本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料及其制備方法。

背景技術：

雙色注塑成型主要以雙色成型機兩只料管配合兩套模具按先后次序經兩次成型獲得制品。得益于雙色注塑產品具有多樣化的設計優勢，已經廣泛應用到了電子產品、電動工具、醫療產品、家電、玩具等幾乎所有的塑膠領域。

雙色注塑可以實現局部電鍍的效果，可以使用兩種材料，比如一種是不能電鍍的PC，一種是能電鍍的電鍍級ABS，將兩種材料先后注入模具中，成型后再進行電鍍。通常，雙色電鍍中非電鍍部分塑料常選擇PC，但由于PC本身流動性較差，注塑后的制件內應力集中，在使用過程中常常受到環境影響發生應力開裂現象。同時，PC本身具有缺口及厚度敏感性，對于厚薄不一、卡角較多的制件，使用時常常發生斷裂問題，大大影響了其應用。

PC/ABS結合了PC及ABS材料的優點，彌補了兩者的缺點，不僅具有良好的成型性，同時克服了缺口及厚度敏感性，廣泛應用在汽車、電子等領域中。PC/ABS合金材料本身具有可電鍍性，其優點保證其在雙色注塑中具有良好的表現。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料。

本發明的另一目的在于提供所述適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料的制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料，包括以下組分及重量份含量：PC樹脂40～65份、高膠粉母粒25～45份、SAN樹脂10～25份、抗氧劑0.1～1份以及潤滑劑0.1～1份；

其中，所述的高膠粉母粒包括以下組分及重量份含量：PC樹脂30～50份、ABS高膠粉30～50份、相容劑10～30份、引發劑0.1～0.5份、抗氧劑0.1～1份及潤滑劑0.1～1份。

所述的PC樹脂的重均相對分子量為15000～30000，玻璃化轉變溫度為140～150℃。

所述的ABS高膠粉的重均相對分子量為100000～500000，其中，丁二烯橡膠的質量百分含量為40～60％，并且丁二烯橡膠的數均粒徑為0.2～1.0μm。

所述的SAN樹脂為重均相對分子量為150000～400000的苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物。

所述的相容劑包括丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐(即AS-R-MAH)、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(即SAG)或聚甲基丙烯酸甲酯接枝馬來酸酐中的一種或多種。

其中，所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐中，馬來酸酐的質量百分含量為2-12％。

所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中，甲基丙烯酸縮水甘油酯的質量百分含量為1-8％。

所述的引發劑包括甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯或賴氨酸二異氰酸酯中的一種。

所述的抗氧劑包括抗氧劑245、抗氧劑1076或抗氧劑168中的一種或多種。

所述的潤滑劑包括硅酮粉、季戊四醇酯或乙撐雙硬酯酰胺中的一種或多種。

一種適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料的制備方法，該方法具體包括以下步驟：

(1)按以下組分及重量份進行備料：

PC樹脂30～50份、ABS高膠粉30～50份、相容劑10～30份、引發劑0.1～0.5份、抗氧劑0.1～1份及潤滑劑0.1～1份；

(2)按重量份將PC樹脂、ABS高膠粉、相容劑、引發劑、抗氧劑及潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合，再由擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，制得高膠粉母粒；

(3)按以下組分及重量份進行備料：

PC樹脂40～65份、高膠粉母粒25～45份、SAN樹脂10～25份、抗氧劑0.1～1份以及潤滑劑0.1～1份；

(4)按重量份將PC樹脂、高膠粉母粒、SAN樹脂、抗氧劑及潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合，再由擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，制得所述的適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料。

步驟(2)中所述的擠出機的螺桿直徑為58mm，長徑比為60，機筒溫度為220～270℃，螺桿轉速為300～600rpm；

步驟(4)中所述的擠出機的螺桿直徑為35mm，長徑比為32，機筒溫度為220～270℃，螺桿轉速為300～600rpm。

本發明的設計思路是利用反應擠出的方法，通過長徑比大的擠出機和螺桿組合獲得強剪切，制備了橡膠表面包覆PC的高膠粉母粒。利用PC的耐酸性以及疏水性，在電鍍時保證橡膠相免于被粗化液刻蝕，獲得了適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料。

與現有技術相比，本發明適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料體系中，引發劑可在短時間內產生自由基，促使高膠粉表面接枝的SAN及相容劑中的SAN組分發生交聯接枝反應。通過PC端羥基與相容劑中活性官能團的反應，在高膠粉表面包覆PC。在此過程中，選用長徑比大的擠出機及剪切強的螺桿組合，既為反應擠出提供了足夠的停留時間，又提高了反應程度及反應效率，制備了表面包覆PC，核心仍為韌性橡膠的高膠粉母粒。利用PC本身的耐酸性及疏水性，在電鍍時保證橡膠相免于被粗化液刻蝕，具有很好的應用前景。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

以下實施例1-4及對比例1-3中PC選用韓國LG-DOW的PC201-22；高膠粉選用大慶石化的HR2800；SAN樹脂選用奇美的PN-117C；相容劑選用上海日之升的SAG-005，GMA含量為5％；引發劑選用二苯基甲烷二異氰酸酯；抗氧劑為Ciba公司的Irganox 1076和Irganox 168，其重量比為1：1；潤滑劑為市售的季戊四醇硬脂酸。

對比例1

適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂：100份，抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為35mm，長徑比為32，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。

對比例2

適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂：65份，ABS高膠粉：15份，SAN樹脂：25份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為35mm，長徑比為32，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。

對比例3

適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂：65份，高膠粉：15份，SAN樹脂：25份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。

實施例1

本實施例適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂：35份，ABS高膠粉：40份；相容劑：25份；引發劑：0.1份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為35mm，長徑比為32，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，得到高膠粉母粒。

(3)按重量份稱取各組分：PC樹脂：55份，高膠粉母粒：30份，SAN樹脂：15份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(4)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為35mm，長徑比為32，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，得到非電鍍PC/ABS合金材料。

本實施例中，相容劑為丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐，其中，馬來酸酐的質量百分含量為12％。

實施例2

適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂：35份，ABS高膠粉：40份；相容劑：25份；引發劑：0.5份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，得到高膠粉母粒。

(3)按重量份稱取各組分：PC樹脂：55份，高膠粉母粒：30份，SAN樹脂：15份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(4)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為35mm，長徑比為32，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，得到非電鍍PC/ABS合金材料。

本實施例中，相容劑為丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐，其中，馬來酸酐的質量百分含量為10％。

實施例3

本實施例適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂：35份，ABS高膠粉：40份；相容劑：25份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，得到高膠粉母粒。

(3)按重量份稱取各組分：PC樹脂：60份，高膠粉母粒：25份，SAN樹脂：15份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(4)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為35mm，長徑比為32，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，得到非電鍍PC/ABS合金材料。

本實施例中，相容劑為丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯，其中，甲基丙烯酸縮水甘油酯的質量百分含量為8％。

實施例4

本實施例適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂：30份，ABS高膠粉：50份；相容劑：20份；引發劑：0.5份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，得到高膠粉母粒。

(3)按重量份稱取各組分：PC樹脂：45份，高膠粉母粒：40份，SAN樹脂：15份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS：0.1份。

(4)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為35mm，長徑比為32，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，得到非電鍍PC/ABS合金材料。

本實施例中，相容劑為丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯，其中，甲基丙烯酸縮水甘油酯的質量百分含量為6％。

將以上對比例及實施例所制備的適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料注塑成尺寸為80×10×4mm的標準樣條，按照ISO178標準進行常溫缺口沖擊試驗。注塑成尺寸為140×90×3mm的色板進行進行電鍍試驗，觀察色板表面是否有金屬鍍層，評估材料的可電鍍性。其結果如表1所示。

表1

由上表可知，在長徑比大的擠出機及剪切強的螺桿組合作用下，引發劑的加入促使高膠粉表面接枝的SAN及相容劑中的SAN組分發生交聯接枝反應。利用PC與GMA反應在高膠粉表面包覆了一層疏水耐酸的PC，同時保持內部丁二烯橡膠不受影響，確保材料的高韌性。該材料在電鍍時橡膠相免于被粗化液刻蝕，獲得了適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料。

實施例5

本實施例適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料，包括以下組分及重量份含量：PC樹脂40份、高膠粉母粒25份、SAN樹脂10份、抗氧劑0.1份以及潤滑劑0.1份；

其中，高膠粉母粒包括以下組分及重量份含量：PC樹脂30份、ABS高膠粉30份、相容劑10份、引發劑0.1份、抗氧劑0.1份及潤滑劑0.1份。

本實施例中，PC樹脂的重均相對分子量為15000～30000，玻璃化轉變溫度為140～150℃。ABS高膠粉的重均相對分子量為100000～500000，其中，丁二烯橡膠的質量百分含量為40～60％，并且丁二烯橡膠的數均粒徑為0.2～1.0μm。SAN樹脂為重均相對分子量為150000～400000的苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物。

相容劑為聚甲基丙烯酸甲酯接枝馬來酸酐，馬來酸酐的質量百分含量為2％；引發劑為二苯基甲烷二異氰酸酯，抗氧劑為抗氧劑245，潤滑劑為乙撐雙硬酯酰胺。

適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)按以下組分及重量份進行備料：

PC樹脂30份、ABS高膠粉30份、相容劑10份、引發劑0.1份、抗氧劑0.1份及潤滑劑0.1份；

(2)按重量份將PC樹脂、ABS高膠粉、相容劑、引發劑、抗氧劑及潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合，再由擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，制得高膠粉母粒；

(3)按以下組分及重量份進行備料：

PC樹脂40份、高膠粉母粒25份、SAN樹脂10份、抗氧劑0.1份以及潤滑劑0.1份；

(4)按重量份將PC樹脂、高膠粉母粒、SAN樹脂、抗氧劑及潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合，再由擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，制得所述的適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料。

步驟(2)中，擠出機的螺桿直徑為58mm，長徑比為60，機筒溫度為220℃，螺桿轉速為300rpm；步驟(4)中，擠出機的螺桿直徑為35mm，長徑比為32，機筒溫度為220℃，螺桿轉速為300rpm。

實施例6

本實施例適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料，包括以下組分及重量份含量：PC樹脂65份、高膠粉母粒45份、SAN樹脂25份、抗氧劑1份以及潤滑劑1份；

其中，高膠粉母粒包括以下組分及重量份含量：PC樹脂50份、ABS高膠粉50份、相容劑30份、引發劑0.5份、抗氧劑1份及潤滑劑1份。

本實施例中，PC樹脂的重均相對分子量為15000～30000，玻璃化轉變溫度為140～150℃。ABS高膠粉的重均相對分子量為100000～500000，其中，丁二烯橡膠的質量百分含量為40～60％，并且丁二烯橡膠的數均粒徑為0.2～1.0μm。SAN樹脂為重均相對分子量為150000～400000的苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物。

相容劑為丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯，甲基丙烯酸縮水甘油酯的質量百分含量為1％；引發劑為1,6-己二異氰酸酯，抗氧劑為抗氧劑1076，潤滑劑由硅酮粉與季戊四醇酯按質量比為1:1混合而成。

適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)按以下組分及重量份進行備料：

PC樹脂50份、ABS高膠粉50份、相容劑30份、引發劑0.5份、抗氧劑1份及潤滑劑1份；

(2)按重量份將PC樹脂、ABS高膠粉、相容劑、引發劑、抗氧劑及潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合，再由擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，制得高膠粉母粒；

(3)按以下組分及重量份進行備料：

PC樹脂65份、高膠粉母粒45份、SAN樹脂25份、抗氧劑1份以及潤滑劑1份；

(4)按重量份將PC樹脂、高膠粉母粒、SAN樹脂、抗氧劑及潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合，再由擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，制得所述的適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料。

步驟(2)中，擠出機的螺桿直徑為58mm，長徑比為60，機筒溫度為270℃，螺桿轉速為600rpm；步驟(4)中，擠出機的螺桿直徑為35mm，長徑比為32，機筒溫度為270℃，螺桿轉速為600rpm。

實施例7

本實施例適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料，包括以下組分及重量份含量：PC樹脂50份、高膠粉母粒32份、SAN樹脂16份、抗氧劑0.8份以及潤滑劑0.6份；

其中，高膠粉母粒包括以下組分及重量份含量：PC樹脂42份、ABS高膠粉40份、相容劑20份、引發劑0.3份、抗氧劑0.4份及潤滑劑0.6份。

本實施例中，PC樹脂的重均相對分子量為15000～30000，玻璃化轉變溫度為140～150℃。ABS高膠粉的重均相對分子量為100000～500000，其中，丁二烯橡膠的質量百分含量為40～60％，并且丁二烯橡膠的數均粒徑為0.2～1.0μm。SAN樹脂為重均相對分子量為150000～400000的苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物。

相容劑為丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐，馬來酸酐的質量百分含量為6％；引發劑為賴氨酸二異氰酸酯，抗氧劑為抗氧劑168，潤滑劑由乙撐雙硬酯酰胺與季戊四醇酯按質量比為2:1混合而成。

適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)按以下組分及重量份進行備料：

PC樹脂42份、ABS高膠粉40份、相容劑20份、引發劑0.3份、抗氧劑0.4份及潤滑劑0.6份；

(2)按重量份將PC樹脂、ABS高膠粉、相容劑、引發劑、抗氧劑及潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合，再由擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，制得高膠粉母粒；

(3)按以下組分及重量份進行備料：

PC樹脂50份、高膠粉母粒32份、SAN樹脂16份、抗氧劑0.8份以及潤滑劑0.6份；

(4)按重量份將PC樹脂、高膠粉母粒、SAN樹脂、抗氧劑及潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合，再由擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，制得所述的適用于雙色注塑的非電鍍PC/ABS合金材料。

步驟(2)中，擠出機的螺桿直徑為58mm，長徑比為60，機筒溫度為250℃，螺桿轉速為500rpm；步驟(4)中，擠出機的螺桿直徑為35mm，長徑比為32，機筒溫度為245℃，螺桿轉速為400rpm。

上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和使用發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于上述實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。