CN106854338A - 一种高硬度耐刮擦abs材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高硬度耐刮擦ABS材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。高硬度耐刮擦ABS材料由下列重量份数的组分组成：ABS树脂40‑80份；聚甲基丙烯酸甲酯15‑50份；相容剂5‑20份；润滑剂0.3‑1份；增韧剂2‑10份；抗氧剂0.3‑0.7份；金属色粉1‑5份；其中，金属色粉为经过有机包覆处理、粒径为11‑65μm的金属颜料。本发明的高硬度耐刮擦ABS材料以ABS树脂为基材，添加聚甲基丙烯酸甲酯，使得本发明ABS材料具有高冲击、高硬度、耐刮擦、免喷涂等性能；金属色粉是经过有机包覆技术处理的金属颜料，提高了铝粉或铜粉在基材ABS中的分散，提高了铝粉或铜粉的耐腐蚀能力，也即大大提高了本发明复合材料的耐化学性；本发明的制备方法简单，制得材料无污染。

Description

一种高硬度耐刮擦ABS材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体是一种高硬度耐刮擦ABS材料及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是一种性能优良的工程塑料，是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三元共聚物，是目前产量用量最大的聚合物之一。ABS树脂广泛应用于冰箱、洗衣机、空调等电器中，但ABS的耐刮擦性不好等问题会使影响这些电器的外观，最终降低客户的使用满意度。因此，改善ABS树脂的耐刮擦性已渐渐成为改性塑料行业的焦点。
PMMA是聚甲基丙烯酸甲酯的缩写，俗称有机玻璃，是无毒环保的材料，可用于生产餐具、卫生洁具等，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。PMMA材料具有良好的化学稳定性、耐候性和电绝缘性，其金属感很强、表面硬度高、耐酒精腐蚀、耐划伤、耐候性好，材料表面光泽度高，无流痕、熔接痕现象。
本发明通过ABS与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行熔融共混，解决ABS和PMMA两组分间的相容性，综合两种树脂的优点，提高ABS树脂的耐刮擦性，并保持良好的机械性能。
发明内容
本发明针对上述所述ABS耐刮擦性能不好的问题，提供了一种高硬度耐刮擦ABS材料的制备方法。本发明制得的高硬度耐刮擦ABS材料可广泛应用于家用电器、汽车、电子元件等领域。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高硬度耐刮擦ABS材料，由下列重量份数的组分组成：
其中，金属色粉为经过有机包覆处理、粒径为11-65μm的金属颜料。
进一步，所述的ABS树脂为本体法ABS和乳液法ABS中的至少一种。
进一步，所述的聚甲基丙烯酸甲酯的熔融指数为10-20g/10min。
进一步，所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸-马来酸酐-苯乙烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物中至少一种。
进一步，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、N-N-己撑双硬质酰胺、单硬脂酸甘油酯中的至少一种。
进一步，所述的增韧剂为高胶粉类、苯乙烯类增韧剂中的至少一种。
进一步，所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。
进一步，所述的金属色粉为金属或者合金的颗粒或薄片经过磨细而制成的颜料，经过有机包覆处理的，使用的金属颗粒主要有铝粉、铜粉、锌粉和不锈钢粉。
本发明的另一个目的在于提供一种高硬度耐刮擦ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)金属色粉的制备：将粒径为20-50μm金属颜料分散到丙烯酸溶液中进行氧化膜去除处理，然后迅速将活化后的金属颜料超声分散在装有醇类有机物的容器里，控制温度和搅拌速度，并滴加醇类有机物保温一段时间，获得有机膜包覆的复合金属色粉，控制金属色粉粒径为11-65μm；
(2)高硬度耐刮擦ABS材料的制备：根据权利要求1将ABS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、相容剂、润滑剂、增韧剂和抗氧剂混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，然后再将加入经(1)处理后的金属色粉从侧喂料处加入，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒得到高硬度耐刮擦ABS材料；其中，双螺杆挤出机各区温度为：一区200-210℃，二区210-220℃，三区至五区220-230℃，六区温度210-220℃，螺杆转速控制在380-420rpm。
本发明的有益效果：
(1)本发明的高硬度耐刮擦ABS材料以ABS树脂为基材，添加聚甲基丙烯酸甲酯，使得本发明ABS材料具有高冲击、高硬度、耐刮擦、免喷涂等性能；
(2)金属色粉是经过有机包覆技术处理的金属颜料，提高了铝粉或铜粉在基材ABS中的分散，同时由于采用的是醇类有机物进行包覆，提高了铝粉或铜粉的耐腐蚀能力，也即大大提高了本发明复合材料的耐化学性；
(3)本发明的制备方法简单，制得材料无污染，ABS和PMMA两组分间的相容性好，综合两种树脂的优点，提高ABS树脂的耐刮擦性，并保持良好的机械性能，易于工业生产。
具体实施方式
下面给出实施例以对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
在本发明中，第一步需先制备金属色粉，将20-50μm金属颜料分散到丙烯酸溶液中进行氧化膜去除处理，然后迅速将活化后的金属颜料超声分散在装有醇类有机物的容器里，控制温度和搅拌速度，并滴加醇类有机物保温一段时间，获得有机膜包覆的复合金属色粉，控制金属色粉粒径为11-65μm。
第二步是按配方比例将ABS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、相容剂、润滑剂、增韧剂和抗氧剂混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，然后再将加入经处理后的金属色粉从侧喂料处加入，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒得到高硬度耐刮擦ABS材料；其中，双螺杆挤出机各区温度为：一区200-210℃，二区210-220℃，三区至五区220-230℃，六区温度210-220℃，螺杆转速控制在380-420rpm。
本发明的所有组成均为现有的市售产品，实施例中均以重量份计。
实施例中，相容剂选用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸-马来酸酐-苯乙烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物中的至少一种。
增韧剂选用高胶粉类，苯乙烯类增韧剂中的至少一种。
抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、N-N-己撑双硬质酰胺、单硬脂酸甘油酯中至少一种。
实施例1
按重量份数配比分别精确称取ABS树脂80份、PMMA15份、相容剂5份、润滑剂1.0份、增韧剂6份、抗氧剂0.5份，于混料机中充分混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机料斗内，再将金属色粉5份从侧喂料口加入，经熔融共混挤出、冷却、造粒制得高硬度耐刮擦ABS材料。
实施例2
按重量份数配比分别精确称取ABS树脂40份、PMMA 43份、相容剂20份、润滑剂0.7份、增韧剂4份、抗氧剂0.7份，于混料机中充分混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机料斗内，再将金属色粉4份从侧喂料口加入，经熔融共混挤出、冷却、造粒制得高硬度耐刮擦ABS材料。
实施例3
按重量份数配比分别精确称取ABS树脂54份、PMMA 33份、相容剂9份、润滑剂0.3份、增韧剂8份、抗氧剂0.5份，于混料机中充分混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机料斗内，再将金属色粉3份从侧喂料口加入，经熔融共混挤出、冷却、造粒制得高硬度耐刮擦ABS材料。
实施例4
按重量份数配比分别精确称取ABS树脂65份、PMMA 25份、相容剂12份、润滑剂0.5份、增韧剂2份、抗氧剂0.3份，于混料机中充分混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机料斗内，再将金属色粉2份从侧喂料口加入，经熔融共混挤出、冷却、造粒制得高硬度耐刮擦ABS材料。
实施例5
按重量分数配比分别精确称取ABS树脂45份、PMMA 50份、相容剂15份、润滑剂0.5份、增韧剂10份、抗氧剂0.6份，于混料机中充分混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机料斗内，再将金属色粉1份从侧喂料口加入，经熔融共混挤出、冷却、造粒制得高硬度耐刮擦ABS材料。
本发明所提供的制备高硬度耐刮擦ABS材料的方法中，双螺杆挤出机工作工艺均为：一区200-210℃，二区210-220℃，三区至五区220-230℃，其他区温度210-220℃，主机转速控制在380-420rpm范围内。
将上述实施例1-5所制得的高硬度耐刮擦ABS料粒注塑成国标样条，注塑温度为210-230℃。测试标准和数据如表1所示。
表1高硬度耐刮擦ABS材料基础物性指标
从表1可以看出，本发明的高硬度耐刮擦ABS材料具有优良机械性能，具有高硬度，耐刮擦性能好等优点。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高硬度耐刮擦ABS材料，其特征在于，由下列重量份数的组分组成：
ABS树脂 40-80份；
聚甲基丙烯酸甲酯 15-50份；
相容剂 5-20份；
润滑剂 0.3-1份；
增韧剂 2-10份；
抗氧剂 0.3-0.7份；
金属色粉 1-5份；
其中，金属色粉为经过有机包覆处理、粒径为11-65μm的金属颜料。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度耐刮擦ABS材料，其特征在于，所述的ABS树脂为本体法ABS和乳液法ABS中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种高硬度耐刮擦ABS材料，其特征在于，所述的聚甲基丙烯酸甲酯的熔融指数为10-20g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种高硬度耐刮擦ABS材料，其特征在于，所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸-马来酸酐-苯乙烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物中至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种高硬度耐刮擦ABS材料，其特征在于，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、N-N-己撑双硬质酰胺、单硬脂酸甘油酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种高硬度耐刮擦ABS材料，其特征在于，所述的增韧剂为高胶粉类、苯乙烯类增韧剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种高硬度耐刮擦ABS材料，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种高硬度耐刮擦ABS材料，其特征在于，所述的金属色粉为金属或者合金的颗粒或薄片经过磨细而制成的颜料，经过有机包覆处理的，使用的金属颗粒主要有铝粉、铜粉、锌粉和不锈钢粉。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种高硬度耐刮擦ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）金属色粉的制备：将粒径为20-50μm金属颜料分散到丙烯酸溶液中进行氧化膜去除处理，然后迅速将活化后的金属颜料超声分散在装有醇类有机物的容器里，控制温度和搅拌速度，并滴加醇类有机物保温一段时间，获得有机膜包覆的复合金属色粉，控制金属色粉粒径为11-65μm；
（2）高硬度耐刮擦ABS材料的制备：按配比将ABS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、相容剂、润滑剂、增韧剂和抗氧剂混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，然后再将加入经（1）处理后的金属色粉从侧喂料处加入，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒得到高硬度耐刮擦ABS材料；其中，双螺杆挤出机各区温度为：一区200-210℃，二区210-220℃，三区至五区220-230℃，六区温度210-220℃，螺杆转速控制在380-420rpm。
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