CN111234497A - 一种耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents

一种耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂pc/abs合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金及其制备方法。由以下质量百分比的原料组成：PC树脂60％～80％，ABS树脂：10％～25％，AS树脂：3％～6％，硅系增韧剂2％～8％，特殊效果颜料0.2％～5％，活性助剂0.01％～0.1％，润滑剂0.5～2％，抗氧剂0.2～0.6％。所制备得到的耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金颜色均匀一致且具有强金属质感，适用于汽车内饰材料，具有工艺简单，成本低和环保的特点。

Description

一种耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金及其制备 方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
随着我国汽车工业的日益发展，消费者对产品外观品质要求越来越高，汽车内饰材料的装饰手法越来越丰富，具有高端金属质感效果在汽车内饰中的使用越来越普及。而目前比较普及的金属效果材料主要是通过喷漆来达到，但喷漆一般需要经过表面预处理、预热、喷涂和涂层后处理等工序，生产流程长、效率低、良品率低、难以回收利用、成本高和污染环境等缺点。
免喷涂塑料能大量节省生产时间和成本，提高产品质量，增加产品耐久性，同时也满足了消费者对创意性及美感的需求。随着科学技术的提高以及人们环保意识的提高，免喷涂塑料将会得到更多的应用，更好的帮助企业提升市场竞争力，促进经济可持续发展。公开号为107446336A的中国专利申请公开了“一种低气味免喷涂PC/ABS材料及其制备方法”，其是将PC、ABS、AS、相容剂、热稳定剂、加工助剂、除味剂及抗氧剂剂初步混合后经双螺杆机熔融挤出，然后拉条造粒后得到的低气味免喷涂PC/ABS材料，其外观光泽度好，黑度高，热稳定性好。然而该专利所提供的PC/ABS材料无金属质感，不耐寒。
如果将金属粉直接加入PC/ABS体系中，金属粉在树脂体系中会分散不均匀，形成堆积，产品颜色不均匀，且金属粉的加入会使得拉伸性能和冲击性能降低，分散不均匀还会产生流痕、熔接线和银丝等缺陷，加入常规的石蜡分散剂也不能取得较好的分散效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种颜色均匀一致且具有强金属质感，适用于汽车内饰材料，其工艺具有简单，成本低和环保的特点的耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金。
为实现上述目的，本发明提供一种耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，由以下质量百分比的原料组成：PC树脂60％～80％，ABS树脂：10％～25％，AS树脂：3％～6％，硅系增韧剂2％～8％，特殊效果颜料0.2％～5％，活性助剂0.01％～0.1％，润滑剂0.5～2％，抗氧剂0.2～0.6％。
进一步，所述PC树脂在300℃、1.2kg条件下的熔融指数为20～30g/10min；
所述ABS树脂为采用本体聚合法合成的丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中丁二烯的重量含量为10至30％；所述的AS树脂在220℃，10kg条件下的熔融指数为50～70g/10min。
进一步，所述硅系增韧剂为核壳结构的有机硅共聚丙烯酸酯类抗冲击改性剂，其中核为有机硅/丙烯酸酯橡胶，壳为甲基丙烯酸甲酯。
进一步，所述特殊效果颜料为金属粉、珠光粉的一种或两种混合，颜料的粒径为10～100μm。
进一步，所述特殊效果颜料为，将特殊效果颜料分散于无水乙醇中，配成0.05～0.2g/L的溶液，常温超声震荡10～20分钟，形成稳定的悬浮体溶液，再加入氨水，超声震荡10～20分钟后加热至25～35℃，在磁力搅拌下缓慢滴加活性助剂，充分反应，再经过高温煅烧处理，即可得到含特殊效果颜料核的核壳结构；
优选的，所述无水乙醇：氨水：活性助剂的体积比为(10～40)：(0.1～0.8)：(0.2～0.8)；
所述缓慢滴加的速率为0.1mL/min；所述高温煅烧处理为以6℃/h的速率升温至350-450℃，保温1～2小时。
加入氨水，一方面缓慢释放水，有利于活性助剂的水解，一方面又能调节PH值，有利于包覆特殊效果颜料。
进一步，所述活性助剂为钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、锡酸四乙酯、锡酸四丁酯、硅酸四乙酯中的一种。进一步，所述润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或一种以上的组合。
进一步，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的混合物，其中受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168质量比为1：1。
进一步，制备方法为，
特殊效果颜料预处理：将特殊效果颜料分散于无水乙醇中，配成0.05～0.2g/L的溶液，常温超声震荡10～20分钟，形成稳定的悬浮体溶液，再加入氨水，超声震荡10～20分钟后加热至25～35℃，在磁力搅拌下缓慢滴加活性助剂，充分反应，再经过高温煅烧处理，即可得到含特殊效果颜料核的核壳结构；
优选的，所述无水乙醇：氨水：活性助剂的体积比为(10～40)：(0.1～0.8)：(0.2～0.8)；
所述缓慢滴加的速率为0.1mL/min；所述高温煅烧处理为以6℃/h的速率升温至350-450℃，保温1～2小时。这种核壳结构的特殊效果颜料，不易团聚，耐剪切，可以改善其在PC/ABS中的分散性，金属质感强，并且不会产生注塑流痕，提高产品的综合性能。
预混料的制备：将所需PC树脂、ABS树脂、AS树脂、硅系增韧剂、润滑剂和抗氧剂在高速搅拌机中搅拌60秒，得到预混料；
混炼，熔融，挤出和造粒：将所得预混料置入双螺杆挤出机中混炼，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为30～48，且至少包括一个侧喂加料口，侧喂加料口的位置在七区，将预处理后的特殊效果颜料从侧喂加料口加入，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-220℃，二区温度220-240℃，三区温度230-250℃，四区温度230-250℃，五区温度220-240℃，六区温度210-230℃，七区温度200-220℃，八区温度220-240℃，九区温度230-250℃，十区温度230-250℃，机头温度230℃-250℃，螺杆转速为300-500r/min，停留时间2-3min，得到反应产物
1、本发明所述的各原料按照比例可制得无需喷涂的PC/ABS树脂，其直接注塑即可获得颜色均匀一致且具有强金属质感，适用于汽车内饰材料，其工艺简单，成本低，环保。
2、本发明使用硅系增韧剂、AS树脂及其他助剂结合协效增强产品的性能，并对各原料组分的比例进行了优化，有效解决了现有的加工流动性差、在低温条件下抗冲击性能差等特点。
3、本发明对特殊效果颜料进行预处理，经过预处理后的特殊效果颜料能够均匀的分散在PC/ABS树脂中，避免团聚；同时通过将表面处理好的在侧喂分段加入的方式，降低了螺杆剪切对效果颜料的微观破坏，提高效果颜料在PC/ABS合金中的分散，增强产品的综合性能。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
一种耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，由以下质量百分比的原料组成：PC树脂60％～80％，ABS树脂：10％～25％，AS树脂：3％～6％，硅系增韧剂2％～8％，特殊效果颜料0.2％～5％，活性助剂0.01％～0.1％，润滑剂0.5～2％，抗氧剂0.2～0.6％。
进一步，所述PC树脂在300℃、1.2kg条件下的熔融指数为20～30g/10min；
所述ABS树脂为采用本体聚合法合成的丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中丁二烯的重量含量为10至30％；所述的AS树脂在220℃，10kg条件下的熔融指数为50～70g/10min。
进一步，所述硅系增韧剂为核壳结构的有机硅共聚丙烯酸酯类抗冲击改性剂，其中核为有机硅/丙烯酸酯橡胶，壳为甲基丙烯酸甲酯。
进一步，所述特殊效果颜料为金属粉、珠光粉的一种或两种混合，颜料的粒径为10～100μm。
进一步，所述特殊效果颜料为，将特殊效果颜料分散于无水乙醇中，配成0.05～0.2g/L的溶液，常温超声震荡10～20分钟，形成稳定的悬浮体溶液，再加入氨水，超声震荡10～20分钟后加热至25～35℃，在磁力搅拌下缓慢滴加活性助剂，充分反应，再经过高温煅烧处理，即可得到含特殊效果颜料核的核壳结构；
优选的，所述无水乙醇：氨水：活性助剂的体积比为(10～40)：(0.1～0.8)：(0.2～0.8)；
所述缓慢滴加的速率为0.1mL/min；所述高温煅烧处理为以6℃/h的速率升温至350-450℃，保温1～2小时。
进一步，所述活性助剂为钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、锡酸四乙酯、锡酸四丁酯、硅酸四乙酯中的一种。
进一步，所述润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或一种以上的组合。
进一步，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的混合物，其中受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168质量比为1：1。
进一步，制备方法为，
特殊效果颜料预处理：将特殊效果颜料分散于无水乙醇中，配成0.05～0.2g/L的溶液，常温超声震荡10～20分钟，形成稳定的悬浮体溶液，再加入氨水，超声震荡10～20分钟后加热至25～35℃，在磁力搅拌下缓慢滴加活性助剂，充分反应，再经过高温煅烧处理，即可得到含特殊效果颜料核的核壳结构；
预混料的制备：将所需PC树脂、ABS树脂、AS树脂、硅系增韧剂、润滑剂和抗氧剂在高速搅拌机中搅拌60秒，得到预混料；
混炼，熔融，挤出和造粒：将所得预混料置入双螺杆挤出机中混炼，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为30～48，且至少包括一个侧喂加料口，侧喂加料口的位置在七区，将预处理后的特殊效果颜料从侧喂加料口加入，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-220℃，二区温度220-240℃，三区温度230-250℃，四区温度230-250℃，五区温度220-240℃，六区温度210-230℃，七区温度200-220℃，八区温度220-240℃，九区温度230-250℃，十区温度230-250℃，机头温度230℃-250℃，螺杆转速为300-500r/min，停留时间2-3min，得到反应产物。
进一步，所述无水乙醇：氨水：活性助剂的体积比为(10～40)：(0.1～0.8)：(0.2～0.8)；
所述缓慢滴加的速率为0.1mL/min；所述高温煅烧处理为以6℃/h的速率升温至350-450℃，保温1～2小时。
实施例1：耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金的制备
原料：见表1。
表1实施例1-3和对比例1-4的成分用量表(wt％)
Figure BDA0002362150960000051
制备方法:
特殊效果颜料预处理：将特殊效果颜料分散于10～40mL无水乙醇中，配成0.05～0.2g/L的溶液，常温超声震荡10～20分钟，形成稳定的悬浮体溶液，再加入0.1～0.8mL的氨水，再超声震荡10～20分钟后加热至25～35℃，在磁力搅拌下以0.1mL/min的速度缓慢滴加0.2～0.8mL的活性助剂，反应24h，充分反应，再经过高温煅烧处理(以6℃/h的速率升温至350-450℃，保温1～2小时)，即可得到含特殊效果颜料核的核壳结构；
预混料的制备：将所需PC树脂、ABS树脂、AS树脂、硅系增韧剂、润滑剂和抗氧剂在高速搅拌机中搅拌60秒，得到预混料；
混炼，熔融，挤出和造粒：将所得预混料置入双螺杆挤出机中混炼，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为30～48，且至少包括一个侧喂加料口，侧喂加料口的位置在七区，将预处理后的特殊效果颜料从侧喂加料口加入，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-220℃，二区温度220-240℃，三区温度230-250℃，四区温度230-250℃，五区温度220-240℃，六区温度210-230℃，七区温度200-220℃，八区温度220-240℃，九区温度230-250℃，十区温度230-250℃，机头温度230℃-250℃，螺杆转速为300-500r/min，停留时间2-3min，得到反应产物。
实施例2：耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金的制备
原料：见表1。
制备方法:同实施例1。
实施例3：耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金的制备
原料：见表1。
制备方法:同实施例1。
对比例1：耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金的制备
原料：见表1。
制备方法:同实施例1。
对比例2：耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金的制备
原料：见表1。
制备方法:同实施例1。
对比例3：耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金的制备
原料：见表1。
制备方法:除特殊效果颜料不需要预处理步骤外，其他步骤均同实施例1。
对比例4：耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金的制备
原料：见表1。
制备方法:除特殊效果颜料从主喂加入外，其他步骤均同实施例1。
将上述实施例1-3和对比例1-4所得进行测试。产品效果测试标准：
评价结果的样板按GB/T17037标准注塑样品，评价样板的金属效果和流痕严重程度。金属效果和流痕严重程度采取人工目测评价方法，金属效果按好坏程度从0-10分，金属效果越好得分越高，选择至少5人评价，取平均分。流痕严重程度分轻微、一般、严重三个等级，选择至少5人评价。
熔指(g/10min)测试标准为ISO 1133；
拉伸强度(MPa)测试标准为ISO 527/2；
冲击强度(KJ/m2)测试标准为ISO 180；
-40℃冲击强度(KJ/m2)测试标准为ISO 180。
结果见表2。
表2实施例1-3和对比例1-3的效果结果统计表
Figure BDA0002362150960000071
从表1和2的比较可以看出，对比例1中，没有AS树脂，同时活性助剂的用量超过本发明的活性助剂的用量范围，由于AS树脂熔指高，能够促进PC/ABS合金的加工流动性，而活性助剂添加过多时，会导致特殊效果颜料分散性差，造成轻微的流痕。从结果可以看出，对比例1所得产品有轻微的流痕，同时熔指低，表示其加工流动性差。对比例2没有硅系增韧剂，同时活性助剂的用量超过本发明的活性助剂的用量范围，所得产品冲击强度和-40℃冲击强度差。对比例3的特殊效果颜料无预处理，所以不需要活性助剂，所得产品有严重的流痕；实施例1-3均对特殊效果颜料进行了预处理，经过预处理后的特殊效果颜料能够均匀的分散在PC/ABS树脂中，避免团聚，使得制备的耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金产品外观优良，无注塑流痕。实施例1和对比例4相比，实施例1是从第七区加入，从第七区加入可以降低螺杆剪切对效果颜料的微观破坏，提高效果颜料在PC/ABS合金中的分散，增强金属效果；对比例4的特殊效果颜料直接从主喂加入，所得产品的金属质感差，有严重的流痕，综合性能也有所下降，这是由于特殊效果颜料为片状结构，从主喂加入时螺杆剪切太强，破坏了效果颜料的微观结构。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，由以下质量百分比的原料组成：PC树脂60％～80％，ABS树脂：10％～25％，AS树脂：3％～6％，硅系增韧剂2％～8％，特殊效果颜料0.2％～5％，活性助剂0.01％～0.1％，润滑剂0.5～2％，抗氧剂0.2～0.6％。
2.如权利要求1所述耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，其特征在于，所述PC树脂在300℃、1.2kg条件下的熔融指数为20～30g/10min；
所述ABS树脂为采用本体聚合法合成的丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中丁二烯的重量含量为10至30％；所述的AS树脂在220℃，10kg条件下的熔融指数为50～70g/10min。
3.如权利要求1所述耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，其特征在于，所述硅系增韧剂为核壳结构的有机硅共聚丙烯酸酯类抗冲击改性剂，其中核为有机硅/丙烯酸酯橡胶，壳为甲基丙烯酸甲酯。
4.如权利要求1所述耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，其特征在于，所述特殊效果颜料为金属粉、珠光粉的一种或两种混合，颜料的粒径为10～100μm。
5.如权利要求1所述耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，其特征在于，所述特殊效果颜料为，将特殊效果颜料分散于无水乙醇中，配成0.05～0.2g/L的溶液，常温超声震荡10～20分钟，形成稳定的悬浮体溶液，再加入氨水，超声震荡10～20分钟后加热至25～35℃，在磁力搅拌下缓慢滴加活性助剂，充分反应，再经过高温煅烧处理，即可得到含特殊效果颜料核的核壳结构；
优选的，所述无水乙醇：氨水：活性助剂的体积比为(10～40)：(0.1～0.8)：(0.2～0.8)；
所述缓慢滴加的速率为0.1mL/min；所述高温煅烧处理为以6℃/h的速率升温至350-450℃，保温1～2小时。
6.如权利要求1或6所述耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，其特征在于，所述活性助剂为钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、锡酸四乙酯、锡酸四丁酯、硅酸四乙酯中的一种。
7.如权利要求1所述耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或一种以上的组合。
8.如权利要求1所述耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的混合物，其中受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168质量比为1：1。
9.如权利要求1所述耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，其特征在于，制备方法为，
特殊效果颜料预处理：将特殊效果颜料分散于无水乙醇中，配成0.05～0.2g/L的溶液，常温超声震荡10～20分钟，形成稳定的悬浮体溶液，再加入氨水，超声震荡10～20分钟后加热至25～35℃，在磁力搅拌下缓慢滴加活性助剂，充分反应，再经过高温煅烧处理，即可得到含特殊效果颜料核的核壳结构；
预混料的制备：将所需PC树脂、ABS树脂、AS树脂、硅系增韧剂、润滑剂和抗氧剂在高速搅拌机中搅拌60秒，得到预混料；
混炼，熔融，挤出和造粒：将所得预混料置入双螺杆挤出机中混炼，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为30～48，且至少包括一个侧喂加料口，侧喂加料口的位置在七区，将预处理后的特殊效果颜料从侧喂加料口加入，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度200-220℃，二区温度220-240℃，三区温度230-250℃，四区温度230-250℃，五区温度220-240℃，六区温度210-230℃，七区温度200-220℃，八区温度220-240℃，九区温度230-250℃，十区温度230-250℃，机头温度230℃-250℃，螺杆转速为300-500r/min，停留时间2-3min，得到反应产物。
10.如权利要求9所述耐寒的汽车内饰用金属质感免喷涂PC/ABS合金，其特征在于，所述无水乙醇：氨水：活性助剂的体积比为(10～40)：(0.1～0.8)：(0.2～0.8)；
所述缓慢滴加的速率为0.1mL/min；所述高温煅烧处理为以6℃/h的速率升温至350-450℃，保温1～2小时。
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