CN107325518B - 一种高强度电镀pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，所述高强度电镀PC/ABS合金材料按重量份计包括以下原料制备而成：40‑60份PC、40‑60份ABS、5‑10份ABS‑g‑MAH相容剂、1‑5份GMA类增韧剂、0.5‑1份纳米碳酸钙、0.2‑0.5份抗氧剂168、0.2‑0.5份润滑剂。本发明在制备PC/ABS合金材料时添加GMA类增韧剂和纳米碳酸钙，改性之后的电镀PC/ABS合金具有较高的拉伸强度、弯曲强度，电镀PC/ABS合金材料具有优异刚性；GMA类增韧剂与ABS‑g‑MAH协同改善了电镀PC/ABS合金材料的冲击强度，电镀PC/ABS合金材料具有优异刚性的冲击韧性；添加GMA类增韧剂和纳米碳酸钙的电镀PC/ABS合金材料不影响电镀性能，特别适用于经常受拉拔力的汽车外门电镀把手与内门电镀扣手等制品。

Description

一种高强度电镀PC/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于一种高分子材料技术领域技术改性与方法，具体涉及一种电镀PC/ABS合金材料及制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是一种性能突出的工程塑料，具有较高的冲击韧性、耐热性、刚性、抗蠕变性能，同时具有优异的尺寸稳定性，但加工流动性不好；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是一种性能优良、用途广泛的工程塑料，具有冲击强度高、易于成型加工等优良特点，但同时也存在耐热性不高的问题。PC/ABS合金是经过熔融共混改性的一种工程塑料，综合了PC、ABS各自优点，性能形成互补，它的熔体粘度、成本和加工性能优于PC，制品的内应力小于PC，拉伸性能、耐热性和抗冲击性能均比ABS高，PC/ABS合金优良的综合性能使得它能够广泛应用于机械工业、汽车工业、电子电器工业、仪器仪表工业、纺织工业和建筑工业等。PC/ABS合金的性能随着ABS含量和类型的不同而发生变化。电镀PC/ABS合金材料要求ABS中丁二烯含量高，合金材料中丁二烯含量在18-25％利于电镀。电镀PC/ABS合金材料广泛应用于汽车的外门把手、内门扣手、饰条、饰圈等制件，其中汽车外门把手和内门扣手制件由于开门经常受到拉拔，而常规电镀PC/ABS合金强度比较低，因此研究开发生产高强度电镀PC/ABS具有广泛应用前景。
本发明的一种电镀PC/ABS合金材料，具有优异的刚性、韧性和电镀性能。
发明内容
针对背景技术中存在的常规电镀PC/ABS合金材料受拉拔时强度较低的缺陷，本发明对电镀PC/ABS合金进行高强度改性，使得材料拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均得到改善，不仅具有良好电镀性能，同时具有优异的强度更广泛应用于经常受到拉拔力的外门把手、内门扣手等制品。
本发明在电镀PC/ABS合金材料中，添加GMA类增韧剂和纳米碳酸钙复配，相容剂为ABS-g-MAH，GMA类增韧剂与PC端羟基在挤出过程中反生交联反应形成PC-GMA的大分子物质，使得该电镀PC/ABS合金拉伸强度、弯曲强度得到改善，同时合金中加入纳米碳酸钙，使得该电镀PC/ABS合金材料具有优异的拉伸强度、弯曲强度，即具有优异的刚性；GMA增韧剂与ABS-g-MAH协同使得该电镀PC/ABS具有较好的冲击强度，即具有优异的冲击韧性；同时该电镀PC/ABS合金材料保持了良好的电镀性能。
本发明提供了一种电镀PC/ABS合金材料及其制备方法。具体采用如下技术方案：
一种高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计包括以下原料制备而成：40-60份PC、40-60份ABS、5-10份ABS-g-MAH相容剂、1-5份GMA类增韧剂、0.5-1份纳米碳酸钙、0.2-0.5份抗氧剂168、0.2-0.5份润滑剂。
一种高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：40-60份PC、40-60份ABS、5-10份ABS-g-MAH相容剂、1-5份GMA类增韧剂、0.5-1份纳米碳酸钙、0.2-0.5份抗氧剂168、0.2-0.5份润滑剂、3-10份丙烯酸改性的晶须；所述晶须为硫酸钙晶须、硫酸镁晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须中的一种。
一种高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计包括以下原料制备而成：40-60份PC、40-60份ABS、5-10份ABS-g-MAH相容剂、1-5份GMA类增韧剂、0.5-1份纳米碳酸钙、0.2-0.5份抗氧剂168、0.2-0.5份润滑剂、3-10份二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒。
一种高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：40-60份PC、40-60份ABS、5-10份ABS-g-MAH相容剂、1-5份GMA类增韧剂、0.5-1份纳米碳酸钙、0.2-0.5份抗氧剂168、0.2-0.5份润滑剂、0.5-5份稀土硝酸盐、3-10份二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒。
优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为0.1-100nm。
进一步优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为30-70nm。
优选地，GMA类增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯；
优选地，所述润滑剂为石蜡、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、N，N'-乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中一种或两种以上的混合物。
优选地，所述丙烯酸改性的晶须的制备方法为：将1.5-4.5g丙烯酸加入到60-100ml、温度为30-50℃、质量分数为95％的乙醇水溶液中，在温度为30-50℃、以300-800r/min的转速搅拌20-40分钟，然后加入50-100g晶须，继续在温度为30-50℃、以800-1000r/min的转速搅拌40-60分钟后过滤，过滤用滤膜孔径为0.22微米，将滤饼用20-40g质量分数为95％的乙醇水溶液冲洗后，在70-90℃干燥5-15小时，得到丙烯酸改性的晶须。
进一步优选地，所述晶须为钛酸钾晶须。
优选地，所述二氧化硅-钛酸钾晶须的制备方法为：将1.5-4.5g丙烯酸加入到60-100ml、温度为30-50℃、质量分数为95％的乙醇水溶液中，在温度为30-50℃、以300-800r/min的转速搅拌20-40分钟，然后加入50-100g钛酸钾晶须，继续在温度为30-50℃、以800-1000r/min的转速搅拌40-60分钟后过滤，过滤用滤膜孔径为0.22微米，将滤饼用20-40g质量分数为95％的乙醇水溶液冲洗后，在70-90℃干燥5-15小时，得到丙烯酸改性的钛酸钾晶须，将20-40g丙烯酸改性的钛酸钾晶须加入到420-800ml、温度为30-35℃的异丙醇中，在温度为30-35℃、以500-800r/min的转速搅拌1-2h，加入10-20ml、质量分数为25％的氨水溶液，以5℃/min的速度升温至45-55℃后加入8-15g硅源，在温度为45-55℃、以100-200转/分的速度搅拌1小时后，停止搅拌，静置6-12小时，然后在温度为525-625℃的马弗炉中干燥5-10小时，即得二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒；所述硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸四异丙酯中的一种。
进一步优选地，所述硅源为正硅酸四异丙酯。
优选地，所述稀土硝酸盐为硝酸钇、硝酸铈、硝酸镧中一种或两种以上的混合物
进一步优选地，所述稀土硝酸盐为硝酸铈和硝酸镧按质量比为(4-6):(3-5)的混合物。
本发明还提供上述高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法：按重量份称取各组分，在温度为20-30℃，以100-150r/min的转速搅拌5-30min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，经切粒、冷却到20-30℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170-180℃、200-210℃、220-230℃、230-240℃、230-240℃、240-250℃、240-250℃、240-250℃、230-240℃，喂料螺杆转速为8-15r/min，主机螺杆转速为200-500r/min，机头温度为215-245℃。
本发明的有益效果在于：
①添加GMA类增韧剂和纳米碳酸钙改性之后的电镀PC/ABS合金具有较高的拉伸强度、弯曲强度，该电镀PC/ABS合金材料具有优异刚性；
②GMA类增韧剂与ABS-g-MAH协同改善了电镀PC/ABS合金材料的冲击强度，该电镀PC/ABS合金材料具有优异刚性的冲击韧性；
③该电镀PC/ABS合金材料同时具有较好的刚性与韧性，具有高强度特性，不影响电镀性能，特别适用于经常受拉拔力的汽车外门电镀把手与内门电镀扣手等制品。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以任意组合，即得本发明各较佳实施例。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所用主要原料及仪器如下：
PC，即聚碳酸酯，具体采用德国拜耳科思创生产的牌号为PC2805的双酚A型聚碳酸酯。
ABS，即苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，本发明具体采用奇美实业股份有限公司生产的型号为PA-757的ABS。
抗氧剂168，CAS号：31570-04-4，即三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，具体为德国巴斯夫公司生产。
ABS-g-MAH相容剂，即马来酸酐接枝ABS，具体使用上海日之升技术发展有限公司生产的ABS-g-MAH，接枝率为0.8％-1.0％。
PTW增韧剂，乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯增韧剂，美国杜邦公司生产。
纳米碳酸钙：CAS：471-34-1，具体使用合肥艾维纳米科技有限公司生产的型号为EV-E-006的纳米碳酸钙，粒径50nm。
PETS润滑剂：季戊四醇硬脂酸酯(CAS：115-83-3)润滑剂简称PETS，本发明具体使用德国科宁公司生产的型号为LOXIOL P861/3.5的PETS润滑剂。
丙烯酸：CAS：79-10-7，济南汇丰达化工有限公司生产。
95％的乙醇，乙醇的质量分数为95％乙醇水溶液，购自上海吕氏化工有限公司。
25％的氨水溶液，溶剂为水，购自济宁市顺源化工有限公司。
钛酸钾晶须，具体使用六钛酸钾晶须，化学式K2Ti6O13，平均长度10um，平均直径0.3um，购自上海晶须复合材料有限公司。
硫酸钙晶须，CAS：10034-76-1，佛山市优合化工科技有限公司生产，型号为YH-C1012，平均长度30um，平均直径1um。
硫酸镁晶须，上海牧泓实业有限公司生产，型号MH-YW2，化学成分：MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O，含量96％，平均长度10um，平均直径0.3um。
硼酸铝晶须，成分：9Al2O3·2B2O3，购自上海峰竺贸易有限公司，型号NP-BW2，平均长度15um，平均直径0.3um。
正硅酸乙酯，CAS：78-10-4，购自河南天孚化工有限公司。
正硅酸甲酯，CAS号：681-84-5，购自河南天孚化工有限公司。
正硅酸四异丙酯，CAS号：1992-48-9，购自金锦乐化学有限公司。
异丙醇，CAS号：67-63-0，购自河南天孚化工有限公司。
硝酸镧，CAS号：100587-94-8，购自东营市广汇化工有限责任公司。
硝酸铈，CAS号：10294-41-4，购自东营市广汇化工有限责任公司。
硝酸钇，CAS号：13773-69-8，购自金锦乐化学有限公司。
滤膜，孔径0.22um，购自海宁市中力过滤设备厂，材质聚偏氟乙烯。
双螺杆挤出机，型号SHL-35，上海化工机械四厂生产。
下述实施例中，所用测试方法及主要仪器如下：
拉伸强度测试：按照GB/T1040.1-2006进行测试，样条尺寸为115mm×10mm×4mm，用UTM型万能材料试验机(承德金建检测仪器有限公司生产)上进行测试，拉伸速度为50mm/min，夹具间初始距离为115mm，标距50mm。
缺口冲击强度测试：根据GB/T1043.1-2008进行测试，在XJJD型冲击试验机(承德金建检测仪器有限公司生产)上进行简支梁缺口冲击测试，试样尺寸为80mm×10mm×4mm，缺口为深度2mm、缺口底部半径为0.25mm的A型缺口。
弯曲强度测试：按照GB/T9341-2008进行测试，试样尺寸为80mm×10mm×4mm，测试速度为20mm/min。
电镀剥离结合力测试：将制备的电镀PC/ABS合金切割成宽度为10mm的样品，用剥离仪器按GB/T 2792测试制备的电镀PC/ABS合金制品的剥离结合力，测试速度为100mm/min，得到力和距离的曲线，取平台区的平均值为平均电镀剥离结合力。
极限氧指数测试：按照GB/T 2406-2008进行测试，样条尺寸为80mm×10mm×4mm，测试使用的仪器为JF-3型氧指数测试仪(南京江宁区分析仪器厂生产)。
烟密度等级测试：依照GB/T 8627-2007进行测试，样条的尺寸为20mm×20mm×4mm，测试使用的仪器为JCY-2型烟密度仪(南京江宁区分析仪器厂生产)。
热变形温度测试：根据GB/T1634-2004进行测试，试样尺寸为80mm×10mm×4mm，温度由0℃升温到200℃，升温速率为120℃/h，试样承受荷载为306Kg，热变形上限为0.34mm。
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，所采用的份均为重量份。
实施例1
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：45份PC、50份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、3份GMA类增韧剂、0.5份纳米碳酸钙、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例2
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：45份PC、50份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、0.5份纳米碳酸钙、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例3
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：45份PC、50份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例4
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、3份GMA类增韧剂、0.5份纳米碳酸钙、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例5
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、0.5份纳米碳酸钙、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例6
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
对比例1
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：45份PC、50份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
对比例2
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例7
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、7份丙烯酸改性的硫酸钙晶须、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
其中所述丙烯酸改性的硫酸钙晶须的制备方法如下：将1.5g丙烯酸加入到60mL、温度为30℃、质量分数为95％的乙醇水溶液中，在温度为30℃、以300r/min的转速搅拌20分钟，然后加入50g硫酸钙晶须，继续在温度为30℃、以800r/min的转速搅拌40分钟后过滤，过滤用滤膜孔径为0.22微米，将滤饼用20g质量分数为95％的乙醇水溶液冲洗后，在70℃干燥12小时，得到丙烯酸改性的硫酸钙晶须。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例8
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、7份丙烯酸改性的硫酸镁晶须、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
其中所述丙烯酸改性的硫酸镁晶须的制备方法如下：将1.5g丙烯酸加入到60mL、温度为30℃、质量分数为95％的乙醇水溶液中，在温度为30℃、以300r/min的转速搅拌20分钟，然后加入50g硫酸镁晶须，继续在温度为30℃、以800r/min的转速搅拌40分钟后过滤，过滤用滤膜孔径为0.22微米，将滤饼用20g质量分数为95％的乙醇水溶液冲洗后，在70℃干燥12小时，得到丙烯酸改性的硫酸镁晶须。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例9
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、7份丙烯酸改性的硼酸铝晶须、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
其中所述丙烯酸改性的硼酸铝晶须的制备方法如下：将1.5g丙烯酸加入到60ml、温度为30℃、质量分数为95％的乙醇水溶液中，在温度为30℃、以300r/min的转速搅拌20分钟，然后加入50g硼酸铝晶须，继续在温度为30℃、以800r/min的转速搅拌40分钟后过滤，过滤用滤膜孔径为0.22微米，将滤饼用20g质量分数为95％的乙醇水溶液冲洗后，在70℃干燥12小时，得到丙烯酸改性的硼酸铝晶须。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例10
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、7份丙烯酸改性的钛酸钾晶须、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
其中所述丙烯酸改性的钛酸钾晶须的制备方法如下：将1.5g丙烯酸加入到60ml、温度为30℃、质量分数为95％的乙醇水溶液中，在温度为30℃、以300r/min的转速搅拌20分钟，然后加入50g钛酸钾晶须，继续在温度为30℃、以800r/min的转速搅拌40分钟后过滤，过滤用滤膜孔径为0.22微米，将滤饼用20g质量分数为95％的乙醇水溶液冲洗后，在70℃干燥12小时，得到丙烯酸改性的钛酸钾晶须。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
对比例3
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、7份钛酸钾晶须、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例11
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、7份二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
其中所述二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒的制备方法如下：将1.5g丙烯酸加入到60ml、温度为30℃、质量分数为95％的乙醇水溶液中，在温度为30℃、以300r/min的转速搅拌20分钟，然后加入50g钛酸钾晶须，继续在温度为30℃、以800r/min的转速搅拌40分钟后过滤，过滤用滤膜孔径为0.22微米，将滤饼用20g质量分数为95％的乙醇水溶液冲洗后，在70℃干燥12小时，得到丙烯酸改性的钛酸钾晶须，将20g丙烯酸改性的钛酸钾晶须加入到420ml、温度为30℃的异丙醇中，在温度为30℃、以500r/min的转速搅拌1h，加入10ml、质量分数为25％的氨水溶液，以5℃/min的速度升温至45℃后加入8g硅源，在温度为45℃、以100转/分的速度搅拌1小时后，停止搅拌，静置6小时，然后在温度为525℃的马弗炉中干燥5小时，即得二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒。所述硅源为正硅酸乙酯。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例12
与实施例11基本相同，区别仅在于，本实施例12中所述的硅源为正硅酸甲酯。
实施例13
与实施例11基本相同，区别仅在于，本实施例13中所述的硅源为正硅酸四异丙酯。
对比例4
PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、7份二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。
其中所述二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒的制备方法如下：将20g钛酸钾晶须加入到420ml、温度为30℃的异丙醇中，在温度为30℃、以500r/min的转速搅拌1h，加入10ml、质量分数为25％的氨水溶液，以5℃/min的速度升温至45℃后加入8g硅源，在温度为45℃、以100转/分的速度搅拌1小时后，停止搅拌，静置6小时，然后在温度为525℃的马弗炉中干燥5小时，即得二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒。所述硅源为正硅酸四异丙酯。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例14
高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计由以下原料制备而成：50份PC、45份ABS、5份ABS-g-MAH相容剂、5份GMA类增韧剂、1份纳米碳酸钙、7份二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒、2.1份稀土硝酸盐、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂。
所述GMA类增韧剂为PTW增韧剂，所述润滑剂为PETS润滑剂。所述稀土硝酸盐为硝酸铈。
其中所述二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒的制备方法如下：将1.5g丙烯酸加入到60ml、温度为30℃、质量分数为95％的乙醇水溶液中，在温度为30℃、以300r/min的转速搅拌20分钟，然后加入50g钛酸钾晶须，继续在温度为30℃、以800r/min的转速搅拌40分钟后过滤，过滤用滤膜孔径为0.22微米，将滤饼用20g质量分数为95％的乙醇水溶液冲洗后，在70℃干燥12小时，得到丙烯酸改性的钛酸钾晶须，将20g丙烯酸改性的钛酸钾晶须加入到420ml、温度为30℃的异丙醇中，在温度为30℃、以500r/min的转速搅拌1h，加入10ml、质量分数为25％的氨水溶液，以5℃/min的速度升温至45℃后加入8g硅源，在温度为45℃、以100转/分的速度搅拌1小时后，停止搅拌，静置6小时，然后在温度为525℃的马弗炉中干燥5小时，即得二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒。所述硅源为正硅酸四异丙酯。
高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法为：按重量份称取各组分，在温度为25℃，以100r/min的转速搅拌10min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，然后切成1cm×1cm×1cm的颗粒、冷却到25℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170℃、200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、240℃，喂料螺杆转速为10r/min，主机螺杆转速为200r/min，机头温度为245℃。
实施例15
与实施例14基本相同，区别仅在于，本实施例15所述稀土硝酸盐为硝酸钇。
实施例16
与实施例14基本相同，区别仅在于，本实施例16所述稀土硝酸盐为硝酸镧。
实施例17
与实施例14基本相同，区别仅在于，本实施例17所述稀土硝酸盐为硝酸铈和硝酸镧按质量比为4:3的混合物。
本实施例17的高强度电镀PC/ABS合金材料的烟密度等级测试结果为：64.5％，热变形温度测试结果为：112℃。
效果实施例1
将本发明实施例1-3和对比例1-2制备的高强度电镀PC/ABS合金材料进行力学性能(具体为拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度)和电镀剥离结合力测试，具体测试结果见表1。
表1：力学性能和电镀剥离结合力测试结果表
与对比例1-2相比，本发明在制备PC/ABS合金材料时添加了GMA类增韧剂和纳米碳酸钙，经GMA类增韧剂和纳米碳酸钙改性后的PC/ABS合金具有更高的拉伸强度、弯曲强度，PC/ABS合金材料具有优异的刚性。而且，GMA类增韧剂与ABS-g-MAH协同改善了电镀PC/ABS合金材料的冲击强度，使PC/ABS合金材料具有优异的冲击韧性。本发明添加的GMA类增韧剂和纳米碳酸钙不影响PC/ABS合金的电镀性能，特别适用于经常受拉拔力的汽车外门电镀把手与内门电镀扣手等制品。
效果实施例2
对实施例7-13和对比例3-4制备的高强度电镀PC/ABS合金材料进行极限氧指数测试。具体测试结果见表2。
表2：极限氧指数测试结果表
极限氧指数是指在一定条件下，被测样品能维持燃烧的最低氧浓度。极限氧指数越高，说明样品越不易发生燃烧。实施例7-10在制备电镀PC/ABS合金材料时分别加入了丙烯酸改性的硫酸钙晶须、丙烯酸改性的硫酸镁晶须、丙烯酸改性的硼酸铝晶须和丙烯酸改性的钛酸钾晶须对PC/ABS合金材料进行改性。发现丙烯酸改性晶须的加入能提高PC/ABS合金的极限氧指数，PC/ABS合金更加不易发生燃烧。其中实施例10丙烯酸改性的钛酸钾晶须的效果更好。实施例11-13在实施例10的基础上制备了二氧化硅-钛酸钾晶须复合结构，对制备复合结构用的硅源进行了优选，进一步提高了PC/ABS的极限氧指数。PC/ABS合金在有火焰接触时，更难发生燃烧，阻燃性好，安全性能提高。
效果实施例3
将本发明制备的高强度电镀PC/ABS合金材料进行烟密度等级测试。具体结果见表3。
表3：烟密度等级测试结果表
烟密度等级是实验条件下发烟量的量度，烟密度等级越低，材料燃烧时发烟量越低，越利于火灾发生时灭火和救援行动的开展。由表3可知，二氧化硅-钛酸钾晶须复合结构还起到了消烟剂的效果。实施例14-16在制备PC/ABS合金时加入了稀土硝酸盐降低了烟密度等级，可能原因是稀土硝酸盐对高分子材料的结晶、界面性能由一定影响。
效果实施例4
将本发明制备的高强度电镀PC/ABS合金材料进行热变形温度测试。具体结果见表4。
表4：热变形温度测试结果表
热变形温度是衡量高分子材料的耐热性能优劣的量度。由表4中数据发现，稀土硝酸盐的加入提高了PC/ABS合金材料的热变形温度，PC/ABS合金材料的耐热性增强。实施例7-17对高强度电镀PC/ABS合金材料的改性对PC/ABS合金材料的电镀性能基本没有影响。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高强度电镀PC/ABS合金材料，按重量份计包括以下原料制备而成：40-60份PC、40-60份ABS、5-10份ABS-g-MAH相容剂、1-5份GMA类增韧剂、0.5-1份纳米碳酸钙、0.2-0.5份抗氧剂168、0.2-0.5份润滑剂、3-10份二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒、0.5-5份稀土硝酸盐；
所述二氧化硅-钛酸钾复合微粒的制备方法为：将1.5-4.5g丙烯酸加入到60-100ml、温度为30-50℃、质量分数为95％的乙醇水溶液中，在温度为30-50℃、以300-800r/min的转速搅拌20-40分钟，然后加入50-100g钛酸钾晶须，继续在温度为30-50℃、以800-1000r/min的转速搅拌40-60分钟后过滤，过滤用滤膜孔径为0.22微米，将滤饼用20-40g质量分数为95％的乙醇水溶液冲洗后，在70-90℃干燥5-15小时，得到丙烯酸改性的钛酸钾晶须，将20-40g丙烯酸改性的钛酸钾晶须加入到420-800ml、温度为30-35℃的异丙醇中，在温度为30-35℃、以500-800r/min的转速搅拌1-2h，加入10-20ml、质量分数为25％的氨水溶液，以5℃/min的速度升温至45-55℃后加入8-15g硅源，在温度为45-55℃、以100-200转/分的速度搅拌1小时后，停止搅拌，静置6-12小时，然后在温度为525-625℃的马弗炉中干燥5-10小时，即得二氧化硅-钛酸钾晶须复合微粒；所述硅源为正硅酸四异丙酯；
所述稀土硝酸盐为硝酸铈和硝酸镧按质量比为4:3的混合物。
2.根据权利要求1所述的高强度电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，所述纳米碳酸钙的粒径为30-70nm。
3.根据权利要求1所述的高强度电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，所述润滑剂为石蜡、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、N，N'-乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的高强度电镀PC/ABS合金材料，其特征在于，GMA类增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种高强度电镀PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，按重量份称取各组分，在温度为20-30℃，以100-150r/min的转速搅拌5-30min得到混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中进行挤出，经切粒、冷却到20-30℃得到高强度的电镀PC/ABS合金；所用双螺杆挤出机共分9区段，设定温度分别为170-180℃、200-210℃、220-230℃、230-240℃、230-240℃、240-250℃、240-250℃、240-250℃、230-240℃，喂料螺杆转速为8-15r/min，主机螺杆转速为200-500r/min，机头温度为215-245℃。
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