CN105602184A - 一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物及其制备方法 - Google Patents

一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，包括以下组分及其重量百分含量：苯乙烯基树脂51.5-90.5％，耐热剂0-20％，增韧剂0-10％，钛白粉8-15％，液体萃取剂1-2％，遮光母粒0.5-0.7％，加工助剂0-0.8％，上述各组成的重量百分含量之和为100％。本发明中通过引入液体萃取剂和二级真空脱挥工艺，可降低高耐热、超高遮光和高反光聚苯乙烯基组合物的散发性，同时，本发明的苯乙烯基组合物还具有超高遮光和高反光的特点，完全可以满足满足低散发要求的汽车仪表用导光支架或其它低散发要求的光源周边光学功能件。

Description

一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物及其制备方法。
背景技术
导光支架或灯壳部件等光源周边部件，，如果透光率不够低，会导致灯光强度减弱，若设备中含多个相邻的光源，还可能导致光源间的互相干扰，因此，需要用于制备导光支架或灯壳等光源周边部件的材料具有以下光学功能：1.足够低的透光率特性，即高遮光功能；2.足够高的反光率特性，即高反光功能；
钛白粉是有高遮光特性的无机填料，加入一定比例的钛白粉，可以赋予材料一定的遮光功能，例如中国专利申请号为CN103333453A的发明专利，公布了一种高遮光ABS复合材料。但是这种仅通过添加钛白粉的常规方法制备的普通高遮光材料，不能满足汽车仪表导光支架等高端产品的更高遮光要求。
通过添加一定比例的遮光母粒，可以得到超高遮光等级材料，同时保持高反光率特性，例如可满足大陆电子企业材料标准TSTN00540.11中的透光率≤0.5％和反光率≥83％的要求(透光率测试标准DIN5033-3，D65光源，样品厚度500±10μm，反光率测试标准DIN5033-7，D65光源)。
但钛白粉较多的体系，材料的散发特性变得恶劣，不能满足气味≤3.5级(PV3900，80℃，2h，取样量20g粒子)和总碳含量(TVOC)≤50μgC/g(PV3341)的要求。液体萃取剂和二级真空脱挥技术，可以有效降低体系的散发，例如中国专利申请号为CN201210230997.0的发明专利，公布了一种车用低散发聚丙烯组合物及其制备方法。由此，有必要综合现有技术，开发低散发、高耐热、超高遮光和高反光等级的聚苯乙烯基的光学功能材料。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，该苯乙烯基组合物具有低散发、超高遮光和高反光的特点，完全可以满足满足低散发要求的汽车仪表用导光支架或其它低散发要求的光源周边光学功能件。
本发明还提供了一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，包括以下组分及其重量百分含量：
上述各组成的重量百分含量之和为100％；
所述液体萃取剂为水、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅烷、三乙基硅烷、八甲基环四硅氧烷和八甲基三硅氧烷中的至少一种。
上述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其中，所述苯乙烯基树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物与橡胶的混合物、或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物与树脂的合金。优选的，所述苯乙烯基树脂为丙烯腈-丁二烯共聚物与聚丁二烯橡胶的混合物。
上述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其中，所述树脂为聚碳酸酯。
上述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其中，所述耐热剂为α-甲基苯乙烯类耐热剂或氮苯基马来酰亚胺类聚合物耐热剂。
上述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其中，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁苯橡胶增韧剂或聚丁二烯橡胶增韧剂。
上述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
上述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其中，所述遮光母粒中含有炭黑，所述炭黑重量占所述炭黑遮光母粒重量的0.001％。
上述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其中，所述加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和色粉中的至少一种。
本发明还提供了一种超高遮光、高反光苯乙烯基组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照以下组分及其重量百分比含量准备原材料：苯乙烯基树脂51.5-90.5％，耐热剂0-20％，增韧剂0-10％，钛白粉8-15％，液体萃取剂1-2％，遮光母粒0.5-0.7％，加工助剂0-0.8％；
步骤2：将上述原材料加入至高速混合机中混合；
步骤3：将步骤2中混合后的原材料加入至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机挤出、冷却、切粒，获得最终的产品，产品在双螺杆挤出造粒生产过程中，使用了两个真空口进行真空脱挥。
上述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物的制备方法，其中，所述双螺杆挤出机的直径为35mm，其长径比为36:1。
本发明的配方之中，钛白粉作用是增强组合物的遮光性能和反光性能；遮光母粒作用是实现组合物的超高遮光性能，但若添加比例过高，会导致反光性能下降过多，失去高反光特性；苯乙烯基树脂作用是本发明组合物的基体材料；耐热剂作用是增加组合物耐热性能；增韧剂作用是增加组合物的韧性；加工助剂作用是改善组合物的加工性能；液体萃取剂的作用是降低产品的气体散发。
本发明的有益效果如下：
与现有技术相比，本发明的关键技术在于液体萃取剂和二级真空脱挥工艺的使用，使本发明产品实现了低散发功能，同时遮光母粒的引入，使得本发明产品具有超高等级的遮光性能，同时具备高耐热性和高反光性能，符合汽车仪表导光支架等高端光学功能产品的低散发、高耐热、超高遮光和高反光要求。
具体实施方式
下面将结合对比例1-2和实施例1-8，对本发明作进一步说明。
需要说明的是具体实施方式中，会将实施例1-8和对比例1-2中所获得的产品进行相关的性能测试，其测试方法和标准如下：
维卡软化温度：按ISO306方法，升温速率50℃/分钟，5千克载荷下测试；
透光率：按DIN5033-3，D65光源，样品厚度500±10μm；
反光率：按DIN5033-7，D65光源；
总碳散发：按PV3341方法；
气味：按PV3900，80℃，2小时，取样量20g粒子。
实施例1-3和对比例1-2：
将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、聚丁二烯橡胶(ABS高胶粉)、钛白粉、耐热剂MS-NB、水、遮光母粒和加工助剂，按表1中组成比例在高速混合机中混合后，加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm，长径比L/D为36)的主机螺筒中。主机螺筒各段控制温度(从加料口到机头出料口)分别为190℃、230℃、250℃、250℃、240℃，双螺杆转速为300转/分钟，挤出料条经过水槽冷却,切粒得到产品。需要注意的是，实施例1-3和对比例1-2的制备过程的不同之处在于，实施例1-3的产品在双螺杆挤出造粒生产过程中，使用了两个真空口进行真空脱挥。
表1
组成 比较例1 比较例2 实施例1 实施例2 实施例3
ABS(kg) 87.6 63.6 90.5 68.7 51.5
ABS高胶粉(kg) 3 5 0 3 10
耐热剂MS-NB(kg) 0 15 0 15 20
钛白粉(kg) 8 15 8 10 15
水(kg) 0 0 1 2 2
遮光母粒(kg) 0.6 0.6 0.5 0.5 0.7
加工助剂(kg) 0.8 0.8 0 0.8 0.8
将对比例1-2和实施例1-3中所获得的产品在鼓风干燥箱中90℃干燥4小时，240℃下注塑成标准样条。样条在50％相对湿度，23℃放置至少24小时后进行性能测试，测试结果见表2：
表2
由表1和表2可见，钛白粉含量较多的体系，如比较例1和比较例2，产品的散发较高，即气味和总碳含量不能满足要求，通过添加液体萃取剂和二级真空脱挥工艺，产品散发明显降低，如实施例3，当液体萃取剂为2％时，产品总碳散发降低到15.7μgC/g，气味等级降低到3.5级。
实施例4-8：
将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-丁二烯共聚物(SAN)、聚丁二烯橡胶(ABS高胶粉)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁苯橡胶增韧剂(MBS)、聚碳酸酯(PC)、耐热剂MS-NB、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅烷、三乙基硅烷、八甲基环四硅氧烷、八甲基三硅氧烷、钛白粉、遮光母粒和加工助剂，按表3中组成比例混合后加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm，长径比L/D为36)的主机螺筒中。主机螺筒各段控制温度(从加料口到机头出料口)分别为190℃、230℃、250℃、250℃、240℃，双螺杆转速为300转/分钟，挤出料条经过水槽冷却,切粒得到产品。实施例4-8的产品在双螺杆挤出造粒生产过程中，使用了两个真空口进行真空脱挥。
表3
将实施例4-8中所获得的产品在鼓风干燥箱中90℃干燥4小时，240℃下注塑成标准样条。样条在50％相对湿度，23℃放置至少24小时后进行性能测试，测试结果见表4：
表4
测试结果 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
维卡软化温度(℃) 106 105 106 102 106
透光率(％) 0.44 0.42 0.43 0.46 0.43
反光率(％) 84.1 83.8 84.2 84.3 83.5
总碳散发 32.5 14.5 21.3 18.7 20.9
气味 3.5 3.3 3.5 3.5 3.5
由表3和表4可见，在加入一定比例液体萃取剂和使用二级真空脱挥工艺后，调整其它各组分和比例，可以得到低散发、超高遮光、高反光的不同耐热规格的产品。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其特征在于，包括以下组分及其重量百分含量：
上述各组成的重量百分含量之和为100％；
所述液体萃取剂为水、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅烷、三乙基硅烷、八甲基环四硅氧烷和八甲基三硅氧烷中的至少一种。
2.如权利要求1所述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其特征在于，所述苯乙烯基树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物与橡胶的混合物、或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物与树脂的合金。
3.如权利要求1所述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其特征在于，所述树脂为聚碳酸酯。
4.如权利要求1所述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其特征在于，所述耐热剂为α-甲基苯乙烯类耐热剂或氮苯基马来酰亚胺类聚合物耐热剂。
5.如权利要求1所述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁苯橡胶增韧剂或聚丁二烯橡胶增韧剂。
6.如权利要求1所述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
7.如权利要求1所述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其特征在于，所述遮光母粒中含有炭黑，所述炭黑重量占所述炭黑遮光母粒重量的0.001％。
8.如权利要求1所述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物，其特征在于，所述加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和色粉中的至少一种。
9.一种如权利要求1所述的低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按照以下组分及其重量百分比含量准备原材料：苯乙烯基树脂51.5-90.5％，耐热剂0-20％，增韧剂0-10％，钛白粉8-15％，液体萃取剂1-2％，遮光母粒0.5-0.7％，加工助剂0-0.8％；
步骤2：将上述原材料加入至高速混合机中混合；
步骤3：将步骤2中混合后的原材料加入至双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机挤出、冷却、切粒，获得最终的产品。产品在双螺杆挤出造粒生产过程中，使用了两个真空口进行真空脱挥。
10.如权利要求9所述的一种低散发、超高遮光和高反光苯乙烯基组合物的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的直径为35mm，其长径比为36:1。
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