CN113736247A - 一种可镭雕聚酰胺复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种可镭雕聚酰胺复合材料及其制备方法，镭雕助剂1‑5份、聚酰胺树脂20‑40份、着色剂1‑5份、ABS树脂8‑16份、相容剂1‑3份、改性光稳定剂1‑5份、增韧剂1‑3份、无机晶须1‑5份和丙烯腈‑苯乙烯共聚物树脂4‑8份。本发明的可镭雕聚酰胺复合材料通过在聚酰胺树脂中ABS树脂、丙烯腈‑苯乙烯共聚物树脂和镭雕助剂，使制得可镭雕聚酰胺复合材料可直接作为彩色镭雕材料使用，可镭雕出各种颜色的文字或图案，同时由于采用的改性光稳定剂使制得复合材料可以吸收镭雕激光以及紫光，使该复合材料镭雕效果更佳，镭雕图案色彩清晰、持久不变色。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种可镭雕聚酰胺复合材料及其制备方法。
背景技术
镭雕，也叫激光雕刻或者激光打标，是一种用光学原理进行表面处理的工艺。利用激光器发射的高强度聚焦激光束在焦点处，使材料氧化因而对其进行加工；打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化出痕迹或者是通过光能烧掉部分物质，而“刻”出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图形、文字。
而用于镭雕的聚酰胺材料具有机械性能优异、耐热性优良、自润性及耐摩擦性出众等特点，因此被广泛的应用于机械、汽车、电器、纺织器材、化工设备、航空、冶金等领域。但是一般的聚酰胺复合材料因为镭雕助剂或镭雕技术的限制只能镭雕出黑色或白色或金色的文字或图案，尚无法镭雕出其他色彩，导致镭雕产品的标记色彩单一且缺乏视觉吸引力，限制了激光标记技术的应用拓展。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种可镭雕聚酰胺复合材料，该可镭雕聚酰胺复合材料通过在聚酰胺树脂中ABS树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂和镭雕助剂，使制得可镭雕聚酰胺复合材料可直接作为彩色镭雕材料使用，可镭雕出各种颜色的文字或图案，同时由于采用的改性光稳定剂使制得复合材料可以吸收镭雕激光以及紫光，使该复合材料镭雕效果更佳，镭雕图案色彩清晰、持久不变色，而ABS树脂具有很强的抗冲击性、耐划、尺寸稳定等特性，与聚酰胺树脂复合可进一步提升最终制得复合材料的综合性能，丙烯腈-苯乙烯共聚物有较高的光泽度、较高的透明性、较好的耐热性和较高的刚性和聚酰胺树脂有良好的化学稳定性和良好的耐候性的同时解决了韧性很差、冲击性低和加工流动性差的问题。
本发明的另一目的在于提供一种可镭雕聚酰胺复合材料的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，降低了生产成本，产品质量稳定，制得的可镭雕聚酰胺复合材料具有良好的镭雕性能、光泽度、加工流动性和耐热性，且生产成本低的特点，可用于大规模生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种可镭雕聚酰胺复合材料，包括如下重量份的原料：镭雕助剂1-5份、聚酰胺树脂20-40份、着色剂1-5份、ABS树脂8-16份、相容剂1-3份、改性光稳定剂1-5份、增韧剂1-3份、无机晶须1-5份和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂4-8份；所述镭雕助剂为纳米透明二氧化钛。
本发明的可镭雕聚酰胺复合材料通过在聚酰胺树脂中ABS树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂和镭雕助剂，使制得可镭雕聚酰胺复合材料可直接作为彩色镭雕材料使用，可镭雕出各种颜色的文字或图案，同时由于采用的改性光稳定剂使制得复合材料可以吸收镭雕激光以及紫光，使该复合材料镭雕效果更佳，镭雕图案色彩清晰、持久不变色，而ABS树脂具有很强的抗冲击性、耐划、尺寸稳定等特性，与聚酰胺树脂复合可进一步提升最终制得复合材料的综合性能，丙烯腈-苯乙烯共聚物有较高的光泽度、较高的透明性、较好的耐热性和较高的刚性和聚酰胺树脂有良好的化学稳定性和良好的耐候性的同时解决了韧性很差、冲击性低和加工流动性差的问题；无机晶须替代以往采用的玻纤，改善了可镭雕聚酰胺复合材料制品表面光泽度和平整度，提高了制品的LDS精度，进而提高了复合材料表面的镭雕精度和准确度同时有利于电磁波信号的灵敏度，解决了普通镭雕专用料和金属结合力低、成型收缩率大的问题。
优选的，所述改性光稳定剂包括如下重量份的原料：PMMA树脂15-25份、三聚氰胺甲醛树脂8-16份、三聚异氰酸三烯丙酯1-3份、三乙烯二胺2-6份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-3份。
优选的，所述改性光稳定剂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂加入反应装置中加热至60-80℃，保温10-20min，之后再将三乙烯二胺加入持续搅拌20-60min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将三聚异氰酸三烯丙酯分散到PMMA树脂中，加热至90-130℃搅拌40-80min，得到混合物B，备用；
S3、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至90-120℃搅拌反应1-3h，得到具有核壳结构的改性光稳定剂。
本发明中的改性光稳定剂通过采用上述原料和制备方法制得，而制得的改性光稳定剂具有很好的吸光作用；针对以往在聚酰胺树脂和ABS树脂添加氧化铝和六溴环十二烷后其物理性能会降低，以及耐候剂与氧化铝和六溴环十二烷之间发作不良作用的问题，采用了具有核壳结构的特殊光稳定剂，该核壳结构的特殊光稳定剂以PMMA树脂、三聚异氰酸三烯丙酯组成的物料为核，在内核的表面包覆着一层三聚氰胺甲醛树脂和三乙烯二胺，对光起强烈的折射作用，而最外层的三聚氰胺甲醛树脂和三乙烯二胺具有良好的高分子基材相容性，可以提高改性光稳定剂与聚酰胺树脂和ABS树脂基材的相容性；其中PMMA树脂可以将经最外层折射后的光线吸收，本发明以熔点较高的三聚氰胺甲醛树脂作为外壳可以在熔融挤出的过程中保持特殊光稳定剂的结构稳定性，产品批次质量更稳定，延长该可镭雕聚酰胺复合材料的寿命。
优选的，所述着色剂为颜料黄93、颜料红179和铁蓝中的至少一种；更优选的，所述着色剂是由颜料黄93、颜料红179和铁蓝按照重量比为0.6-1.0:0.4-0.8:0.8-1.2组成的混合物。
优选的，所述相容剂为丁二烯-苯乙烯共聚物接枝聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物中的至少一种；更优选的，所述相容剂是由丁二烯-苯乙烯共聚物接枝聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物按照重量比为0.4-0.8:0.6-1.0:0.8-1.2组成的混合物。
本发明中所采用苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，再者由于相容剂是以活跃自由基分子羧基掺入非极性与极性聚合物之间起"桥梁"作用，与聚酰胺树脂和ABS树脂共混，两者之间进行反应而制得良好的改性共混效果，可是制得可镭雕聚酰胺复合材料具有良好的高弹性和低温性能。
优选的，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙丙橡胶中、聚己内酯和聚己二酸对苯二甲酸丁酯中的至少一种；更优选的，所述增韧剂是由苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、乙丙橡胶中和聚己二酸对苯二甲酸丁酯按照重量比为0.6-1.0:0.4-0.8:0.8-1.2组成的混合物。
本发明中采用的增韧剂具有增韧能力强、降低生产成本等优点，可实现可镭雕聚酰胺复合材料的高效增韧，另外，本发明通过严格控制增韧剂的种类、复配及重量配比，可以提高各组分间分子链间的作用力和加工流动性，并通过复配具有协同效应，提高了混合增韧剂的性能。
优选的，所述无机晶须为钛酸钾晶须、硫酸钙晶须、镁盐晶须、氧化锌晶须、石墨晶须和氧化钛晶须中的至少一种；更优选的，所述无机晶须是是由钛酸钾晶须、氧化锌晶须、石墨晶须和氧化钛晶须按照重量比为0.6-1.0:0.4-0.8:0.8-1.2:0.1-0.5组成的混合物。
本发明中采用的无机晶须部分替代以往采用的玻纤，改善了可镭雕聚酰胺复合材料制品表面光泽度和平整度，提高了制品的LDS精度，进而提高了复合材料表面的镭雕精度和准确度同时有利于电磁波信号的灵敏度，解决了普通镭雕专用料和金属结合力低、成型收缩率大的问题。
优选的，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂的熔融指数为15-30g/10min，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的平均相对分子质量为100000-300000g/mol。
本发明还提供了一种可镭雕聚酰胺复合材料，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将聚酰胺树脂、ABS树脂和无机晶须加入搅拌机中搅拌混合20-40min，再将镭雕助剂和相容剂加入，继续搅拌10-20min，得到混合物A，备用；
2)按照重量份，将着色剂、增韧剂、改性光稳定剂和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂加入步骤1)中得到混合物A中，并加入高速搅拌装置中以6000-10000r/min持续搅拌20-40min至均匀，得到混合物B，备用；
3)将混合物B从主喂料口加入到挤出设备中，进行混炼、挤出和造粒，得到可镭雕聚酰胺复合材料；造粒时双螺旋杆挤出装置的一区温度为180-220℃，二区温度为220-240℃，三区温度为210-230℃，四区温度为220-240℃，螺杆转速为350-450r/min，干燥时的温度为70-100℃。
本发明的可镭雕聚酰胺复合材料通过在聚酰胺树脂中ABS树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂和镭雕助剂，使制得可镭雕聚酰胺复合材料可直接作为彩色镭雕材料使用，可镭雕出各种颜色的文字或图案。其中，需要严格控制步骤3)中螺杆转速为350-450r/min，若转速过快则不利于各原料之间的成分密炼，若转速过慢则会导致局部由于长时间处于温度过高局部焦化，不利于复合材料的挤出。
本发明的有益效果在于：本发明的可镭雕聚酰胺复合材料通过在聚酰胺树脂中ABS树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂和镭雕助剂，使制得可镭雕聚酰胺复合材料可直接作为彩色镭雕材料使用，可镭雕出各种颜色的文字或图案，同时由于采用的改性光稳定剂使制得复合材料可以吸收镭雕激光以及紫光，使该复合材料镭雕效果更佳，镭雕图案色彩清晰、持久不变色，而ABS树脂具有很强的抗冲击性、耐划、尺寸稳定等特性，与聚酰胺树脂复合可进一步提升最终制得复合材料的综合性能，丙烯腈-苯乙烯共聚物有较高的光泽度、较高的透明性、较好的耐热性和较高的刚性和聚酰胺树脂有良好的化学稳定性和良好的耐候性的同时解决了韧性很差、冲击性低和加工流动性差的问题。
本发明可镭雕聚酰胺复合材料的制备方法操作简单，控制方便，降低了生产成本，产品质量稳定，制得的可镭雕聚酰胺复合材料具有良好的镭雕性能、光泽度、加工流动性和耐热性，且生产成本低的特点，可用于大规模生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种可镭雕聚酰胺复合材料，包括如下重量份的原料：镭雕助剂1份、聚酰胺树脂20份、着色剂1份、ABS树脂8份、相容剂1份、改性光稳定剂1份、增韧剂1份、无机晶须1份和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂4份；所述镭雕助剂为纳米透明二氧化钛。
所述改性光稳定剂包括如下重量份的原料：PMMA树脂15份、三聚氰胺甲醛树脂8份、三聚异氰酸三烯丙酯1份、三乙烯二胺2份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份。
所述改性光稳定剂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂加入反应装置中加热至60℃，保温10min，之后再将三乙烯二胺加入持续搅拌20min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将三聚异氰酸三烯丙酯分散到PMMA树脂中，加热至90℃搅拌40min，得到混合物B，备用；
S3、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至90℃搅拌反应1h，得到具有核壳结构的改性光稳定剂。
所述着色剂是由颜料黄93、颜料红179和铁蓝按照重量比为0.6:0.4:0.8组成的混合物。
所述相容剂是由丁二烯-苯乙烯共聚物接枝聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物按照重量比为0.4:0.6:0.8组成的混合物。
所述增韧剂是由苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、乙丙橡胶中和聚己二酸对苯二甲酸丁酯按照重量比为0.6:0.4:0.8组成的混合物。
所述无机晶须是是由钛酸钾晶须、氧化锌晶须、石墨晶须和氧化钛晶须按照重量比为0.6:0.4:0.8:0.1组成的混合物。
所述丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂的熔融指数为15g/10min，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的平均相对分子质量为100000g/mol。
所述可镭雕聚酰胺复合材料，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将聚酰胺树脂、ABS树脂和无机晶须加入搅拌机中搅拌混合20min，再将镭雕助剂和相容剂加入，继续搅拌10min，得到混合物A，备用；
2)按照重量份，将着色剂、增韧剂、改性光稳定剂和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂加入步骤1)中得到混合物A中，并加入高速搅拌装置中以6000r/min持续搅拌20min至均匀，得到混合物B，备用；
3)将混合物B从主喂料口加入到挤出设备中，进行混炼、挤出和造粒，得到可镭雕聚酰胺复合材料；造粒时双螺旋杆挤出装置的一区温度为180℃，二区温度为220℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，螺杆转速为350r/min，干燥时的温度为70℃。
实施例2
一种可镭雕聚酰胺复合材料，包括如下重量份的原料：镭雕助剂2份、聚酰胺树脂25份、着色剂2份、ABS树脂10份、相容剂1.5份、改性光稳定剂2份、增韧剂1.5份、无机晶须2份和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂5份；所述镭雕助剂为纳米透明二氧化钛。
所述改性光稳定剂包括如下重量份的原料：PMMA树脂18份、三聚氰胺甲醛树脂10份、三聚异氰酸三烯丙酯1.5份、三乙烯二胺3份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份。
所述改性光稳定剂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂加入反应装置中加热至65℃，保温13min，之后再将三乙烯二胺加入持续搅拌30min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将三聚异氰酸三烯丙酯分散到PMMA树脂中，加热至100℃搅拌50min，得到混合物B，备用；
S3、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至97℃搅拌反应1.5h，得到具有核壳结构的改性光稳定剂。
所述着色剂是由颜料黄93、颜料红179和铁蓝按照重量比为0.7:0.5:0.9组成的混合物。
所述相容剂是由丁二烯-苯乙烯共聚物接枝聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物按照重量比为0.5:0.7:0.9组成的混合物。
所述增韧剂是由苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、乙丙橡胶中和聚己二酸对苯二甲酸丁酯按照重量比为0.7:0.5:0.9组成的混合物。
所述无机晶须是是由钛酸钾晶须、氧化锌晶须、石墨晶须和氧化钛晶须按照重量比为0.7:0.5:0.9:0.2组成的混合物。
所述丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂的熔融指数为18g/10min，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的平均相对分子质量为150000g/mol。
所述可镭雕聚酰胺复合材料，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将聚酰胺树脂、ABS树脂和无机晶须加入搅拌机中搅拌混合25min，再将镭雕助剂和相容剂加入，继续搅拌13min，得到混合物A，备用；
2)按照重量份，将着色剂、增韧剂、改性光稳定剂和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂加入步骤1)中得到混合物A中，并加入高速搅拌装置中以7000r/min持续搅拌25min至均匀，得到混合物B，备用；
3)将混合物B从主喂料口加入到挤出设备中，进行混炼、挤出和造粒，得到可镭雕聚酰胺复合材料；造粒时双螺旋杆挤出装置的一区温度为190℃，二区温度为225℃，三区温度为215℃，四区温度为225℃，螺杆转速为375r/min，干燥时的温度为78℃。
实施例3
一种可镭雕聚酰胺复合材料，包括如下重量份的原料：镭雕助剂3份、聚酰胺树脂30份、着色剂3份、ABS树脂12份、相容剂2份、改性光稳定剂3份、增韧剂2份、无机晶须3份和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂6份；所述镭雕助剂为纳米透明二氧化钛。
所述改性光稳定剂包括如下重量份的原料：PMMA树脂20份、三聚氰胺甲醛树脂12份、三聚异氰酸三烯丙酯2份、三乙烯二胺4份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份。
所述改性光稳定剂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂加入反应装置中加热至70℃，保温15min，之后再将三乙烯二胺加入持续搅拌40min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将三聚异氰酸三烯丙酯分散到PMMA树脂中，加热至110℃搅拌60min，得到混合物B，备用；
S3、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至105℃搅拌反应2h，得到具有核壳结构的改性光稳定剂。
所述着色剂是由颜料黄93、颜料红179和铁蓝按照重量比为0.8:0.6:1.0组成的混合物。
所述相容剂是由丁二烯-苯乙烯共聚物接枝聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物按照重量比为0.6:0.8:1.0组成的混合物。
所述增韧剂是由苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、乙丙橡胶中和聚己二酸对苯二甲酸丁酯按照重量比为0.8:0.6:1.0组成的混合物。
所述无机晶须是是由钛酸钾晶须、氧化锌晶须、石墨晶须和氧化钛晶须按照重量比为0.8:0.6:1.0:0.3组成的混合物。
所述丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂的熔融指数为23g/10min，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的平均相对分子质量为200000g/mol。
所述可镭雕聚酰胺复合材料，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将聚酰胺树脂、ABS树脂和无机晶须加入搅拌机中搅拌混合30min，再将镭雕助剂和相容剂加入，继续搅拌15min，得到混合物A，备用；
2)按照重量份，将着色剂、增韧剂、改性光稳定剂和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂加入步骤1)中得到混合物A中，并加入高速搅拌装置中以8000r/min持续搅拌30min至均匀，得到混合物B，备用；
3)将混合物B从主喂料口加入到挤出设备中，进行混炼、挤出和造粒，得到可镭雕聚酰胺复合材料；造粒时双螺旋杆挤出装置的一区温度为200℃，二区温度为230℃，三区温度为220℃，四区温度为230℃，螺杆转速为400r/min，干燥时的温度为85℃。
实施例4
一种可镭雕聚酰胺复合材料，包括如下重量份的原料：镭雕助剂4份、聚酰胺树脂35份、着色剂4份、ABS树脂14份、相容剂2.5份、改性光稳定剂4份、增韧剂2.5份、无机晶须4份和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂7份；所述镭雕助剂为纳米透明二氧化钛。
所述改性光稳定剂包括如下重量份的原料：PMMA树脂23份、三聚氰胺甲醛树脂14份、三聚异氰酸三烯丙酯2.5份、三乙烯二胺5份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.5份。
所述改性光稳定剂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂加入反应装置中加热至75℃，保温18min，之后再将三乙烯二胺加入持续搅拌50min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将三聚异氰酸三烯丙酯分散到PMMA树脂中，加热至120℃搅拌70min，得到混合物B，备用；
S3、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至113℃搅拌反应2.5h，得到具有核壳结构的改性光稳定剂。
所述着色剂是由颜料黄93、颜料红179和铁蓝按照重量比为0.9:0.7:1.1组成的混合物。
所述相容剂是由丁二烯-苯乙烯共聚物接枝聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物按照重量比为0.7:0.9:1.1组成的混合物。
所述增韧剂是由苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、乙丙橡胶中和聚己二酸对苯二甲酸丁酯按照重量比为0.9:0.7:1.1组成的混合物。
所述无机晶须是是由钛酸钾晶须、氧化锌晶须、石墨晶须和氧化钛晶须按照重量比为0.9:0.7:1.1:0.4组成的混合物。
所述丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂的熔融指数为26g/10min，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的平均相对分子质量为250000g/mol。
所述可镭雕聚酰胺复合材料，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将聚酰胺树脂、ABS树脂和无机晶须加入搅拌机中搅拌混合35min，再将镭雕助剂和相容剂加入，继续搅拌18min，得到混合物A，备用；
2)按照重量份，将着色剂、增韧剂、改性光稳定剂和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂加入步骤1)中得到混合物A中，并加入高速搅拌装置中以9000r/min持续搅拌35min至均匀，得到混合物B，备用；
3)将混合物B从主喂料口加入到挤出设备中，进行混炼、挤出和造粒，得到可镭雕聚酰胺复合材料；造粒时双螺旋杆挤出装置的一区温度为210℃，二区温度为235℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃，螺杆转速为425r/min，干燥时的温度为93℃。
实施例5
一种可镭雕聚酰胺复合材料，包括如下重量份的原料：镭雕助剂5份、聚酰胺树脂40份、着色剂5份、ABS树脂16份、相容剂3份、改性光稳定剂5份、增韧剂3份、无机晶须5份和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂8份；所述镭雕助剂为纳米透明二氧化钛。
所述改性光稳定剂包括如下重量份的原料：PMMA树脂25份、三聚氰胺甲醛树脂16份、三聚异氰酸三烯丙酯3份、三乙烯二胺6份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份。
所述改性光稳定剂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂加入反应装置中加热至80℃，保温20min，之后再将三乙烯二胺加入持续搅拌60min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将三聚异氰酸三烯丙酯分散到PMMA树脂中，加热至130℃搅拌80min，得到混合物B，备用；
S3、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至120℃搅拌反应3h，得到具有核壳结构的改性光稳定剂。
所述着色剂是由颜料黄93、颜料红179和铁蓝按照重量比为1.0:0.8:1.2组成的混合物。
所述相容剂是由丁二烯-苯乙烯共聚物接枝聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物按照重量比为0.8:1.0:1.2组成的混合物。
所述增韧剂是由苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、乙丙橡胶中和聚己二酸对苯二甲酸丁酯按照重量比为1.0:0.8:1.2组成的混合物。
所述无机晶须是是由钛酸钾晶须、氧化锌晶须、石墨晶须和氧化钛晶须按照重量比为1.0:0.8:1.2:0.5组成的混合物。
所述丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂的熔融指数为30g/10min，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的平均相对分子质量为300000g/mol。
所述可镭雕聚酰胺复合材料，通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将聚酰胺树脂、ABS树脂和无机晶须加入搅拌机中搅拌混合40min，再将镭雕助剂和相容剂加入，继续搅拌20min，得到混合物A，备用；
2)按照重量份，将着色剂、增韧剂、改性光稳定剂和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂加入步骤1)中得到混合物A中，并加入高速搅拌装置中以10000r/min持续搅拌40min至均匀，得到混合物B，备用；
3)将混合物B从主喂料口加入到挤出设备中，进行混炼、挤出和造粒，得到可镭雕聚酰胺复合材料；造粒时双螺旋杆挤出装置的一区温度为220℃，二区温度为240℃，三区温度为230℃，四区温度为240℃，螺杆转速为450r/min，干燥时的温度为100℃。
对比例1
本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例的可镭雕聚酰胺复合材料中直接采用二氧化钛替换了改性光稳定剂。本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例的改性光稳定剂的原料中没有添加三聚氰胺甲醛树脂和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，其余原料按照实施例3的比例混合物。本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对比例3
本对比例与上述实施例5的区别在于：本对比例的可镭雕聚酰胺复合材料的原料中没有添加ABS树脂。本对比例的其余内容与实施例5相同，这里不再赘述。
对实施例1、3和5和对比例1-3制得的可镭雕聚酰胺复合材料进行性能测试：
拉伸强度的测试按照ISO527；弯曲强度、弯曲模量的测定按照ISO178；光泽和色彩采用观察的形式判定，将光泽和色彩的效果均分为1-10等级，等级越高效果越好，10级为最高级测试结果如表1所示：
表1
由表中数据可知，本发明实施例1、3和5中制得的可镭雕聚酰胺复合材料具有优良的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、镭雕效果、透明度和色彩，其综合力学性能优异，而改性光稳定剂和ABS树脂的加入有效改善了可镭雕聚酰胺复合材料的综合性能，使其具有交好镭雕效果、力学性能和透明度，其综合力学性能优异。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：镭雕助剂1-5份、聚酰胺树脂20-40份、着色剂1-5份、ABS树脂8-16份、相容剂1-3份、改性光稳定剂1-5份、增韧剂1-3份、无机晶须1-5份和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂4-8份。
2.根据权利要求1所述的一种可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：所述改性光稳定剂包括如下重量份的原料：PMMA树脂15-25份、三聚氰胺甲醛树脂8-16份、三聚异氰酸三烯丙酯1-3份、三乙烯二胺2-6份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-3份。
3.根据权利要求2所述的一种可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：所述改性光稳定剂通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将三聚氰胺甲醛树脂加入反应装置中加热至60-80℃，保温10-20min，之后再将三乙烯二胺加入持续搅拌20-60min，得到混合物A，备用；
S2、按照重量份，将三聚异氰酸三烯丙酯分散到PMMA树脂中，加热至90-130℃搅拌40-80min，得到混合物B，备用；
S3、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷和步骤S2中得到的混合物B加入步骤S1中得到的混合物A中加热至90-120℃搅拌反应1-3h，得到具有核壳结构的改性光稳定剂。
4.根据权利要求1所述的一种可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：所述着色剂为颜料黄93、颜料红179和铁蓝中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：所述相容剂为丁二烯-苯乙烯共聚物接枝聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙丙橡胶中、聚己内酯和聚己二酸对苯二甲酸丁酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：所述无机晶须为钛酸钾晶须、硫酸钙晶须、镁盐晶须、氧化锌晶须、石墨晶须和氧化钛晶须中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：所述镭雕助剂为纳米透明二氧化钛。
9.根据权利要求1所述的一种可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：所述丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂的熔融指数为15-30g/10min，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的平均相对分子质量为100000-300000g/mol。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的可镭雕聚酰胺复合材料，其特征在于：通过如下步骤制得：
1)按照重量份，将聚酰胺树脂、ABS树脂和无机晶须加入搅拌机中搅拌混合20-40min，再将镭雕助剂和相容剂加入，继续搅拌10-20min，得到混合物A，备用；
2)按照重量份，将着色剂、增韧剂、改性光稳定剂和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂加入步骤1)中得到混合物A中，并加入高速搅拌装置中以6000-10000r/min持续搅拌20-40min至均匀，得到混合物B，备用；
3)将混合物B从主喂料口加入到挤出设备中，进行混炼、挤出和造粒，得到可镭雕聚酰胺复合材料；造粒时双螺旋杆挤出装置的一区温度为180-220℃，二区温度为220-240℃，三区温度为210-230℃，四区温度为220-240℃，螺杆转速为350-450r/min，干燥时的温度为70-100℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211203 |