CN105885379A - 耐刮擦高光免喷涂pc/asa合金材料及其制备方法 - Google Patents

耐刮擦高光免喷涂pc/asa合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法，所述合金材料包含以下重量份数的各组分：PC树脂50～70份，ASA树脂10～40份，耐刮擦剂5～20份，相容剂0.1～1份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份，炭黑母粒2～5份。所述合金的制备方法包括如下步骤：将所有组分通过搅拌机混合后，从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；熔融挤出，造粒，即得；所述双螺杆挤出机口模上增加一个特殊口模。本发明通过相容剂提高了耐刮擦剂与体系的相容性，通过引入特殊口模，获得了强的流动场，加强了耐刮擦剂的分散，解决了耐刮擦剂引入导致的发雾问题，获得了耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料。

Description

耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子共混、高分子成型加工领域，具体涉及一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法。
背景技术
PC/ASA合金材料由于其优异的抗冲击、耐热性、耐候性能，被广泛应用与汽车和电子产品等领域。如专利文献CN 103408912 A中，公开了一种PC/ASA合金及其制备方法，该合金包含如下组分：聚碳酸酯60-80份，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯5-15份，相容剂1-5份，增韧剂3-6份，阻燃剂8-15份，阻燃协效剂0.2-0.5份，光稳定剂0.2-2份；其中该聚碳酸酯的重均分子量为3-5万，密度为1.18-1.20g/cm3，所述丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯是丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物，密度为1.04-1.07g/cm3，且其中丙烯酸酯类橡胶体含量为30％-60％。该合金材料具有低内应力，高韧性以及良好的机械性能。
专利文献CN 104893270 A中，公开了一种抗静电PC/ASA合金塑料及其制备方法。所述抗静电PC/ASA合金塑料，由下述重量份原料组成：PC树脂60-80份；ASA树脂10-20份；SAN树脂5-15份；相容剂2-6份；抗氧剂0.3-0.9份；抗静电剂0.5-3份。本发明的抗静电PC/ASA合金塑料的抗静电性较优异，表面不易吸附灰尘。
随着汽车的发展，免喷涂环保材料将成为一种趋势。免喷涂材料应用时遇到的最大难点是耐刮擦性能差，需要提高耐刮擦性能。一种方法是通过添加PMMA提高材料表面硬度，另一种是通过添加硅或者氟材料降低表面的摩擦系数。由于耐刮擦剂与材料基材相容性不好，导致分散差，容易引起高光表面发雾。如何解决耐刮擦剂引起的发雾是免喷涂PC/ASA需要解决的技术难点。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法，本发明的耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料具有耐刮擦性能优异、高光、黑又亮特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料，包含以下重量份数的各组分：
优选地，所述PC树脂的相对分子量为15000～30000g/mol。
优选地，所述ASA树脂为丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈组成的接枝共聚物，丙烯酸酯橡胶重量百分含量为30-65％。
优选地，所述的耐刮擦剂为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚四氟乙烯PTFE或聚烯烃类的一种或几种。耐刮擦剂添加量过多，会导致表面发雾，韧性下降；添加量过少，会导致耐刮擦性能不良。
优选地，所述的相容剂是含有GMA官能团的SAN，GMA官能团与PC反应，另一端SAN与耐刮擦剂相容性好，提高了耐刮擦剂与PC的相容性。
优选地，所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种的混合。
优选地，所述润滑剂为硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、脂肪酸盐、硬脂酸钙脂肪酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
优选地，所述炭黑母粒为炭黑含量为40-80％的母粒，母粒载体为PE蜡。炭黑母粒的加入可获得高光黑的效果。炭黑母粒加入量过多，会导致炭黑分散不均匀；加入量过少，会导致黑度不够。
本发明还提供了一种所述耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将所有组分通过搅拌机混合后，从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；
S2、熔融挤出，造粒，即得耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料；
所述双螺杆挤出机口模上增加一个特殊口模，所述特殊口模一端设置入口，另一端设置出口，入口与双螺杆挤出机口模连接；所述入口孔径大于出口孔径。所述特殊口模为一放大收敛的流道，可以产生强的拉伸流。
优选地，所述双螺杆挤出机机筒温度依次设置为200℃、240℃、260℃、260℃、260℃、240℃、240℃、250℃、260℃和260℃；双螺杆挤出机螺杆转速为500～800rpm。
优选地，所述特殊口模的长度为120mm，出口尺寸为1mm×50mm，入口尺寸为9mm×50mm。
现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过相容剂提高了耐刮擦剂与体系的相容性，通过引入特殊口模，获得了强的流动场，加强了耐刮擦剂的分散，解决了耐刮擦剂引入导致的发雾问题，获得了耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例及对比例中选用的PC用帝人旭化成的L-1250WS，ASA用韩国kumho公司的XC-400，耐刮擦剂采用的是PMMA；抗氧剂为Ciba公司的Irganox 1076和Irganox168，其重量比为1：1；润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸，相容剂用的是上海日之升公司的SAG-005，炭黑母粒用的是卡博特的I-940。
所述实施例及对比例中耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将所有组分通过搅拌机混合后，从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；
S2、熔融挤出，造粒，即得耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料；
所述双螺杆挤出机口模上增加一个特殊口模，所述特殊口模一端设置入口，另一端设置出口，入口与双螺杆挤出机口模连接；所述入口孔径大于出口孔径。
所述双螺杆挤出机机筒温度依次设置为200℃、240℃、260℃、260℃、260℃、240℃、240℃、250℃、260℃和260℃；双螺杆挤出机螺杆转速为500～800rpm。
所述特殊口模的长度为120mm，出口尺寸为1mm×50mm，入口尺寸为9mm×50mm。
对比例1
一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：50,ASA：25，耐刮擦剂：20，炭黑母粒：2；相容剂：3；抗氧剂1010 0.1，抗氧剂168 0.1，润滑剂0.3
(2)将原材料全部从主喂料口喂入，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
本对比例采用的双螺杆挤出机的模为常规口模，未增加特殊口模，无法产生强的拉伸流。
对比例2
一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：50,ASA：40，耐刮擦剂：5，炭黑母粒：5；抗氧剂1010 0.1，抗氧剂168 0.1，润滑剂0.3
(2)将原材料全部从主喂料口喂入，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
本对比例采用的双螺杆挤出机的口模为常规口模，未增加特殊口模，无法产生强的拉伸流。
实施例1
一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：70,ASA：10，耐刮擦剂：18，相容剂：5，炭黑母粒：2；抗氧剂1010 0.1，抗氧剂168 0.1，润滑剂0.3，
(2)将原材料全部从主喂料口喂入，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
所述双螺杆挤出机口模上增加特殊口模，使流道产生强的拉伸流，由流道直径由大突变小的连续流道组成。
实施例2
一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：50,ASA：25，耐刮擦剂：20，炭黑母粒：2；相容剂：3；抗氧剂1010 0.1，抗氧剂168 0.1，润滑剂0.3
(2)将原材料全部从主喂料口喂入，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
所述双螺杆挤出机口模上增加特殊口模，使流道产生强的拉伸流，由流道直径由大突变小的连续流道组成。
实施例3
一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：60,ASA：25，耐刮擦剂：10，炭黑母粒：2；相容剂：3；抗氧剂1010 0.1，抗氧剂168 0.1，润滑剂0.3
(2)将原材料全部从主喂料口喂入，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
所述双螺杆挤出机口模上增加特殊口模，使流道产生强的拉伸流，由流道直径由大突变小的连续流道组成。
实施例4
一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：50,ASA：40，耐刮擦剂：5，炭黑母粒：5；相容剂：1；抗氧剂1010 0.1，抗氧剂168 0.1，润滑剂0.3
(2)将原材料全部从主喂料口喂入，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
所述双螺杆挤出机口模上增加特殊口模，使流道产生强的拉伸流，由流道直径由大突变小的连续流道组成。
对比例3
一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：50,ASA：25，耐刮擦剂：20，炭黑母粒：5；抗氧剂1010 0.1，抗氧剂168 0.1，润滑剂0.3
(2)将原材料全部从主喂料口喂入，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
所述双螺杆挤出机口模上增加特殊口模，使流道产生强的拉伸流，由流道直径由大突变小的连续流道组成。
对比例4
本对比例与实施例1的制备方法相同，不同之处仅在于：本对比例不含耐刮擦剂。
对比例5
本对比例与实施例1的制备方法相同，不同之处仅在于：本对比例采用的相容剂为SAN-MAH，不含GMA官能团。
实施例5、实施效果
制备样条前，充分干燥粒子，制备样条后放置24h后测试。
使用海天注塑机进行注射各类测试样条和高光色板。
Izod冲击强度按照ISO-180标准进行，温度为23℃；
外观评价如下：注塑高光色板，尺寸为100*100*3，观察表面。
耐刮擦性能评价：用200g的负荷，使用磨耗仪，用尼龙布摩擦100次，观察表面刮擦性能。色牢度越高，证明耐刮擦性能越好。
表1实施例1～4及对比例1～5产品测试结果
注：★越多表示表面高光效果越好
由表1可知，实施例的表面高光效果明显优于对比例，实施例的表面发雾情况相对于对比例得到显著改善，基本不发雾。其中实施例1的耐缺口冲击性能优异，表面高光效果最好，耐刮擦性能最好且不发雾。
综上所述，本发明通过相容剂提高了耐刮擦剂与体系的相容性，通过引入特殊口模，获得了强的流动场，加强了耐刮擦剂的分散，解决了耐刮擦剂引入导致的发雾问题，获得了耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料，其特征在于，包含以下重量份数的各组分：
2.根据权利要求1所述的耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料，其特征在于，所述PC树脂的相对分子量为15000～30000g/mol，玻璃化温度为140～150℃。
3.根据权利要求1所述的耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料，其特征在于，所述ASA树脂为丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈组成的接枝共聚物，丙烯酸酯橡胶的重量百分含量为30-65％。
4.根据权利要求1所述的耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料，其特征在于，所述的耐刮擦剂为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚四氟乙烯PTFE或聚烯烃类的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料，其特征在于，所述的相容剂是含有GMA官能团的SAN。
6.根据权利要求1所述的耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求1所述的耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料，其特征在于，所述润滑剂为硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、脂肪酸盐、硬脂酸钙脂肪酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
8.根据权利要求1所述的耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料，其特征在于，所述炭黑母粒为炭黑含量为40-80％的母粒，母粒载体为PE蜡。
9.一种根据权利要求1所述耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将所有组分通过搅拌机混合后，从双螺杆挤出机的主喂料口喂入；
S2、熔融挤出，造粒，即得耐刮擦高光免喷涂PC/ASA合金材料；
所述双螺杆挤出机口模上增加一个特殊口模，所述特殊口模一端设置入口，另一端设置出口，入口与双螺杆挤出机口模连接；所述入口孔径大于出口孔径。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机机筒温度依次设置为200℃、240℃、260℃、260℃、260℃、240℃、240℃、250℃、260℃和260℃；双螺杆挤出机螺杆转速为500～800rpm。
11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述特殊口模的长度为120mm，出口尺寸为1mm×50mm，入口尺寸为9mm×50mm。
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