CN111004469B - 一种高流动性电镀级abstpu合金材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及到一种高流动性电镀级ABS/TPU合金材料的制备方法。该ABS/TPU合金材料由包含以下重量份的组分制成：ABS树脂100份，TPU树脂3～40份，抗氧剂0.3～1份。本发明提供的ABS/TPU合金材料挤出、注射成型性优良，解决了产品熔体流动性差和电镀粗化不均匀的问题。其制备方法主要包括物料的混合和熔融挤出两步，工艺简单、生产高效、成本低廉适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种电镀级ABS/TPU合金材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)具有优良的韧性、尺寸稳定性、耐磨性、耐油性、耐寒性，同时其表面光泽度高，后加工染色方便等特点，是一种综合性能优异的热塑性塑料，被广泛应用于电子产品、电镀制品、家用电器、玩具、汽车配件等生活中的各个领域。其中，丁二烯组份给ABS带来优秀韧性和耐寒性的同时，造成了其机械性能和熔体流动性差，导致了注塑制品容易产生残留应力，特别是对应力敏感的电镀制品，使得制品镀层表面易开裂，影响制品的外观及其使用。
热塑性聚氨酯(TPU)是一种流动性良好的热塑性弹性体，其具有耐候性、耐腐蚀性、耐溶剂性能优良，熔体流动性好，具有良好的电镀性等优点。是近年来一种发展迅速的热塑性弹性体。
TPU与丁二烯高胶粉、丙烯酸酯类弹性体，等弹性体相比，TPU的熔体流动性好，可以减少制品加工过程中的残留应力；TPU与ABS的加工温度更为接近，制备的材料具有更好的加工性能。因此，利用TPU 制备电镀级ABS/TPU合金，既能提高ABS的熔体流动性，又有利于电镀过程中的粗化。
通过检索，发现如下相关专利：
CN107141697A公开了一种ABS/TPU合金材料及其制备方法与应用。该合金材料包括如下重量份的配方组分：ABS50～75份；TPU24.8～44.9份；抗氧剂0.1～0.2份，其中TPU的邵氏硬度为70A～95A。通过加入TPU来提高ABS基体材料韧性，耐磨性和低温弯折性，主要应用于人造指甲、医疗器械以及电脑按键等领域。
CN108250660A公开了一种电镀PC/ABS合金材料及制备方法。该组合物包括如下重量份的配方组份： PC 10～70份；ABS10～70份；端基化丁晴橡胶20～35份。该PC/ABS合金材料综合性能好，电镀结合力高，电镀后表面优良，具有优异的电镀性能。并且通过优化电镀级PC/ABS合金制品的注塑工艺，能够获得电镀结合力高且内应力低的电镀级PC/ABS合金材料制品。
CN102516735B公开了一种低内应力电镀PC/ABS合金材料的及其制备方法。该合金材料包括如下重量份的配方组份：PC30～80份，ABS15～65份，PA树脂1～5份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份。该合金通过添加PA树脂，来提高基体的流动性能，从而减少制件在注塑成型中的内应力。
上述专利所制得的ABS/TPU合金，采用低硬度的软质TPU，合金材料韧性提升的同时，牺牲了其强度；上述电镀PC/ABS合金中，一种是通过添加大量的高胶粉通过增加橡胶相来增加刻蚀点，或者通过加入高流动性PA来改善电镀制品内应力。这两种方法流动性能和电镀制品的良品率不可兼得，并且PC与ABS的加工温度差距较大，在加工过程中，ABS的分解是不可避免的。本发明方法使用高强度TPU来代替高胶粉和流动改性剂，制备的ABS/TPU合金材料机械性能优异，流动性高，易电镀，电镀结合力高，电镀制品表面缺陷少。
发明内容
本发明的目的是解决现有电镀ABS材料流动性不足、电镀结合力差缺点，提供一种加工工艺简单，高流动性，以及具有良好电镀结合力的ABS/TPU合金。
为了实验上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种ABS/TPU合金材料，其特征在于：该材料包含以下重量份的组分组成：
ABS树脂 100份
TPU树脂 3～40份
抗氧剂 0.3～1份
本发明中，所述TPU的熔体流动速率为60～120g/10min(230℃，5kg)。
本发明中，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)中的一种或两种。
本发明还公开了所述ABS/TPU合金的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照权利要求1～4任一所述的ABS/TPU合金材料配方称取各组分。物料在挤出成型前需要进行干燥，将所述的ABS在80～90℃下干燥3～5小时及所述TPU在60～80℃下干燥4-6小时。
(2)将步骤(1)中经的物料高速混合机混合均匀。然后倒入双螺杆挤出机中，经过熔融挤出、牵引、切割造粒，得到所述的ABS/TPU合金切粒。
(3)将得到的ABS/TPU合金材料通过注射成型，得到标准样条进行性能测试。
而且，步骤(2)中的高速混合机转速为500～1000rpm，混合温度为20～50℃，混合时间为3～5min。螺杆挤出机为双螺杆挤出机，各区温度为180～210℃。
而且，步骤(3)中的注塑机为卧式注塑机，其各区温度为180-210℃。
本发明的优点和积极效果是：
(1)本发明通过熔融挤出的方法使ABS、TPU、抗氧剂等助剂充分混合并发生协同作用，从而赋予了该 ABS/TPU合金材料优异的机械性能和加工流动性。
(2)本发明制得的电镀ABS/TPU合金材料与传统的电镀ABS/PC合金相比，拥有更低的加工温度，减少ABS 在加工过程中的分解。
(3)本发明的ABS/TPU合金材料的制备方法简单，生产过程连续化，生产效率高，适用于工业化生产。
附图说明
图1为本发明制品经过粗化液刻蚀后的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实例对本发明进行阐述，但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。
实施实例1：
将ABS在80℃下干燥3～8小时，TPU在60℃下干燥4～6小时。
按下列重量份称取各组分原料：ABS树脂100份，TPU树脂(MFR＝69g/10min)5份，抗氧剂(抗氧剂 1010)0.3份。将按照上述重量份配好的原料放入高速混合机中混合3-5分钟，然后将充分混合的物料放入双螺杆挤出机中经过熔融挤出，其中双螺杆挤出机设定一区温度为180～190℃，二区温度190～200℃，三区温度195～210℃，四区温度195～210℃，机头温度190～200℃，螺杆转速200rpm，牵引和切割造粒，得到所述的ABS/TPU合金材料。其熔体流动速率为16.93g/10min，拉伸强度为43.06MPa。
实施实例2：
将ABS在80℃下干燥3～8小时，TPU在60℃下干燥4～6小时。
按下列重量份称取各组分原料：ABS树脂100份，TPU树脂(MFR＝69g/10min)30份，相容剂(ABS-g-MAH) 0.5份，抗氧剂(抗氧剂1010)0.3份。将按照上述按照重量份配好的原料放入高速混合机中混合3-5分钟，然后将充分混合的物料放入双螺杆挤出机中经过熔融挤出，其中双螺杆挤出机设定一区温度为180～ 190℃，二区温度190～200℃，三区温度195～210℃，四区温度195～210℃，机头温度190～200℃，螺杆转速200rpm，牵引和切割造粒，得到所述的ABS/TPU合金材料。其熔体流动速率为40.26g/10min，拉伸强度为38.63MPa。
实施实例3：
将ABS在80℃下干燥3～8小时，TPU在60℃下干燥4～6小时。
按下列重量份称取各组分原料：ABS树脂100份，TPU树脂(MFR＝88g/10min)5份，相容剂(ABS-g-MAH) 0.5份，抗氧剂(抗氧剂1010)0.3份。将按照上述重量份配好的原料放入高速混合机中混合3-5分钟，然后将充分混合的物料放入双螺杆挤出机中经过熔融挤出，其中双螺杆挤出机设定一区温度为180～190℃，二区温度190～200℃，三区温度195～210℃，四区温度195～210℃，机头温度190～200℃，螺杆转速200rpm，牵引和切割造粒，得到所述的ABS/TPU合金材料。其熔体流动速率为18.71g/10min，拉伸强度为42.81MPa。
实施实例4：
将ABS在80℃下干燥3～8小时，TPU在60℃下干燥4～6小时。
按下列重量份称取各组分原料：ABS树脂100份，TPU树脂(MFR＝88g/10min)30份，相容剂(SAN) 0.5份，抗氧剂(抗氧剂1010)0.3份。将按照上述重量份配好的原料放入高速混合机中混合3-5分钟，然后将充分混合的物料放入双螺杆挤出机中经过熔融挤出，其中双螺杆挤出机设定一区温度为180～ 190℃，二区温度190～200℃，三区温度195～210℃，四区温度195～210℃，机头温度190～200℃，螺杆转速200rpm，牵引和切割造粒，得到所述的ABS/TPU合金材料。其熔体流动速率为50.94g/10min，拉伸强度为36.81MPa
对比例1：
将ABS在80℃下干燥3～8小时。
按下列重量份称取各组分原料：ABS树脂100份，抗氧剂(抗氧剂1010)0.3份。将按照上述重量份配好的原料放入高速混合机中混合3-5分钟，然后将充分混合的物料放入双螺杆挤出机中经过熔融挤出，其中双螺杆挤出机设定一区温度为180～190℃，二区温度190～200℃，三区温度195～210℃，四区温度 195～210℃，机头温度190～200℃，螺杆转速200rpm，牵引和切割造粒，得到未经TPU改性的ABS材料。其熔体流动速率为12.32g/10min，拉伸强度为40.83Mpa。
本发明的拉伸性能测试按GB-T 1040.2-2006进行，试样类型为1BA型，试验速度为20mm/min。熔体流动速率性能测试按GB叫3682-2000进行，在温度为230℃，载荷为5kg条件下进行测试。电镀粗化刻蚀，采用行业内常用的硫酸-铬酸体系粗化液进行刻蚀，刻蚀后样品表面喷金进行扫面电子显微镜观察。
从实施例1～4和对比例1的性能比较可以看出，本发明通过添加不同流动性的TPU树脂，都可以明显的提升ABS的熔体流动速率，以减少制品的内应力。通过图1，实施例3～4和对比例1的刻蚀性能比较可以看出，TPU的加入，使基体材料的刻蚀更加均匀，增加镀层与制品的结合力。
Claims (1)
1.一种ABS/TPU合金材料，其特征在于：由以下步骤制成：
将ABS在80℃下干燥3～8小时，TPU在60℃下干燥4～6小时；
按下列重量份称取各组分原料：ABS树脂100份，TPU树脂5份，抗氧剂1010 0.3份；
所述TPU树脂的MFR为69g/10min；
将按照上述重量份配好的原料放入高速混合机中混合3-5分钟，然后将充分混合的物料放入双螺杆挤出机中经过熔融挤出，其中双螺杆挤出机设定一区温度为180～190℃，二区温度190～200℃，三区温度195～210℃，四区温度195～210℃，机头温度190～200℃，螺杆转速200rpm，牵引和切割造粒，得到ABS/TPU合金材料。
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