CN109401103A - 一种高耐候高光黑asa树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高耐候高光黑ASA树脂组合物及其制备方法，所述ASA树脂组合物包含以下重量份的原料组分：SAN树脂30‑60份，ASA橡胶粉10‑20份，增韧剂10‑20份，相容剂10‑20份，耐候剂0.5‑1.5份，黑色色粉0.5‑3份；其制备方法包括以下步骤：将上述原材料在高速混合机内预混，然后预混料经双螺杆挤出机挤出造粒即得到高耐候高光黑的ASA树脂组合物。本发明优点在于：制备得到的ASA树脂不仅具有高光黑的外观，同时具有优异的刚性、耐热、耐候等综合性能，该树脂组合物非常适合用于格栅、立柱板以及尾翼装饰板等汽车高光外饰件。

Description

一种高耐候高光黑ASA树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料加工技术领域，具体地说，是一种高耐候高光黑ASA树脂组合物及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)树脂的化学结构和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂相似，是丙烯酸酯类橡胶与丙烯腈、苯乙烯的三元接枝共聚物。
由于无不饱和双键结构的丙烯酸酯类橡胶替代了丁二烯橡胶，只有小于290nm波长的光波才能对其产生化学结构的破坏，因此ASA树脂的耐候性远远高于ABS树脂。同时ASA树脂还具有优异的耐热、耐冲击性能，因此可以实现免喷涂直接应用在汽车外饰件上，如汽车格栅本体、后视镜外壳、立柱装饰板、尾门装饰板等。而这些应用的外观面大部分是皮纹状态的，一方面这是因为ASA树脂做成高光面后，其耐候性能与皮纹状态相比大大降低，在耐候实验时容易出现失光、变色、发雾、起皱等失效表现；另外一方面是由于一般的ASA着色性能较差，做成黑色的高光零件，并不能做到高光黑的绚丽效果，这样的零件没有美观性。
因此，发明设计一种高耐候高光黑ASA树脂具有重要的科学意义和商业价值。遗憾的是，截至目前还鲜有关于能够同时解决ASA外观和耐候两个难题的文献资料报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的缺失，提供一种高耐候高光黑ASA树脂组合物及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，包含以下重量份的原料组分：
优选地，所述的SAN树脂的重均相对分子质量为100,000-300,000，丙烯腈含量为23-38％。
优选地，所述的ASA橡胶粉为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，且具有核壳结构，内核为丙烯酸丁酯橡胶，外壳为丙烯腈和苯乙烯的共聚物，其粒径为80-350nm。
优选地，所述ASA橡胶粉的重均相对分子质量为100,000-500,000，丙烯酸丁酯橡胶含量为25％-60％。
优选地，所述的增韧剂具有核壳结构，内核为丙烯酸丁酯橡胶，外壳为甲基丙烯酸甲酯，其粒径为80-200nm，重均分子质量为80,000-280,000，丙烯酸丁酯橡胶含量为25％-60％。
优选地，所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈的三元共聚物、N-苯基马来酰亚胺-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的共聚物中的一种或几种。若采用其他相容剂，则会导致效果变差。
优选地，所述的耐候剂为水杨酸酯、二苯甲酮、苯并三唑类的UV吸收剂以及受阻胺类自由基捕捉剂中的的一种或多种。
优选地，所述的黑色色粉由载体、炭黑和助剂混合注塑而成，其中，所述的载体为聚乙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯共聚物，所述的炭黑的含量为45-55wt％。更优选炭黑含量为50wt％。
本发明还提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)按以下组分和含量备料：SAN橡胶粉30-60份，ASA树脂10-20份，增韧剂10-20份，相容剂10-20份，耐候剂0.5-1.5份，黑色色粉0.5-3份；
(2)将步骤(1)中备好的材料在高速混合器中预混；
(3)将步骤(2)中得到的预混料通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，冷却造粒，得到高耐候高光黑的ASA树脂组合物。
优选地，步骤(3)中，所述熔融挤出的挤出温度为180-250℃，螺杆转速为200-500转/分钟。
本发明制备得到的ASA树脂不仅具有高光黑的外观，同时具有优异的刚性、耐热、耐候等综合性能，该树脂组合物非常适合用于格栅、立柱板以及尾翼装饰板等汽车高光外饰件。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过选择耐候性和着色性优异的ACR增韧剂，丙烯酸丁酯为核，甲基丙烯酸甲酯为壳，同时选择合适的相容剂，使ACR增韧剂获得更好的分散和增韧效果，与ASA搭配后使ASA树脂同时获得优异的耐候性能和高光黑效果；
2、本发明的制备方法工艺过程简单、产品性能稳定、成本低，非常适合工业化生产。
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。
以下实施例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，包含以下重量份的原料组分：
所述的SAN树脂的重均相对分子质量为100,000-300,000，丙烯腈含量为23-38％。所述SAN树脂含量低于30份，将导致性能下降。
所述的ASA橡胶粉为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，且具有核壳结构，内核为丙烯酸丁酯橡胶，外壳为丙烯腈和苯乙烯的共聚物，其粒径为80-350nm。
所述ASA橡胶粉的重均相对分子质量为100,000-500,000，丙烯酸丁酯橡胶含量为25％-60％。
所述的增韧剂具有核壳结构，内核为丙烯酸丁酯橡胶，外壳为甲基丙烯酸甲酯，其粒径为80-200nm，重均分子质量为80,000-280,000，丙烯酸丁酯橡胶含量为25％-60％。
所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈的三元共聚物、N-苯基马来酰亚胺-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的共聚物中的一种或几种。若采用其他相容剂，则会导致效果变差。
所述的耐候剂为水杨酸酯、二苯甲酮、苯并三唑类的UV吸收剂以及受阻胺类自由基捕捉剂中的的一种或多种。
所述的黑色色粉由载体、炭黑和助剂混合注塑而成，其中，所述的载体为聚乙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯共聚物，所述的炭黑的含量为45-55wt％。
实施例1
本实施例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
将称取的上述原料在高速混合器中预混；得到的预混料通过双螺杆挤出机，在180℃挤出温度和300转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高耐候高光黑ASA树脂组合物。
实施例2
本实施例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
将称取的上述原料在高速混合器中预混；得到的预混料通过双螺杆挤出机，在200℃挤出温度和500转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高耐候高光黑ASA树脂组合物。
实施例3
本实施例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
将称取的上述原料在高速混合器中预混；得到的预混料通过双螺杆挤出机，在250℃挤出温度和200转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高耐候高光黑ASA树脂组合物。
实施例4
本实施例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
将称取的上述原料在高速混合器中预混；得到的预混料通过双螺杆挤出机，在180℃挤出温度和300转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高耐候高光黑ASA树脂组合物。
实施例5
本实施例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
将称取的上述原料在高速混合器中预混；得到的预混料通过双螺杆挤出机，在180℃挤出温度和300转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高耐候高光黑ASA树脂组合物。
实施例6
本实施例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
将称取的上述原料在高速混合器中预混；得到的预混料通过双螺杆挤出机，在180℃挤出温度和300转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高耐候高光黑ASA树脂组合物。
实施例7
本实施例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
所述PA/PC合金树脂组合物的制备方法与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
所述PA/PC合金树脂组合物的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
所述ASA树脂组合物的制备方法与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
所述ASA树脂组合物的制备方法与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
所述ASA树脂组合物的制备方法与实施例4相同。
对比例4
本对比例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
所述ASA树脂组合物的制备方法与实施例4相同。
对比例5
本对比例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
所述ASA树脂组合物的制备方法与实施例2相同。
对比例6
本对比例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其原料组成如下：
所述ASA树脂组合物的制备方法与实施例2相同。
所述实施例1-8和对比例1-6的各组分重量份数如表1所示。
表1
对比例7
本对比例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂树脂组合物，其原料组成与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例采用的增韧剂为以丁二烯橡胶为内核，甲基丙烯酸甲酯为壳。
对比例8
本对比例提供了一种高耐候高光黑ASA树脂树脂组合物，其原料组成与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例采用的ACR增韧剂的粒径为250nm。
性能评价方式及其实施标准
机械性能测试：
对实施例1-8和对比例1-9所制得的高耐候高光黑ASA树脂组合物进行机械性能测试，结果如表2和3所示。
Charpy缺口冲击强度：按照ISO 179-1:2010(E)标准测试，冲击能量为4J，测试温度为23℃；
维卡软化点：按照ISO 306:2013(E)标准测试，测试条件为5Kg，50℃/h；
弯曲模量：按照ISO 178:2010(E)标准测试，测试速度为2mm/min；
外观：按照ASTM D2244进行L值测试，测试面为高光面，测试模式为SCE。L值越低，材料越黑。同时肉眼评价是否有发雾情况；
耐候性：按照SAE J2527标准测试高光面耐候性能，评价色差△E，总辐照量为2500kJ/m2。△E越大，耐候性越差。一般认为△E≥3为不合格。
表2各实施例的机械性能测试
表3各对比例的机械性能测试
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使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，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，本发明不限于上述实施例，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 (10)

1.一种高耐候高光黑ASA树脂组合物，其特征在于，包含以下重量份的原料组分：
2.根据权利要求1所述的高耐候高光黑ASA树脂组合物，其特征在于，所述的SAN树脂的重均相对分子质量为100,000-300,000，丙烯腈含量为23-38％。
3.根据权利要求1所述的高耐候高光黑ASA树脂组合物，其特征在于，所述的ASA橡胶粉为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，且具有核壳结构，内核为丙烯酸丁酯橡胶，外壳为丙烯腈和苯乙烯的共聚物，其粒径为80-350nm。
4.根据权利要求3所述高耐候高光黑ASA树脂组合物，其特征在于，所述ASA橡胶粉的重均相对分子质量为100,000-500,000，丙烯酸丁酯橡胶含量为25％-60％。
5.根据权利要求1所述的高耐候高光黑ASA树脂组合物，其特征在于，所述的增韧剂具有核壳结构，内核为丙烯酸丁酯橡胶，外壳为甲基丙烯酸甲酯，其粒径为80-200nm，重均分子质量为80,000-280,000，丙烯酸丁酯橡胶含量为25％-60％。
6.根据权利要求1所述的高耐候高光黑ASA树脂组合物，其特征在于，所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈的三元共聚物、N-苯基马来酰亚胺-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的共聚物中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的高耐候高光黑ASA树脂组合物，其特征在于，所述的耐候剂为水杨酸酯、二苯甲酮、苯并三唑类的UV吸收剂以及受阻胺类自由基捕捉剂中的的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的高耐候高光黑ASA树脂组合物，其特征在于，所述的黑色色粉由载体、炭黑和助剂混合注塑而成，其中，所述的载体为聚乙烯蜡或乙烯-醋酸乙烯共聚物，所述的炭黑的含量为45-55wt％。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的高耐候高光黑ASA树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按以下组分和含量备料：SAN橡胶粉30-60份，ASA树脂10-20份，增韧剂10-20份，相容剂10-20份，耐候剂0.5-1.5份，黑色色粉0.5-3份；
(2)将步骤(1)中备好的材料在高速混合器中预混；
(3)将步骤(2)中得到的预混料通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，冷却造粒，得到高耐候高光黑的ASA树脂组合物。
10.根据权利要求9所述的高耐候高光黑ASA树脂组合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述熔融挤出的挤出温度为180-250℃，螺杆转速为200-500转/分钟。
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