[发明专利]一种仿金属工程塑胶复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子复合材料，尤其是涉及一种高密度的仿金属工程塑胶复合材料及其制备方法。

背景技术

金属制品是一种价格高、能耗高的产品。在环境污染日益严重，节能减排刻不容缓的今天，如何研发新型工程塑胶复合材料来取代金属材料，已成为一项意义重大而且具有商业价值的高新技术。塑料的优点是：(1)成型加工耗能低(例如注塑与挤出过程，其加工温度一股为180～320℃)；(2)成型容易，可大量生产结构复杂的部件，品质稳定；(3)原料价格低；(4)耐腐蚀性能优异。金属材料的优点是：(1)机械性能优异；(2)热变形温度高；(3)容易电镀；(4)密度高(某些场合需要材料具备高密度)。

如何将塑料与金属结合起来而又同时保持两者的优点，使之成为一种商业化的生产技术，是本技术领域所急需解决的问题。

在塑料中加入高密度或超高密度(10g/cm³以上)填料的发明已有多项报道。例如美国专利US 5,665,808公开了在热塑性树脂内添加60％～70％铅粉制子弹，使其比重可达到7.36～8.26。

美国专利US 5,616,642公开了在多元聚酯树脂内添加85％～93％的铜粉、钨粉、不锈钢粉、铋粉等，制成密度为3～7g/cm³的无铅弹药。

中国专利CN 101130631A公开了一项以密度大于10g/cm³的钼、钯或铅粉填充在工程塑料内，制成最终密度为7.6～9.2g/cm³的防辐射材料。

迄今为止，甚少有人研究密度较高、加工性良好、机械性能优异、成本不高、且易于加工成可电镀、喷漆等表面装饰制品的仿金属工程塑胶复合材料。一股在塑料内添加大量的金属粉末等无机填充物，虽可提高材料密度，但其制品普遍机械性能差，热变形温度低，表面光泽度低，制品表面麻点多、表面流纹无法消除，应用在对外观质量要求不高的场合，无法满足电镀、喷涂等表面装饰工艺对塑料制品表面的要求，市场上还没有一款仿金属工程塑胶复合材料的注塑制品表面可满足电镀要求；并且一股仿金属塑胶材料多添加昂贵的金属填料或者采用复杂设备工艺，造成材料造价普遍很高，而且牺牲材料的机械性能，使材料的应用领域受到很大限制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的普通仿金属塑胶复合材料普遍存在的机械性能差、成型流动性差、注塑成型制品表面光泽度低、制品表面麻点多、表面流纹无法消除等技术问题，提供一种将塑料与金属结合起来而又同时保持两者的优点的仿金属工程塑胶复合材料及其制备方法。

所述仿金属工程塑胶复合材料的组成按质量比为：

热塑性工程塑料    5％～51％；

高密度填料        42％～90％；

矿物粉            0％～33％；

玻璃纤维          0％～29％；

增韧剂            3％～20％；

偶联剂            0.5％～4％；

润滑剂            0.3％～2％；

抗氧剂            0.2％～0.5％。

所述热塑性工程塑料可选自聚酰胺(PA)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等。

所述高密度填料可为密度在4～10g/cm³之间且平均粒径在0.1～100μm之间的金属粉末及其化合物，所述金属粉末可选自铁粉、不锈钢粉、铜粉、镍粉、锌粉、氧化铁、钡铁氧体、锶铁氧体、氧化锌、硫酸钡等中的至少一种。

所述矿物粉可选自平均粒径在0.1～20μm之间的无机矿物粉，所述矿物粉最好选自滑石粉、碳酸钙粉、硅灰石粉、云母粉等中的至少一种。

所述玻璃纤维可选自直径为6～20μm的玻璃纤维。

所述增韧剂可选自聚酰胺类弹性体、聚烯烃类弹性体的马来酸酐接枝物或苯乙烯类弹性体的马来酸酐接枝物等。