一种PC/ABS合金材料及其制备方法与流程

技术领域：

本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种pc/abs合金材料及其制备方法。

背景技术：
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电镀pc/abs材料，兼具pc的高耐热、冲击强度，abs的低内应力、可电镀性能。纯abs在应用于电镀领域时，存在耐热性能及强度不足的缺点，而pc材料又存在内应力大、无法电镀的缺点。二者结合后，获得良好的综合性能，在非金属电镀领域，尤其是汽车电镀件上有着很好的应用价值。

目前电镀pc/abs材料存在的问题主要是pc不能被电镀，与abs共混后降低了电镀性能，电镀结合力及镀后表面情况不佳。实际加工后，面临着电镀合格率及电镀结合力较低的问题。因此急需通过配方及工艺优化，提高pc/abs合金材料的电镀性能，主要体现在电镀合格率、电镀结合力及镀后表面情况等，扩展在非金属电镀领域的应用。

例如，中国发明专利cn103059547b“一种电镀pc/abs合金材料及其制备方法”制备的材料，通过向pc/abs中添加丁二烯类接枝材料及耐热改性剂等，制备的电镀pc/abs合金材料，没有对其电镀性能进行有效地测评，不能确定该方法是否会提高产品的电镀合格率及电镀结合力等关键的电镀指标。中国发明专利cn102367327b“电镀pc/abs合金及其制备方法”制备的材料，通过向pc/abs中添加导电剂，简化电镀工艺，但导电剂会对材料的冲击强度产生不利影响，直接影响实际应用。

本发明创造性地向pc/abs体系添加滑动接枝聚合物，一方面滑动接枝聚合物表面的羟基可以与基体作用，向基体表面滑移，在强酸刻蚀时表面的组分脱落，增大刻蚀面积，提高电镀结合力，另一方面该聚合物与pc/abs相容性好，可以起到增容增韧的效果。

技术实现要素：
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本发明涉及一种pc/abs材料及其制备方法，本发明制备的pc/abs材料具有电镀性能优异、综合性能良好的优点，在电镀pc/abs材料领域有很好的应用价值。

本发明所制备的pc/abs材料的配方包括以下组成：

聚碳酸酯20-70重量份，

苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物20-70重量份，

滑动接枝聚合物0.1-15重量份，

其中，所述聚碳酸酯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、滑动接枝聚合物共计为100重量份。

优选地，本发明的组合物包括以下组成

聚碳酸酯25-65重量份，

苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物25-65重量份，

滑动接枝聚合物0.3-12重量份，

其中，所述聚碳酸酯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、滑动接枝聚合物共计为100重量份。

更优选地，本发明的组合物包括以下组成：

聚碳酸酯30-60重量份，

苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物30-60重量份，

滑动接枝聚合物0.5-10重量份，

其中，所述聚碳酸酯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、滑动接枝聚合物共计为100重量份。

本发明中，还可选择性添加可选添加剂，所述可选添加剂的加入量为合金材料总重量的0-5％wt％，优选0.1-4wt％，更优选0.5-3wt％。

本发明中，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳酸酯、芳香-脂肪族聚碳酸酯中的一种或多种，优选双酚a型聚碳酸酯。在测试条件为300℃，1.2kg时，聚碳酸酯的熔体流动指数在3-65g/10min之间，优选在5-50g/10min之间，更优选在7-35g/10min之间。

本发明中，所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(abs)含有丁二烯单体单元15-50wt.％，丙烯腈单体单元15-35wt.％，苯乙烯单体单元30-70wt.％；优选地，所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物含有丁二烯单体单元18-40wt.％，丙烯腈单体单元20-30wt.％，苯乙烯单体单元35-60wt.％。

本发明中，所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物的制备方法为本体法或乳液掺混法。

本发明中，所述滑动接枝聚合物是环状的环糊精分子穿插在主链聚乙二醇上，将聚己内酯接枝到环糊精上，通过交联反应得到网状结构。

本发明中，所述可选添加剂选自阻燃剂、增韧剂、增容剂、抗氧剂、润滑剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、金属钝化剂、增塑剂、防粘剂、着色剂、偶联剂、成核剂、发泡剂、抗菌剂、防霉剂、除酸剂、耐水解剂、扩链剂、流动改性剂、消光剂、抗静电剂、增强剂、填充剂、防雾剂、光扩散剂、红外线吸收剂、荧光增白剂、激光打标剂等助剂的一种或多种混合。

本发明中，所述的增容剂优选lg化学em500、阿科玛e920、佳易容sbg、佳易容sag、科通kt-2中的一种或组合。

本发明中，所述的抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类、苯并呋喃类、丙烯酰改性苯酚类、羟胺类中一种或两种或多种的结合。优选使用basf公司抗氧化irganox1076、irganox1010、irganox168、irgafos126、irgafosp-epq中的一种或多种。

本发明中，所述的润滑剂为脂肪醇类、金属皂类、脂肪酸类、脂肪酸酯类、褐煤酸及其衍生物类、酰胺蜡类、饱和烃类、聚烯烃蜡及其衍生物类、有机硅及硅酮粉类、有机氟类等中的一种或几种。优选使用酯类润滑剂，如发基或龙沙公司的pets。

本发明中，所述的紫外线吸收剂优选使用苯并三唑类和三嗪类，如basf公司的tinuvin234，tinuvin360，tinuvin1577等。

本发明中，所述的阻燃剂为卤素阻燃剂类如四溴双酚a聚碳酸酯低聚物类、四溴双酚a-双酚a共聚碳酸酯类、低分子有机溴化物类、硅系阻燃剂类、有机磺酸盐类、磷系阻燃剂类中的一种或组合。

本发明中，所述的抗滴落剂优选聚四氟乙烯(ptfe)。

本发明中，所述的防粘剂为合成硅胶、二氧化硅、滑石、沸石、石灰石、有机防粘剂中的一种或组合。

本发明中，所述的抗菌剂为纳米氧化银、纳米氧化物中的一种或组合。

本发明中，所述的除酸剂优选使用金属硬脂酸盐，如硬脂酸钙和硬脂酸锌。

本发明中，所述的填料为碳酸钙、玻璃纤维、高岭土、二氧化硅、滑石粉、蒙脱土、硅藻土、碳纤维、白云石、碳酸镁、硫酸钙、硫酸钡、玻璃微珠、陶瓷微珠、天然硅石、长石、氢氧化铝、氢氧化镁、炭黑、木粉、滑石、云母、黏土、石墨、硅灰石、晶须、芳香族聚酰胺纤维中的一种或组合。

本发明中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、脂肪酸中的一种或组合。

本发明中，所述的热稳定剂为有机亚磷酸盐类、有机磷酸盐类、膦酸盐类中的一种或组合。

本发明中，所述的荧光增白剂优选苯乙烯系，如sumitomo化学品公司的苯乙烯基双苯并恶唑。

本发明还提供一种上述pc/abs合金材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将pc、abs、滑动接枝聚合物、可选添加剂加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度220-280℃，主机转速在150-500r/min；

步骤二：将步骤二获得的挤出粒料在70-100℃下烘干3-4h以充分去除水分；

步骤三：注塑：保持模具洁净，控制模具温度60-90℃，机筒温度220-280℃，注射速度50-100mm/s，注射压力表压为50-100bar。

本发明的优点在于：制备一种pc/abs合金材料，通过添加pc、abs、滑动接枝聚合物等，一方面滑动接枝聚合物表面的羟基可以与基体作用，向基体表面滑移，在强酸刻蚀时表面的组分脱落，增大刻蚀面积，提高电镀结合力，另一方面该聚合物与pc/abs相容性好，可以起到增容增韧的效果。该方法简单易行，效果良好，应用于电镀pc/abs领域效果极佳！

具体实施方式：

通过参考本发明的以下详细说明和其中包括的实施例可以更容易理解本发明。应当指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

以下实施例及对比例所使用的原材料如下：

pc：聚碳酸酯clarnatea1105(mfr＝22g/10min，300℃/1.2kg)，烟台万华化学集团股份有限公司生产；

abs-1：掺混法生产的abs颗粒，pa726m(丁二烯含量20％，丙烯腈含量20％，苯乙烯60％)，台湾奇美公司生产；

abs-2：本体法abs，8434(丁二烯含量14％，丙烯腈含量24％，苯乙烯62％)，上海高桥石化公司生产；

滑动接枝聚合物：s1000，天津微瑞超分子有限公司生产；

增韧剂：mbs，2620，美国陶氏化学公司生产；

抗氧剂：协效抗氧剂b900，双键化工生产；

润滑剂：季戊四醇硬脂酸酯(pets),美国龙沙公司生产；

实施例1

包括以下重量配比原料：pc：20份，abs-1：70份，滑动接枝聚合物：10份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度220℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在70℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度60℃，机筒温度220℃，注射速度60mm/s，注射压力60bar进行注塑。

实施例2

包括以下重量配比原料：pc：30份，abs-1：60份，滑动接枝聚合物：5份，增韧剂4.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度230℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在80℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度70℃，机筒温度240℃，注射速度70mm/s，注射压力70bar进行注塑。

实施例3

包括以下重量配比原料：pc：40份，abs-1：40份，滑动接枝聚合物：15份，增韧剂4.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度240℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度80℃，机筒温度240℃，注射速度80mm/s，注射压力80bar进行注塑。

实施例4

包括以下重量配比原料：pc：40份，abs-1：50份，滑动接枝聚合物：5份，增韧剂4.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度250℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度70mm/s，注射压力70bar进行注塑。

实施例5

包括以下重量配比原料：pc：50份，abs-1：45份，滑动接枝聚合物：0.1份，增韧剂4.4份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度250℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度80mm/s，注射压力80bar进行注塑。

实施例6

包括以下重量配比原料：pc：60份，abs-1：30份，滑动接枝聚合物：7份，增韧剂2.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度260℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度90℃，机筒温度260℃，注射速度70mm/s，注射压力70bar进行注塑。

实施例7

包括以下重量配比原料：pc：70份，abs-1：20份，滑动接枝聚合物：5份，增韧剂4.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度280℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度100℃，机筒温度280℃，注射速度70mm/s，注射压力70bar进行注塑。

实施例8

包括以下重量配比原料：pc：40份，abs-2：50份，滑动接枝聚合物：5份，增韧剂4.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度240℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度80℃，机筒温度240℃，注射速度70mm/s，注射压力70bar进行注塑。

实施例9

包括以下重量配比原料：pc：40份，abs-1：54份，滑动接枝聚合物：3份，增韧剂2.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度240℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度80℃，机筒温度240℃，注射速度70mm/s，注射压力70bar进行注塑。

对比例1

包括以下重量配比原料：pc：40份，abs-1：55份，增韧剂4.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度240℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度80℃，机筒温度240℃，注射速度70mm/s，注射压力70bar。

对比例2

包括以下重量配比原料：pc：40份，abs-2：55份，增韧剂4.5份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.3份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度240℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度80℃，机筒温度240℃，注射速度70mm/s，注射压力70bar。

对比例3

包括以下重量配比原料：pc：40份，abs-1：60份。将物料加入高混机中混合5min后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，控制加工温区温度240℃，主机转速在300r/min。挤出完成后在90℃下烘干4h充分去除水分并优化注塑工艺，控制模具温度80℃，机筒温度240℃，注射速度70mm/s，注射压力70bar。

将以上实施例及对比例制备的pc/abs材料注塑制品在某电镀厂电镀，经过除油、水洗、膨润、粗化、水洗、还原、水洗、敏化、活化、水洗、解胶、水洗、化学镀镍、预镀铜、水洗、镀镍、镀铬、水洗、烘干，完成电镀过程。上述电镀的各个步骤均为本领域中已知的常规步骤，并且具体操作参数也是已知的。

表1给出了各个实施例和对比例制备的pc/abs材料注塑制品各项性能的试验结果，其中：

缺口冲击强度按照astmd256标准测定，测试条件为23℃，测试仪器为ceast9050型摆锤冲击仪。

拉伸强度按照astmd638标准测定，测试条件为拉伸速度50mm/min，测试仪器为mts公司的cmt4104-bz微机控制电子万能试验机。

热变形温度按照astmd648标准测定，测试条件为载荷1.82mpa，升温速率120℃/h，测试仪器为英斯特朗(instron)公司的hv6m热变形和维卡测试仪。

电镀结合力按照astmb533标准测定，条件为拉伸速率100mm/min，测试仪器为mts公司的cmt4104-bz微机控制电子万能试验机。

镀后表面情况由专业电镀技术人员进行判断，分为“优、良好、一般、较差”四个等级。

电镀合格率在电镀厂试料电镀100个140×90×3mm的样板，统计合格率。

表1实施例及对比例性能表

对于电镀pc/abs制品，最关键的性能就是电镀性能，主要由电镀结合力、电镀合格率、镀后表面等来评价，其中电镀合格率又是其中最重要的指标。在实际生产中，电镀合格率即使仅提高10％对于厂家而言也意味着可观的经济效益。

通过各实施例及对比例可知，通过添加pc、abs、滑动接枝聚合物及可选添加剂制得的pc/abs合金材料，制件具有优良的冲击强度、较高的耐热性，电镀性能尤为出色。从对比例可以看出，在不添加滑动接枝聚合物的情况下，不能获得良好电镀性能及抗冲性能。

综上所述，本发明的pc/abs合金材料，通过添加pc、abs、滑动接枝聚合物及可选添加剂，并优化制备工艺，制件电镀结合力高，镀后表面优良，具有优异的电镀性能，电镀合格率均在98％以上，远高于各个对比例。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

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