CN110256774A - 一种高耐候高光白色免喷涂asa材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种高耐候高光白色免喷涂ASA材料及其制备方法，其将15～45％橡胶；35～65％SAN树脂；1～5％耐刮擦剂；1～3％着色剂；0.1‑1.0％抗UV剂；0.2‑0.6％抗氧剂。混合后送入双螺杆挤出机，于200～240℃下加工成型造粒，制得高耐候高光白色免喷涂的ASA材料，材料的光泽度(光泽度20°角条件下80以上)，耐刮擦性能满足外饰件SPEC.标准，耐候性性能满足3500kJ/m2(按照SAE J2527标准)，可替代油漆喷漆使用，环保可回收。

Description

一种高耐候高光白色免喷涂ASA材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，是一种高耐候高光白色免喷涂的ASA材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚(以下称ASA)材料是由丙烯腈(A)、苯乙烯(S)和丙烯酸酯(A)组成的三元接枝共聚物，与ABS相比，由于引入不含有双键的丙烯酸酯橡胶取代了丁二烯橡胶，其耐候性具有本质的改善，具有优异的耐候特性，比ABS高出10倍左右，故而常用来替代ABS材料，提高耐候性。同时，ASA材料还具有机械性能优良、加工成型方便、边角废料可回收再利用以及设备投资少等优点，广泛应用于建筑业、汽车工业、户外体育用品等领域。用ASA树脂加工的制品，不用喷漆涂装、电镀等表面防护，可直接在户外使用，在日光下暴晒9～15个月，冲击强度和伸长率几乎没有下降，颜色也几乎没有变化，可见作为免涂装的ASA材料替代ABS在户外使用已日渐成熟。
目前国内对白色免喷涂ASA材料的研发和制备还很少，且光泽度普遍不高(光泽度80glass以上)，氙灯老化不足(3500kj/m2以上)，而耐刮擦性能更是无法满足汽车外饰件的要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高耐候高光白色免喷涂ASA材料及其制备方法，其克服现有技术的不足，提高ASA材料的光泽度和耐刮擦性能，制得高光白色免喷涂的ASA材料。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种高耐候高光白色免喷涂ASA材料，按质量百分比，包括以下组分：
进一步地，所述橡胶选自丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸辛酯、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸乙酯中的二元共聚物或多元共聚物，丙烯酸丁酯含量为40～65％。
进一步地，所述SAN树脂为苯乙烯丙烯腈共聚物，可以为一种树脂或二种以上树脂复配，其熔融指数为5～40g/10min。
进一步地，所述耐刮擦剂选自硅氧烷聚合物、二氧化硅、硅酮类化合物的一种或多种。
进一步地，所述耐刮擦剂为聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅混合物，其中，聚甲基硅氧烷的分子量5万以上，所述耐刮擦剂中的聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅的比例为2～4:1。
进一步地，所述着色剂选自钛白粉、硫酸钡、硫化锌、锌钡白、氧化锑、氧化锌、氧化铝、氧化钙、纳米碳酸钙、滑石粉、陶瓷微珠中的一种或多种。
进一步地，所述着色剂为钛白粉、硫酸钡以及氧化锌共混物，其中，所述钛白粉的含量60％～80％，硫酸钡含量为10％～30％，氧化锌含量5％～15％。
进一步地，所述着色剂中的钛白粉的含量70％，硫酸钡含量为20％，氧化锌含量10％。
进一步地，所述抗UV剂选自UV-770、UV-P、UV-234、UV-360、UV-329中的一种或多种，所述抗氧化剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或多种。
一种高耐候高光白色免喷涂ASA材料的制备方法，包括步骤：将相应质量百分比的橡胶、SAN树脂、耐刮擦剂、着色剂、抗UV剂以及抗氧剂混合后送入双螺杆挤出机，于200～240℃下加工成型造粒。
进一步地，所述双螺杆挤出机的双螺杆直径为50～75mm，转速为600～1200rpm，喂料精度为在0.5％以内。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的ASA材料高光、白色、免喷涂，不仅明显提高ASA材料的光泽度，光泽度80(20°角)以上，达到汽车外饰件白色喷漆效果，替代白色喷漆更环保；同时明显提高ASA材料的耐刮擦性能，在汽车外饰件上无明显可见划痕(本田SPEC.标准)。
(2)在熔融共混时橡胶，着色剂，耐刮擦剂等受到强剪切力的作用下分布在SAN的连续相中，与橡胶显海岛结构，提高ASA材料的机械性能。
(3)耐候性(氙灯老化)性能明显提高，满足汽车行业耐候性在3500kj/m2以上的要求，灰度等级4以上，适于汽车外饰件。
(4)工艺流程简单，效率高。
(5)所述耐刮擦剂中聚甲基硅氧烷不仅提高ASA材料的耐刮擦性，同时提高其光泽度，而通过对着色剂的选择不仅使得制备的ASA基材颜色直接符合白色要求，而不需要进行喷漆处理，同时增加ASA材料的耐候性，其中的氧化锌得以保护基材，防止其被酸类物质腐蚀，如酸雨。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种ASA材料按质量百分比，包括以下组分：
其中，着色剂由70％钛白粉、20％硫酸钡以及10％氧化锌。
其中，所述橡胶为丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸乙酯的三种及以上共聚物，所述丙烯酸丁酯的含量为55％，乙烯基三乙氧基硅烷含量5％。
所述ASA材料的制备方法：将上述质量百分比的橡胶、SAN树脂、着色剂、UV-770、抗氧剂1010混合后通过失重式计量秤送入双螺杆挤出机，于220℃下加工成型造粒。所述双螺杆挤出机的双螺杆直径为65mm，转速为850rpm，喂料精度为在0.5％以内。
实施例2
一种ASA材料按质量百分比，包括以下组分：
其中，所述橡胶为丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸乙酯的三种及以上共聚物，所述丙烯酸丁酯的含量为55％，乙烯基三乙氧基硅烷含量5％。
其中，所述耐刮擦剂为聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅混合物，聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅的比例为3:1。
其中，着色剂由70％钛白粉、20％硫酸钡以及10％氧化锌。
所述ASA材料的制备方法：将上述质量百分比的橡胶、SAN树脂、耐刮擦剂、着色剂、UV-P、抗氧剂168混合后通过失重式计量秤送入双螺杆挤出机，于220℃下加工成型造粒。所述双螺杆挤出机的双螺杆直径为65mm，转速为850rpm，喂料精度为在0.5％以内。
实施例3
一种ASA材料按质量百分比，包括以下组分：
其中，所述橡胶为丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸乙酯的三种及以上共聚物，所述丙烯酸丁酯的含量为55％，乙烯基三乙氧基硅烷含量5％。
其中，所述耐刮擦剂为聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅混合物，聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅的比例为3:1。
其中，着色剂由70％钛白粉、20％硫酸钡以及10％氧化锌。
所述ASA材料的制备方法：将上述质量百分比的橡胶、SAN树脂、着色剂、耐刮擦剂、UV-770、抗氧剂1010混合后通过失重式计量秤送入双螺杆挤出机，于220℃下加工成型造粒。所述双螺杆挤出机的双螺杆直径为65mm，转速为850rpm，喂料精度为在0.5％以内。
实施例4
一种ASA材料按质量百分比，包括以下组分：
其中，所述橡胶为丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸乙酯的三种及以上共聚物，所述丙烯酸丁酯的含量为55％，乙烯基三乙氧基硅烷含量5％。
其中，所述耐刮擦剂为聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅混合物，聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅的比例为3:1。
其中，着色剂由70％钛白粉、20％硫酸钡以及10％氧化锌。
所述ASA材料的制备方法同实施例2。
对比例1
一种ASA材料按质量百分比，包括以下组分：
其中，所述传统橡胶为丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物，丙烯酸丁酯含量55％。
所述耐刮擦剂为聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅混合物，聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅的比例为3:1。
其中，着色剂为100％钛白粉。
将上述质量百分比的传统橡胶、SAN树脂、着色剂、UV-770、抗氧剂1010混合后通过失重式计量秤送入双螺杆挤出机，于220℃下加工成型造粒。所述双螺杆挤出机的双螺杆直径为65mm，转速为850rpm，喂料精度为在0.5％以内。
对比例2
对比例2的ASA材料的制备方法同实施例3，不同之处在于，所述ASA材料的耐刮擦剂为气相二氧化硅。
对实施例1～4及对比例1～2制备的ASA材料进行以下测试：
熔融指数：采用ISO 1133标准，220℃，10kg载荷；
拉伸强度：采用ISO 527标准，测试速度50mm/min；
弯曲强度/弯曲模量：采用ISO 178标准，测试速度2mm/min；
缺口冲击：采用ISO 179-1eA标准简支梁，常温条件为23+/-2℃；
光泽度(20°角)：按照汽车外饰件光泽度测试条件，分光光度计；
耐刮擦：根据本田SPEC.汽车洗车实验条件，使用划痕加速器2个周期，120rpm x20sec；
氙灯老化测试条件：SAE J2527 3500kJ/m2。
测试结果见表1所示。
表1实施例1～4及对比例1～2制备的ASA材料性能测试
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种高耐候高光白色免喷涂ASA材料，其特征在于，包括以下按质量百分比的组分：
2.根据权利要求1所述的高耐候高光白色免喷涂ASA材料，其特征在于，所述橡胶选自丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸辛酯、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸乙酯中的二元共聚物或多元共聚物，丙烯酸丁酯含量为40～65％。
3.根据权利要求1所述的高耐候高光白色免喷涂ASA材料，其特征在于，所述SAN树脂为苯乙烯丙烯腈共聚物，其熔融指数为5～40g/10min。
4.根据权利要求1所述的高耐候高光白色免喷涂ASA材料，其特征在于，所述耐刮擦剂选自硅氧烷聚合物、二氧化硅、硅酮类化合物的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的高耐候高光白色免喷涂ASA材料，其特征在于，所述耐刮擦剂为聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅混合物，聚甲基硅氧烷的分子量5万以上，其中，所述耐刮擦剂中的聚甲基硅氧烷和气相二氧化硅的比例为2～4:1。
6.根据权利要求1所述的高耐候高光白色免喷涂ASA材料，其特征在于，所述着色剂选自钛白粉、硫酸钡、硫化锌、锌钡白、氧化锑、氧化锌、氧化铝、氧化钙、纳米碳酸钙、滑石粉、陶瓷微珠中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高耐候高光白色免喷涂ASA材料，其特征在于，所述着色剂为钛白粉、硫酸钡以及氧化锌共混物，其中，所述钛白粉的含量60％～80％，硫酸钡含量为10％～30％，氧化锌含量5％～15％。
8.根据权利要求1所述的高耐候高光白色免喷涂ASA材料，其特征在于，所述抗UV剂选自UV-770、UV-P、UV-234、UV-360、UV-329中的一种或多种，所述抗氧化剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或多种。
9.一种如权利要求1～8中任一所述的高耐候高光白色免喷涂ASA材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：将相应质量百分比的橡胶、SAN树脂、耐刮擦剂、着色剂、抗UV剂以及抗氧剂混合后送入双螺杆挤出机，于200～240℃下加工成型造粒。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的双螺杆直径为50～75mm，转速为600～1200rpm，喂料精度为在0.5％以内。
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