本發(fā)明涉及高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種電鍍聚丙烯合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，塑料電鍍的應(yīng)用日益廣泛成為塑料產(chǎn)品中表面裝飾的重要手段之一。與金屬制件相比，塑料電鍍制品不僅可以實(shí)現(xiàn)很好的金屬質(zhì)感，而且能減輕制品重量，在有效改善塑料外觀及裝飾性的同時(shí)，也改善了其在電、熱及耐蝕等方面的性能，提高了其表面機(jī)械強(qiáng)度。但電鍍用塑料材料的選擇卻要綜合考慮材料的加工性能、電鍍的難易程度以及尺寸精度等因素。目前可以用于電鍍的塑料產(chǎn)品幾乎只能選擇ABS材料，但因其結(jié)構(gòu)特性，不能同時(shí)滿足抗沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲模量等力學(xué)性能；并且ABS材料成本一直居高不下。而聚丙烯（Polypropylene，簡(jiǎn)稱PP）是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料，其價(jià)格低廉，也能滿足強(qiáng)度和力學(xué)性能要求，并且抗多種有機(jī)溶劑和酸堿腐蝕，但因其結(jié)晶度較高，表面粗化比較困難，鍍層附著力較差，難以在需要電鍍的制件中獲得應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和問(wèn)題，提供一種電鍍聚丙烯合金材料及其制備方法，該P(yáng)P材料能直接代替ABS材料用于電鍍制件，降低材料成本，滿足力學(xué)性能要求，注塑制件可回收利用，同時(shí)該材料的生產(chǎn)具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種電鍍聚丙烯合金材料，由以下組分按重量份數(shù)制備而成：聚丙烯（PP）620-700份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）50-80份相容劑10-50份無(wú)機(jī)填料200-300份抗氧劑4-8份潤(rùn)滑劑4-6份架橋劑2-3份。所述的聚丙烯樹(shù)脂為均聚或者共聚聚丙烯，其在溫度230℃、試驗(yàn)負(fù)荷2.16Kg下的熔融指數(shù)為8-20g/10min。所述的ABS樹(shù)脂中丁二烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于65%，其在溫度220℃、試驗(yàn)負(fù)荷10Kg下的熔融指數(shù)為15-25g/10min；該ABS中的丁二烯含量要求大于65%，屬于高膠ABS，一方面可以提高PP合金材料的韌性和強(qiáng)度，同時(shí)可以降低聚丙烯材料的結(jié)晶度，以便于電鍍時(shí)的粗化處理。另外高膠ABS的加入，還可以改善聚丙烯材料的極性，提高鍍層與聚丙烯樹(shù)脂的附著強(qiáng)度。所述的相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）,馬來(lái)酸酐接枝率為0.5-1.0%，在溫度230℃、試驗(yàn)負(fù)荷2.16Kg下的熔融指數(shù)為80-120g/10min所述的無(wú)機(jī)填料為粒徑為5-7微米的氧化鋅、二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鋇中的一種或者兩種以上混合物。所述的抗氧劑為四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧劑1010）、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯（抗氧劑168）和硫代二丙酸雙十八醇酯（抗氧劑DSTDP）按重量比為1：1：2組成的復(fù)合抗氧劑。其中抗氧劑1010是一種多元受阻酚型抗氧劑，抗氧劑168為磷酸酯類輔助抗氧劑，具有防止加工過(guò)程降解的作用；抗氧劑DSTDP為硫代酯類輔助抗氧劑，與酚類主抗氧劑復(fù)配，可以增強(qiáng)老化穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，上述三種抗氧劑按照1:1:2的復(fù)配，不僅可以防止在擠出造粒和注塑成型中的降解老化，還能提供長(zhǎng)久穩(wěn)定的防耐熱氧老化和耐侯性能，超出此抗氧劑復(fù)配比例，或者導(dǎo)致成本增加，或者影響體系的耐熱性能和耐候性能。所述的潤(rùn)滑劑選自乙撐雙硬脂酰胺（EBS）、硬脂酸鈣、硅酮粉中的一種。所述的架橋劑為異丙基三(異硬脂?；?鈦酸酯或者異丙基二(甲基丙烯?；?異硬脂?；佀狨?，其是用于無(wú)機(jī)填料的表面處理，增加填料的疏水性、分散性，可以改善材料的機(jī)械性能，特別是抗沖強(qiáng)度，同時(shí)可降低復(fù)合材料的熔融粘度。所述的電鍍聚丙烯合金材料的制備方法包括以下步驟：（1）原料的干燥：將ABS在80-90℃下干燥2-3h；（2）原料的混合：將200-300份無(wú)機(jī)填料加入到高速攪拌機(jī)中，然后加入2-3份的架橋劑和4-6份的潤(rùn)滑劑，40-60℃下混合攪拌4-6min；然后依次加入620-700份PP、50-80份ABS、10-50份相容劑、4-8份抗氧劑后，常溫下混合攪拌5-15min；（3）擠出造粒：將混和好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融塑化，擠出、冷卻、切粒，得到電鍍聚丙烯合金材料；所用的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑40-65mm，螺桿的長(zhǎng)徑比為40：1，混合熔融溫度設(shè)定為：第一段120-160℃，第二段160-180℃，第三段180-200℃，第四段190-210℃，第五段210-230℃，熔體溫度180-220℃，機(jī)頭溫度200-220℃本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：1、本發(fā)明提出的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、實(shí)用性強(qiáng)；2、本發(fā)明選用ABS樹(shù)脂中丁二烯含量大于65%，屬于高膠ABS，一方面可以提高PP合金材料的韌性和強(qiáng)度，同時(shí)可以降低聚丙烯材料的結(jié)晶度，以便于電鍍時(shí)的粗化處理。另外高膠ABS的加入，還可以改善聚丙烯材料的極性，提高鍍層與聚丙烯樹(shù)脂的附著強(qiáng)度，從根本上解決了聚丙烯制件難以電鍍的問(wèn)題。3、本發(fā)明中加入架橋劑用于無(wú)機(jī)填料的表面處理，增加填料的疏水性、分散性；填料的加入還降低材料密度，使制件重量減少；另外可以改善材料的機(jī)械性能，特別是抗沖強(qiáng)度，同時(shí)可降低復(fù)合材料的熔融粘度。4、本發(fā)明選擇合適的無(wú)機(jī)填料作為酸化處理點(diǎn)，在電鍍的粗化處理過(guò)程中，可以利用酸液與無(wú)機(jī)填料之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生特定尺寸的空穴。5、本發(fā)明選擇三種復(fù)合抗氧劑，不僅可以防止在擠出造粒和注塑成型中的降解老化，還能提供長(zhǎng)久穩(wěn)定的防耐熱氧老化和耐侯性能，超出此抗氧劑復(fù)配比例，或者導(dǎo)致成本增加，或者影響體系的耐熱性能和耐候性能。6、本發(fā)明制備的電鍍聚丙烯合金材料與現(xiàn)有技術(shù)相比，提高了電鍍聚丙烯塑件與鍍層之間的附著力，降低制件重量，提高其耐熱性能。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，實(shí)施例中所使用的聚丙烯樹(shù)脂為共聚聚丙烯，其在溫度230℃、試驗(yàn)負(fù)荷2.16Kg下的熔融指數(shù)為15g/10min；ABS樹(shù)脂中丁二烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67%，在溫度220℃、試驗(yàn)負(fù)荷10Kg下的熔融指數(shù)為20g/10min；相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）,其中馬來(lái)酸酐接枝率為0.8%，在溫度230℃、試驗(yàn)負(fù)荷2.16Kg下的熔融指數(shù)為110g/10min；無(wú)機(jī)填料為粒徑為5-7微米的氧化鋅、二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鋇中的一種或者兩種以上混合物；抗氧劑為四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧劑1010）、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯（抗氧劑168）和硫代二丙酸雙十八醇酯（抗氧劑DSTDP）按重量比為1：1：2組成的復(fù)合抗氧劑；潤(rùn)滑劑選自乙撐雙硬脂酰胺（EBS）、硬脂酸鈣、硅酮粉中的一種；架橋劑為異丙基三(異硬脂?；?鈦酸酯或者異丙基二(甲基丙烯?；?異硬脂?；佀狨ブ械囊环N。按下面制備方法制備實(shí)施例1-4與對(duì)比例1-4，具體配方如下表1所示：（1）原料的干燥：將ABS在80-90℃下干燥2-3h；（2）原料的混合：將200-300份無(wú)機(jī)填料加入到高速攪拌機(jī)中，然后加入2-3份的架橋劑和4-6份的潤(rùn)滑劑，40-60℃下混合攪拌4-6min；然后依次加入620-700份PP、50-80份ABS、10-50份相容劑、4-8份抗氧劑后，常溫下混合攪拌5-15min；（3）擠出造粒：將混和好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融塑化，擠出、冷卻、切粒，得到電鍍聚丙烯合金材料；所用的雙螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑40-65mm，螺桿的長(zhǎng)徑比為40：1，混合熔融溫度設(shè)定為：第一段120-160℃，第二段160-180℃，第三段180-200℃，第四段190-210℃，第五段210-230℃，熔體溫度180-220℃，機(jī)頭溫度200-220℃。將實(shí)施例中得到的電鍍聚丙烯合金材料在烘箱中90℃烘箱內(nèi)干燥6h后進(jìn)行注塑，注塑樣條為ASTM樣條，注塑溫度如下：下料段：180℃；第二段：200℃；第三段：220℃；噴嘴：210℃；最后將注塑樣條放于干燥器中進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)溫度：23℃，調(diào)節(jié)時(shí)間：24h；各實(shí)施例測(cè)試結(jié)果如下表2所示：表2、各實(shí)施例測(cè)試結(jié)果對(duì)比ASTM實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4備注拉伸強(qiáng)度（MPa）6557525552604652彎曲強(qiáng)度（MPa）7868606564725860彎曲模量（MPa）32002600220024003100298015502450懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度（KJ/m2）242120201322161623℃灰分（%）30.125.020.120.330.230.110.225.0熱變形溫度(℃)110108105105106108851040.455MPa電鍍外觀良好良好良好良好較差較差良好較差鍍層強(qiáng)度良好良好良好良好較差較差較差較差從上表2可以看出，本發(fā)明制備的實(shí)施例1-4制備的材料具有良好的電鍍外觀和鍍層強(qiáng)度，可以達(dá)到降本替代電鍍ABS的效果。從實(shí)施例1與對(duì)比例1-2的測(cè)試結(jié)果可以看出，由于相容劑(PP-g-MAH)可以改善PP和ABS的相容性，同時(shí)提高聚丙烯與無(wú)機(jī)填料的極性。所以不加相容劑或ABS，則制備出的材料的電鍍效果達(dá)不到替代電鍍ABS的水平，其電鍍效果較差。從實(shí)施例1與對(duì)比例3的測(cè)試結(jié)果可以看出，作為電鍍處理腐蝕點(diǎn)的無(wú)機(jī)填料加入量不能少于20%，否則在粗化處理時(shí)，不足以在聚丙烯合金中形成有限的孔洞，而影響鍍層的強(qiáng)度。從實(shí)施例2與對(duì)比實(shí)施例4的測(cè)試結(jié)果可以看出，架橋劑對(duì)填料表面的處理，可以改善樹(shù)脂和填料的相容性，提高其材料的力學(xué)強(qiáng)度，尤其是抗沖強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，因此電鍍PP的體系中，必須用架橋劑對(duì)無(wú)機(jī)填料進(jìn)行必要的表面處理。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3