本发明涉及高分子材料
技术领域：
，具体是一种电镀聚丙烯合金材料及其制备方法。
背景技术：
：随着工业的迅速发展，塑料电镀的应用日益广泛成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。与金属制件相比，塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感，而且能减轻制品重量，在有效改善塑料外观及装饰性的同时，也改善了其在电、热及耐蚀等方面的性能，提高了其表面机械强度。但电镀用塑料材料的选择却要综合考虑材料的加工性能、电镀的难易程度以及尺寸精度等因素。目前可以用于电镀的塑料产品几乎只能选择ABS材料，但因其结构特性，不能同时满足抗冲击强度、拉伸强度、弯曲模量等力学性能；并且ABS材料成本一直居高不下。而聚丙烯（Polypropylene，简称PP）是一种半结晶的热塑性塑料，其价格低廉，也能满足强度和力学性能要求，并且抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，但因其结晶度较高，表面粗化比较困难，镀层附着力较差，难以在需要电镀的制件中获得应用。技术实现要素：本发明针对以上现有技术存在的缺点和问题，提供一种电镀聚丙烯合金材料及其制备方法，该PP材料能直接代替ABS材料用于电镀制件，降低材料成本，满足力学性能要求，注塑制件可回收利用，同时该材料的生产具有工艺简单、生产效率高的特点。本发明的技术方案为：一种电镀聚丙烯合金材料，由以下组分按重量份数制备而成：聚丙烯（PP）620-700份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）50-80份相容剂10-50份无机填料200-300份抗氧剂4-8份润滑剂4-6份架桥剂2-3份。所述的聚丙烯树脂为均聚或者共聚聚丙烯，其在温度230℃、试验负荷2.16Kg下的熔融指数为8-20g/10min。所述的ABS树脂中丁二烯的质量分数大于65%，其在温度220℃、试验负荷10Kg下的熔融指数为15-25g/10min；该ABS中的丁二烯含量要求大于65%，属于高胶ABS，一方面可以提高PP合金材料的韧性和强度，同时可以降低聚丙烯材料的结晶度，以便于电镀时的粗化处理。另外高胶ABS的加入，还可以改善聚丙烯材料的极性，提高镀层与聚丙烯树脂的附着强度。所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）,马来酸酐接枝率为0.5-1.0%，在温度230℃、试验负荷2.16Kg下的熔融指数为80-120g/10min所述的无机填料为粒径为5-7微米的氧化锌、二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡中的一种或者两种以上混合物。所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）和硫代二丙酸双十八醇酯（抗氧剂DSTDP）按重量比为1：1：2组成的复合抗氧剂。其中抗氧剂1010是一种多元受阻酚型抗氧剂，抗氧剂168为磷酸酯类辅助抗氧剂，具有防止加工过程降解的作用；抗氧剂DSTDP为硫代酯类辅助抗氧剂，与酚类主抗氧剂复配，可以增强老化稳定性和光稳定性，上述三种抗氧剂按照1:1:2的复配，不仅可以防止在挤出造粒和注塑成型中的降解老化，还能提供长久稳定的防耐热氧老化和耐侯性能，超出此抗氧剂复配比例，或者导致成本增加，或者影响体系的耐热性能和耐候性能。所述的润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺（EBS）、硬脂酸钙、硅酮粉中的一种。所述的架桥剂为异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯或者异丙基二(甲基丙烯酰基)异硬脂酰基钛酸酯，其是用于无机填料的表面处理，增加填料的疏水性、分散性，可以改善材料的机械性能，特别是抗冲强度，同时可降低复合材料的熔融粘度。所述的电镀聚丙烯合金材料的制备方法包括以下步骤：（1）原料的干燥：将ABS在80-90℃下干燥2-3h；（2）原料的混合：将200-300份无机填料加入到高速搅拌机中，然后加入2-3份的架桥剂和4-6份的润滑剂，40-60℃下混合搅拌4-6min；然后依次加入620-700份PP、50-80份ABS、10-50份相容剂、4-8份抗氧剂后，常温下混合搅拌5-15min；（3）挤出造粒：将混和好的物料置于双螺杆挤出机中，经熔融塑化，挤出、冷却、切粒，得到电镀聚丙烯合金材料；所用的双螺杆挤出机，螺杆直径40-65mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：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℃，熔体温度180-220℃，机头温度200-220℃本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本发明提出的生产工艺设计合理、操作简单、生产效率高、实用性强；2、本发明选用ABS树脂中丁二烯含量大于65%，属于高胶ABS，一方面可以提高PP合金材料的韧性和强度，同时可以降低聚丙烯材料的结晶度，以便于电镀时的粗化处理。另外高胶ABS的加入，还可以改善聚丙烯材料的极性，提高镀层与聚丙烯树脂的附着强度，从根本上解决了聚丙烯制件难以电镀的问题。3、本发明中加入架桥剂用于无机填料的表面处理，增加填料的疏水性、分散性；填料的加入还降低材料密度，使制件重量减少；另外可以改善材料的机械性能，特别是抗冲强度，同时可降低复合材料的熔融粘度。4、本发明选择合适的无机填料作为酸化处理点，在电镀的粗化处理过程中，可以利用酸液与无机填料之间的化学反应产生特定尺寸的空穴。5、本发明选择三种复合抗氧剂，不仅可以防止在挤出造粒和注塑成型中的降解老化，还能提供长久稳定的防耐热氧老化和耐侯性能，超出此抗氧剂复配比例，或者导致成本增加，或者影响体系的耐热性能和耐候性能。6、本发明制备的电镀聚丙烯合金材料与现有技术相比，提高了电镀聚丙烯塑件与镀层之间的附着力，降低制件重量，提高其耐热性能。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明，实施例中所使用的聚丙烯树脂为共聚聚丙烯，其在温度230℃、试验负荷2.16Kg下的熔融指数为15g/10min；ABS树脂中丁二烯的质量分数为67%，在温度220℃、试验负荷10Kg下的熔融指数为20g/10min；相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）,其中马来酸酐接枝率为0.8%，在温度230℃、试验负荷2.16Kg下的熔融指数为110g/10min；无机填料为粒径为5-7微米的氧化锌、二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡中的一种或者两种以上混合物；抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）和硫代二丙酸双十八醇酯（抗氧剂DSTDP）按重量比为1：1：2组成的复合抗氧剂；润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺（EBS）、硬脂酸钙、硅酮粉中的一种；架桥剂为异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯或者异丙基二(甲基丙烯酰基)异硬脂酰基钛酸酯中的一种。按下面制备方法制备实施例1-4与对比例1-4，具体配方如下表1所示：（1）原料的干燥：将ABS在80-90℃下干燥2-3h；（2）原料的混合：将200-300份无机填料加入到高速搅拌机中，然后加入2-3份的架桥剂和4-6份的润滑剂，40-60℃下混合搅拌4-6min；然后依次加入620-700份PP、50-80份ABS、10-50份相容剂、4-8份抗氧剂后，常温下混合搅拌5-15min；（3）挤出造粒：将混和好的物料置于双螺杆挤出机中，经熔融塑化，挤出、冷却、切粒，得到电镀聚丙烯合金材料；所用的双螺杆挤出机，螺杆直径40-65mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：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℃，熔体温度180-220℃，机头温度200-220℃。将实施例中得到的电镀聚丙烯合金材料在烘箱中90℃烘箱内干燥6h后进行注塑，注塑样条为ASTM样条，注塑温度如下：下料段：180℃；第二段：200℃；第三段：220℃；喷嘴：210℃；最后将注塑样条放于干燥器中进行状态调节：调节温度：23℃，调节时间：24h；各实施例测试结果如下表2所示：表2、各实施例测试结果对比ASTM实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1对比例2对比例3对比例4备注拉伸强度（MPa）6557525552604652弯曲强度（MPa）7868606564725860弯曲模量（MPa）32002600220024003100298015502450悬臂梁缺口冲击强度（KJ/m2）242120201322161623℃灰分（%）30.125.020.120.330.230.110.225.0热变形温度(℃)110108105105106108851040.455MPa电镀外观良好良好良好良好较差较差良好较差镀层强度良好良好良好良好较差较差较差较差从上表2可以看出，本发明制备的实施例1-4制备的材料具有良好的电镀外观和镀层强度，可以达到降本替代电镀ABS的效果。从实施例1与对比例1-2的测试结果可以看出，由于相容剂(PP-g-MAH)可以改善PP和ABS的相容性，同时提高聚丙烯与无机填料的极性。所以不加相容剂或ABS，则制备出的材料的电镀效果达不到替代电镀ABS的水平，其电镀效果较差。从实施例1与对比例3的测试结果可以看出，作为电镀处理腐蚀点的无机填料加入量不能少于20%，否则在粗化处理时，不足以在聚丙烯合金中形成有限的孔洞，而影响镀层的强度。从实施例2与对比实施例4的测试结果可以看出，架桥剂对填料表面的处理，可以改善树脂和填料的相容性，提高其材料的力学强度，尤其是抗冲强度和拉伸强度，因此电镀PP的体系中，必须用架桥剂对无机填料进行必要的表面处理。上述的对实施例的描述是为便于该
技术领域：
的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3