CN109337327A - 一种耐候型哑光pc/asa合金材料 - Google Patents

一种耐候型哑光pc/asa合金材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种耐候型哑光PC/ASA合金材料，其按重量份数计包括下述组分：双酚A型聚碳酸酯树脂69～75份，丙烯酸酯橡胶‑丙烯腈‑苯乙烯接枝共聚物14～20份，有机硅增韧剂3～7份，相容剂2～4份，消光剂4份，受阻酚类抗氧剂0.2份，辅助抗氧剂0.2份，紫外吸收剂0.3份和润滑剂0.2份。该合金材料以双酚A型聚碳酸酯、丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯接枝共聚物为主要原料，辅以有机硅相容增韧，有机消光剂、高效抗氧化剂及特殊UV吸收剂等组分组合，利用各组分协同增效实现材料表面哑光雾面效果；该合金材料具备耐气候耐高寒的性能，同时具备优良的物理性能，能够满足户外耐候要求，可广泛用于汽车内外饰、办公器材、通信设备以及户外照明部件等。

Description

一种耐候型哑光PC/ASA合金材料
技术领域
本发明涉及一种合金材料，特别涉及一种耐候型哑光PC/ASA合金材料。
背景技术
合金材料应用比较广泛，当应用于汽车内外饰及室内办公、户外电子设备时，为避免人们在长期工作中接触造成视觉疲劳，其制件需具备消光效果。传统的消光塑料制品是依靠注塑模具表面进行“喷砂”，雾化光泽来达到消光效果，该方法存在以下缺点：一是通过外部进行消光不能有效降低塑料本身的光泽，二是需要经常对模具进行处理，增加维护成本。
传统的PC合金材料消光技术，例如：PC/ABS合金主要利用双酚A型PC和哑光级ABS275(华锦化工)加入无机二氧化硅填充、无机消光剂及橡胶增韧剂等组分混合熔融挤出获得低光泽的合金材料，其产品局限于单一室内件及汽车内饰件，不能适用于高要求的汽车耐候件及汽车外部件，也不具备户外长期使用的能力。
发明内容
发明目的：针对传统消光合金材料存在的耐候性差、无法于满足户外使用要求等问题，本发明提供一种耐候型哑光PC/ASA合金材料，能够有效解决浅色产品室内长期及户外恶劣气候条件下的使用，同时解决因传统无机消光剂对产品比重的影响。
技术方案：本发明所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，按重量份数计包括下述组分：
其中，双酚A型聚碳酸酯树脂的熔融指数优选为20～25g/10min。
ASA树脂为耐热级丙烯酸酯橡胶-丙烯腈-苯乙烯接枝共聚物，高分子材料中若含有双键，则双键容易被能量强度较大的太阳光中的紫外线所打开，由此造成高分子材料分解，而ASA正是用不含不饱和双键的丙烯酸橡胶替代了ABS中含有不饱和双键的丁二烯橡胶，因此，可抵抗紫外线照射引起的降解、老化、褪色。ASA树脂的熔融指数优选大于10g/10min。
较优的，有机硅增韧剂为甲基丙烯酸甲酯、丁基丙烯酸酯和二甲基硅氧烷的共聚物。该共聚物为核壳共聚物，与增韧剂MBS(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯)相比，采用耐候性更佳的有机硅代替耐候性差的丁二烯，可提高制品的耐老化性。
相容剂优选为乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，其中，甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的量占相容剂总质量的8％。甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)是一个同时具有丙烯酸酯双键和环氧基团的单体，环氧基团可以和羟基、氨基、羧基或酸酐发生反应，引入更多的官能团，从而对产品带来更多的功能性；同时高浓度的环氧也起到了扩链交联的作用，可对聚酯材料起到一定的消光作用。
消光剂可为交联苯乙烯-丙烯腈共聚物，其特性是体型分子网络结构的共聚交联体。
受阻酚类抗氧剂优选为抗氧化剂1330；辅助抗氧剂可为亚磷酸酯类抗氧剂或硫代酯类抗氧剂，其中，硫代酯类抗氧剂对合金材料耐候性的提高优于亚磷酸酯类抗氧剂；较优的，硫代酯类抗氧剂为抗氧化剂TH-412S。
紫外吸收剂优选为UV329，一般材料有耐候要求，多为浅色产品，UV329适合浅色产品同时环保，且UV329吸收的波段较宽，适合实验检验、也适合实际应用；润滑剂优选为PETS(季戊四醇酯酸酯)。
作为优选的，本发明的耐候型哑光PC/ASA合金材料还可包含0.1～0.2重量份的扩链剂，扩链剂的加入可提高合金材料的物理性能、光泽度和耐候性；进一步的，扩链剂优选为含羟基或氨基的活性环氧基团。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的耐候型哑光PC/ASA合金材料以双酚A型聚碳酸酯、丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯接枝共聚物、为主要原料，辅以有机硅相容增韧，有机消光剂、高效抗氧化剂、及UV吸收剂等组分组合，利用各组分协同增效实现材料表面哑光雾面效果；该合金材料具备耐气候耐高寒的性能，同时具备优良的物理性能，解决了高寒易脆的缺点，能够满足户外耐候要求，可广泛用于汽车内外饰、办公器材、通信设备以及户外照明部件等。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本实施例的PC/ASA合金材料的原料配方如下表1。
表1
原料名称 质量份
PC 122 75
ASA PW-978B 14
S2001 5
AX8900 2
BMAT 4
ADR-4370S /
IRGANOX 1330 0.2
AO-412S 0.2
UV5411 0.3
P861/3.5 0.2
表1中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为22g/10min；
PW-978B为中国台湾奇美实业生产的ASA树脂，其熔融指数为12g/10min；
S2001为日本三菱美大布伦生产的有机硅耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
BMAT为美国康普顿生产的交联苯乙烯—丙烯腈共聚消光剂；
IRGANOX 1330为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
AO-412S为日本艾迪科生产的硫代酯辅助抗氧剂；
UV5411为美国氰特生产的UV329吸收剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ASA耐候产品。
实施例2
本实施例的PC/ASA合金材料的原料配方如下表2。
表2
原料名称 质量份
PC 122 75
ASA PW-978B 14
S2001 5
AX8900 2
BMAT 4
ADR-4370S 0.1
IRGANOX 1330 0.2
AO-412S 0.2
UV5411 0.3
P861/3.5 0.2
表2中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为22g/10min；
PW-978B为中国台湾奇美实业生产的ASA树脂，其熔融指数为12g/10min；
S2001为日本三菱美大布伦生产的有机硅耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
BMAT为美国康普顿生产的交联苯乙烯—丙烯腈共聚消光剂；
ADR-4370S为德国巴斯夫生产的聚酯扩链剂；
IRGANOX 1330为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
AO-412S为日本艾迪科生产的硫代酯辅助抗氧剂；
UV5411为美国氰特生产的UV329吸收剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ASA耐候产品。
实施例3
本实施例的PC/ASA合金材料的原料配方如下表3。
表3
表3中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为22g/10min；
PW-978B为中国台湾奇美实业生产的ASA树脂，其熔融指数为12g/10min；
S2001为日本三菱美大布伦生产的有机硅耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
BMAT为美国康普顿生产的交联苯乙烯—丙烯腈共聚消光剂；
IRGANOX 1330为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
AO-412S为日本艾迪科生产的硫代酯辅助抗氧剂；
UV5411为美国氰特生产的UV329吸收剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ASA耐候产品。
实施例4
本实施例的PC/ASA合金材料的原料配方如下表4。
表4
表4中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为22g/10min；
PW-978B为中国台湾奇美实业生产的ASA树脂，其熔融指数为12g/10min；
S2001为日本三菱美大布伦生产的有机硅耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
BMAT为美国康普顿生产的交联苯乙烯—丙烯腈共聚消光剂；
ADR-4370S为德国巴斯夫生产的聚酯扩链剂；
IRGANOX 1330为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
AO-412S为日本艾迪科生产的硫代酯辅助抗氧剂；
UV5411为美国氰特生产的UV329吸收剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ASA耐候产品。
实施例5
本实施例的PC/ASA合金材料的原料配方如下表5。
表5
表5中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为22g/10min；
PW-978B为中国台湾奇美实业生产的ASA树脂，其熔融指数为12g/10min；
S2001为日本三菱美大布伦生产的有机硅耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
BMAT为美国康普顿生产的交联苯乙烯—丙烯腈共聚消光剂；
ADR-4370S为德国巴斯夫生产的聚酯扩链剂；
IRGANOX 1010为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
IRGANOX 168为德国巴斯夫生产的亚磷酸酯辅助抗氧剂；
UV5411为美国氰特生产的UV329吸收剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ASA耐候产品。
实施例6
本实施例的PC/ASA合金材料的原料配方如下表6。
表6
原料名称 质量份
PC 122 72
ASA PW-978B 16
S2001 3
AX8900 4
BMAT 4
ADR-4370S 0.2
IRGANOX 1010 0.2
IRGANOX 168 0.2
UV5411 0.3
P861/3.5 0.2
表6中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为20g/10min；
PW-978B为中国台湾奇美实业生产的ASA树脂，其熔融指数为12g/10min；
S2001为日本三菱美大布伦生产的有机硅耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
BMAT为美国康普顿生产的交联苯乙烯—丙烯腈共聚消光剂；
ADR-4370S为德国巴斯夫生产的聚酯扩链剂；
IRGANOX 1010为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
IRGANOX 168为德国巴斯夫生产的亚磷酸酯辅助抗氧剂；
UV5411为美国氰特生产的UV329吸收剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ASA耐候产品。
实施例7
本实施例的PC/ASA合金材料的原料配方如下表7。
表7
原料名称 质量份
PC 122 75
ASA PW-978B 20
S2001 7
AX8900 3
BMAT 4
ADR-4370S 0.1
IRGANOX 1010 0.2
IRGANOX 168 0.2
UV5411 0.3
P861/3.5 0.2
表7中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为25g/10min；
PW-978B为中国台湾奇美实业生产的ASA树脂，其熔融指数为12g/10min；
S2001为日本三菱美大布伦生产的有机硅耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
BMAT为美国康普顿生产的交联苯乙烯—丙烯腈共聚消光剂；
ADR-4370S为德国巴斯夫生产的聚酯扩链剂；
IRGANOX 1010为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
IRGANOX 168为德国巴斯夫生产的亚磷酸酯辅助抗氧剂；
UV5411为美国氰特生产的UV329吸收剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ASA耐候产品。
对比例1
采用传统配方生产低光泽PC/ABS合金，制备工艺与实施例1～5相同。其中，PC/ABS合金原料配方如下表8。
表8
原料名称 质量份
PC 122 69
ABS757K 20
EM 500 5
AX8900 2
BMAT 4
IRGANOX 1010 0.2
IRGANOX 168 0.2
P861/3.5 0.2
表8中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为22g/10min；
ABS757K为中国台湾奇美实业生产的ABS树脂，其熔融指数为22g/10min，缺口冲击强度为18KJ/cm2；
EM 500为韩国LG生产的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
BMAT为美国康普顿生产的交联苯乙烯—丙烯腈共聚消光剂；
IRGANOX 1010为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
IRGANOX 168为德国巴斯夫生产的亚磷酸酯辅助抗氧剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ABS耐候产品。
对比例2
采用传统配方生产低光泽PC/ABS合金，制备工艺与实施例1～5相同。其中，PC/ABS合金原料配方如下表9。
表9
原料名称 质量份
PC 122 69
ABS275 20
EM 500 5
AX8900 2
BMAT 4
IRGANOX 1010 0.2
IRGANOX 168 0.2
P861/3.5 0.2
表9中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为22g/10min；
ABS275为北方华锦化工生产的哑光级ABS树脂，其熔融指数为10g/10min，缺口冲击强度为10KJ/cm2；
EM 500为韩国LG生产的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
BMAT为美国康普顿生产的交联苯乙烯—丙烯腈共聚消光剂；
IRGANOX 1010为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
IRGANOX 168为德国巴斯夫生产的亚磷酸酯辅助抗氧剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ABS耐候产品。
对比例3
采用传统配方生产低光泽PC/ABS合金，制备工艺与实施例1～5相同。其中，PC/ABS合金原料配方如下表10。
表10
原料名称 质量份
PC 122 69
ABS275 20
EM 500 5
AX8900 2
AEROSIL R106 4
IRGANOX 1010 0.2
IRGANOX 168 0.2
P861/3.5 0.2
表10中：
PC 122为中国台湾奇美实业生产的一种PC树脂，其熔融指数为22g/10min；
ABS275为北方华锦化工生产的哑光级ABS树脂，其熔融指数为10g/10min，缺口冲击强度为10KJ/cm2；
EM 500为韩国LG生产的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯耐寒增韧剂；
AX8900为法国阿科玛生产的乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯；
AEROSIL R106为德国德固赛公司生产的白炭黑，原生平均粒径7nm；
IRGANOX 1010为德国巴斯夫生产的受阻酚类主抗氧剂；
IRGANOX 168为德国巴斯夫生产的亚磷酸酯辅助抗氧剂；
P861/3.5为德国科宁生产的PETS润滑剂。
将以上各原辅料加入高速搅拌机，以350rpm/min搅拌混合5分钟后加入CTE65型双螺杆挤出机，设定温度为：一区230℃、二区235℃、三区235℃、四区240℃、五区 240℃、六区240℃、七区245℃、八区245℃、九区245℃、模头250℃。经熔融挤出、冷却、切粒得到低光泽的PC/ABS耐候产品。
将实施例1～5和对比例1～3加工切拉后的样品按照国家试验标准方法进行测试：
拉伸强度按照GB/T 1040-2006标准测试，拉伸速度为100mm/min；
弯曲强度按照GB/T9341-2008标准测试，弯曲速度为2mm/min；
缺口冲击强度按照GB/T1043-2008标准试验，缺口试样宽度为8mm；
热变形温度按照GB/T1634.2-2004标准测试，测试条件为1.8MPa；
熔融指数按照GB/T3682-2000标准测试,测试条件为300℃/1.2KG；
光泽度按照GB/T8807-1988标准测试，在60℃使用海达仪器HD-A823-4多角度光泽仪测试3mm厚度的光面色板；
耐候老化测试按照GB/T16422.2-2014标准测试，使用南京环科设备SN-500JS氙灯耐气候试验箱进行测试。
最终得到实施例1～5及对比例1～3加工拉切后样品的物理性能如下表11；光泽度大小如表12，光老化耐候性能如表13。
表11物理性能测试结果
表12光泽度测试结果
表13光老化耐候测试结果
由表11可知，实施例1～5生产的耐候低光泽PC/ASA合金产品，其拉伸强度最低为45.3MPa，弯曲强度最低为66.8MPa，缺口冲击强度最低为53kj/m2，热变形温度最低为111℃，熔融指数最低为16g/10min；而对比例1～3采用传统配方生产的低光泽PC/ABS 合金其拉伸强度最高为44.6MPa，弯曲强度最高为63.5MPa，缺口冲击强度最高为 42.3kj/m2，热变形温度最高为108℃，熔融指数最高为15g/10min；可见本发明的耐候型哑光PC/ASA合金的物理机械性能明显优于传统配方的PC/ABS合金。
由表12和表13可以看到，实施例1～5的合金产品的光泽度明显弱于对比例1～3，同时耐候性明显优于对比例1～3，说明本发明的PC/ASA合金材料对材料消光的作用比较明显，且大幅度提高了产品的耐候性。
而且，对比实施例1、3与实施例2、4的物理性能数据及光泽度数据，可以看到，实施例2、4所得产品的物理力学性能及光泽度明显优于实施例1、3，说明扩链剂的加入可以明显提高合金产品的力学性能、降低合金产品的光泽度；对比实施例4和5的光老化耐候性能可知，实施例5所得产品的耐候性明显劣于实施例4，说明与亚磷酸类辅助抗氧剂相比，以硫代酯抗氧剂作为辅助抗氧剂所得产品的长效老化性能显著增强。
综上可知，本发明制备的PC/ASA合金材料具备高耐候性，低光泽，以及优越的高热稳定性，高冲击性能，完全满足多用途多领域的使用要求。

Claims (10)

1.一种耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，按重量份数计包括下述组分：
2.根据权利要求1所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，所述双酚A型聚碳酸酯树脂的熔融指数为20～25g/10min。
3.根据权利要求1所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，所述有机硅增韧剂为甲基丙烯酸甲酯、丁基丙烯酸酯和二甲基硅氧烷的共聚物。
4.根据权利要求1所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，所述相容剂为乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，其中，甲基丙烯酸缩水甘油酯的量占相容剂总质量的8％。
5.根据权利要求1所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，所述消光剂为交联苯乙烯-丙烯腈共聚物。
6.根据权利要求1所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，所述辅助抗氧剂为硫代酯类抗氧剂。
7.根据权利要求1所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，还包括0.1～0.2重量份的扩链剂。
8.根据权利要求7所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，所述扩链剂为含羟基或氨基的活性环氧基团醇类化合物。
9.根据权利要求1所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，所述紫外吸收剂为UV-329吸收剂。
10.根据权利要求1所述的耐候型哑光PC/ASA合金材料，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇酯酸酯。
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