CN112210182B - 一种户外使用的asa复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种户外使用的ASA复合材料及其制备方法，包括：ASA胶粉、SAN树脂、增韧剂、稳定剂、自由基捕捉剂和其他助剂。本发明可以有效解决ASA浸水老化后水平燃烧性能劣化的问题，使ASA材料可以长期在户外使用，阻燃性能可以长期保持，填补了市场空白，拓展ASA材料的应用场景，满足市场需求。

Description

一种户外使用的ASA复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种户外使用的ASA复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)是一种耐候性工程塑料，与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)的结构相似，保留了ABS树脂优良的机械物理性能。常用的ASA树脂是通过引入包含双键的丙烯酸丁酯橡胶替代丁二烯橡胶，从而使得只有波长小于300nm的光才会对其起到老化的影响，因此耐光老化性能有大幅提升，比ABS高出数倍，被广泛应用于建材、汽车外饰件、电子电气工程外饰件、户外用品、体育器材等领域。
ASA材料和ABS材料一样，可以满足UL94 HB等级阻燃要求，适用于户外使用的园林工具外壳的安规要求；然而，ASA材料浸水后，其水平燃烧性能会大幅下降，水平燃烧速度迅速加快，变成无法满足UL94 HB等级阻燃要求，继续使用会存在安全隐患。目前，针对ASA材料耐候性能改善的研发，即使是户外应用，主要的研究方向都集中在耐光老化性能的提升，针对性的改善浸水老化后的水平燃烧性能还未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种户外使用的ASA复合材料及其制备方法，该复合材料可以有效解决ASA浸水老化后水平燃烧性能劣化的问题，使ASA材料可以长期在户外使用，阻燃性能可以长期保持，填补了市场空白，拓展ASA材料的应用场景，满足市场需求。
本发明提供了一种户外使用的ASA复合材料，按重量百分比，包括如下组分：
Figure GDA0004129010570000011
所述ASA胶粉中丙烯酸酯的重量百分比为30-80％；ASA胶粉的重均分子量为20万-40万，粒径为0.2-0.8μm。
所述SAN树脂中丙烯腈的重量百分比为18-38％；SAN树脂的重均分子量为15万-60万。
所述增韧剂为二甲基硅氧烷橡胶，重均分子量为10万-50万，硅含量为60-95％。
所述稳定剂为紫外线吸收剂或光稳定剂。
所述紫外线吸收剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂中的至少一种。
所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
所述自由基捕捉剂为活性氧化镁、活性氧化铝、活性氧化锌、活性氧化锰、活性氧化钙、活性二氧化硅中的至少一种。
所述其他助剂为抗氧剂、润滑剂、着色剂中的至少一种。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂。
所述润滑剂为酰胺类润滑剂、硬脂酸盐类润滑剂、酯类润滑剂、硅酮类润滑剂中的至少一种。
所述着色剂为颜料型着色剂、染料型着色剂中的至少一种。
本发明还提供了一种户外使用的ASA复合材料的制备方法，包括：
按配比，将原料混合后投入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各段的温度为180-220℃，螺杆转速围为200-800转/分钟，最后水冷、拉条、切粒得到ASA复合材料。
所述原料混合中混合机转速为1000-2000转/分钟，混合时间为5-10min。
本发明可用于户外使用的高耐候要求的电器设备部件，也可用于有高耐候要求的其他户外应用部件和制品。
有益效果
本发明可以有效解决ASA浸水老化后水平燃烧性能劣化的问题，使ASA材料可以长期在户外使用，阻燃性能可以长期保持，填补了市场空白，拓展ASA材料的应用场景，满足市场需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例和对比例中所用原料如下：
A：基体树脂：
A-1：ASA胶粉，A600N，UMG；
A-2：SAN树脂，310TR，韩国锦湖；
将A-2和A-1按照1:9-4:6的比例进行混合，作为基体树脂；
B：增韧剂，硅橡胶，SS005，三菱丽阳；
C：稳定剂：
C-1：二苯甲酮，CHISORB BP-3，中国台湾双键；
C-2：苯并三唑，CHISORB P，中国台湾双键；
C-3：低分子量受阻胺，CHISORB 770，中国台湾双键；
C-4：高分子量受阻胺，CHISORB 944，中国台湾双键；
D：自由基捕捉剂：
D-1：活性氧化镁，RA-150，ICL-IP；
D-2：活性二氧化硅，N20，瓦克；
其他助剂：
E-1：受阻酚抗氧剂，CHINOX 1010，中国台湾双键；
E-2：亚磷酸酯抗氧剂，CHINOX 168，中国台湾双键；
E-3：润滑剂，EBS HI-LUBE，韩国信元；
E-4：着色剂，RCL-69，美礼联。
制备方法：按配方分别称取物料，投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，按照设定的工艺，包括挤出机各段的温度设定范围为180-220℃，具体生产时挤出机各区采用本领域常规使用的温度、螺杆转速设定范围为200-800转/分钟，通过同向双螺杆挤出机进行熔融共混后，水冷、拉条、切粒。
评价方法：用实验室固定条件的高温水煮老化来加速模拟实际使用过程中的浸水老化；
样品处理：将0.5mm、1.5mm、3.0mm厚度的标准燃烧样条放置在70℃水浴锅中处理168小时后取出，于23±2℃，50±5％湿度条件下调节14天后测试水平燃烧性能；
样品测试：UL94 HB等级燃烧测试方法；
数据记录：水平燃烧速度，mm/s。
表1实施例和对比例组分配比和实验结果
Figure GDA0004129010570000041
从实施例1-5和对比例1-6的水平燃烧速率数据可以看出，本发明可以有效的改善ASA材料的水平燃烧性能以及水煮老化对水平燃烧性能的劣化作用，样品老化前的水平燃烧速度有所放缓，水煮老化处理后，材料的水平燃烧速度的劣化速度也明显放缓，样品水煮老化前后都可以达到UL94 HB等级(3.0mm HB40；3.0mm以下，HB75)。对比例1-6老化前，可以达到3.0mm HB40，1.5mm HB75，0.5mm不能达到HB75等级；老化后，所有样品都不能达到UL94HB等级的要求。

Claims (6)

1.一种户外使用的ASA复合材料，其特征在于：按重量百分比，包括如下组分：
ASA胶粉 40%-89%；
SAN树脂 8%-36%；
增韧剂 1%-10%；
稳定剂 1%-10%；
自由基捕捉剂 0.5%-10%；
其他助剂 0.5%-5%；其中，所述自由基捕捉剂为活性氧化镁、活性氧化铝、活性氧化锌、活性氧化锰、活性氧化钙、活性二氧化硅中的至少一种；所述稳定剂为紫外线吸收剂或光稳定剂；所述紫外线吸收剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂中的至少一种；光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述增韧剂为二甲基硅氧烷橡胶，重均分子量为10万-50万，硅含量为60-95%。
2.根据权利要求1所述的ASA复合材料，其特征在于：所述ASA胶粉中丙烯酸酯的重量百分比为30-80%；ASA胶粉的重均分子量为20万-40万，粒径为0.2-0.8μm。
3.根据权利要求1所述的ASA复合材料，其特征在于：所述SAN树脂中丙烯腈的重量百分比为18-38%；SAN树脂的重均分子量为15万-60万。
4.根据权利要求1所述的ASA复合材料，其特征在于：所述其他助剂为抗氧剂、润滑剂、着色剂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的ASA复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂；所述润滑剂为酰胺类润滑剂、硬脂酸盐类润滑剂、酯类润滑剂、硅酮类润滑剂中的至少一种；所述着色剂为颜料型着色剂、染料型着色剂中的至少一种。
6.一种如权利要求1所述的户外使用的ASA复合材料的制备方法，包括：
按配比，将原料混合后投入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机各段的温度为180-220℃，螺杆转速范围为200-800转/分钟，最后水冷、拉条、切粒得到ASA复合材料。
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