CN109836764B - 一种银色免喷涂abs材料及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种银色免喷涂ABS材料及其制备方法与应用，所述银色免喷涂ABS材料包括如下按质量份数计算的组分：75～100份ABS树脂；5～20份AS树脂；0.5～2.5份预处理金属银粉；1～2份相容剂；1～4份高分子流动剂；0.1～0.3份润滑剂；0.1～0.2份抗氧剂。本发明所述的银色免喷涂ABS材料具有强烈的金属光泽，金属效果强，无流痕、熔接线等缺陷，且加工流动性好，抗冲击、拉伸性能等机械性能优异，能够适用于制备高性能家电材料。

Description

一种银色免喷涂ABS材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种银色免喷涂ABS材料及其制备方法与应用。

背景技术

为了满足人们对塑料表面性能及美观等需求，需要对表面进行喷涂处理。喷涂通常起美化、遮盖和保护等作用，但喷涂材料存在生产环节多、效率低、良品率低、环境污染严重、综合成本高、容易脱落、不易回收等问题。免喷涂塑料就是在这样的背景下应运而生，免喷涂塑料是在塑料原料中直接添加有色颜料(如金属粉、矿物质粉或其他染料)，然后直接通过注塑或者挤出加工成不同的塑料制件，这些制件本身就带有不同效果的颜色，其表面无需再进行喷涂处理。免喷涂材料是一种可直接注塑、无需喷涂就能实现多彩外观效果的材料，与传统的喷涂材料相比，少了“喷漆”这一环节，因此，免喷涂材料具有低VOC和低气味、绿色环保、可循环利用；光泽感好、观靓丽、不掉色、层次效果丰富；一次成型、生产周期短、综合成本低；100％回收、不脱漆、可持续利用等优点。

免喷涂材料轻盈、高端，既能满足客户对成本和质感的要求，又符合环保法规、保护人体健康，且能为企业节省成本，还免去了很多麻烦。因此，研究免喷涂材料具有重要价值和意义。而且，现今国家不断倡导环保，法律法规要求越来越严格，社会大众的环保意识逐渐加强，免喷涂材料对于行业的发展始终是积极的向上的，并且是可持续发展的。所以，未来免喷涂材料在汽车、家电等行业的应用，势必会进一步加大。

免喷涂材料在21世纪初开始用于家电行业，据了解，如今家电领域应用免喷涂材料的企业的用量在逐年增加。并且免喷涂材料在国外应用与普及率已经相当高了。比如：戴森、LG、三星、伊莱克斯、马自达、铃木等都在使用该材料。而国内的对于其免喷涂材料的青睐，更是日趋火爆。至2015年，免喷涂材料在长虹空调、冰箱等高端产品上已实现应用约15.3万台；2015年初，海尔推出免喷涂美学塑料“玉铂”空调；2015年夏，格力推出低碳环保“润系列”空调；海信推出中国首批LED液晶电视，其产品全部采用符合ROHS环保标准的可回收、免喷涂材料，不含铅和汞等有毒有害物质，而美菱、松下、三洋、奥克斯、苏泊尔、奔腾、荣事达、三洋、小天鹅、尊贵电器、格兰仕、嘉龙等家电企业也在逐步采用免喷涂材料。目前免喷涂材料在家电领域主要应用于：冰箱门把手，手机外壳，电视机底座，电视机边框装饰条，扫地机器人，空调柜机的外壳，电饭煲面盖，剃须刀外壳以及吸尘器、热水器、吹风机等等。

然而现在市面上应用于家电领域的免喷涂材料还存在以下不足：(1)大多数免喷涂材料熔接线和流痕较明显；(2)免喷涂材料的塑料质感强，金属效果并没有喷涂效果好。此外，现今免喷涂材料主要有：ABS、PC/ABS、PP、PMMA/ABS、ASA/PMMA、POM、PBT、PA等，但未见ABS/AS材料的报道和应用。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种银色免喷涂ABS材料，其具有强烈的金属光泽，金属效果强，无流痕、熔接线等缺陷，且加工流动性好，抗冲击、拉伸性能等机械性能优异，能够适用于制备高性能家电材料，相比于PC/ABS材料，金属感更强且价格远低于PC/ABS合金材料。

本发明采取的技术方案是：

一种银色免喷涂ABS材料，包括如下按质量份数计算的组分：

ABS树脂 75～100份；

AS树脂 5～20份；

预处理金属银粉 0.5～2.5份；

相容剂 1～2份；

高分子流动剂 1～4份；

润滑剂 0.1～0.3份；

抗氧剂 0.1～0.2份；

其中，所述表面预处理金属银粉为经过硅烷偶联剂、AS树脂预处理的金属银粉，包括以下组份：

10μm≤直径D1≤20μm的铝粉 0.3～0.8份；

20μm＜直径D2≤35μm的铝粉 0.5～1.5份；

35μm＜直径D3≤50μm的铝粉 0.2～0.5份；

AS树脂 0.2～0.5份；

硅烷偶联剂 0.2～0.5份。

本申请中，预先用偶联剂对金属银粉进行预处理，使得金属银粉表面有偶联剂，一方面使金属银粉不易团聚，易于分散，另一方面还可以提高金属银粉与ABS树脂之间的相容性，使金属银粉在体系中能够分散均匀，显著改善流痕和熔接线问题。

本发明选用三种不同直径的铝粉，并预先与偶联剂和AS树脂混合，有效改善了金属银粉在ABS树脂中的分散性，其中，多种尺寸大小的铝粉能够有效改善铝粉在ABS树脂中的流动性；偶联剂能够改善铝粉与ABS、AS之间的界面作用，而预先用偶联剂对铝粉进行表面处理，能够使铝粉表面均匀包覆有偶联剂，使得金属银粉分散更均匀；预先加入AS、偶联剂与铝粉混合，则能更进一步改善铝粉在体系中的分散均匀性，原因在于：AS中的丙烯腈、苯乙烯链段与ABS中的链段相同，与ABS、AS相容性更好，且能够使预处理金属银粉在加工过程中与ABS、AS树脂加工流动性更一致，混合更均匀，从而消除了免喷涂材料的流痕和熔接线问题。

ABS树脂具有优异的抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，AS材料具有优异的加工性，透明性好，着色性优异，本发明所制备出的银色免喷涂ABS材料兼具ABS树脂和AS树脂的优异性能且具有强烈的金属光泽，可用于制备高性能家电材料，且价格低廉。此外，本发明所述银色免喷涂ABS材料小分子助剂少，避免了制品长时间使用时加工助剂会析出制品表面导致外观质量不佳的问题。

优选地，所述ABS树脂为ABS-181和/或ABS-171。本发明所选用的ABS树脂流动性较好，加工性能好。

优选地，所述AS树脂为AS-AS50。本发明选用的AS树脂能够进一步提高体系的熔融指数，进一步改善材料的加工流动性，且其透明性高，且AS还可以提供该体系的着色性，使得制备出的ABS材料金属感强。

优选地，所述高分子流动剂为无卤磷酸酯类高分子流动剂。更优先的，所述高分子流动剂为PX220。本发明所述的高分子流动剂既能改善体系的加工流动性，又能提高ABS材料的阻燃性能。

优选地，所述相容剂为MBS、ABS接枝马来酸酐、SBS接枝马来酸酐、SEBS接枝马来酸酐、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物中的一种或者多种。

优选地，所述润滑剂为硅酮类润滑剂、酰胺类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、聚烯烃类润滑剂或酯类润滑剂中的一种或几种。

优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂、胺类抗氧剂、硫醚类抗氧剂或金属盐类抗氧剂中的一种或者多种。

所述的银色免喷涂ABS材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按质量份数称取ABS树脂、AS树脂、预处理金属银粉、相容剂、高分子流动剂、润滑剂、抗氧剂，将物料投入高速混合机中混合均匀；

S2、将混合后的物料从双螺杆挤出机的的主喂料口投入挤出机，双螺杆挤出机温度为190～220℃，转速300～600rpm，挤出、水冷却切粒。优选地，所述双螺杆挤出机温度为195～205℃。

优选地，所述双螺杆挤出机的长径比为：40:1～36:1，双螺杆挤出机的料筒内八段加热段的加工温度从加料口到机头出口依次为195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃。

优选地，所述预处理金属银粉通过如下方法得到：将0.3～0.8份10μm≤直径D1≤20μm的铝粉、0.5～1.5份20μm＜直径D2≤35μm的铝粉、0.2～0.5份35μm＜直径D3≤50μm的铝粉、0.2～0.5份AS树脂、0.2～0.5份硅烷偶联剂投入高速混合机中混合均匀得到预处理金属银粉。

本发明所述的银色免喷涂ABS材料能够应用于家电材料领域。本发明所制备出的银色免喷涂ABS材料兼具ABS树脂和AS树脂的优异性能且具有强烈的金属光泽，可用于制备高性能家电材料，因其加工流动性优异还可以制成形状复杂的家电材料，且价格低廉。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明预先用偶联剂对金属银粉进行预处理，使得金属银粉表面有偶联剂，一方面使金属银粉不易团聚，易于分散，另一方面还可以提高金属银粉与ABS树脂之间的相容性，使金属银粉在体系中能够分散均匀，显著改善流痕和熔接线问题；本发明选用三种不同直径的铝粉，并预先与偶联剂和AS树脂混合，进一步有效改善了金属银粉在ABS树脂中的分散性，其中，多种尺寸大小的铝粉能够有效改善铝粉在ABS树脂中的流动性；预先加入AS、偶联剂与铝粉混合，则能更进一步改善铝粉在体系中的分散均匀性，原因在于，AS中的丙烯腈、苯乙烯链段与ABS中的链段相同，与ABS、AS相容性更好，且能够使预处理金属银粉在加工过程中与ABS、AS树脂加工流动性更一致，混合更均匀，从而消除了免喷涂材料的流痕和熔接线问题；本发明选用无卤磷酸酯类高分子流动剂既能改善体系的加工流动性，又能提高ABS材料的阻燃性能；本发明使用的加工助剂种类少，避免了制品长时间使用时加工助剂会析出制品表面导致外观质量不佳的问题。

具体实施方式

以下实施例所用的原料来源如下：

ABS树脂：ABS-181、ABS-171，LG公司；

AS树脂：AS-SA50，LG公司；

高分子流动剂：PX220，浙江万盛股份有限公司；

铝粉：10μm≤直径D1≤20μm的铝粉、20μm＜直径D2≤35μm的铝粉、35μm＜直径D3≤50μm的铝粉均为东莞鸿申公司生产的；

相容剂：SAG002R，上海日之升公司；

其他未特别注明的原料均为普通市售产品。

以下实施例所述的预处理金属银粉制备过程如下：将0.5份10μm≤直径D1≤20μm的铝粉、1.2份20μm＜直径D2≤35μm的铝粉、0.3份35μm＜直径D3≤50μm的铝粉、0.3份AS树脂、0.3份硅烷偶联剂投入高速混合机中混合3～10min，混合均匀得到预处理金属银粉。

实施例1

一种银色免喷涂ABS材料，其组成按质量份计算如下：

ABS树脂(ABS-181) 84份；

AS树脂 10份；

预处理金属银粉 2份；

相容剂 1.5份；

高分子流动剂 2份；

润滑剂 0.3份；

抗氧剂168 0.1份；

抗氧剂1010 0.1份。

所述银色免喷涂ABS材料的制备过程如下：

S1、按上述质量份数称取ABS树脂、AS树脂、预处理金属银粉、相容剂、高分子流动剂、润滑剂、抗氧剂，将物料投入高速混合机中混合5～15min，混合均匀；

S2、将混合后的物料从双螺杆挤出机的的主喂料口投入挤出机，双螺杆挤出机长径比为：40:1～36:1，料筒内八段加热段的加工温度从加料口到机头出口依次为195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃，转速300～600rpm，挤出、水冷却切粒。

实施例2

一种银色免喷涂ABS材料，其组成按质量份计算如下：

ABS树脂(ABS-181) 80份；

AS树脂 15份；

预处理金属银粉 1份；

相容剂 1.5份；

高分子流动剂 2份；

润滑剂 0.3份；

抗氧剂168 0.1份；

抗氧剂1010 0.1份。

其制备过程与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例3

一种银色免喷涂ABS材料，其组成按质量份计算如下：

ABS树脂(ABS-181) 85份；

AS树脂 10份；

预处理金属银粉 2.5份；

相容剂 1.2份；

高分子流动剂 1份；

润滑剂 0.2份；

抗氧剂168 0.05份；

抗氧剂1010 0.05份。

其制备过程与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例4

一种银色免喷涂ABS材料，其组成按质量份计算如下：

ABS树脂(ABS-171) 98份；

AS树脂 18份；

预处理金属银粉 2份；

相容剂 1.7份；

高分子流动剂 4份；

润滑剂 0.2份；

抗氧剂168 0.05份；

抗氧剂1010 0.05份。

其制备过程与实施例1相同，此处不再赘述。

对比例1

一种免喷涂ABS材料，其组份与制备过程与实施例1基本相同，区别仅在于：挤出前未对金属银粉做预处理，而是直接将铝粉、偶联剂与其他组份一起投入高速混合机中混合。

对比例2

一种免喷涂ABS材料，其组份与制备过程与实施例1基本相同，区别仅在于：本对比例用2份直径为20～35μm的铝粉替代实施例1中的三种直径大小的铝粉。

将按照实施例1-4、对比例1、对比例2所制备的ABS粒料在80℃烘箱中干燥3h，然后使用注塑机注塑，成型条件为220℃～230℃，使用弯曲、拉伸、冲击样条标准模具成型，再对样条进行测试(样条在20℃条件下放置24h)。

进行性能测试标准如下：

拉伸性能：GB/T 1040-2006；

冲击性能：GB/T 1843-2008；

弯曲性能：GB/T 9341-2008；

熔体质量流动速率：GB/T 3682-2000，条件220℃，载荷10kg；

流痕、熔接线：目测；

金属感：目测。

具体性能测试结果见表1。

表1

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种银色免喷涂ABS材料，其特征在于，包括如下按质量份数计算的组分：

ABS树脂 75～100份；

AS树脂 5～20份；

预处理金属银粉 0.5～2.5份；

相容剂 1～2份；

高分子流动剂 1～4份；

润滑剂 0.1～0.3份；

抗氧剂 0.1～0.2份；

其中，所述预处理金属银粉为经过硅烷偶联剂、AS树脂预处理的金属银粉，

包括以下组份：

10μm≤直径D1≤20μm的铝粉 0.3～0.8份；

20μm＜直径D2≤35μm的铝粉 0.5～1.5份；

35μm＜直径D3≤50μm的铝粉 0.2～0.5份；

AS树脂 0.2～0.5份；

硅烷偶联剂 0.2～0.5份；

所述高分子流动剂为无卤磷酸酯类高分子流动剂。

2.根据权利要求1所述的银色免喷涂ABS材料，其特征在于，所述ABS树脂为ABS-181和/或ABS-171。

3.根据权利要求1所述的银色免喷涂ABS材料，其特征在于，所述AS树脂为AS-SA50。

4.根据权利要求1所述的银色免喷涂ABS材料，其特征在于，所述润滑剂为硅酮类润滑剂、酰胺类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、聚烯烃类润滑剂或酯类润滑剂中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的银色免喷涂ABS材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂、胺类抗氧剂、硫醚类抗氧剂或金属盐类抗氧剂中的一种或者多种。

6.权利要求1-5任一权利要求所述的银色免喷涂ABS材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按权利要求1所述质量份数称取ABS树脂、AS树脂、预处理金属银粉、相容剂、高分子流动剂、润滑剂、抗氧剂，将物料投入高速混合机中混合均匀；

S2、将混合后的物料从双螺杆挤出机的主喂料口投入挤出机，双螺杆挤出机温度为190～220℃，转速300～600rpm，挤出、水冷却切粒。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的长径比为：40:1～36:1，双螺杆挤出机的料筒内八段加热段的加工温度从加料口到机头出口依次为195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述预处理金属银粉通过如下方法得到：将0.3～0.8份10μm≤直径D1≤20μm的铝粉、0.5～1.5份20μm＜直径D2≤35μm的铝粉、0.2～0.5份35μm＜直径D3≤50μm的铝粉、0.2～0.5份AS树脂、0.2～0.5份硅烷偶联剂投入高速混合机中混合均匀得到预处理金属银粉。

9.权利要求1-5任一权利要求所述的银色免喷涂ABS材料在家电材料领域的应用。