CN101407617B - 一种高性能的挤出级asa树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高性能的挤出级ASA树脂组合物及其制备方法。选用两种不同分子量、不同橡胶粒径复配的高着色性的ASA橡胶粉、高分子量的AS树脂、表面光泽剂、同时配以合适的润滑剂、抗氧剂和耐候剂，在双螺杆挤出机中熔融共混挤出制备而成。本发明的ASA树脂组合物具有高的韧性、耐候性、表面光泽度及良好的加工性能，特别适用于PVC门窗和琉璃瓦等建筑用异型材的复合挤出。

Description

一种高性能的挤出级ASA树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高性能的挤出级ASA树脂组合物及其制备方法，特别是涉及一种可用于PVC门窗或琉璃瓦等建筑用异型材的高性能的挤出级ASA树脂组合物及其制备方法。
技术背景
PVC塑料门窗因其具有质轻、耐腐蚀、强度高、保温、密封隔音、节能环保、易加工以及成本低等特性，在国内已经得到了广泛的普及和应用。由于PVC分子结构中存在较不稳定的α-C1，因此纯PVC加工的材料耐候性差，在户外容易受太阳光中紫外光线破坏而引起发黄发红等变色现象。金红石型TiO2具有优异的光折射效果，通过添加一定比例的金红石型TiO2，可以起到折射屏蔽紫外线效果，从而确保材料不变色，在房屋建筑中的PVC塑钢门窗大都添加了金红石型的TiO2，大量钛白粉的加入对染色带来了很大的困难，很难再配成高彩度的产品。市场上大量单一的白色塑钢门窗，在色彩上不免有些单调，高耐候、高彩度的塑钢门窗及琉璃瓦就成为最新趋势。
目前，有人直接用PVC染成高彩度的颜色后，与白色的PVC复合挤出，得到多彩的建筑用异型材，这只是抛开耐候性能单纯地解决了颜色问题，这种高彩度PVC的耐候性能非常差，在户外使用不到半年就会出现明显的褪色。有人用PMMA与PVC复合挤出得到门窗和琉璃瓦等建筑用异型材，PMMA具有优良的耐候性能和高的着色性能，但PMMA的流动性能差，在生产时较难在PVC表面形成均匀的薄层，PMMA的冲击性能也不高，产品的韧性不够，裁剪时容易产生崩边现象，此外PMMA极易吸水，挤出前较难烘干，容易在制品表面产生麻点、划痕等缺陷。有人用PVC/ASA合金来与PVC复合挤出得到门窗和琉璃瓦等建筑用异型材，这解决了材料的韧性和加工性，但材料的表面光泽度和耐候性能却大大降低，同时由于PVC中不稳定的α-C1，必须添加少量金红石型钛白粉来提高其耐候性能，因此只能配成灰色等浅色材料。有人考虑到ABS的高的韧性和优良的着色性能，用ABS染色后与PVC复合挤出得到高彩度的建筑用异型材，但由于ABS中的丁二烯橡胶存在不饱和的碳碳双键，极易遭到太阳光中紫外线的破坏，从而导致材料的褪色。
发明内容
由于ASA树脂用不含双键的丙烯酸酯类橡胶代替了ABS树脂中的丁二烯橡胶，在保持ABS力学性能、加工性能和着色性能的同时，ASA树脂具有更为优异的耐候性能。含氟或含硅的聚合物具有高的表面光泽度，同时具有良好的流动性，可以用来提高基材的表面光泽度，同时可以改善材料的加工性能。因此，本发明提供一种高性能的挤出级ASA树脂组合物及其制备方法，用来与PVC复合挤出，得到高彩度、高耐候的塑钢门窗和琉璃瓦等建筑用异型材，同时解决复合挤出异型材中存在的韧性、耐候性、表面光泽度和加工性能无法兼顾的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：
一种高性能的挤出级ASA树脂组合物，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
ASA橡胶粉1               20-40
ASA橡胶粉2               20-40
AS树脂                   20-70
表面光泽剂               5-30
润滑剂                   0.5-5
抗氧剂                   0.05-1.0
耐候剂                   0.05-1.0
所述ASA橡胶粉1为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为300,000-800,000，平均颗粒直径范围为400-1000nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3，熔融温度为190-220℃。
所述ASA橡胶粉2为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为200,000-600,000，平均颗粒直径范围为200-600nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3，熔融温度为190-220℃。
所述AS树脂为苯乙烯与丙烯腈的共聚物，其重均分子量为100,000-300,000，丙烯腈含量为20-50wt％，熔融指数为5-40g/10min。
所述表面光泽剂为含氟或含硅的聚合物。
所述润滑剂为EBS、硅氧烷、PE腊、硬脂酸锌或硬脂酸镁等的混合物。
所述抗氧剂为受阻单酚、双酚或多酚化合物与亚磷酸酯类化合物的混合物。
所述耐候剂为受阻单酚、双酚或多酚化合物与受阻胺类化合物的混合物。
所述ASA橡胶粉1为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量的范围为400,000-700,000，平均颗粒直径的范围为500-800nm。
所述ASA橡胶粉2为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为200,000-400,000，平均颗粒直径范围为200-400nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3，熔融温度为190-220℃。
所述AS树脂为苯乙烯与丙烯腈的共聚物，其重均分子量为150,000-300,000，丙烯腈含量为30-40wt％。
所述表面光泽剂为氟橡胶或硅橡胶与AS的接枝物。
一种高性能的挤出级ASA树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将ASA橡胶粉1、ASA橡胶粉2、AS树脂、表面光泽剂、润滑剂、抗氧剂和耐候剂放入高速搅拌机中搅拌5-30min后出料得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的机筒温度为180-230℃，螺杆转速为180-600rpm。
上述所有化合物均为市售商品。
本发明的高性能挤出级ASA树脂组合物，选用高分子量、适当橡胶含量的及高着色性的ASA橡胶粉、高分子量的AS树脂、表面光泽剂、同时配以合适的润滑剂、抗氧剂和耐候剂，在双螺杆挤出机中熔融共混挤出制备而得。所制得的ASA树脂组合物具有高的韧性、耐候性、光泽度及良好的加工性能，特别适用于PVC门窗和琉璃瓦等建筑用异型材的复合挤出。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
将20KgASA橡胶粉1、20Kg ASA橡胶粉2、55Kg AS树脂、5Kg硅橡胶与AS的接枝共聚物、1Kg EBS、0.5Kg硅油、0.5Kg PE蜡、0.5Kg硬脂酸锌、0.2Kg双酚A、0.2Kg IG-168、0.2Kg IG-245、0.3Kg IG-770DF，加入到高速混合机中搅拌20min后出料，然后在长径比为36、直径为35mm的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机的机筒温度为180-240℃，螺杆转速为180-600rpm。
实施例2
本实施例的目的在于比较不同表面光泽剂用量对产品性能的影响。
选用与实施例1相同的硅橡胶与AS的接枝共聚物共聚物作为表面光泽剂，添加量由实施例1中的5份相应改为20份，具体制作如下：将20KgASA橡胶粉1、20Kg ASA橡胶粉2、40Kg AS树脂、20Kg硅橡胶与AS的接枝共聚物、1Kg EBS、0.5Kg硅油、0.5Kg PE蜡、0.5Kg硬脂酸锌、0.2Kg双酚A、0.2Kg IG-168、0.2Kg IG-245、0.3Kg IG-770DF，加入到高速混合机中搅拌20min后出料，然后在长径比为36、直径为35mm的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机的机筒温度为180-280℃，螺杆转速为180-600rpm。
实施例3
本实施例的目的在于比较不同用量的ASA橡胶粉的影响。
将ASA橡胶粉的添加量由实施例1中的40份改为60份，具体制作如下：将30Kg ASA橡胶粉1、30Kg ASA橡胶粉2、35Kg AS树脂、5Kg硅橡胶与AS的接枝共聚物、1Kg EBS、0.5Kg硅油、0.5Kg PE蜡、0.5Kg硬脂酸锌、0.2Kg双酚A、0.2Kg IG-168、0.2Kg IG-245、0.3Kg IG-770DF，加入到高速混合机中搅拌20min后出料，然后在长径比为36、直径为35mm的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机的机筒温度为180-280℃，螺杆转速为180-600rpm。
实施例4
本实施例的目的在于比较不同用量的润滑剂的影响。
润滑剂的添加量为实施例1中润滑剂添加量的2倍，具体制作如下：将20KgASA橡胶粉1、20KgASA橡胶粉2、55KgAS树脂、、5Kg硅橡胶与AS的接枝共聚物、2Kg EBS、1Kg硅油、1Kg PE蜡、1Kg硬脂酸锌、0.2Kg双酚A、0.2Kg IG-168、0.2Kg IG-245、0.3Kg IG-770DF，加入到高速混合机中搅拌20min后出料，然后在长径比为36、直径为35mm的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机的机筒温度为180-240℃，螺杆转速为180-600rpm。
对比例1
为了较好地体现上述高性能的挤出级的ASA树脂组合物的特点，在此使用了对比例1。在该对比例中，将两种ASA复合橡胶粉换成单一的一种ASA橡胶粉1，其他组分都不变，各组分的重量份数也不改变，具体的制备工艺条件也不改变。
对比例2
为了较好地体现上述高性能的挤出级的ASA树脂组合物的特点，在此使用了对比例2。在该对比例中，不使用表面光泽剂，具体制作如下：将20KgASA橡胶粉1、20Kg ASA橡胶粉2、60Kg AS树脂、1Kg EBS、0.5Kg硅油、0.5KgPE蜡、0.5Kg硬脂酸锌、0.2Kg双酚A、0.2Kg IG-168、0.2Kg IG-245、0.3KgIG-770DF，加入到高速混合机中搅拌20分钟后出料，然后在长径比为36、直径为35mm的双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机的机筒温度为180-240℃，螺杆转速为180-600rpm。
对于以上根据实施例1-4和对比例1-2制备得到的ASA树脂组合物，按照同样的注塑条件制备测试样条，具体的物理性能检测项目如下：
拉伸强度：按照ASTM D 178标准来测量拉伸强度。
缺口悬臂梁式冲击强度：按照ASTM D 256标准(1/8″缺口，23℃)来测量缺口悬臂梁式冲击强度。
熔体流动速率：按照ASTM D 1238标准(220℃，10Kg)来测量熔体流动速率。
表面光泽度：按照ASTM D 2457标准(220℃，10Kg)来测量制品的表面光泽度。
表1 实施例1-4与对比例1-2的性能对比
Figure G2008102031333D00061
通过表1的性能比较，可以看出，两种不同分子量、不同橡胶含量的ASA橡胶粉复配使用后，材料的韧性、流动性和光泽度都比单一的ASA橡胶粉要好。提高ASA橡胶粉的用量，材料的韧性提高较多，但流动性下降也较多，从而使材料的表面光泽度也略有下降。表面光泽剂的加入在提高材料表面光泽度的同时，还可以提高材料的韧性，同时材料的加工性能也有所提高。润滑剂的加入可以改善材料的加工流动性能，从而也有助于材料表面光泽度的提高。可根据客户对制品的性能要求，选择不同用量的ASA橡胶粉1、ASA橡胶粉2、AS树脂、表面光泽剂，从而获得理想中的材料。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高性能的挤出级ASA树脂组合物，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
ASA橡胶粉1     20-40
ASA橡胶粉2     20-40
AS树脂         20-70
表面光泽剂     5-30
润滑剂         0.5-5
抗氧剂         0.05-1.0
耐候剂         0.05-1.0
所述ASA橡胶粉1为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为300,000-800,000，平均颗粒直径范围为400-1000nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3，熔融温度为190-220℃；
所述ASA橡胶粉2为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为200,000-600,000，平均颗粒直径范围为200-600nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3，熔融温度为190-220℃；
所述AS树脂为苯乙烯与丙烯腈的共聚物，其重均分子量为100,000-300,000，丙烯腈含量为20-50wt％，熔融指数为5-40g/10min；
所述表面光泽剂为含氟或含硅的聚合物；
所述润滑剂为EBS、硅氧烷、PE腊、硬脂酸锌或硬脂酸镁的混合物；
所述抗氧剂为受阻单酚、双酚或多酚化合物与亚磷酸酯类化合物的混合物；
所述耐候剂为受阻单酚、双酚或多酚化合物与受阻胺类化合物的混合物。
2.根据权利要求1所述的高性能的挤出级ASA树脂组合物，其特征在于，所述ASA橡胶粉1为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量的范围为400,000-700,000，平均颗粒直径的范围为500-800nm。
3.根据权利要求1所述的高性能的挤出级ASA树脂组合物，其特征在于，所述ASA橡胶粉2为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为200,000-400,000，平均颗粒直径范围为200-400nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3，熔融温度为190-220℃。
4.根据权利要求1所述的高性能的挤出级ASA树脂组合物，其特征在于，所述AS树脂为苯乙烯与丙烯腈的共聚物，其重均分子量为150,000-300,000，丙烯腈含量为30-40wt％。
5.根据权利要求1所述的高性能的挤出级ASA树脂组合物，其特征在于，所述表面光泽剂为氟橡胶或硅橡胶与AS的接枝物。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的高性能的挤出级ASA树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将ASA橡胶粉1、ASA橡胶粉2、AS树脂、表面光泽剂、润滑剂、抗氧剂和耐候剂放入高速搅拌机中搅拌5-30min后出料得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的机筒温度为180-230℃，螺杆转速为180-600rpm。
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