塑料合金、其制備方法和應用的制作方法

塑料合金、其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明適用于塑料領域，提供了一種塑料合金、其制備方法和應用。本發明是塑料合金包括PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑、增韌劑、熱穩定劑及加工助劑。本發明塑料合金以PA6樹脂為基體樹脂，ABS樹脂作為輔助基材，同時采用合適種類和配比的助劑，在恰當的工藝條件下加工，使得制備的改性PA6/ABS材料在拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度、耐磨損等性能指標方面非常優異，相比電鍍級的ABS材料，在性能上實現了質的飛躍，不僅具有優異的電鍍效果，同時具有更高的機械性能，抗沖擊強度，耐磨損性和耐溫性能。本發明塑料合金制備方法，操作簡單，成本低廉，非常適于工業化生產。
【專利說明】塑料合金、其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于塑料領域，尤其涉及一種塑料合金、其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]ABS 材料是丙烯臆(AcrylonitriIe)、I, 3_ 丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三種單體的接枝共聚物。隨著三種成分比例的調整，樹脂的物理性能會有一定的變化:1，3-丁二烯為ABS樹脂提供低溫延展性和抗沖擊性，但是過多的丁二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性；丙烯腈為ABS樹脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學腐蝕的性質；苯乙烯為ABS樹脂提供硬度、加工的流動性及產品表面的光潔度。由于ABS具備以上性能，因而具備優異的電鍍效果，尤其在化學鍍方面，具有無法比擬的優勢。
[0003]PA6又名尼龍6，化學名是半透明或不透明乳白色粒子，具有熱塑性、輕質、韌性好、耐化學品和耐久性好等特性，一般用于汽車零部件、機械部件、電子電器產品、工程配件等產品。
[0004]高韌性可電鍍PA6/ABS材料，結合了二者在高表面光澤度，耐化學腐蝕，耐摩擦，耐高溫，流動性高，抗沖擊強度，在汽車工業、航天工業、石油化工行業、機電行業、電子電器行業等，具有廣闊的市場空間和應用前景。
[0005]但目前所制備的PA6/ABS材料，其韌性不夠，用于電鍍領域中具有不少缺陷。

【發明內容】

[0006]有鑒于此，本發明提供一種塑料合金，解決現有技術中PA6/ABS材料韌性不高的技術問題。
[0007]本發明是這樣實現的，
[0008]一種塑料合金,包括如下重量分數的組分:
[0009]
PA6 樹腐30-70
ABS 樹脂20-41
相容劑3-8
增韌劑5-15
熱穩定劑1-3
成核劑0.5-1
加 X助 #|0.5-2 0
[0010]以及，[0011]上述塑料合金制備方法，包括如下步驟:
[0012]按上述重量配比提供所述PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑、增韌劑、成核劑、熱穩定劑及加工助劑；
[0013]將所述PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑混合，再加入增韌劑、成核劑、熱穩定劑及加工助劑繼續混合，得到混合物；
[0014]將所述混合物擠出處理，得到塑料合金。 [0015]本發明進一步提供上述塑料合金在汽車、電子器件、塑料管道中的應用。
[0016]本發明塑料合金以PA6樹脂為基體樹脂，ABS樹脂作為輔助基材，同時采用合適種類和配比的助劑，在恰當的工藝條件下加工，使得制備的改性PA6/ABS材料在拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度、耐磨損等性能指標方面非常優異，相比電鍍級的ABS材料，在性能上實現了質的飛躍，不僅具有優異的電鍍效果，同時具有更高的機械性能，抗沖擊強度，耐磨損性和耐溫性能。本發明塑料合金制備方法，操作簡單，成本低廉，非常適于工業化生產。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明實施例塑料合金制備方法流程圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0019]本發明實施例提供一種塑料合金，包括如下重量分數的組分:
[0020]
PA6 樹脂30-70
ABS 樹脂20-41
[0021]
相容劑3-8
增韌劑5-15
熱穩定劑1-3
成核削0.5-1
加工助劑0.5-2.[0022]具體的，該PA6樹脂為低粘(MFR≥30g/10min，275 °C /5kg),重均分子量為1.6W~
3.3W，結晶度為20%~30%的聚酰胺-6均聚物，PA6樹脂采用德國巴斯夫公司的A3K ；
[0023]ABS樹脂為高光澤(鏡面光澤度> 60，測試方法ASTM D2457 )，中高流動(MFR≥15g/10min, 220°C /10kg)的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。ABS樹脂采用臺灣奇美公司產的PA-757 ；[0024]該增韌劑為橡膠相(丁二烯)含量> 50%的丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中橡膠相粒徑為80~200nm，增韌劑采用日本UMG公司產的A600N ；
[0025]該成核劑為碳鏈長C28-C32為主要成分的長鏈線性飽和羧酸鈉鹽；
[0026]熱穩定劑活性有機銅化合物(銅含量> 5%)和脂肪酸鹽(如硬脂酸鈣，硬脂酸鋅)的混合物，可以看采用德國布呂格曼公司產的銅鹽類復合穩定劑H3336 ；
[0027]所述加工助劑包括抗氧劑和潤滑劑，抗氧劑由酚類抗氧化劑(比如CIBA精化的Irganoxl098)和磷酸酯類抗氧化劑(比如CIBA精化的Irganoxl68)按重量1:1配比而成，所述潤滑劑采用季戊四醇硬脂酸酯，比如德國科萊恩產的PETS。
[0028]該相容劑的制備方法如下:
[0029]步驟一、按重量百分比稱取POE樹脂91%、馬來酸酐3%、苯乙烯3%、過氧化二異丙苯0.1%、抗氧劑0.4%、潤滑劑0.5%、白礦油2% ；
[0030]步驟二、將稱取的過氧化二異丙苯溶于稱取的白礦油中，攪拌均勻，充分溶解得到混合液；
[0031]步驟三、將步驟二中的混合液和稱取的POE樹脂、馬來酸酐、苯乙烯、抗氧劑、潤滑劑加入到高速混合機中混合均勻得到混合物料；
[0032]步驟四、將步驟三的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒，得到相容劑；雙螺桿擠出機工藝條件為:熔融段溫度150-155 °C、反應段溫度170-185°C、脫氣段 180-185°C、機頭溫度 150_155°C。
[0033]其中，該POE樹脂可以采用美國杜邦公司產的P0E8150 ;馬來酸酐采用天津中和化工廠產的化學純馬來酸酐；苯乙烯采用美國Dow化學公司產的苯乙烯；過氧化二異丙苯采用阿克蘇諾貝爾產的分析純過氧化二異丙苯；抗氧劑采用瑞士汽巴精化產的1010和168的1:1復配物；潤滑劑采用韓國產的EBS120 ;白礦油采用荷蘭殼牌公司產的32#白礦油。
[0034]本發明實施例塑料合金，選取PA6樹脂為基體樹脂，ABS樹脂作為輔助基材，同時采用合適種類和配比的助劑，在恰當的工藝條件下加工，使得制備的改性PA6/ABS材料在拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度、耐磨損等性能指標方面非常優異，相比電鍍級的ABS材料，在性能上實現了質的飛躍，不僅具有優異的電鍍效果，同時具有更高的機械性能，抗沖擊強度，耐磨損性和耐溫性能。
[0035]PA6材料的力學強度和剛性要高于ABS，因此PA6/ABS合金相比純ABS材料而言，力學剛性和強度會明顯增強，同時添加成核劑后PA6的力學強度會進一步提高(雖然加工剪切會造成材料性能的輕微損傷)，因為PA6樹脂為半結晶樹脂，成核劑能促進分子的結晶過和和加快結晶速度，使分子具有微晶結構，這樣不但有利于提高產品的抗沖擊強度(韌性)、屈服強度，而且可以改善產品的外觀，縮短注射周期提高生產率等。相容劑的加入，通過引入強極性反應性基團(馬來酸酐基團)，使材料具有高的極性和反應性，增加了 PA6樹脂與ABS樹脂的共混界面相容性和分子鏈粘結力，提高產品的拉伸、沖擊強度。熱穩定劑和抗氧劑的加入，起到防止加工過程中因局部溫度過高，造成材料高溫分解分子量下降引起黃變從而劣化材料強度和韌性的作用。高橡膠(丁二烯)含量的增韌劑加入，作用不僅僅起到增韌的效果，更重要的是對材料電鍍效果的極大提升，這是因為電鍍過程首先需要進行粗化，使表面由憎水變為親水，提高塑料表面和鍍層的結合力，因此粗化效果的好壞直接影響材料后續電鍍效果的外觀。對塑料進行化學粗化時多數場會選用強氧化劑鉻酸作為粗化的主要原料，尤其是ABS塑料，使用鉻酸進行粗化的效果是比較好的，但是并不是所有的塑料電鍍粗化都用鉻酸，比如尼龍塑料就不能用鉻酸粗化。因此，PA6/ABS合金要想達到純ABS的粗化效果，就必須保持材料混合體系中的橡膠相含量，選用高橡膠含量，粒徑在80_200納米的丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物作為增韌劑，不但極大幅度提高了材料的韌性，又因為其具有與ABS中橡膠相相類似的成分(都含有丁二烯橡膠單體)，且橡膠粒徑范圍、體系總體橡膠含量接近與電鍍級ABS相近，從而保證該PA6/ABS材料具備與電鍍級ABS媲美的可電鍍性，而普通PA6/ABS因無法進行完美的粗化處理，從而不具備可電鍍性。同時需要申明的是電鍍粗化及其后續處理，會使塑料跟各種化學溶劑相接觸，材料中含有其他成分如阻燃劑、抗靜電劑和礦物填料等，因材料成分偏酸性或堿性，會中和一些電鍍助劑的作用效果，從而不可避免地影響電鍍的效果。
[0036]請參閱圖1，圖1顯示本發明實施例塑料合金制備方法流程圖，包括如下步驟:
[0037]步驟SOI，稱取配方組分:
[0038]按上述重量配比提供所述PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑、增韌劑、成核劑、熱穩定劑及加工助劑；
[0039]步驟S02，制備混合物料:
[0040]將所述PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑混合，再加入增韌劑、成核劑、熱穩定劑及加工助劑繼續混合，得到混合物；
[0041 ] 步驟S03，混合物料熔融擠出:
[0042]將所述混合物擠出處理，得到塑料合金。
[0043]具體的，步驟SOl中，該PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑、增韌劑、成核劑、熱穩定劑及加工助劑與前述的一致，在此不重復闡述，稱取上述各個組分后，并對稱取的各個組分進行干燥處理；
[0044]步驟S02中，將干燥處理后的PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑等置于高速混合機或攪拌機中預先混合3-5min，再加入增韌劑、成核劑、熱穩定劑、塑料加工助劑繼續混合10_20min ；
[0045]步驟S03中，將混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中經過筒體進行熔融反應，混煉，調節合適的加工溫度，螺桿轉速，喂料速度等工藝參數，在熔融擠出后，經過拉條，過水，造粒等程序，獲得所述高韌性可電鍍PA6/ABS材料。所述雙螺桿擠出機的工藝參數為:螺桿長徑比35，前段溫度230-270°C、中段溫度220~260oC、后段溫度220_250°C、機頭溫度250°C ;螺桿轉速450r/min。
[0046]本發明塑料合金制備方法，操作簡單，成本低廉，非常適于工業化生產。
[0047]本發明進一步提供上述塑料合金在汽車、電子器件、塑料管道中的應用。
[0048]以下結合具體實施例對上述塑料合金及其制備方法進行詳細闡述。
[0049]實施例1
[0050]該實施例的一種高韌性可電鍍PA6/ABS材料，按重量百分比，由以下組分組成:[0051 ] PA6樹脂35% ；ABS樹脂40% ;相容劑5% ;增韌劑15% ;熱穩定劑2% ;成核劑1% ;塑料加工助劑2%。
[0052]其制備方法如下:
[0053]步驟一、按權利要求1所述的重量百分比稱取各個組分，并對稱取的各個組分進行干燥處理；
[0054]步驟二、將干燥處理后的PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑等置于高速混合機或攪拌機中預先混合3-5min，再加入增韌劑、成核劑、熱穩定劑、塑料加工助劑繼續混合10_20min ；
[0055]步驟三、將混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中經過筒體進行熔融反應，混煉，調節合適的加工溫度，螺桿轉速，喂料速度等工藝參數，在熔融擠出后，經過拉條，過水，造粒等程序，獲得所述高韌性可電鍍PA6/ABS材料。所述雙螺桿擠出機的工藝參數為:螺桿長徑比35，前段溫度230-270°C、中段溫度220~260°C、后段溫度220_250°C、機頭溫度250 0C ;螺桿轉速 450r/min。
[0056]實施例2
[0057]該實施例的一種高韌性可電鍍PA6/ABS材料，按重量百分比，由以下組分組成:
[0058]PA6樹脂50% ；ABS樹脂30% ;相容劑5% ;增韌劑10% ;熱穩定劑2% ;成核劑1% ;塑料加工助劑2%。
[0059]其制備方法如下:
[0060]步驟一、按權利要求1所述的重量百分比稱取各個組分，并對稱取的各個組分進行干燥處理；
[0061]步驟二、將干燥處理后的PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑等置于高速混合機或攪拌機中預先混合3-5min，再 加入增韌劑、成核劑、熱穩定劑、塑料加工助劑繼續混合10_20min ；
[0062]步驟三、將混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中經過筒體進行熔融反應，混煉，調節合適的加工溫度，螺桿轉速，喂料速度等工藝參數，在熔融擠出后，經過拉條，過水，造粒等程序，獲得所述高韌性可電鍍PA6/ABS材料。所述雙螺桿擠出機的工藝參數為:螺桿長徑比35，前段溫度230-270°C、中段溫度220~260°C、后段溫度220_250°C、機頭溫度250 0C ;螺桿轉速 450r/min。
[0063]實施例3
[0064]該實施例的一種高韌性可電鍍PA6/ABS材料，按重量百分比，由以下組分組成:
[0065]PA6樹脂65% ；ABS樹脂15% ;相容劑5% ;增韌劑10% ;熱穩定劑2% ;成核劑1% ;塑料加工助劑2%。
[0066]其制備方法如下:
[0067]步驟一、按權利要求1所述的重量百分比稱取各個組分，并對稱取的各個組分進行干燥處理；
[0068]步驟二、將干燥處理后的PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑等置于高速混合機或攪拌機中預先混合3-5min，再加入增韌劑、成核劑、熱穩定劑、塑料加工助劑繼續混合10_20min ；
[0069]步驟三、將混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中經過筒體進行熔融反應，混煉，調節合適的加工溫度，螺桿轉速，喂料速度等工藝參數，在熔融擠出后，經過拉條，過水，造粒等程序，獲得所述高韌性可電鍍PA6/ABS材料。所述雙螺桿擠出機的工藝參數為:螺桿長徑比35，前段溫度230-270°C、中段溫度220~260°C、后段溫度220_250°C、機頭溫度2500C ;螺桿轉速450r/min。性能測試及評價:
[0070]上述實施例1-3制備的粒子物料按ASTM標準注塑成型成各種標準力學性能測試樣條，按美國UL標準注塑成標準燃燒試樣條，測試方法如表1所示:
【權利要求】
1.一種塑料合金，包括如下重量分數的組分:PA6 樹脂30-70ABS樹月旨20-41相容劑3-8增韌劑5-15熱穩定劑1-3成核劑0.5-1加工助劑0,5-2 a
2.如權利要求1所述的塑料合金，其特征在于，所述PA6樹脂重均分子量為1.6W~3.3W,結晶度為20%~30%。
3.如權利要求1所述的塑料合金，其特征在于所述增韌劑中橡膠相含量>50%，其中橡膠相粒徑為80~200nm。
4.如權利要求1所述的塑料合金，其特征在于，所述相容劑為POE彈性體接枝馬來酸酐。
5.如權利要求1所述的塑料合金，其特征在于，所述成核劑為碳鏈長C28-C32飽和羧酸鈉鹽。`
6.如權利要求1所述的塑料合金，其特征在于，所述加工助劑包括抗氧劑和潤滑劑，抗氧劑由酚類抗氧化劑和磷酸酯類抗氧化劑按重量1:1配比而成，所述潤滑劑采用季戊四醇硬脂酸酯。
7.如權利要求1所述的塑料合金，其特征在于，所述POE彈性體接枝馬來酸酐制備方法如下: 按重量百分比稱取POE樹脂91%、馬來酸酐3%、苯乙烯3%、過氧化二異丙苯0.1%、抗氧劑0.4%、潤滑劑0.5%、白礦油2% ； 將所述過氧化二異丙苯溶于所述白礦油中，攪拌得到混合液； 將所述混合液和所述POE樹脂、馬來酸酐、苯乙烯、抗氧劑、潤滑劑混合得到混合物料；將所述混合物料擠出處理，得到相容劑，基礎工藝條件為:熔融段溫度150-155°C、反應段溫度170-185°C、脫氣段180-185°C、機頭溫度150_155°C。
8.權利要求1-7任一項所述的塑料合金制備方法，包括如下步驟: 按上述重量配比提供所述PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑、增韌劑、成核劑、熱穩定劑及加工助劑； 將所述PA6樹脂、ABS樹脂、相容劑混合，再加入增韌劑、熱穩定劑及加工助劑繼續混合，得到混合物； 將所述混合物擠出處理，得到塑料合金。
9.根據權利要求8所述的塑料合金制備方法，其特征在于，所述技術處理工藝為:前段溫度230-270°C、中段溫度220~260oC、后段溫度220_250°C、機頭溫度250°C;螺桿轉速450r/min。
10.權利要求1-7任一項所述的塑料合金在汽車、電子器件、塑料管道中的應用。
【文檔編號】B29C47/92GK103740098SQ201310737787
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】徐東, 文勝 申請人:安徽科聚新材料有限公司