CN107810235B - 具有高加热形状稳定性的电镀部件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合部件,其由塑料载体和通过电镀工艺施加的多层片金属层组成,其中塑料载体由热塑性组合物制成,所述热塑性组合物由下述组分构成A)50至90重量份的至少一种芳族聚碳酸酯,B)10至50重量份的至少一种接枝聚合物,所述接枝聚合物包含含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体和乙烯基(共)聚合物外壳,C)0至15重量份的至少一种添加剂,其中组合物中组分A)和B)的重量份之和标准化为100,(i)其特征在于,组合物中得自组分B的橡胶含量为至少6重量%,(ii)其特征在于,在该组合物中得自组分B)的含丁二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体(=K)与在该组合物中得自组分B)的游离的,即未与组分B)的接枝聚合物中的橡胶基体共价键合的乙烯基(共)聚合物和得自组分C)的任何游离的乙烯基(共)聚合物的总和(=S)的重量比例的比例K/S为至少1.5,(iii)其特征在于,组分A)包含至少一种单体单元,所述单体单元选自通过通式(2)描述的单体单元,其中R4表示H,直链或支链的C1‑C10烷基,和R5表示直链或支链C1‑C10烷基,和那些衍生自双‑(4‑羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'‑位桥接的单体单元,(iv)其特征在于,衍生自双‑(4‑羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'‑位桥接的单体单元的比例(Acyc)在0至40重量%的范围,基于组分A)中所有衍生自双酚的单体单元的总和计,其中对于基于组分A)中所有衍生自双酚的单体单元的总和计,衍生自双‑(4‑羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'‑位桥接的单体单元的比例(Acyc)在<5重量%的范围的情况而言,组分A)在组合物中的含量为75至87重量份,组分B)在组合物中的含量为13至25重量份,以及涉及所述复合部件作为汽车、电动设备、家用物体、太阳能收集器、反光器的部件或作为用于散热的功能元件的用途。所述复合部件具有高的形状稳定性和良好的金属与基底之间的附着性,甚至在高使用温度和剧烈温度波动下。
Description
本发明涉及由作为基材的聚碳酸酯组合物和借助于电镀工艺施加于其上的多层片金属层构成的部件,其特征在于,高的形状稳定性和金属与基材之间好的附着性,即使在高的使用温度和强烈的温度波动下。
本发明的一个具体实施方式涉及由作为基材的聚碳酸酯组合物和借助于电镀工艺施加于其上的多层片金属层构成的部件,其中使用为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物及其与聚碳酸酯的共混物建立的电镀方法用于制造该部件,并且所述部件的特征在于高的形状稳定性和金属与基材之间好的附着性,即使在高的使用温度和强烈的温度波动下。
由文献已知ABS-和ABS-聚碳酸酯组合物的电镀。
Mariola Brandes, “The new generation of Futuron-A directmetallisation process for plastics with low Pd content” Galvanotecnica eNuove Finiture (2003), 13(2), 100-102公开了例如一种用于电镀ABS-和ABS + PC-组合物的方法。
Mariola Brandes, “Direct metalizing of ABS and ABS/PC with increasedPC content”, Galvanotechnik (2007), 98(4), 872-875”公开了一种改进的方法,其首次允许金属化具有最多65重量%聚碳酸酯的聚碳酸酯-ABS-模塑料。以前只能电镀具有最多45重量%的聚碳酸酯含量的这样的组合物。
DE102008047833 (A1)公开了ABS和ABS/PC可以借助于已知的塑料电镀的方法进行涂覆并且尤其是可镀铬的,与此相反,聚碳酸酯在常规塑料电镀条件下是惰性的并且不接受涂层。
WO 2013/115903 A1公开了具有增加的聚碳酸酯比例并且具有改进的金属层对塑料基材的附着性的可电镀PC + ABS-组合物,其包含40至75重量%的聚碳酸酯、24至53重量%的第一冲击韧性改性剂和1至 7重量%的第二冲击韧性改性剂。
CN 102146203 A公开了具有改进的可镀性和良好的机械性能、良好的耐热性和良好的注塑加工性能的PC + ABS-共混物,其包含20-70重量%的聚碳酸酯、20-75重量%的ABS、2-10重量% 富含橡胶的丁二烯基接枝聚合物、0.2-0.5重量%的碳酸钙、0-1重量%的抗氧化剂和0-1重量%的润滑剂。
EP 0 183 167 B1公开了具有优异的加热形状稳定性、韧性和在注塑方法中的可加工性的PC + ABS-组合物,其特征在于改进的可镀性,其包含10-90重量%的芳族聚碳酸酯、10-90重量%的多壳、橡胶基接枝聚合物和任选最多60重量%的乙烯基共聚物。
然而,在现有技术中提及的适用于电镀的ABS-或ABS-聚碳酸酯-组合物具有低的加热形状稳定性,并且由其制备的电镀部件因此具有低的最高使用温度。
同样由文献已知这样的组合物,与聚碳酸酯仅基于双酚A单元的聚碳酸酯模塑料相比,其具有提高的加热形状稳定性。
US 2011 0060106 A1公开了具有改进的耐热性、低温韧性和流动性的聚碳酸酯组合物,其包含基于作为重复单元的n-苯基酚酞(PPPBP)的聚碳酸酯、与其不同的第二聚碳酸酯和冲击韧性改性剂。
DE 38 32 396 A1公开了具有升高的玻璃化转变温度的基于二羟基二苯基环烷烃的聚碳酸酯。
DE 39 19 043 A1公开了具有改进的加热形状稳定性和良好韧性的聚碳酸酯组合物,其包含基于取代的二羟基二苯基环烷烃的聚碳酸酯、基于例如双酚A的聚碳酸酯和橡胶改性的接枝聚合物。
DE 39 13 114 A1公开了具有改进的加热形状稳定性和良好韧性的聚碳酸酯组合物,其包含基于取代的二羟基二苯基环烷烃的聚碳酸酯、基于例如双酚A的聚碳酸酯和硅橡胶改性的接枝聚合物。
DE 39 14 946 A1公开了具有高加热形状稳定性和改善的缺口冲击韧性和在化学品作用下的抗应力开裂性的聚碳酸酯组合物,其包含基于取代的二羟基苯基环烷烃的聚碳酸酯、橡胶基接枝聚合物和任选的至少一种另外的热塑性树脂。
EP 0 401 629 A2公开了具有改进的加热形状稳定性和良好韧性的聚碳酸酯组合物,其包含基于取代的二羟基苯基环烷烃的聚碳酸酯、乙烯基共聚物和橡胶基接枝聚合物。
然而,由所述申请不能得出任何关于具有高加热形状稳定性的这些聚碳酸酯组合物的可镀性的启示,并且并未知晓由这种具有高加热形状稳定性的聚碳酸酯组合物和通过电镀施加的金属层构成的部件。
这样的部件是有用的,并且将用其优选用作汽车的(装饰)部件(例如用于发动机罩下方或在废气流区域中的应用),用于电动仪器(例如用于风扇加热器、烤面包机、热水器/热水机、咖啡机、吹风机、烤箱等),在高温下运行的家用物品(例如用于炊具、压力锅或烤架的手柄)或作为太阳能收集器、光反射器的部件或用于有针对性地引走热的功能元件中。这些示例性应用领域的共同之处在于,这些部件处于高的温度负荷状态,因为它们在空间上接近于热源(例如发动机,电动加热装置,热气流,聚焦的入射光)来使用,并因此也如预期地暴露于高的温度波动下。在这些极端的使用条件下,电镀部件应保持形状稳定,并具有足够的金属层对塑料基材的附着性,以及显示出稳定的表面外观(Oberflächenkosmetik)。在温度交替的情况下,尤其不能出现任何气泡状的,或者甚至大面积的金属脱离。
因此,本发明的目的是,提供由基本上无定形的热塑性塑料制成的电镀部件,其一方面具有通过电镀工艺施加的多层片金属层对塑料载体的令人满意的附着性,另一方面具有在至少130℃的温度下,优选在至少135℃,特别优选至少140℃的温度下的形状稳定性和在从室温到至少130℃,优选到至少135℃,特别优选到至少140℃的剧烈温度波动下显示出基材和金属层的良好且稳定的附着性。
本发明的一个具体目的在于,提供上述电镀部件,其中使用为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)-共聚物及其与聚碳酸酯的共混物建立的电镀方法来制备所述部件。
通常将根据DIN 53494(1984版)在滚筒剥离测试中测量的至少0.20N/mm的值视为多层片金属层对塑料载体的令人满意的附着性。
现已令人惊奇地发现,基于由热塑性组合物制成的塑料载体的电镀部件实现了本发明的目的,所述热塑性组合物由下述组分构成:
A) 50至90重量份,优选55至88重量份,特别优选60至87重量份的至少一种芳族聚碳酸酯,
B) 10至50重量份,优选12至45重量份,特别优选13至40重量份的至少一种接枝聚合物,所述接枝聚合物包含含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体和乙烯基(共)聚合物外壳,
C) 0至15重量份,优选0.1至5重量份,特别优选0.2至3重量份的至少一种添加剂,
其中将该组合物中组分A)和B)的重量份之和标准化为100,
(i) 其特征在于,所述组合物中得自组分B的橡胶含量为至少6重量%,优选至少7重量%,特别优选至少9重量%
(ii) 其特征在于,在该组合物中得自组分B)的含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体(= K)与在该组合物中得自组分B)的游离的,即未与组分B)的接枝聚合物中的橡胶基体共价键合的乙烯基(共)聚合物和得自组分C)的任何游离的乙烯基(共)聚合物的总和(= S)的重量比例的比例K/S为至少1.5,优选至少1.8,特别优选至少2.1,
(iii) 其特征在于,组分A)包含至少一种单体单元,所述单体单元选自通过通式(2)描述的单体单元,
其中
R4表示H,直链或支链的C1-C10烷基,优选直链或支链的C1-C6烷基,特别优选表示直链或支链的C1-C4烷基,非常特别优选表示H或C1-烷基(甲基),和
R5表示直链或支链的C1-C10烷基,优选直链或支链的C1-C6烷基,特别优选表示直链或支链的C1-C4烷基,非常特别优选表示C1-烷基(甲基),
和那些衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的单体单元,其经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接,优选那些通过通式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)之一描述的经由环状烃的1,1'-位桥接的单体单元,特别优选那些通过通式(1b)、(1c)和(1d)之一描述的经由环状烃的1,1'-位桥接的单体单元,
其中
R1表示氢或C1-C4-烷基,优选表示氢,
R2表示C1-C4-烷基,优选甲基,
n表示0、1、2或3,优选3,和
R3表示C1-C4-烷基、芳烷基或芳基,优选表示甲基或苯基,非常特别优选表示苯基,
(iv) 其特征在于,衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元的比例(Acyc)在0至40重量%的范围,优选在5至40重量%的范围,特别优选在10至37重量%的范围,基于组分A)中所有衍生自双酚的单体单元的总和计,
其中对于基于组分A)中衍生自双酚的所有单体单元计衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1’-位桥接的单体单元的比例(Acyc)在<5重量%的范围的情况,该组合物中组分A)的含量为75至87重量份,组分B)在该组合物中的含量为13至25重量份。
在一个具体的实施方式中,所述电镀部件基于由热塑性组合物制成的塑料载体,所述热塑性组合物由下述组分构成:
A) 50至90重量份,优选55至88重量份,特别优选60至87重量份的至少一种芳族聚碳酸酯,
B) 10-50重量份,优选12-45重量份,特别优选13-40重量份的至少一种接枝聚合物,所述接枝聚合物由含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体和乙烯基(共)聚合物外壳构成,和
C) 0至15重量份,优选0.1至5重量份,特别优选0.2至3重量份的至少一种添加剂,
其中将该组合物中组分A)和B)的重量份之和标准化为100,
其特征在于,适用上面在(i)、(ii)和(iii)下描述的特征和
(iv) 其特征在于,衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1’-位桥接的单体单元的比例(Acyc)在5至40重量%的范围,特别优选在10至37重量%的范围,基于组分A)中所有衍生自双酚的单体单元的总和计。
在另一个具体实施方式中,所述电镀部件基于由热塑性组合物制成的塑料载体,所述热塑性组合物由下述组分构成:
A) 75至87重量份的至少一种芳族聚碳酸酯,
B) 13至25重量份的至少一种接枝聚合物,所述接枝聚合物包含含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体和乙烯基(共)聚合物外壳,和
C) 0至15重量份,优选0.1至5重量份,特别优选0.2至3重量份的至少一种添加剂,
其中将该组合物中组分A)和B)的重量份之和标准化为100,
其特征在于,适用上面在(i)、(ii)和(iii)下描述的特征和
(iv) 其特征在于,衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1’-位桥接的单体单元的比例(Acyc)在<5重量%的范围,基于组分A)中所有衍生自双酚的单体单元的总和计。
作为组分A)中的衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1’-位桥接的单体单元,优选使用至少一种代表物,特别优选正好一种选自下述的代表物:衍生自1,1-双-(4-羟基苯基)-3,3’,5-三甲基环己烷(双酚-TMC)和2-苯基-3,3'-双-(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺(PPPBP)的单体单元。
考虑到注塑中的加工性能以及由该组合物制备的电镀部件的性能,并因此考虑到该组合物和模塑料用于制备电镀模制品的用途,这样的组合物证明作为用于制备在高的且剧烈波动的温度下具有高形状稳定性和金属附着性的电镀部件的基材是特别有利的,并因此优选,其中使用衍生自2-苯基-3,3’-双-(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺(PPPBP)的单体单元作为组分A)中的衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1’-位桥接的单体单元。
在一个优选的实施方式中,组分A)具有根据DIN 51562在二氯甲烷(1999版)中测定的1.20-1.28的相对溶液粘度。
就组合物中得自组分B的橡胶含量而言,上限Kmax仅由组分B的比例和组分B中的橡胶比例B.2通过式Kmax = B∙B.2来确定。
就比率K/S而言,没有上限,因为原则上有利的是使S的比例最小化。因此,在优选的实施方式中,组分C不含游离的(即不与橡胶基体化学键合的)乙烯基(共)聚合物。因此,还优选使用具有至少70重量%,特别优选至少75重量%,非常特别优选至少80重量%的尽可能高的凝胶含量的组分B。
在优选的实施方式中,作为组分B)的含橡胶的接枝聚合物,使用基于含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体的接枝聚合物,其特征在于,接枝基体中具有< 200nm的直径的橡胶颗粒的比例为至少10重量%,优选至少20重量%。
在另一优选的实施方式中,该组合物(组分B和组分C的总和)中游离乙烯基(共)聚合物的含量小于7重量%,特别优选小于6重量%,特别是小于5重量%。
本发明的另一方面是上述模塑料在制备电镀部件中的用途,所述电镀部件在至少130℃的温度下,优选在至少135℃的温度下,特别优选在至少140℃的温度下具有形状稳定性,并且在从室温到至少130℃,优选从室温到至少135℃,特别优选从室温到至少140℃范围的剧烈温度波动的情况下具有基材和金属层的良好和稳定的附着。
因此,本发明还涉及制备电镀部件的方法,所述电镀部件在至少130℃的温度下,优选在至少135℃的温度下,特别优选在至少140℃的温度下具有形状稳定性且在从室温到至少130℃,优选从室温到至少135℃,特别优选从室温到至少140℃范围的剧烈温度波动的情况下具有基材和金属层的良好和稳定的附着。
所述方法的特征在于,
(i) 在第一步骤中,如上所述般由热塑性组合物形成塑料载体,其中在制备该载体时优选使用挤出-、吹塑成型-、热成型-或注塑方法,特别优选注塑方法用以成型,
(ii) 并且在第二方法步骤中,在为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物及其与聚碳酸酯的共混物建立的电镀方法中电镀该塑料载体。
作为该制备方法的优选实施方式,在方法步骤(i)中,在热塑性组合物方面适用与前述用于部件的热塑性组合物相同的优选范围。
方法步骤(i)中的工艺参数优选如此来选择,以使得在电镀工艺中根据方法步骤(ii)使用的载体部件是尽可能少应力的。为此,在使用注塑方法用以成型时有利的是,选择尽可能低的注射速度以及注射压力和保压压力和尽可能高的模具温度。具体条件由模具的几何形状和模具浇口得出。不多于600巴的特定注射压力是有利的。特定的保压压力优选在特定的注射压力的值下开始,然后优选逐渐减小。
模具温度优选在80℃至140℃的范围,特别优选在100至130℃的范围。
在方法步骤(i)中,此外证实为特别有利并且因此优选的是,使用变温注塑方法,其中注塑模具首先被加热到高于聚碳酸酯组分A)的玻璃化转变温度的温度,优选至少150℃,特别优选至少160℃,该温度在将聚碳酸酯组合物注入模具中之后持续保持保压时间,并且之后才将模具冷却至低于聚碳酸酯组分A)的玻璃化转变温度的温度,优选在80-140℃的范围,特别优选在100-130℃的范围,由此固化并最终脱模。与标准注塑方法相比,通过这种方法可以实现电镀部件的实际加热形状稳定性的进一步改进。
方法步骤(i)中制备的塑料载体原则上可以是任意形状的片材或三维部件。
该塑料载体具有0.2至10mm,优选1至4mm,特别优选2至3mm的壁厚。
在方法步骤(i)中的制备之后,优选将该塑料载体如此长时间地中间储存,直至后收缩过程结束。为此通常需要10到48小时。通过这种中间存储还进一步减少了仍然存在于塑料部件中的应力。
所述电镀的方法步骤(ii)包括以下各步骤:
(ii-1) 酸洗在方法步骤(i)中制备的塑料载体,例如并且优选用铬硫酸,其中在优选实施方式中,在该方法步骤中使用润湿助剂(例如制造商Entone的Udique润湿剂BL2030)作为工艺助剂,其降低塑料载体和酸洗剂之间的表面张力,然后通过还原剂例如氯化铁(II) 化学还原铬硫酸,然后用水彻底漂洗以有效除去铬残留,
(ii-2) 通过将钯胶体,优选具有氯化锡外壳(Hülle)的钯胶体吸附到载体表面上来活化如此预处理的塑料载体,
(ii-3) 通过用稀释的布朗斯台德酸处理破坏吸附的钯胶体的外壳,在塑料载体表面上生成钯晶种用于随后沉积化学镍或化学铜,
(ii-4) 使用化学还原剂,例如亚磷酸二氢盐,从镍(II)-或铜(II)-盐溶液中将化学镍或化学铜沉积在如此预处理的塑料载体上,
(ii-5) 电化学施加铜金属层,
(ii-6) 电化学施加镍金属层,和
(ii-7) 电化学施加对环境影响具有高耐受性的另一金属层,例如并且优选铬金属层。
在电镀工艺(ii)的一个优选实施方式中,在方法步骤(ii-2)之前,将来自方法步骤(ii-1)的塑料载体浸在布朗斯台德酸的水溶液中,优选在K盐酸溶液中。
在电镀工艺(ii)的另一优选实施方式中,在方法步骤(ii-2)之前,将来自方法步骤(ii-1)的塑料载体用所谓的“调理剂”处理,所述调理剂作为加工助剂改善方法步骤(ii-2)中的钯胶体的吸附。这些是优选选自胺的物质,优选是环己二胺。所述“调理剂”优选作为水溶液来使用。在用“调理剂”处理之前或之后,可任选地用布朗斯台德酸的水溶液,优选盐酸溶液对塑料载体进行另外的处理。
钯吸附的程度尤其由钯胶体的性质和活化步骤(ii-2)中的条件,特别是活化持续时间、温度和钯胶体的使用浓度来确定。
优选如此选择活化步骤(ii-2)和如上所述的任选上游调节步骤中的条件,以使得在方法步骤(ii-3)之后的塑料载体表面产生至少4 mg钯/m2,优选至少5 mg钯/m2的覆盖(Belegung)。方法步骤(ii-3)之后沉积的钯覆盖优选最大50 mg钯/m2,特别优选最大30 mg钯/m2。
在方法步骤(ii-4)中,施加封闭的化学镍或化学铜层,优选具有的厚度为500nm至5μm,特别优选1μm至2μm。
在电镀方法(ii)的一个优选实施方式中,在方法步骤(ii-5)中,首先在第一步骤
(ii-5.1)中电化学施加由镍或铜制成的薄的增强层,然后在第二步
(ii-5.2)中电化学施加由铜金属制成的较厚的高光泽层,其中在方法步骤(ii-5.2)中使用比在方法步骤(ii-5.1)中更高的电流密度。在特别优选的实施方式中,方法步骤(ii-5.2)中的电流密度比方法步骤(ii-5.1)中的电流密度高至少30%,特别优选至少50%。通过该优选实施方式可以减少施加高光泽铜金属层所需的时间。
通过选择步骤(ii-6)中的方法参数,可以使根据本发明的部件的表面外观在其光泽度方面从高光泽到无光泽变化。
根据本发明的部件优选是高光泽的,即在60°的观察角度下,其具有大于90,优选大于95,特别优选大于98的光泽度。在本申请范围内,将光泽度理解为是指根据2015版中的ISO 2813测定的值。
根据本发明的部件由如上所述的热塑性组合物制成的塑料载体和附着于其上的多层片金属层组成,所述多层片金属层由至少三个,优选至少四个可通过显微镜和/或化学分析区分的金属层片组成。
该多层片金属层的厚度为5至200μm,优选10至60μm,特别优选30至50μm。
在第一实施方式中,所述多层片金属层由可通过显微镜和化学分析区分的三个金属层片组成,即,从塑料载体开始,
(i) 由铜制成的第一层片,
(ii) 由镍制成的第二层片,
(iii) 和由对环境影响具有高耐受性的金属,例如并优选由铬制成的第三层片组成。
在优选的第二实施方式中,所述多层片金属层由可通过显微镜和化学分析区分的四个金属层片组成,即,从塑料载体开始,
(i) 由镍制成的第一层片,
(ii) 由铜制成的第二层片,
(iii) 由镍制成的第三层片,
(iv) 和由对环境影响具有高耐受性的金属,例如并且优选由铬制成的第四层片组成。
各个金属层片的必要厚度和因此复合部件中整个金属层的厚度由对该部件的机械性能、对环境影响的耐受性、加热形状稳定性和其它必要性质的要求得出。
铜金属层片优选具有10至50μm,特别优选15至30μm,非常特别优选20至30μm的厚度。
在优选的实施方式中,从所述塑料载体起始,在铜层之后的镍金属层最厚与位于其下方的铜金属层的一半一样厚。
由对环境影响具有高耐受性的金属制成的(优选由铬制成的)最上面的金属层片优选具有100nm至3μm,特别优选200nm至1.5μm的厚度。
对于镍金属层直接与塑料载体相邻的这种部件而言,所述镍金属层通常且优选具有500nm至5μm,特别优选1μm至2μm的厚度。
以下描述本发明的优选实施方式1至25:
1.) 由塑料载体和通过电镀工艺施加的多层片金属层组成的复合部件,其中所述塑料载体由热塑性组合物制成,所述热塑性组合物由下述组分构成
A) 50至90重量份的至少一种芳族聚碳酸酯,
B) 10至50重量份的至少一种包含含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体和乙烯基(共)聚合物外壳的接枝聚合物,
C) 0至15重量份的至少一种添加剂,
其中将该组合物中组分A)和B)的重量份之和标准化为100,
(i) 其特征在于,该组合物中得自组分B的橡胶含量至少为6重量%
(ii) 其特征在于,在该组合物中得自组分B)的含丁二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体(= K)与在该组合物中得自组分B)的游离的,即未与组分B)的接枝聚合物中的橡胶基体共价键合的乙烯基(共)聚合物和得自组分C)的任何游离的乙烯基(共)聚合物的总和(= S)的重量比例的比例K/S为至少1.5,
(iii) 其特征在于,组分A)包含至少一种单体单元,所述单体单元选自通过通式(2)描述的单体单元,
其中
R4表示H、直链或支链的C1-C10烷基,和
R5表示直链或支链的C1-C10烷基,
和那些衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元,
(iv) 其特征在于,衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1’-位桥接的单体单元的比例(Acyc)在0至40重量%的范围,基于组分A)中所有衍生自双酚的单体单元计,
其中对于基于组分A)中所有衍生自双酚的单体单元计,衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1’-位桥接的单体单元的比例(Acyc)在<5重量%的范围的情况而言,组分A)在该组合物中的含量为75至87重量份,组分B)在该组合物中的含量为13至25重量份。
2.) 根据实施方式1的复合部件,其由塑料载体和通过电镀工艺施加的金属层组成,其中所述塑料载体由热塑性组合物制成,所述热塑性组合物由下述组分构成:
A) 60至87重量份的至少一种芳族聚碳酸酯,
B) 13-40重量份的至少一种包含含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体和乙烯基(共)聚合物外壳的接枝聚合物,
C) 0.2至3重量份的至少一种添加剂,
其中将该组合物中组分A)和B)的重量份之和标准化为100。
3.) 根据实施方式1或2的复合部件,其特征在于,作为组分C使用一种或多种选自下述的添加剂:阻燃剂,抗滴落剂,阻燃增效剂,抑烟剂,润滑剂和脱模剂,成核剂,抗静电剂,导电添加剂,稳定剂,流动性促进剂,增容剂,不同于组分B的其他冲击韧性改性剂,其它聚合物成分,填料和增强物质以及染料和颜料。
4.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,所述组合物中得自组分B的橡胶含量为至少9重量%。
5.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,所述比率K/S为至少2.1。
6.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,Acyc为10至37重量%。
7.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,所述衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元选自通过下式描述的结构
其中
R1表示氢或C1-C4-烷基,
R2表示C1-C4-烷基,
n表示0、1、2或3,和
R3表示C1-C4-烷基、芳烷基或芳基。
8.) 根据实施方式7的复合部件,其特征在于,所述衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元选自通过式(1b)、(1c)和(1d)描述的结构。
9.) 根据实施方式8的复合部件,其特征在于,式(1b)、(1c)和(1d)中的R3表示甲基或苯基。
10.) 根据实施方式7的复合部件,其特征在于,所述衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元衍生自2-苯基-3,3'-双-(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺。
11.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,根据1999版本中的DIN 51562,在二氯甲烷中测量的组分A的相对溶液粘度为1.20-1.28。
12.) 根据实施方式11的复合部件,其特征在于,在使用基于选自通过通式(1a)表征的至少一种单体单元和选自通过通式(2)表征的至少一种单体单元的共聚碳酸酯时,在组分A中使用的共聚物的相对溶液粘度为1.23-1.27。
13.) 根据实施方式11的复合部件,其特征在于,在使用基于选自(1b)、(1c)、(1d)的至少一种单体单元和选自通过通式(2)表征的至少一种单体单元的共聚碳酸酯时,在组分A中使用的共聚物的相对溶液粘度为1.20-1.24。
14.) 根据实施方式11的复合部件,其特征在于,在使用基于选自通过通式(2)表征的至少一种单体单元的均聚或共聚碳酸酯(其不包含衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元)时,组分A中使用的均聚物或共聚物的相对溶液粘度为1.23-1.27。
15.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,接枝基体B.2中直径<200nm的橡胶颗粒的比例为至少20重量%。
16.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,所述金属层表面具有根据在2015版本中的ISO2813测量的在60°观察角度下大于90的光泽度。
17.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,所述复合部件在至少130℃的温度下具有形状稳定性,并且在从室温到至少130℃范围的剧烈温度波动下具有良好并且稳定的基材和金属层的附着性。
18.) 根据实施方式17所述的复合部件,其特征在于,所述多层片金属层对所述塑料载体的附着性具有根据1989版中的DIN 53494在滚筒剥离测试中测量的至少0.20N/mm的值。
19.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,所述多层片金属层由可通过显微镜和/或化学分析区分的至少3个金属层片组成。
20.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,由塑料载体起始,所述多层片金属层构成如下:
由铜制成的第一层片、由镍制成的第二层片和由铬制成的第三层片,或者
由镍制成的第一层片、由铜制成的第二层片、由镍制成的第三层片和由铬制成的第四层片。
21.) 根据实施方式20所述的复合部件,其特征在于,从所述塑料载体起始,在铜金属层之后的镍金属层最厚与位于其下方的铜金属层的一半一样厚。
22.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,所述多层片金属层具有30至50μm的厚度。
23.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,所述铜金属层片具有15至30μm的厚度。
24.) 根据前述实施方式中任一项所述的复合部件,其特征在于,所述铬金属层片具有200nm至1.5μm的厚度。
25.) 根据实施方式1-24中任一项所述的复合部件作为汽车、电动设备、家用物体、太阳能收集器、反光器的部件或作为用于散热的功能元件的用途。
26.) 根据实施方式25所述的复合部件的用途,其特征在于,所述复合部件在空间上接近于选自发动机、电动加热设备、热气流和聚焦入射光的热源来使用。
定义
在本发明范围内,C1-C4-烷基表示例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基,C1-C6-烷基此外表示例如正戊基,1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、新戊基、1-乙基丙基、环己基、环戊基、正己基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基或1-乙基-2-甲基丙基,C1-C10-烷基此外表示例如正庚基和正辛基、蒎烷基(Pinakyl)、金刚烷基、异构的薄荷基、正壬基、正癸基,C1-C34-烷基此外表示例如正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基或正十八烷基。同样适用于例如在芳烷基和/或烷芳基、烷基苯基或烷基羰基中的相应的烷基。相应的羟基烷基或芳烷基和/或烷基芳基中的亚烷基表示例如相应于前述烷基的亚烷基。
芳基表示具有6至34个骨架碳原子的碳环芳族基团。同样适用于芳基烷基(也称为芳烷基)的芳族部分以及适用于更复杂的基团(例如芳基羰基)的芳基组成部分。
C6-C34-芳基的实例是苯基,邻-、对 -、间-甲苯基,萘基,菲基,蒽基或芴基。
组分A
根据本发明的组合物包含至少一种选自下述的组分作为组分A:包含一个或多个通式(2)的单体单元的均聚或共聚碳酸酯,和包含一个或多个衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元,优选那些经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的通式(1a)、(1b)、(1c)和(1d) 的单体单元和任选通式(2)的单体单元的均聚和共聚碳酸酯。
其中
R1表示氢或C1-C4-烷基,优选表示氢,
R2表示C1-C4-烷基,优选甲基,
n 表示0、1、2或3,优选3,和
R3表示C1-C4-烷基、芳烷基或芳基,优选表示甲基或苯基,非常特别优选表示苯基。
其中
R4表示H,直链或支链的C1-C10-烷基,优选直链或支链的C1-C6-烷基,特别优选表示直链或支链的C1-C4-烷基,非常特别优选表示H或C1-烷基(甲基),和
R5表示直链或支链的C1-C10烷基,优选直链或支链的C1-C6烷基,特别优选表示直链或支链的C1-C4烷基,非常特别优选表示C1-烷基(甲基)。
也可以使用由上述组构成的不同的均聚和/或共聚碳酸酯的混合物作为组分A。
通式(1a)的单体单元通过一种或多种通式(1a')的相应二酚引入:
其中
R1表示氢或C1-C4-烷基,优选氢,
R2表示C1-C4-烷基,优选甲基,和
n表示0、1、2或3,优选3。
根据本发明使用的式(1a')的二酚及其在均聚碳酸酯中的用途例如由DE 3918406已知。
特别优选具有式(1a'')的1,1-双-(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚TMC):
通式(1b)、(1c)和(1d)的单体单元通过一种或多种通式(1b')、(1c')和(1d')的相应二酚引入:
其中R3表示C1-C4-烷基、芳烷基或芳基,优选表示甲基或苯基,非常特别优选表示苯基。
通式(2)的单体单元通过一种或多种通式(2a)的相应二元酚引入:
其中R4表示H、直链或支链的C1-C10-烷基,优选直链或支链的C1-C6-烷基,特别优选表示直链或支链的C1-C4-烷基,非常特别优选表示H或C1-烷基(甲基)和
其中R5表示直链或支链的C1-C10-烷基,优选直链或支链的C1-C6-烷基,特别优选表示直链或支链的C1-C4-烷基,非常特别优选表示C1-烷基(甲基)。
在此特别是二酚(2b)是非常特别优选的。
除了一种或多种式(1a)、(1b)、(1c)、(1d)和(2)的单体单元外,在组分A的聚碳酸酯中还可以包含一种或多种与根据式(1a)、(1b)、(1c)、(1d)和(2)的单体单元不同的式(3)的单体单元:
其中
R6和R7彼此独立地表示H、C1-C18-烷基-、C1-C18-烷氧基、卤素如Cl或Br或表示各自任选取代的芳基或芳烷基,优选表示H或C1-C12-烷基,特别优选表示H或C1-C8-烷基,非常特别优选表示H或甲基,和
Y表示单键、-SO2-, -CO-, -O-, -S-, C1-C6-烷撑基或C2-C5-烷叉基,此外表示可以任选地与另外的包含杂原子的芳环缩合的C6-C12-亚芳基。
通式(3)的单体单元通过一种或多种通式(3a)的相应二酚引入:
其中R6、R7和Y各自具有在具有式(3)的组合物中已经提及的含义。
除了式(1a')、(1b')、(1c')、(1d')和(2)的二酚之外,可以使用的式(3a)的二酚的实例提及氢醌,间苯二酚,二羟基联苯类化合物,与式(2)不同的双(羟基苯基)烷烃,双(羟基苯基)硫醚,双(羟基苯基)醚,双(羟基苯基)酮,双(羟基苯基)砜,双(羟基苯基)亚砜,α,α'-双(羟基苯基)二异丙基苯类化合物及其环上烷基化和环上卤化的化合物以及α,ω-双(羟基苯基)聚硅氧烷。
为制备根据组分A的聚碳酸酯而使用的二酚是文献已知的并且可以按照文献已知的方法来制备(参见例如H. J. Buysch等人,Ullmann's Encyclopedia of IndustrialChemistry, VCH, New York 1991,第5版,第19卷,第348页)。
组分A中的共聚碳酸酯组分可以作为嵌段共聚碳酸酯和无规共聚碳酸酯存在。无规共聚碳酸酯是特别优选的。
在本发明组合物中作为组分A优选使用的均聚或共聚碳酸酯(在下文中也一并称为(共)聚碳酸酯)的优选制备方式是相界面法和熔融酯交换法。
为了按照相界面方法制备高分子量的(共)聚碳酸酯,使二酚的碱金属盐与光气在两相混合物中反应。分子量可以通过作为链终止剂起作用的单酚的量来控制,所述单酚例如苯酚、叔丁基苯酚或枯基苯酚,特别优选苯酚、叔丁基苯酚。在这些反应中实际上仅形成线性聚合物。这可以通过端基分析来证实。通过有针对性地使用所谓的支化剂,通常是多重(mehrfach)羟基化的化合物,在此也获得支化的聚碳酸酯。
为了按照熔融酯交换法获得高分子量的(共)聚碳酸酯,使二酚与碳酸二酯(大都为碳酸二苯酯)在催化剂(如碱金属盐、铵化合物或鏻化合物)存在下在熔体中反应。
熔融酯交换法例如描述在Encyclopedia of Polymer Science,卷10(1969),Chemistry and Physics of Polycarbonates,Polymer Reviews,H. Schnell,卷9,JohnWiley and Sons,Inc. (1964)和DE-C 10 31 512中。
在本申请范围内,相对溶液粘度根据1999版中的DIN 51652在二氯甲烷中测定。对于在根据本发明的组合物中使用的组分A,相对溶液粘度优选在=1.20-1.28的范围。如果使用不同的(共)聚碳酸酯的混合物作为组分A,则作为组分A使用的混合物的相对溶液粘度优选在1.20-1.28的范围。
在使用基于至少一种选自通过通式(1a)表征的单体单元和至少一种选自通过通式(2)表征的单体单元的共聚碳酸酯时,用于组分A中的共聚物的相对溶液粘度优选在1.23-1.27的范围。
在使用基于至少一种选自 (1b)、(1c)和(1d)之一的单体单元和至少一种选自通过通式(2)表征的单体单元的共聚碳酸酯时,用于组分A中的共聚物的相对溶液粘度优选在1.20-1.24的范围。
在使用基于至少一种选自通过通式(2)表征的单体单元的均聚或共聚碳酸酯(其不包含衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元)时,用于组分A中的均聚物或共聚物的相对溶液粘度优选在1.20-1.28的范围,非常特别优选在1.23-1.27的范围。
组分B
组分B包含B.1在B.2上的一种或多种接枝聚合物:
B.1 10至70重量%,优选15至60重量%,特别优选20至55重量%的至少一种乙烯基单体
B.2 30-90重量%,优选40-85重量%,特别优选45-80重量%的至少一种选自二烯橡胶和EPDM橡胶(即基于乙烯/丙烯和二烯烃的那些)的橡胶弹性颗粒接枝基体,
接枝基体B.2通常具有0.05-1μm,优选0.1-0.7μm,特别优选0.2-0.5μm的中值粒径(d50值。
在优选的实施方式中,接枝基体B.2中具有<200nm直径的橡胶颗粒的比例为至少10重量%,优选至少20重量%。
单体B.1优选是由下述物质构成的混合物
B.1.1 在每种情况下基于接枝外壳B.1的单体的总和计,50-99重量%,优选65-85重量%,优选70-80重量%的乙烯基芳族化合物和/或环上取代的乙烯基芳族化合物(如苯乙烯,α-甲基苯乙烯,对甲基苯乙烯,对氯苯乙烯)和/或(甲基)丙烯酸-(C1-C8)-烷基酯,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯,和
B.1.2 在每种情况下基于接枝外壳B.1的单体的总和计,1-50重量%,优选15-35重量%,特别优选20-30重量%的乙烯基氰化物(不饱和腈如丙烯腈和甲基丙烯腈)和/或(甲基)丙烯酸-(C1-C8)-烷基酯,如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯,和/或不饱和羧酸的衍生物(如酸酐和酰亚胺),例如马来酸酐和N-苯基马来酰亚胺。
优选的单体B.1.1选自下述单体中的至少一种:苯乙烯,α-甲基苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯。优选的单体B.1.2选自下述单体中的至少一种:丙烯腈,马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。特别优选的单体是B.1.1苯乙烯和B.1.2丙烯腈。
优选的接枝基体B.2是二烯橡胶(例如基于丁二烯和/或异戊二烯)或二烯橡胶的混合物。在本发明的意义中,将含有可共聚单体(例如根据B.1.1和B.1.2)的含二烯单体的共聚物也理解为二烯橡胶。这些可以是无规共聚物和具有嵌段结构的共聚物。
接枝基体B.2优选具有< -30℃,特别优选< -50℃,非常特别优选< -70℃的玻璃化转变温度。
特别优选的聚合物B例如是ABS聚合物,特别是以乳液聚合法制备的那些,其例如记载在Ullmanns, Enzyklopädie der Technischen Chemie, 卷19(1980),第 280页及其以后几页中。
因为众所周知地,在接枝反应中,接枝单体并非必定完全接枝到接枝基体上,所以根据本发明,在接枝聚合物B下也理解为这样的产物,其通过在接枝基体B.2的存在下接枝单体B.1的(共)聚合制得并在后处理中一起产生。这些产物因此也可以包含游离的,即没有与接枝基体B.2共价键合的得自B.1.1和B.1.2的乙烯基(共)聚合物。
在作为溶剂的丙酮中测量的接枝聚合物B的凝胶含量优选为至少70重量%,特别优选至少75重量%,非常特别优选至少80重量%。在此,根据y = 100%-凝胶含量计算的比例y是游离的,即没有与接枝基体共价键合的得自B.1.1和B.1.2的乙烯基(共)聚合物的量度。
得自组分B.1和B.2的接枝聚合物优选具有核-壳结构,其中组分B.1形成壳(也称为外壳)并且组分B.2形成核(参见例如Ullmann's Encyclopedia of IndustrialChemistry, VCH-Verlag, 卷A21, 1992, 第635页和第656页)。
接枝共聚物B通过自由基聚合来制备。
接枝聚合物B的凝胶含量在25℃下在合适的溶剂中,优选在丙酮中测定(M.Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, Polymeranalytik I und II, Georg Thieme-Verlag,Stuttgart 1977)。
中值粒径d50是这样的直径,各50重量%的颗粒高于和低于该直径。其借助于超离心机测量(W. Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. and Z. Polymere 250 (1972), 782-796)来测定。在本申请范围内,用该方法来确定橡胶颗粒大小分布。由此也可以确定接枝基体B.2中直径<200nm的橡胶颗粒的比例。
在本申请范围内,玻璃化转变温度借助于根据标准DIN EN 61006(2004的版本)的动态差热分析(DSC),在10K /分钟的加热速率下来测定,其中Tg被定义为中点温度(切线法)。
组分C
该组合物可以包含一种或多种另外的添加剂作为组分C,所述另外的添加剂优选选自阻燃剂(例如有机磷-或卤素化合物,特别是基于双酚A的低聚磷酸盐/酯),抗滴落剂(例如氟化聚烯烃、有机硅以及芳族聚酰胺纤维物质类别的化合物),阻燃增效剂(例如纳米级金属氧化物),抑烟剂(例如硼酸锌),润滑剂和脱模剂(例如季戊四醇四硬脂酸酯),成核剂,抗静电剂,导电性添加剂,稳定剂(例如水解-、热老化-和UV-稳定剂以及酯交换抑制剂和酸/碱猝灭剂),流动性促进剂,增容剂,不同于组分B的另外的冲击韧性改性剂(具有或不具有核-壳结构),另外的聚合物成分(例如功能性共混参与物),填料和增强物质(例如碳纤维,滑石,云母,高岭土,CaCO3)以及染料和颜料(例如二氧化钛或氧化铁)。
在优选的实施方式中,所述组合物不含阻燃剂、抗滴落剂、阻燃增效剂和抑烟剂。
在同样优选的实施方式中,所述组合物不含填料和增强物质。
在特别优选的实施方式中,所述组合物不含阻燃剂,抗滴落剂,阻燃增效剂,抑烟剂以及填料和增强物质。
在优选的实施方式中,所述组合物包含至少一种选自下述的聚合物添加剂:润滑剂和脱模剂,稳定剂,流动性促进剂,增容剂,不同于组分B的另外的冲击韧性改性剂,另外的聚合物成分,染料和颜料。
在优选的实施方式中,组分C不含游离的(即不与橡胶基体化学键合的)乙烯基(共)聚合物。
在特别优选的实施方式中,所述组合物包含至少一种选自下述的聚合物添加剂:润滑剂和脱模剂,稳定剂,流动性促进剂,增容剂,不同于组分B的另外的冲击韧性改性剂,另外的聚合物成分,染料和颜料,并且不含另外的聚合物添加剂。
在优选的实施方式中,所述组合物包含至少一种选自润滑剂/脱模剂和稳定剂的聚合物添加剂。
在特别优选的实施方式中,所述组合物包含至少一种选自润滑剂/脱模剂和稳定剂的聚合物添加剂,并且不含另外的聚合物添加剂。
在优选的实施方式中,所述组合物包含季戊四醇四硬脂酸酯作为脱模剂。
在优选的实施方式中,所述组合物包含至少一种选自下述的代表物作为稳定剂:位阻酚,有机亚磷酸酯,基于硫的助稳定剂和有机以及无机布朗斯台德酸。
在特别优选的实施方式中,所述组合物包含至少一种选自下述的代表物作为稳定剂:3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
在特别优选的实施方式中,所述组合物包含3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合作为稳定剂。
特别优选的组合物包含季戊四醇四硬脂酸酯作为脱模剂,至少一种选自3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的代表物作为稳定剂以及任选的布朗斯台德酸,并且不含另外的聚合物添加剂。
进一步优选的组合物包含季戊四醇四硬脂酸酯作为脱模剂,3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合作为稳定剂,任选的布朗斯台德酸并且不含另外的聚合物添加剂。
模塑料的制备
根据本发明的热塑性模塑料可以例如通过以已知的方式混合各组分并且在220℃至360℃,优选在250至330℃,特别优选在260至320℃的温度下,在常用的设备如内部捏合机、挤出机和双轴螺旋运输机(Doppelwellenschnecken)中熔融配混和熔融挤出来制备。
各组分的混合可以以已知的方式连续地或同时地,更确切地说在约20℃(室温)下或在更高温度下进行。
在一个优选的实施方式中,根据本发明的组合物的制备在双轴挤出机中进行。
实施例
组分A1:
基于双酚A的线性聚碳酸酯,其具有25000g/mol的重均分子量MW(通过GPC相对于BPA-PC标准测定)和1.255的相对溶液粘度。
组分A2:
基于双酚A的线性聚碳酸酯,其具有18000g/mol的重均分子量MW(通过GPC相对于BPA-PC标准测定)和1.20的相对溶液粘度。
组分A3:
基于由89重量%的双酚A和11重量%的TMC-双酚(1,1'-双(4-羟基苯基)-3,3',5-三甲基环己烷)构成的混合物的线性聚碳酸酯,其具有25000g/mol的重均分子量MW(通过GPC相对于BPA-PC标准测定)和1.255的相对溶液粘度。
组分A4: 基于由55重量%双酚A和45重量%TMC-双酚(1,1'-双(4-羟基苯基)-3,3',5-三甲基环己烷)构成的混合物的线性聚碳酸酯,其具有28000g/mol的重均分子量MW(通过GPC相对于BPA-PC标准测定)和1.255的相对溶液粘度。
组分A5:
基于由32重量%的双酚A和68重量%TMC-双酚(1,1'-双(4-羟基苯基)-3,3',5-三甲基环己烷)构成的混合物的线性聚碳酸酯,其具有29000g/mol的重均分子量MW(通过GPC相对于BPA-PC标准测定)和1.255的相对溶液粘度。
组分A6:
基于由64重量%的双酚A和36重量%2-苯基-3,3'-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺(PPPBP)构成的混合物的线型聚碳酸酯,其具有22,500克/摩尔的重均分子量MW(通过GPC相对于BPA-PC标准测定)和1.215的相对溶液粘度。
组分B-1:
基于聚丁二烯橡胶作为接枝基体的ABS接枝聚合物,其具有13 : 50 : 37重量%的丙烯腈:丁二烯:苯乙烯比例,80重量%的凝胶含量,在丙酮中测量,以乳液聚合制得。橡胶基体的中值粒径d50为0.4µm,并且用作制备该ABS接枝聚合物的接枝基体的橡胶颗粒的30重量%具有小于200nm的粒径,在每种情况中通过超离心测定。
组分B-2:
基于聚丁二烯橡胶作为接枝基体的ABS接枝聚合物,其具有11 : 59 : 30重量%的丙烯腈:丁二烯:苯乙烯比例,90重量%的凝胶含量,在丙酮中测量,以乳液聚合制得。橡胶基体的中值粒径d50为0.4µm,并且用作制备该ABS接枝聚合物的接枝基体的橡胶颗粒的0重量%具有小于200nm的粒径,在每种情况中通过超离心测定,即所有橡胶颗粒均大于200nm。
组分C-1:
SAN共聚物,其具有23重量%的丙烯腈含量和130000g/mol的重均分子量(通过GPC相对于聚苯乙烯标准测定)。
组分D-1: 季戊四醇四硬脂酸酯
组分D-2: 亚磷酸盐/酯稳定剂Irgafos 168(BASF; Ludwigshafen,德国)
组分D-3: 酚类抗氧化剂Irganox 1076(BASF,Ludwigshafen,德国)
组分D-4: 磷酸二氢钙。
制备和测试根据本发明的模塑料
组分的混合在Coperion,Werner&Pfleiderer的双轴挤出机ZSK-25中在270-300℃的物料温度,20kg/h的通过量和220-300min-1的转速下进行。在喷嘴出口处测量的组合物熔体的温度为270至350℃-取决于组合物的粘度,其中熔体温度随着粘度增加而增加。在型号为Arburg 270E的注塑机上在280℃的物料温度和80℃的模具温度下制备成型体。在所有情况下,填充压力最大为300巴。
熔体体积流动速率MVR根据ISO1133(2012版)在320℃的温度和1.2kg的冲击载荷下测定。
熔体粘度根据ISO 11443(2014版)在260和300℃下,在两种情况下,在1000 s-1的剪切速率下测定。
借助在用于ABS + PC组合物的常规电镀工艺中获得的金属覆盖的完整性以及在进行电镀工艺之后立即出现泡状金属分离来评估可镀性。在此,评价“i.O”指的是在整个模制品表面上的视觉上完全的金属覆盖而没有任何覆盖空缺并且没有任何起泡形成的结果。该可镀性的测试在尺寸为150mm×100mm×2mm的片材上进行,该片材以注塑法在上述条件下制备。
电镀如下进行:将以注塑制备的塑料载体首先在68℃下用铬硫酸(390克/升铬酸和390克/升浓硫酸)酸洗18分钟。随后用水冲洗。随后,用Adhemax®中和剂CR在35℃下还原残留的铬硫酸残留物1分钟,将如此处理的模制品再次用水漂洗,然后在35℃下用Neolink® H(制造商Atotech)作为调节剂处理3分钟。如此预处理的塑料载体的活化通过吸附具有氯化锡外壳的钯胶体(Adhemax® Activator SF,制造商Atotech)来进行。该活化在35℃下进行,活化时间为4分钟。活化水溶液中的钯浓度为50 mg Pd/升。通过随后用Adhemax®加速剂ACC1(制造商Atotech)在40℃下处理4分钟,破坏胶体,从而形成钯晶种。随后在40℃下由Adhemax® LSF沉积化学镍9分钟。随后将该部件在室温下浸入硫酸中30秒。然后,首先电化学施加铜金属层,然后是镍金属层,再接着是铬金属层。
为了确定金属层对塑料载体的附着性,重复上述过程并在电化学施加铜金属层之后中止。
所施加的铜金属层的厚度为平均30μm。
根据DIN 53494(1989版本)在滚筒剥离实验中测定金属层对塑料载体的附着性。为此,从上述片材上切下长度为80mm,宽度(与标准偏差)为10mm的试样。拉脱速度为50mm/min。测量的拉脱力在试样宽度上标准化(测量值以N/mm为单位)并且,-忽略拉脱路径的第一个和最后的10mm-在整个拉脱区段上取平均值。给出的测量值是五次测量的平均值。
为了确定在电镀工艺的活化步骤中实现的钯覆盖度,重复上述电镀过程,但是在破坏钯胶体之后中止。将如此预处理过的片材用由一体积份王水和一体积份VE水构成的混合物处理,并以此方式使钯晶种完全溶解。在适当的稀释后,借助电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定该溶液的钯含量。
该经电镀的模制品(尺寸为150mm×100mm×2mm的片材)的耐热性是在保存2小时后立即将该部件由烘箱取出并且冷却至室温后没有观察到变形并且没有观察到金属层的分离(例如以气泡形成的形式)的最高温度(以5℃每步变化)。
实施例表明,根据实施例1-3、6-11和16-17的根据本发明的部件实现了本发明作为基础的目的,而根据比较例V4、V5和V12-V15的部件的至少一个性质不同于根据本发明目的的目标性质特征。
基于根据实施例1和17的组合物的部件(其中不使用包含衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元的聚碳酸酯)产生在电镀部件中刚好仍然足够的耐热性。然而,如实施例1和17与优选的相应的本发明实施例2和3以及6-9的比较所示,在电镀部件的耐热性方面有利的是,作为组分A使用包含有限量的衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元的聚碳酸酯。
在根据对比例V4和V5的部件的情况中产生不足够的金属层与塑料载体的附着性,对比例V4和V5包含的组合物中相反使用了衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元含量过高的聚碳酸酯。
根据本发明实施例10和11的部件表明,在使用包含最低量的衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元的聚碳酸酯时,即使聚碳酸酯含量低至基于PC和ABS之和计60重量%,仍能实现电镀部件的足够的耐热性。
根据对比例V12的部件中的聚碳酸酯组合物使用与根据本发明实施例2的部件中使用的组合物相同的聚碳酸酯组分,并且也具有相同的橡胶含量。然而,与使用具有较低含量的游离乙烯基共聚物S且因此具有较高K/S比率的聚碳酸酯组合物的本发明实施例2相比,在根据对比例V12的部件中产生不足的金属层对塑料载体的附着性,并导致该部件的耐热性过低。这同样适用于具有进一步降低的比率K/S的对比例V13至V15,其中在此在热处理之前已经观察到以气泡形成形式的金属层对塑料载体的不完全附着。
优选的发明实施例8和9与具有较低橡胶含量的相应实施例7和2的比较表明,随着进一步提高的橡胶含量,熔体的流动性和因此加工性能得到改善,金属层对塑料载体的附着性增加,并且在相较于实施例8和7的情况中,甚至耐热性也额外得到改善。
根据本发明的实施例16与类似组合物的优选的根据本发明的实施例9的比较表明了在接枝基体中使用具有高比例的小橡胶粒子的含橡胶接枝聚合物在以特定的钯覆盖率获得的金属-塑料附着性方面的基本优点。由此可以减少电镀工艺中使用的钯的量,并从而降低加工成本。根据本发明的实施例3和对比例V4与类似组成的优选的根据本发明的实施例6的比较表明,与包含衍生自1,1-双-(4-羟基苯基)-3,3',5-三甲基环己烷(双酚TMC )的单体单元的聚碳酸酯相比,在使用包含衍生自2-苯基-3,3'-双-(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺(PPPBP)的单体单元的聚碳酸酯的情况下,在电镀部件的可比较的熔体流动性和耐热性的情况下可以实现进一步改善的金属附着性。
Claims (15)
1.复合部件,其由塑料载体和通过电镀工艺施加的多层片金属层组成,其中所述塑料载体由热塑性组合物制成,所述热塑性组合物由下述组分构成
A) 50至90重量份的至少一种芳族聚碳酸酯,
B) 10至50重量份的至少一种接枝聚合物,所述接枝聚合物包含含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体和乙烯基聚合物外壳,
C) 0至15重量份的至少一种添加剂,
其中将该组合物中组分A)和B)的重量份之和标准化为100,
(i) 其特征在于,组合物中得自组分B的橡胶含量为至少6重量%,
(ii) 其特征在于,在该组合物中得自组分B)的含丁二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体(=K)与在该组合物中得自组分B)的游离的,即未与组分B)的接枝聚合物中的橡胶基体共价键合的乙烯基聚合物和得自组分C)的任何游离的乙烯基聚合物的总和(= S)的重量比例的比例K/S为至少1.5,
(iii) 其特征在于,组分A)包含至少一种单体单元,其选自通过通式(2)描述的单体单元,
其中
R4表示H,直链或支链的C1-C10烷基,和
R5表示直链或支链的C1-C10烷基,
和那些衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的并经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元,
(iv) 其特征在于,衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的并经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元的比例(Acyc)在0至40重量%的范围,基于组分A)中所有衍生自双酚的单体单元的总和计,
其中对于基于组分A)中所有衍生自双酚的单体单元的总和计,衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的并经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元的比例(Acyc)在<5重量%的范围的情况而言,组分A)在组合物中的含量为75至87重量份,并且组分B)在组合物中的含量为13至25重量份,
其中,接枝基体B.2中的直径< 200nm的橡胶颗粒的比例为至少20重量%。
2.根据权利要求1所述的复合部件,其由塑料载体和通过电镀工艺施加的金属层组成,其中所述塑料载体由热塑性组合物制成,所述热塑性组合物由下述组分构成
A) 60至87重量份的至少一种芳族聚碳酸酯,
B) 13至40重量份的至少一种接枝聚合物,所述接枝聚合物包含含二烯的橡胶弹性颗粒接枝基体和乙烯基聚合物外壳,
C) 0.2至3重量份的至少一种添加剂,
其中将该组合物中组分A)和B)的重量份之和标准化为100。
3.根据权利要求1或2所述的复合部件,其特征在于,所述的乙烯基聚合物是乙烯基共聚合物。
4.根据权利要求1或2所述的复合部件,其特征在于,比例K/S为至少2.1。
5.根据权利要求1或2所述的复合部件,其特征在于,Acyc为10至37重量%。
7.根据权利要求6所述的复合部件,其特征在于,所述衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的并经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元选自通过式(1b)、(1c)和(1d)描述的结构。
8.根据权利要求7所述的复合部件,其特征在于,所述衍生自双-(4-羟基苯基)化合物的并经由任选被杂原子取代的环状烃的1,1'-位桥接的单体单元衍生自2-苯基-3,3'-双-(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺。
9.根据权利要求1或2所述的复合部件,其特征在于,按照DIN 51562在二氯甲烷中测量的组分A的相对溶液粘度为1.20-1.28。
10.根据权利要求1或2所述的复合部件,其特征在于,所述金属层表面具有按照ISO2813测量的在60°观察角度下大于90的光泽度。
11.根据权利要求1或2所述的复合部件,其特征在于,所述多层片金属层由至少3个可通过显微镜和/或化学分析区分的金属层片构成。
12.根据权利要求1或2所述的复合部件,其特征在于,所述多层片金属层由下述层片构成,从塑料载体起始
由铜制成的第一层片、由镍制成的第二层片和由铬制成的第三层片,或者
由镍制成的第一层片、由铜制成的第二层片、由镍制成的第三层片和由铬制成的第四层片。
13.根据权利要求12所述的复合部件,其特征在于,从塑料载体起始,在铜金属层之后的镍金属层最厚与位于其下方的铜金属层的一半一样厚。
14.根据权利要求1或2所述的复合部件,其特征在于,所述多层片金属层具有30至50μm的厚度。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的复合部件作为汽车、电动设备、家用物体、太阳能收集器、反光器的部件或作为用于散热的功能元件的用途。
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