CN104804354A - 一种免喷涂耐候金属质感asa复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种免喷涂耐候金属质感ASA复合材料及其制备方法，该复合材料包括ASA树脂98.0～99.5wt％；包覆型铝粉0.2～1wt％；硅烷偶联剂0.1～0.5wt％，助剂0.2～0.5wt％；所述助剂为抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸类润滑剂中的一种或几种。制备方法如下：将包覆型铝粉、硅烷偶联剂及助剂混合均匀；将ASA树脂从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时，通过侧喂料方式加入上述混合料，经熔融挤出，冷却、干燥、切粒，得到产品。本发明通过选择ASA为基体树脂、无机金属氧化物包覆型铝粉与硅烷偶联剂并用，得到的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料，力学性能优异、金属质感强、耐候性高、不变色、易加工，且成型制品无流痕、熔接痕、虎皮纹等外观缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种免喷涂复合材料及其制备方法，尤其是一种免喷涂金属质感ASA复合材料及其制备方法。
背景技术
免喷涂金属质感复合材料是一种新型功能塑料，通过挤出或注塑成型，可以一次性制备出具有金属质感的装饰部件。与传统装饰部件的生产技术相比，免喷涂技术在成型之后无需再进行电镀、水转印、涂装等装饰工艺，工序简单、节能降耗，而且杜绝了电镀、水转印、涂装等传统装饰工艺普遍存在的溶剂挥发等环境污染问题，是汽车、家电等装饰材料更新换代的产品和发展的新趋势。目前，免喷涂金属质感复合材料主要是通过向基体树脂中添加铝粉、银粉、铜粉等金属粉末制备得到的，这些方法在下述专利中已有公开描述。
专利CN102942742 A公布了一种添加质量份数为0.1～1.5wt％铝粉制备一种具有高光泽、金属效果免喷涂PP材料的方法。
专利CN 102464856B公布了一种采用SAN-GMA共聚物对未经表面处理的铝粉颜料进行化学包覆改性后，按一定比例添加到各种塑料基体树脂中进行高速共混、双螺杆挤出造粒，制备一种具有免喷涂金属效果树脂的方法。
专利CN103554669A公布了一种添加0.2～0.7wt％棒状或球状银粉、铝粉、铜粉或金粉制备一种具有银色金属质感免喷涂改性聚丙烯材料的方法。
专利CN103073829A公布了一种添加0.2～5.0份二氧化硅包覆片状铝粉制备一种免喷涂金属质感PMMA改性材料的方法。
专利CN103694562A公布了一种添加1.1～3.0wt％铝酸酯表面活化的铝粉制备一种汽车内饰件用免喷涂耐刮聚丙烯复合材料的方法。
上述专利公开的技术，通过向基体树脂中添加金属粉末实现金属质感的表面装饰效果。但不同程度存在下述不足，影响了其在各个领域的使用：
①所用基体树脂耐候性不佳，易变色，室外使用，会严重影响所制备产品的力学性能及表面装饰效果，如聚丙烯、PMMA、ABS等。
②所用金属粉末易氧化变色，或与树脂相容性差，导致成型制品易变色或成型时易产生流痕、熔接痕、虎皮纹等外观缺陷。
③金属粉末呈棒状或球状，遮盖力差，添加量大，影响制品力学性能。
发明内容
本发明提供了一种兼具良好金属质感装饰效果与力学性能、耐候、易加工，且成型制品无流痕、熔接痕、虎皮纹等外观缺陷的免喷涂ASA复合材料及其制备方法。
实现本发明目的之一的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料，包括ASA树脂98.0～99.5wt％；包覆型铝粉0.2～1wt％；硅烷偶联剂0.1～0.5wt％，助剂0.2～0.5wt％。
所述ASA树脂的流动速率为4～30g/10min，IZOD缺口冲击强度≥4KJ/m2。
所述包覆型铝粉为二氧化硅或/和钛白粉包覆的片状铝粉，粉末直径300～1600目，径厚比≥40，表观密度0.1～0.3g/cm3。
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中一种或几种；
所述助剂为抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸类润滑剂中的一种或几种。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
实现本发明目的之二的一种免喷涂耐候金属质感ASA复合材料制备方法，包括如下步骤：
(1)按配方的重量配比称取各组分；
(2)将包覆型铝粉、硅烷偶联剂及助剂混合均匀；
(3)将ASA树脂从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时，通过侧喂料方式加入步骤(1)得到的混合料，经熔融挤出，冷却、干燥、切粒，得到产品。
步骤(2)中的混合可以在混色机中进行，混色机转速200～500rpm，混合时间5～20min。
所述双螺杆挤出机中螺杆各段温度为160～240℃，螺杆转速为200～450rpm。
本发明的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料及其制备方法的有益效果如下：
本发明的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料及其制备方法，通过选择ASA树脂、无机氧化物包覆型铝粉与硅烷偶联剂并用，得到的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料，力学性能优异、金属质感强、耐候性高、不变色、易加工，且成型制品无流痕、熔接痕、虎皮纹等外观缺陷。
具体实施方式
本发明的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料及其制备方法，在具体实施例和对比例复合材料配方如下：
基体树脂：采用了台湾奇美产品，实施例1、4、7及对比例1的ASA树脂型号为PW997S，熔体流动速率为4g/10min；实施例2、5、8的ASA树脂型号为PW978B，熔体流动速率为13g/10min；实施例3、6、9的ASA树脂型号为PW957，熔体流动速率为28g/10min；对比例2的PMMA树脂型号为CM-205，熔体流动速率为1.8g/10min。
包覆型铝粉：采用了德国ECKART公司产品，实施例1、5、9及对比例1、2的型号为PCR-501，粒径为800目，耐温为300℃；实施例2、4、7的型号为PCR-212，粒径为300目；实施例3、6、8的型号为PCR-801，粒径为1000目。
硅烷偶联剂：采用了南京优普化工有限公司的产品，实施例1、6、8及对比例1、2的型号为KH560，纯度≥98％；实施例2、4、9的型号为UP-550，纯度≥98％；实施例3、5、7的型号为UP-151，纯度≥98％。
抗氧剂：采用Ciba公司产品，实施例1-5及对比例1使用抗氧剂1010；实施例6-9及对比例2使用抗氧剂1076。
本发明的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料的实施例1～9和两个对比例的配方的组分含量如表1所示：
表1实施例1-9及对比例1-2配方组分比
实施例1～9的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料及对比例1～2的制备方法如下：
(1)按表1中配方的重量配比称取各组分；
(2)将包覆型铝粉、硅烷偶联剂、抗氧剂依次加入到混色机中，混合5～20分钟；转速200～500rpm。
(3)将基体树脂从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时，通过侧喂料方式加入步骤(2)所得混合料，经熔融挤出，冷却、干燥、切粒，得到产品。螺杆各段温度为160～240℃，螺杆转速为200～450rpm。
本发明的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料的实施例1～9及对比例1～2的性能实验如下：
性能评价方式及实行标准：
将上述方法制备的塑料颗粒置于60～80℃的鼓风干燥箱中干燥2～3小时后，加入到注塑机中，注射制得标准试样，注射温度为160～240℃。
按照国标(GB/T 16422.3-1997)测试试样的拉伸屈服应力、断裂伸长率、悬臂梁缺口冲击强度及人工加速老化性能(荧光紫外灯，Ⅱ型，暴露方式1，总暴露时间1000hrs)。
经过上述测试，结果如表2所示：
表2实施例1-9和对比例1-2所得复合材料的性能参数
由此可见，本发明的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料与PMMA复合材料(对比例2)相比，韧性及耐候性能得到了大幅度提高，且与没添加硅烷偶联剂进行活化处理的对比例1相比，制品成型过程中无生流痕、熔接痕、虎皮纹等外观缺陷。且在相同包覆型铝粉添加量下，本发明的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料具有更高耐候性能，老化后产品机械性能(拉伸屈服应力、断裂伸长率、悬臂梁缺口冲击强度)的保持率均优于对比例1，说明ASA在与包覆型铝粉配合反应后，得到的产物性能已经超出原料各自性能的加和。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种免喷涂耐候金属质感ASA复合材料，其特征在于：包括ASA树脂98.0～99.5wt％；包覆型铝粉0.2～1wt％；硅烷偶联剂0.1～0.5wt％；助剂0.2～0.5wt％。
2.根据权利要求1所述的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料，其特征在于：所述ASA树脂的流动速率为4～30g/10min，IZOD缺口冲击强度≥4KJ/m2。
3.根据权利要求1所述的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料，其特征在于：所述包覆型铝粉为二氧化硅或/和钛白粉包覆的片状铝粉，粉末直径300～1600目，径厚比≥40，表观密度0.1～0.3g/cm3。
4.根据权利要求1所述的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料，其特征在于：所述助剂为抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸类润滑剂中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
7.权利要求1-6任一项所述的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按配方的重量配比称取各组分；
(2)将包覆型铝粉、硅烷偶联剂及助剂混合均匀；
(3)将ASA树脂从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时，通过侧喂料方式加入步骤(1)得到的混合料，经熔融挤出，冷却、干燥、切粒，得到产品。
8.根据权利要求7所述的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的混合在混色机中进行，混色机转速200～500rpm，混合时间5～20min。
9.根据权利要求7所述的免喷涂耐候金属质感ASA复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机中螺杆各段温度为160～240℃，螺杆转速为200～450rpm。
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