CN112341750A - 一种高黑度哑光asa复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供了一种高黑度哑光ASA复合材料及其制备方法和应用，包含以下按质量百分数计的组分：ASA粉5～36％；ABS树脂5～82.1％；AS树脂10～56.1％；哑光剂1～5％；高黑度色粉0.1～1％；抗氧剂0.3～1％；加工助剂0.1～1％；所述的高黑度色粉为无机黑色粉和有机黑色粉的复配物；所述复配物中无机黑色粉与有机黑色粉的质量比为(10‑30)：(21‑120)。本发明创造所述的ASA复合材料黑度值可控制在低于26.2的范围内。

Description

一种高黑度哑光ASA复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明创造属于ASA材料技术领域，尤其是涉及一种高黑度哑光ASA复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)及其衍生物(AES，ASA等)是一种综合性能优良的工程塑料，冲击强度高，尺寸稳定性好，耐磨且易于成型加工，被广泛应用于汽车配件、家用电器、办公设备、仪器仪表、交通运输、建筑材料、日用器具及包装材料等领域。
ASA材料光泽度尚可，但应用在交通运输领域(如汽车内饰、低速出行行业等)往往需要实现有消光效果的表面。为避免阳光照射反射对驾驶员产生视觉干扰以及减轻驾驶员的视觉疲劳，从而达到安全舒适的驾驶目的，一般都进行消光或哑光处理，尽可能地降低内饰件的表面光泽。哑光效果的材料可帮助驾驶员缓解视觉疲劳，提高驾驶安全性。
目前制品的哑光效果主要通过以下途径来实现：(1)喷涂哑光漆：但喷涂哑光漆会大幅提高内饰件加工成本并造成环境污染；(2)表面皮纹化处理：通过模具的表面处理，使注塑制件的表面具有凹凸不平的纹理结构，从而有效的降低光泽。但后续应用过程中，由于磨损易使制件表面的纹理结构丢失从而导致光泽回升；(3)添加无机填料：在材料中添加大粒径的无机填料虽然可以显著降低材料的光泽度，但会导致材料冲击强度与流动性的大幅下降；(4)添加反应性树脂：如添加PS-g-GMA、SAN-g-GMA等具有反应活性的树脂，通过其中的环氧基团与体系中的羧基、羟基等活性基团发生交联反应从而达到消光的目的。但交联反应往往会使挤出机口模处的熔体条发生明显的熔体胀大现象，进而使后续的切粒以及在树脂中的分散变得困难。并且交联反应的稳定性往往很难控制，极易导致制品表面粗糙程度不均匀以及不同批次间产品哑光度的波动大。
另外、ASA材料的黑度通常相对较低，在黑度要求更高的制件使用时，就不能达到使用要求。增加ASA材料黑度直接有效的办法是增加炭黑色粉的量，但是炭黑色粉添加量较大时，由于炭黑粒子之间存在吸引力(偶极、氢键和静电力)，所以很容易发生团聚，在注塑成型中团聚的颗粒就表现为凹凸不平的麻点。满足不了制品对外观的要求。
所以，上述这些技术方案往往存在如物理机械性能波动较大、黑度不足、外观不良、成本较高等缺陷，这些缺陷大大的限制了材料广泛应用。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出了一种高黑度哑光ASA复合材料及其制备方法和应用。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种高黑度哑光ASA复合材料，包含以下按质量百分数计的组分：
Figure BDA0002804439830000031
所述的高黑度色粉为无机黑色粉和有机黑色粉的复配物；所述复配物中无机黑色粉与有机黑色粉的质量比为(10-30)：(21-120)；优选的，无机黑色粉与有机黑色粉的质量比为(8-12)：(37-55)。
优选的，所述的无机黑色粉为高色素炭黑；所述有机黑色粉为有机绿色粉、有机红色粉、有机蓝色粉和有机黄色粉的复合物，其中有机绿色粉、有机红色粉、有机蓝色粉与有机黄色粉的质量比为(5-40)：(10-60)：(5-15)：(1-5)，优选为(7-12)：(20-30)：(8-10)：(2-3)。
优选的，所述有机绿色粉为酞菁绿、蒽醌绿中的一种或混合物，有机红色粉为偶氮红、蒽醌红、酞菁红、喹吖啶酮红、萘环酮红、氨基酮红中的一种或混合物，有机蓝色粉为群青蓝、酞菁蓝、蒽醌蓝中的一种或混合物，有机黄色粉为偶氮黄、喹酞酮黄、异吲哚啉酮黄中的一种或混合物。
优选的，所述高色素炭黑的粒径为10～14nm。
优选的，所述的ABS树脂为本体法制备而得的ABS，橡胶含量在40～70％，橡胶粒径为200～2000nm，优选粒径在200～400nm。优选的，所述ABS树脂选用高桥石化的ABS 275或ABS 8391，更优选为ABS 8391。
橡胶的粒径对ABS树脂的光泽度影响较大，一般橡胶粒径越大，光泽度越低。本体法聚合的ABS树脂的橡胶粒径较大，所以其表面光泽度较低。本发明通过使用本体聚合的，含有较大橡胶颗粒的ABS树脂来达到降低复合材料光泽的目的。但是橡胶粒径越大，其形变能力也更大，所以在注塑成型加工和着色时也更容易产生局部发白，流痕，熔接线等缺陷。优先粒径在200～400nm的本体法ABS8391，兼顾外观和光泽的平衡。
本发明的复合材料中加入AS树脂一方面是降低复合材料的成本、另外一方面AS树脂为透明树脂，体系中加入AS树脂，可以使复合材料更容易染黑。
所述的哑光剂为SAN交联聚合物。通过控制哑光剂的添加量可以调节材料的哑光效果，哑光度均匀细腻，批次稳定性高。也不会影响聚合物基材的塑化性能和物理性能。
优选地，所述的抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类的至少一种。
优选地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种。
所述的加工助剂为硬脂酸胺类润滑剂、白矿油和硅油中的至少一种。
优选地，所述的硬脂酸胺类润滑剂指乙烯基双硬脂酰胺(EBS)。
本发明所述力学性能好、高黑度、哑光的ASA复合材料还可包含耐候剂、润滑剂等其他助剂。
本发明还提供了一种上述高黑度哑光的ASA复合材料的制备方法，包含以下具体步骤：
将ASA树脂、ABS树脂、AS树脂、哑光剂、高黑度色粉、抗氧剂和加工助剂按配比加入高速混合机中混合均匀，经喂料器喂入挤出机中，混炼、熔融挤出、拉条、冷却、切粒，得到力学性能好、高黑度、哑光的ASA复合材料。
优选地，所述的挤出机为双螺杆挤出机。
优选地，所述的熔融的温度为140～250℃。
本发明还提供一种上述高黑度哑光的ASA复合材料在电器元件、家电、汽车工业、包装材料和仪器仪表中的应用。
相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
(1)本发明的高黑度哑光ASA复合材料在添加哑光剂和高黑度色粉后也不影响复合材料的力学性能、力学性能优异；
(2)本发明的高黑度哑光ASA复合材料具有高黑度的特点，材料的黑度值可控制在低于26.2的范围内；
(3)本发明的高黑度哑光ASA复合材料外观哑光且哑光感均匀，可广泛适用于各领域。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明创造。
本发明制备组合物所用到的仪器设备有：
热塑性塑料阻燃改性所用的双螺杆挤出机是由南京瑞亚高聚物装备有限公司生产的SHJ-30。
热塑性塑料测试样条采用的注塑机是由浙江海天注塑机有限公司生产的B-920型。
实施例1-4
按照表1的原料配方将ASA粉、本体法ABS树脂、AS树脂、哑光剂、色粉、助剂按配比在高速混合机充分混合10-60分钟；将上述混合物经过精密计量的送料装置输送到双螺杆挤出机中，挤出机的各段螺杆温度控制在180～230℃之间，双螺杆挤出机的长径比为25～40，螺杆转速为200-800转/分钟，在螺杆的剪切、混炼及输送下，物料得以充分熔化、复合，再经过挤出造粒、干燥得到ASA复合物；将ASA复合物加入到注塑机中加工成所需样条，所述注塑条件为：料筒温度190-240℃，模具温度60～70℃，注塑压力6-10MPa。
对比例1-3
按照表1的原料配方将ASA粉、ABS树脂、AS树脂、哑光剂、色粉、助剂按配比在高速混合机充分混合10-60分钟；将上述混合物经过精密计量的送料装置输送到双螺杆挤出机中，挤出机的各段螺杆温度控制在180～230℃之间，双螺杆挤出机的长径比为25～40，螺杆转速为200-800转/分钟，在螺杆的剪切、混炼及输送下，物料得以充分熔化、复合，再经过挤出造粒、干燥得到ASA复合物；将ASA复合物加入到注塑机中加工成所需样条，所述注塑条件为：料筒温度190-240℃，模具温度60～70℃，注塑压力6-10MPa。
对比例4-6的制备方法和配比同实施例1，区别在于高黑度色粉的配比。
实施例与对比例中各组份的具体配比件表1。
表1 实施例与对比例中各组份的具体配比
Figure BDA0002804439830000071
实施例1-5以及对比例4-6中高黑度色粉的配比见表2。实施例1-5以及对比例4、6中的高色素炭黑的粒径选用10-14nm的高色素炭黑，有绿色粉选用蒽醌绿，有机红色粉选用萘环酮红，有机蓝色粉选用蒽醌蓝，有机黄色粉选用喹酞酮黄。
表2 高黑度色粉的具体配比(g/100kg)
Figure BDA0002804439830000081
将实施例1-5和对比例1-6得到的组合物采用ISO标准测试其相关性能，测试结果见表3。
表3性能测试数据
Figure BDA0002804439830000082
注：哑光度值-0分表示亮光、分数越大，表面越哑、10分最哑。
由实施例1-5可见，在ASA粉中添加本体法ABS，加入AS树脂，加入哑光剂，并且将高色素炭黑分散在有机黑色色粉(有机黑色色粉由有机绿色粉、有机红色粉、有机蓝色粉和有机黄色粉复合而成)中，制备的复合物力学性能优异，其黑度值L可达到低于26.13，哑光效果良好。
本发明制备得到力学性能好、高黑度、哑光的ASA复合材料，该复合材料既有良好的力学性能，其产品表面又具有高黑度、哑光的效果。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高黑度哑光ASA复合材料，其特征在于：包含以下按质量百分数计的组分：
Figure FDA0002804439820000011
所述的高黑度色粉为无机黑色粉和有机黑色粉的复配物；所述复配物中无机黑色粉与有机黑色粉的质量比为(10-30)：(21-120)；优选的，无机黑色粉与有机黑色粉的质量比为(8-12)：(37-55)。
2.根据权利要求1所述的高黑度哑光ASA复合材料，其特征在于：所述的无机黑色粉为高色素炭黑；所述有机黑色粉为有机绿色粉、有机红色粉、有机蓝色粉和有机黄色粉的复合物，其中有机绿色粉、有机红色粉、有机蓝色粉与有机黄色粉的质量比为(5-40)：(10-60)：(5-15)：(1-5)，优选为(7-12)：(20-30)：(8-10)：(2-3)。
3.根据权利要求1所述的高黑度哑光ASA复合材料，其特征在于：所述有机绿色粉为酞菁绿、蒽醌绿中的一种或混合物，有机红色粉为偶氮红、蒽醌红、酞菁红、喹吖啶酮红、萘环酮红、氨基酮红中的一种或混合物，有机蓝色粉为群青蓝、酞菁蓝、蒽醌蓝中的一种或混合物，有机黄色粉为偶氮黄、喹酞酮黄、异吲哚啉酮黄中的一种或混合物。
4.根据权利要求1所述的高黑度哑光ASA复合材料，其特征在于：所述高色素炭黑的粒径为10～14nm。
5.根据权利要求1所述的高黑度哑光ASA复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂为本体法制备而得的ABS，橡胶含量在40～70％，橡胶粒径为200～2000nm，优选粒径在200～400nm；优选的，所述ABS树脂选用高桥石化的ABS 275或ABS 8391，更优选为ABS 8391。
6.根据权利要求1所述的高黑度哑光ASA复合材料，其特征在于：所述的哑光剂为SAN交联聚合物。
7.根据权利要求1所述的高黑度哑光ASA复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类的至少一种；优选地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高黑度哑光ASA复合材料，其特征在于：所述的加工助剂为硬脂酸胺类润滑剂、白矿油和硅油中的至少一种；优选的，所述的硬脂酸胺类润滑剂指乙烯基双硬脂酰胺(EBS)。
9.权利要求1-8任一所述的高黑度哑光的ASA复合材料的制备方法，其特征在于：包含以下具体步骤：
将ASA树脂、ABS树脂、AS树脂、哑光剂、高黑度色粉、抗氧剂和加工助剂按配比加入高速混合机中混合均匀，经喂料器喂入挤出机中，混炼、熔融挤出、拉条、冷却、切粒，得到力学性能好、高黑度、哑光的ASA复合材料；优选地，所述的挤出机为双螺杆挤出机；优选地，所述的熔融的温度为140～250℃。
10.一种权利要求1-9任一所述的ASA复合材料在制作电器元件、家电、汽车工业、包装材料或仪器仪表中的应用。
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