一種PC/ABS雙色注塑用改性透明聚碳酸酯材料及其製備方法與流程
2023-09-12 23:23:55
本發明涉及聚合物共混改性技術領域，具體是一種pc/abs雙色注塑用改性透明聚碳酸酯材料及其製備方法。
背景技術：
近年來，家電行業的產品設計越來越多地傾向於使用透明的外殼，以增強產品的美感和科技感。在這種設計風格中，利用透明塑料和非透明塑料進行雙色注塑成型的工藝在工業界十分流行。
在透明/非透明雙色注塑成型選材上，pmma/abs和pc/abs是不二的選擇。首先，pmma和pc是目前透光率最高的兩種樹脂，另外，這兩種樹脂與abs樹脂的相容性極佳，pmma/abs和pc/abs雙色注塑成型的零件，界面牢固，不會發生脫粘的風險。
但pmma/abs和pc/abs雙色注塑還存在一定的問題。比如pmma/abs和pc/abs雙色注塑零件在存放48小時候，幾乎都會出現明顯的翹曲變形的情況，這種情況不利於後續的燙金印刷及產品裝配操作。造成雙色注塑零件翹曲變形的原因說法不一，歸納起來，主要有兩點：
(1)、pmma和pc的玻璃化轉變溫度tg較高，流動性差，注塑壓力大，造成產品內應力較大，成型後的零件在內應力釋放的過程中發生翹曲變形；
(2)、pmma和pc材料和abs材料的收縮率不一致，成型後熱脹冷縮不一致，造成內應力，進而引起零件翹曲變形。
如何解決pmma/abs或者pc/abs雙色注塑成型零件的翹曲變形這一難點問題，目前還沒有見到相關文獻和專利報導。專利cn201010117394.0報導了一種外層pmma，內層abs+pmma雙色注塑的電器外殼製作方法，但並未提到零件翹曲變形的問題。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種pc/abs雙色注塑用改性透明聚碳酸酯材料及其製備方法，有效解決pc/abs雙色注塑零件翹曲變形的問題，提升雙色注塑產品的良品率。
本發明的技術方案為：
一種pc/abs雙色注塑用改性透明聚碳酸酯材料，是由以下組分按重量份比製備而成：
所述的添加劑a為透明液體狀態的磷酸酯類增塑劑，其磷含量為8.5～9.5％，密度為1.24～1.28g/cm3。
所述的聚碳酸酯樹脂的數均分子量為25000～28000g/mol，熔融指數在10～20g/10min之間。
所述的抗氧劑選用受阻酚類、硫代酯類和亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一種。
所述的潤滑劑選用聚乙烯蠟、馬來酸酐接枝聚乙烯蠟、硬脂酸酯和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一種。
一種pc/abs雙色注塑用改性透明聚碳酸酯材料的製備方法，具體包括有以下步驟：
(1)、首先按重量份比稱取聚碳酸酯樹脂、抗氧劑和潤滑劑並一起加入到高速攪拌機中混合2～5分鐘；
(2)、將步驟(1)混合好的物料經過主餵料鬥加入到嚙合平行同向雙螺杆擠出機中，並在側餵料處加入對應重量份且恆溫的添加劑a，經熔融、擠出切粒後，得到改性透明聚碳酸酯塑料粒子；其中，擠出機的料筒溫度為240～260℃，螺杆轉速為300～500r/min，真空度為-0.04～0.1mpa；
(3)、將步驟(2)中製得的改性聚碳酸酯粒子在80～90℃下烘乾，並注塑成樣塊，得到改性透明聚碳酸酯材料；利用x射線螢光光譜儀測定改性透明聚碳酸酯材料中的磷元素含量，進而確定添加劑a的實際添加量，當添加劑a的實際添加量偏離標準範圍，調節添加劑a的加入速度，使其達到標準範圍。
所述的添加劑a使用高壓液體泵及計量稱精確地由側餵料處泵入到嚙合平行同向雙螺杆擠出機中，液體泵的流量設置為35～60kg/h。
所述的添加劑a使用恆溫油浴加熱，以保持其粘度恆定。
本發明的優點：
(1)、本發明所使用的原料均來自市售，來源廣泛，可操作性強，易於大規模工業化生產，產品極具性價比；
(2)、本發明製備的改性聚碳酸酯材料和pc原材料相比，保持了良好的透光率，其大幅度保留了pc/abs雙色注塑零件的美觀度；
(3)、本發明製備的改性聚碳酸酯材料和pc原材料相比，流動性好，注塑內應力小，同時通過添加劑a含量的精確調節，可在一定幅度內調整聚碳酸酯材料的收縮率，使其更好地和abs材料相匹配，最大程度減少pc/abs雙色注塑零件的翹曲變形，大幅提高良品率，增加經濟效益。
具體實施方式
下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
一種pc/abs雙色注塑用改性透明聚碳酸酯材料的製備方法，具體包括有以下步驟：
(1)、首先按重量份比稱取聚碳酸酯樹脂、抗氧劑和潤滑劑並一起加入到高速攪拌機中混合2～5分鐘；
(2)、將步驟(1)混合好的物料經過主餵料鬥加入到嚙合平行同向雙螺杆擠出機中，並在側餵料處使用高壓液體泵及計量稱泵入對應重量份的添加劑a，經熔融、擠出切粒後，得到改性透明聚碳酸酯塑料粒子；其中，擠出機的料筒溫度為240～260℃，螺杆轉速為300～500r/min，液體泵的流量設置為35～60kg/h，真空度為-0.04～0.1mpa；
(3)、將步驟(2)中製得的改性聚碳酸酯粒子在80～90℃下烘乾，並注塑成4mm方形樣塊，得到改性透明聚碳酸酯材料；利用x射線螢光光譜儀測定樣塊中的磷元素含量，進而確定添加劑a的實際添加量。
添加劑a需要使用恆溫油浴加熱，以保持其粘度恆定，從而確保添加量的穩定。通過x射線螢光光譜儀測定改性聚碳酸酯材料中的磷含量，進而計算添加劑a的實際泵入量，如果添加劑a的泵入量偏離標準，調節液體泵速度，使其達到標準範圍。
實施例1～3中的各組分分別選用不同的比例確值，具體見表1。
表1原料的組成
分別對實施例1～3製得的改性透明聚碳酸酯材料進行性能的基本測試，測試結果如表2所示：
表2改性聚碳酸酯材料的性能指標
將實施例1～3製備的改性透明聚碳酸酯材料((pc-1、pc-2、pc-4)與abs8391(上海高橋石化)進行雙色注塑成條形零件(長100cm，寬20cm)，同時取pc1000r(標記為pc-4)原材料與abs8391進行雙色注塑，以上注塑在相同工藝下進行，將製得的零件在23℃、50％溼度下存放48小時，比較零件翹曲度(將條形零件兩端固定，連接兩端點，做成直線，零件上任意一點對該直線做垂線的最大長度計為翹曲度)，結果如下：
pc-1/abs8391：翹曲度0.65mm
pc-2/abs8391：翹曲度0.51mm
pc-3/abs8391：翹曲度0.77mm
pc-4/abs8391：翹曲度3.92mm
從以上數據得知，本發明製備的改性透明聚碳酸酯材料相對於pc原樹脂，在進行pc/abs雙色注塑後，極大程度地減少了零件翹曲度。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。