一种IMD注塑PC/ABS复合材料及制备方法.pdf

本发明公开了一种IMD注塑PC/ABS复合材料及制备方法。IMD注塑PC/ABS复合材料按重量份由下述组分组成：聚碳酸酯50～70、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物6～10、填充物6～18、增韧剂3～8、阻燃剂10～13、抗滴落剂0.2～0.8、抗氧剂0.1～0.5、润滑剂0.1～0.5、分散剂1～2、延展性改善剂1～3。本发明采用聚碳酸酯和苯烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物为基材，加上矿物填充，结合增韧剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂、延展性改善剂进行共混改性，相比传统PC/ABS合金，既保持了传统的PC/ABS料的物性，又大大改善了传统PC/ABS合金料的尺寸稳定性，解决了传统PC/ABS在IMD注塑中二次冲压翘曲变形的问题。

权利要求书
1.  一种IMD注塑PC/ABS复合材料，其特征在于，按重量份由下述组分组成：
聚碳酸脂                          50～70
ABS                               6～10
填充物                            6～18
增韧剂                            3～8
阻燃剂                            10～13
抗滴落剂                          0.2～0.8
抗氧剂                            0.1～0.5
润滑剂                            0.1～0.5
分散剂                            1～2
延展性改善剂                      1～3
所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。

2.  根据权利要求1所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，其特征在于，所述聚碳酸脂为熔融指数8～15g/10min的直链聚碳酸脂或熔融指数15～25g/10MIN的支链聚碳酸脂，或两者的混合物，透光率大于88％；所述ABS为苯烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。

3.  根据权利要求1所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，其特征在于，所述的填充物为活性滑石粉，水份含量少于0.2％。

4.  根据权利要求1所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为核壳类的硅类增韧剂。

5.  根据权利要求1所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，其特征在于，所述的阻燃剂为四苯基(双酚-A)二磷酸酯。

6.  根据权利要求1所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，其特征在于，所述的抗滴落剂为表面活性剂包覆的改性的聚四氟乙烯，所述的表面活性剂为辛基-苯氧基聚乙氧基乙醇和壬基苯氧基聚乙氧基乙醇的复配物。

7.  根据权利要求1所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻胺类抗氧剂和有机亚磷酸盐复配；所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或N，N′-乙撑双硬脂酰胺。

8.  根据权利要求1所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，其特征在于，所述的延展性改善剂为线形低密度聚乙烯，所述的分散剂为饱和低碳链的烃类化合物。

9.  一种权利要求1所述IMD注塑PC/ABS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按权利要求1的组分称取聚碳酸脂、ABS、填充物、增韧剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂、分散剂、延展性改善剂；
(2)将称取的聚碳酸脂、ABS、填充物、增韧剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂、延展性改善剂在中速混合器中低速混合3-5分钟，再高速混合5-6分钟，；
(3)将步骤(2)混好的原料从双螺杆挤出机的下料斗加入，阻燃剂通过泵从挤出机下游区域泵入，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度140-160℃，二区温度240-260℃，三区温度240-260℃，四区温度240-260℃，五区温度240-260℃，六区温度240-260℃七区温度240-260℃，八区温度240-260℃，模头温度为260-280℃，混合料在螺杆中输送时间为1～2分钟。

说明书一种IMD注塑PC/ABS复合材料及制备方法
[技术领域]
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种IMD注塑PC/ABS复合材料及制备方法。
[背景技术]
IMD-模内装饰技术，是目前国际风行的表面装饰技术，表面硬化透明薄膜，中间印刷图案层，可使产品防止表面耐刮划和耐摩擦，并可长期保持颜色的鲜明不易褪色。
IMD-模内装饰是一种相对新的自动化生产工艺，与其它工艺相比能减化生产步骤和减少拆件组成部件，能节省时间和成本，同时还具有提高质量，增加图像的复杂性和提高产品耐久性的优点，应用在产品外观上，是目前最有效率的方法。
但是，传统的PC/ABS合金料在IMD注塑过程中易对角翘曲变形，尺寸收缩率大，使得制品无法组装。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是，针对传统的PC/ABS合金料IMD注塑中二次冲压翘曲变形，无法组装等问题，提供一种加工工艺简单、尺寸收缩率小、在注塑过程中不易翘曲变形的IMD注塑PC/ABS复合材料。
本发明另一个要解决的技术问题是提供一种上述IMD注塑PC/ABS复合材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种IMD注塑PC/ABS复合材料，按重量份由下述组分组成：
聚碳酸脂                    50～70
ABS                         6～10
填充物                      6～18
增韧剂                      3～8
阻燃剂                      10～13
抗滴落剂                    0.2～0.8
抗氧剂                      0.1～0.5
润滑剂                      0.1～0.5
分散剂                      1～2
延展性改善剂                1～3
所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
以上所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，所述聚碳酸脂为熔融指数8～15g/10min的直链聚碳酸脂或熔融指数15～25g/10MIN的支链聚碳酸脂，或两者的混合物，透光率大于88％；所述ABS为苯烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
以上所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，所述的填充物为活性滑石粉，水份含量少于0.2％。
以上所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，所述的增韧剂为核壳类的硅类增韧剂。
以上所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，所述的阻燃剂为四苯基(双酚-A)二磷酸酯。
以上所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，所述的抗滴落剂为表面活性剂包覆的改性的聚四氟乙烯，所述的表面活性剂为辛基-苯氧基聚乙氧基乙醇和壬基苯氧基聚乙氧基乙醇的复配物。
以上所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，所述的抗氧剂为受阻胺类抗氧剂和有机亚磷酸盐复配；所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或N，N′-乙撑双硬脂酰胺。
以上所述的IMD注塑PC/ABS复合材料，所述的延展性改善剂为线形低密度聚乙烯，所述的分散剂为饱和低碳链的烃类化合物。
一种上述IMD注塑PC/ABS复合材料制备方法的技术方案是，包括以下步骤：
按上述组分称取聚碳酸脂、ABS、填充物、增韧剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、抗滴落剂、分散剂、延展性改善剂；
将称取的聚碳酸脂、ABS、填充物、增韧剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂、延展性改善剂在中速混合器中低速混合3-5分钟，再高速混合5-6分钟，；
将步骤(2)混好的原料从双螺杆挤出机的下料斗加入，阻燃剂通过泵从挤出机下游区域泵入，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度140-160℃，二区温度240-260℃，三区温度240-260℃，四区温度240-260℃，五区温度240-260℃，六区温度240-260℃七区温度240-260℃，八区温度240-260℃，模头温度为260-280℃，混合料在螺杆中输送时间为1～2分钟。
本发明采用聚碳酸脂和苯烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物为基材，加上矿物填充，结合增韧剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂、延展性改善剂进行共混改性，相比传统PC/ABS合金，既保持了传统的PC/ABS料的物性，又大大改善了传统PC/ABS合金料的尺寸稳定性，解决了传统PC/ABS在IMD注塑中二次冲压翘曲变形的问题。同时，本发明使用的是不含卤素的环保阻燃剂，完全符合欧盟ROHS指令，对环境友好，满足当前呼声很高的绿色材料使用要求。
[具体实施方式]
以下结合实施例对本发明作详细的说明：
聚碳酸脂(PC)为进口PC粉，美国通用电气塑料有限公司生产，牌号为ML5721和ML5221。M5721为直链PC粉，熔指MI在8～15g/10MIN；ML5221为支链PC粉，熔指MI在15～25g/10MIN，透光率大于88％。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)为美国通用电气塑料有限公司生产的，商品名称为C29292。
增韧剂为日本三菱丽阳公司所生产核壳类的硅类改性增韧剂，商品名称为S2001，组成为SI/BA-MMA。
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(商品名为PETS)或N，N′-乙撑双硬脂酰胺。
阻燃剂为阿克苏诺贝尔公司生产的四苯基(双酚A)二磷酸脂。抗氧剂为受阻胺抗氧剂(1076)和有机亚磷酸类抗氧剂(A0-168)的复配物。
抗滴落剂为为表面活性剂包覆的改性的聚四氟乙烯，表面活性剂为辛基-苯氧基聚乙氧基乙醇和壬基苯氧基聚乙氧基乙醇的复配物。选用广州熵能聚合物有限公司生产的SN3300B2。
填充物为辽宁艾海滑石有限公司所生产的2000目活性滑石粉，水份含量少于0.2％。
分散剂为为饱和低碳链的烃类化合物，选用瑞士科莱恩化工有限公司所生产的聚乙烯蜡，商品名为9615A。
延展性改善剂为线形低密度聚乙烯，商品名为7042。
实施例1，按重量将PC粉(27份ML5221+43份ML5721)70份，ABS(C 29292)7份，填充物(2000目活性滑石粉)6份，增韧剂(S2001)5份，分散剂(PE蜡)1％，抗滴落剂0.4份，抗氧剂(50％1076+50％AO-168)0.3份，润滑剂(PETS)0.3份，延展性改善剂(7042)2份，在搅拌机中低速混合4分钟再高速混合5.5分钟后从双螺杆挤出机的下料斗加入，阻燃剂(BDP)10份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区段温度为：一区150℃，二区150℃，三区255℃，四区255℃，五区255℃，六区255℃，七区255℃，八区255℃，模头260℃，停留时间为120秒钟。
实施例2，按重量将PC粉(25份ML5221+41份ML5721)66份，ABS(C 29292)7份，填充物(2000目活性滑石粉)8份，增韧剂(S2001)5份，分散剂(PE蜡)1％，抗滴落剂0.4份，抗氧剂(50％1076+50％AO-168)0.3份，润滑剂(PETS)0.3份，延展性改善剂(7042)2份，在搅拌机中低速混合4分钟再高速混合5.5分钟后从双螺杆挤出机的下料斗加入，阻燃剂(BDP)12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备工艺同实施例1。
实施例3，按重量将PC粉(20.5份ML5221+41份ML5721)61.5份，ABS(C 29292)9份，填充物(2000目活性滑石粉)10份，增韧剂(S2001)5份，分散剂(PE蜡)1.5％，抗滴落剂0.4份，抗氧剂(50％1076+50％AO-168)0.3份，润滑剂(PETS)0.3份，延展性改善剂(7042)2份，在搅拌机中低速混合4分钟再高速混合5.5分钟后从双螺杆挤出机的下料斗加入，阻燃剂(BDP)12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备工艺同实施例1。
实施例4，按重量将PC粉(20.5份ML5221+39份ML5721)59.5份，ABS(C 29292)9份，填充物(2000目活性滑石粉)12份，增韧剂(S2001)5份，分散剂(PE蜡)1.5％，抗滴落剂0.4份，抗氧剂(50％1076+50％AO-168)0.3份，润滑剂(PETS)0.3份，延展性改善剂(7042)2份，在搅拌机中低速混合4分钟再高速混合5.5分钟后从双螺杆挤出机的下料斗加入，阻燃剂(BDP)12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备工艺同实施例1。
实施例5，按重量将PC粉(25.5份ML5221+32份ML5721)57.5份，ABS(C 29292)9份，填充物(2000目活性滑石粉)14份，增韧剂(S2001)5份，分散剂(PE蜡)1.5％，抗滴落剂0.4份，抗氧剂(50％1076+50％AO-168)0.3份，润滑剂(PETS)0.3份，延展性改善剂(7042)2份，在搅拌机中低速混合4分钟再高速混合5.5分钟后从双螺杆挤出机的下料斗加入，阻燃剂(BDP)12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备工艺同实施例1。
实施例6、按重量将PC粉(24.5份ML5221+31份ML5721)55.5份，ABS(C 29292)9份，填充物(2000目活性滑石粉)16份，增韧剂(S2001)5份，分散剂(PE蜡)1.5％，抗滴落剂0.4份，抗氧剂(50％1076+50％AO-168)0.3份，润滑剂(PETS)0.3份，延展性改善剂(7042)2份，在搅拌机中低速混合4分钟再高速混合5.5分钟后从双螺杆挤出机的下料斗加入，阻燃剂(BDP)12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备工艺同实施例1。
实施例7、按重量将PC粉(24.5份ML5221+25.5份ML5721)53.5份，ABS(C 29292)9份，填充物(2000目活性滑石粉)20份，增韧剂(S2001)5份，分散剂(PE蜡)1.5％，抗滴落剂0.4份，抗氧剂(50％1076+50％AO-168)0.3份，润滑剂(PETS)0.3份，延展性改善剂(7042)2份，在搅拌机中低速混合4分钟再高速混合5.5分钟后从双螺杆挤出机的下料斗加入，阻燃剂(BDP)12份在挤出机第七区注嘴泵入，经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出，造粒。制备工艺同实施例1。
性能评价方式及实行标准
将上述实施例1～9中完成造粒的粒子在80--100℃的鼓风烘箱中干燥4～6小时，再将干燥的粒子在100T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在30～80℃之间。
熔融指数按ISO1133进行测验，260℃/5KG。拉伸强度按GB/T1040标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/mi n；缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2mm；热变形温度按GB/T 1634.2标准进行检验，负载为1.80MPa.跨距为100mm。阻燃性能测试方法为UL94标准，1/16样条，1.6mm。
实施例1-7原料重量份数及制成的复合材料性能表


从实施例1到实施例7中可以看出，填充物含量的增加，材料的尺寸收缩率随之减少，在本发明中，填充物含量增加，材料的尺寸收缩率随之减少，填充物含量达到16％时，材料的综合物理性能为最佳，材料在IMD注塑二次冲压中无翘曲变形现象，填充物含量低于12％时，出现不同程度的翘曲变形现象，大于18％时，材料的流动性变差，加工困难，且阻燃性下降。