌24小時,隨后加入六甲基二硅氧烷,六甲基二硅氧重量為低聚含磷硅醇的10%,繼續以300轉/分鐘的轉速攪拌12小時,停止通氮氣,對反應體系在80℃、真空度為-0.09mpa的條件下保持6小時,得到含磷聚有機硅氧烷。
所述丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑為聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物,所述聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物的制備過程為:
(1)制備聚有機硅氧烷溶液:向反應容器中依次加入去離子水和十二烷基苯磺酸,十二烷基苯磺酸用量占去離子水重量的0.75%,攪拌升溫至80℃,攪拌轉速為400轉/分鐘;隨后將有機硅單體加入到反應容器中,有機硅單體與去離子水的重量比為1:5,所述有機硅單體為八甲基環四硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷、六甲基二硅氧烷以質量比3:3:1混合均勻而成的混合物,于80℃反應6小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚有機硅氧烷乳液;
(2)用質量分數5%的naoh水溶液調節聚有機硅氧烷乳液的ph值至7,在氮氣氣氛下攪拌升溫至85℃,攪拌轉速為250轉/分鐘,得到核乳液;將甲基丙烯酸甲酯單體加入核乳液中溶脹30分鐘后,甲基丙烯酸甲酯單體與有機硅單體的質量比為5:1,加入引發劑k2s2o8,k2s2o8用量為甲基丙烯酸甲酯單體重量的0.5%,加料完畢后反應4小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液;
(3)將聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液用質量分數為20%的氯化鉀水溶液破乳,以2000轉/分鐘的轉速離心15分鐘,棄上清液,將沉淀用去離子水洗滌后,沉淀與去離子水的質量比為1:800,于60℃、真空度-0.09mpa的條件下干燥24小時,得到聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
實施例11耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料及其制備
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料配方為:pc50重量份、abs45重量份、abs-g-mah相容劑5重量份、丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑5重量份、含磷聚有機硅氧烷5重量份、抗氧化劑1680.2重量份、潤滑劑0.2重量份。
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料的制備方法包括以下步驟:
s1按配比稱取合金材料的各組分;
s2將各組分以150轉/分鐘的轉速混合10分鐘,得到混合料;
s3將混合料投入雙螺桿擠出機料斗內,所述雙螺桿擠出機內溫度共分9區段,設定溫度分別為180℃、210℃、230℃、240℃、240℃、250℃、255℃、255℃、250℃,螺桿轉速為300轉/分鐘,混合料受熱熔化,在雙螺桿擠出機的螺桿推動下,進行物理和化學反應,經孔狀口模流出,經切料機熱切成3×3mm的圓柱狀顆粒,通過風筒冷卻后,得到耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金。
所述含磷聚有機硅氧烷的制備過程為:
在反應容器中加入9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷,9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷的質量比為1.2:1,攪拌升溫至105℃,攪拌轉速為300轉/分鐘,反應8小時;將反應液降溫至80℃,加入質量分數為5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液與9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的質量比為0.15:1,在氮氣保護下反應10小時;停止通氮氣,對反應體系在80℃、真空度為-0.09mpa的條件下保持6小時,得到低聚含磷硅醇;在反應容器中加入低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷,低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷的重量比為1:1.5,混合后升溫至80℃,加入質量分數為5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液重量為低聚含磷硅醇的3%,在氮氣保護下以300轉/分鐘的轉速攪拌24小時,隨后加入六甲基二硅氧烷,六甲基二硅氧重量為低聚含磷硅醇的10%,繼續以300轉/分鐘的轉速攪拌12小時,停止通氮氣,對反應體系在80℃、真空度為-0.09mpa的條件下保持6小時,得到含磷聚有機硅氧烷。
所述丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑為聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物,所述聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的制備過程為:
(1)制備聚有機硅氧烷溶液:向反應容器中依次加入去離子水和十二烷基苯磺酸,十二烷基苯磺酸用量占去離子水重量的0.75%,攪拌升溫至80℃,攪拌轉速為400轉/分鐘;隨后將有機硅單體加入到反應容器中,有機硅單體與去離子水的重量比為1:5,所述有機硅單體為八甲基環四硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷、六甲基二硅氧烷以質量比3:3:1混合均勻而成的混合物,于80℃反應6小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚有機硅氧烷乳液;
(2)用質量分數5%的naoh水溶液調節聚有機硅氧烷乳液的ph值至7,在氮氣氣氛下攪拌升溫至85℃,攪拌轉速為250轉/分鐘,得到核乳液;將苯乙烯單體加入核乳液中溶脹30分鐘后,苯乙烯單體與有機硅單體的質量比為3:1,加入引發劑k2s2o8,k2s2o8用量為苯乙烯單體重量的0.3%,加料完畢后反應4小時;再將甲基丙烯酸甲酯單體加入核乳液中溶脹40分鐘后,丙烯酸酯單體與有機硅單體的質量比為3:1,加入引發劑k2s2o8,k2s2o8用量為丙烯酸酯單體重量的0.4%,加料完畢后繼續反應4小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚硅氧烷-苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液;
(3)將聚硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液用質量分數為20%的氯化鉀水溶液破乳,以2000轉/分鐘的轉速離心15分鐘,棄上清液,將沉淀用去離子水洗滌后,沉淀與去離子水的質量比為1:800,于60℃、真空度-0.09mpa的條件下干燥24小時,得到聚硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
實施例12耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料及其制備
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料配方為:pc50重量份、abs45重量份、abs-g-mah相容劑5重量份、丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑5重量份、含磷聚有機硅氧烷5重量份、抗氧化劑1680.2重量份、潤滑劑0.2重量份。
耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料的制備方法包括以下步驟:
s1按配比稱取合金材料的各組分;
s2將各組分以150轉/分鐘的轉速混合10分鐘,得到混合料;
s3將混合料投入雙螺桿擠出機料斗內,所述雙螺桿擠出機內溫度共分9區段,設定溫度分別為180℃、210℃、230℃、240℃、240℃、250℃、255℃、255℃、250℃,螺桿轉速為300轉/分鐘,混合料受熱熔化,在雙螺桿擠出機的螺桿推動下,進行物理和化學反應,經孔狀口模流出,經切料機熱切成3×3mm的圓柱狀顆粒,通過風筒冷卻后,得到耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金。
所述含磷聚有機硅氧烷的制備過程為:
在反應容器中加入9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷,9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和乙烯基二甲氧基硅烷的質量比為1.2:1,攪拌升溫至105℃,攪拌轉速為300轉/分鐘,反應8小時;將反應液降溫至80℃,加入質量分數為5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液與9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的質量比為0.15:1,在氮氣保護下反應10小時;停止通氮氣,對反應體系在80℃、真空度為-0.09mpa的條件下保持6小時,得到低聚含磷硅醇;在反應容器中加入低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷,低聚含磷硅醇和ɑ,ω-二羥基二甲基硅烷的重量比為1:1.5,混合后升溫至80℃,加入質量分數為5%的四甲基氫氧化銨水溶液,四甲基氫氧化銨水溶液重量為低聚含磷硅醇的3%,在氮氣保護下以300轉/分鐘的轉速攪拌24小時,隨后加入六甲基二硅氧烷,六甲基二硅氧重量為低聚含磷硅醇的10%,繼續以300轉/分鐘的轉速攪拌12小時,停止通氮氣,對反應體系在80℃、真空度為-0.09mpa的條件下保持6小時,得到含磷聚有機硅氧烷。
所述丙烯酸酯有機硅核殼結構類增韌劑為聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的混合物,其中聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的質量比為3:2。
所述聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物的制備過程為:
(1)制備聚有機硅氧烷溶液:向反應容器中依次加入去離子水和十二烷基苯磺酸,十二烷基苯磺酸用量占去離子水重量的0.75%,攪拌升溫至80℃,攪拌轉速為400轉/分鐘;隨后將有機硅單體加入到反應容器中,有機硅單體與去離子水的重量比為1:5,所述有機硅單體為八甲基環四硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷、六甲基二硅氧烷以質量比3:3:1混合均勻而成的混合物,于80℃反應6小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚有機硅氧烷乳液;
(2)用質量分數5%的naoh水溶液調節聚有機硅氧烷乳液的ph值至7,在氮氣氣氛下攪拌升溫至85℃,攪拌轉速為250轉/分鐘,得到核乳液;將甲基丙烯酸甲酯單體加入核乳液中溶脹30分鐘后,甲基丙烯酸甲酯單體與有機硅單體的質量比為5:1,加入引發劑k2s2o8,k2s2o8用量為甲基丙烯酸甲酯單體重量的0.5%,加料完畢后反應4小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液;
(3)將聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液用質量分數為20%的氯化鉀水溶液破乳,以2000轉/分鐘的轉速離心15分鐘,棄上清液,將沉淀用去離子水洗滌后,沉淀與去離子水的質量比為1:800,于60℃、真空度-0.09mpa的條件下干燥24小時,得到聚硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
所述聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的制備過程為:
(1)制備聚有機硅氧烷溶液:向反應容器中依次加入去離子水和十二烷基苯磺酸,十二烷基苯磺酸用量占去離子水重量的0.75%,攪拌升溫至80℃,攪拌轉速為400轉/分鐘;隨后將有機硅單體加入到反應容器中,有機硅單體與去離子水的重量比為1:5,所述有機硅單體為八甲基環四硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷、六甲基二硅氧烷以質量比3:3:1混合均勻而成的混合物,于80℃反應6小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚有機硅氧烷乳液;
(2)用質量分數5%的naoh水溶液調節聚有機硅氧烷乳液的ph值至7,在氮氣氣氛下攪拌升溫至85℃,攪拌轉速為250轉/分鐘,得到核乳液;將苯乙烯單體加入核乳液中溶脹30分鐘后,苯乙烯單體與有機硅單體的質量比為3:1,加入引發劑k2s2o8,k2s2o8用量為苯乙烯單體重量的0.3%,加料完畢后反應4小時;再將甲基丙烯酸甲酯單體加入核乳液中溶脹40分鐘后,丙烯酸酯單體與有機硅單體的質量比為3:1,加入引發劑k2s2o8,k2s2o8用量為丙烯酸酯單體重量的0.4%,加料完畢后繼續反應4小時,將反應液冷卻至室溫,得到聚硅氧烷-苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液;
(3)將聚硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液用質量分數為20%的氯化鉀水溶液破乳,以2000轉/分鐘的轉速離心15分鐘,棄上清液,將沉淀用去離子水洗滌后,沉淀與去離子水的質量比為1:800,于60℃、真空度-0.09mpa的條件下干燥24小時,得到聚硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
測試例1
將實施例9-12的耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料于90℃干燥6小時后,用注塑機注塑成樣條。注塑機內分為五個溫度區,一區溫度180℃,二區溫度260℃,三區溫度260℃,四區溫度260℃,五區溫度270℃,注塑壓力60mpa,螺桿轉速100轉/分鐘。懸臂梁沖擊試驗機購自上海米遠電氣有限公司,型號為xjj-50。懸臂梁沖擊強度參考gb/t1843-2008標準進行測試。具體測試結果見表1。
表1:懸臂口缺口沖擊強度測試結果表
測試例2
對實施例9-12的耐低溫暴拉的電鍍pc/abs合金材料熱性能進行測試:合金材料于80℃干燥3小時,氮氣氣氛下進行,氣體流量為20ml/min,升溫速率為10℃/分鐘,升溫至700℃。熱重分析儀具體采用德國netzsch公司提供的型號為tg209f1的熱重分析儀。熱變形溫度采用意大利ceast公司提供的型號為hdt3vicat的熱變形溫度試驗儀進行熱變形溫度測定,升溫速率為2℃/分鐘。具體測試結果見表2。
表2:熱性能測試結果表
從上述數據可以看出,實施例9采用含磷聚有機硅氧烷,該含磷聚有機硅氧烷具有耐高溫作用和高增容作用;實施例10-12采用自制的丙烯酸酯有機硅核殼結構作為增韌劑,有機聚硅氧烷為核,丙烯酸酯為殼,顯著改善pc/abs合金材料的抗沖擊性能,這可能是因為丙烯酸酯有機硅核殼結構在合金中充當了界面活性劑的作用,使組分分散均勻,減小了pc和abs兩相之間的界面張力,增強了兩相界面之間的結合力,從而材料的韌性得以提高。實施例11在核殼結構中引入共聚物,進一步提高聚合物在合金材料中的增容增韌作用。
以上所述僅為本發明的較佳實施例,凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾,皆應屬本發明的涵蓋范圍。