CN112457602B - 一种超黑亮高光泽耐划伤abs复合物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种超黑亮高光泽耐划伤abs复合物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明创造提供了一种超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物及其制备方法和应用,包含以下按质量百分数计的组分:AS 12‑54%;高胶粉15‑20%;PMMA 20‑60%;MABS 5‑20%;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(5‑30):(21‑106)。本发明创造所述的ABS复合物具有高黑度的特点,材料的黑度值(L值)可控制在<26.2的范围内。
Description
技术领域
本发明创造属于ABS材料技术领域,尤其是涉及一种超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物及其制备方法和应用。
背景技术
ABS(Acrylonitrile butadiene Styrene)树脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的综合性能极佳的三元共聚物。ABS树脂因能表现三种组分的协同性能,所以具有流动性好、坚韧、耐低温冲击性好、耐蠕变性好、尺寸稳定性好、成型收缩率小、光泽度佳、成型性优良等优异性能,被广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品、电子器件、汽车工业等广大领域,成为备受各大企业及研究机构青睐的主流塑料原料。
随着人们对高品质生活的追求,高贵典雅、稳重大气的外观越来越成为吸引消费者的重要手段之一,同时在大型薄壳产品行业,尤其是家电行业,对产品的光泽度、通透性、耐划伤及色泽等提出了更高的要求。
目前主要通过塑件喷涂油漆的方式来实现高黑高亮及耐划伤的效果。众多塑件喷涂一般由二-三道工艺组成,一道或二道工艺用以喷涂漆膜厚度为15-25μm的高黑度(L值25-26)的黑色底漆,实现部件的高黑度并遮盖制件表面的银丝、起皮、发泡等表观损伤;进一步第二或第三道工艺喷涂15-25μm的光亮透明漆,满足内饰件光亮的表面需求。然而,喷漆一方面会大幅提高塑件的加工成本,另外喷涂过程中带来的VOC释放量增加、造成环境污染。
目前的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;能直接替代喷漆效果的超黑亮高光泽耐划伤ABS材料尚未见报道。
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,提出超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物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:
一种超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,包含以下按质量百分数计的组分:
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(5-30):(21-106);优选的,无机黑色粉与有机黑色粉的质量比为(8-12):(44-79)。
优选的,所述的无机黑色粉为高色素炭黑,优选的,高色素炭黑的粒径为10~14nm;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(5-20):(10-50):(5-30):(1-6),优选为(7-15):(20-40):(15-20):(2-4)。
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,所述的AS树脂为重均分子量为6-12W的低AN含量的树脂,其AN含量<21%。
优选的,所述高胶粉为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,其中胶含量在58~65wt%;其粒径小于500nm。
高胶粉的加入主要起到增韧的作用,保证复合物具有优异的抗冲击性能;高胶粉的粒径大小也直接影响到复合物的光泽度大小,使用小于500nm粒径的高胶粉进行增韧,复合物具有良好的力学及光泽度效果;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,乳液法ABS树脂的橡胶粒径小。本发明中使用AS复配高胶粉的方案,通过调整高胶粉的粒径大小和含量,可以调配出不同性能不同光泽度效果的ABS材料。
优选的,所述的PMMA在220℃/10KG时的熔体流动速率为15-35g/10min,铅笔硬度为2H。
PMMA一方面赋予复合物良好的耐划伤性、另外、复合物中加入PMMA,更易被染黑。
优选的,所述MABS的透光率>80%,悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2。
MABS可以在AS、高胶粉、PMMA三相体系中起到相容剂的作用,增强界面间的相容性能;另外,MABS的加入,进一步可以促进复合物具有更低的黑度值。
优选的,所述的抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类的至少一种。
优选的,所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种。
优选的,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)。
本发明所述力学性能好、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物还可包含耐候剂、润滑剂等其他助剂。
本发明还提供了一种上述力学性能好、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物的制备方法,包含以下具体步骤:
将AS、高胶粉、PMMA、MABS、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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
优选的,所述的挤出机优选单螺杆挤出机。
优选的,所述的熔融是在140-250℃下熔融。
本发明还提供一种上述力学性能好、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物在制作电器元件、家电、汽车工业、包装材料或仪器仪表中的应用。
本发明的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物采用有机绿色粉、有机红色粉、有机蓝色粉和有机黄色粉复合而成的有机黑色色粉,并且将高色素炭黑分散在有机黑色色粉中,可以使复合物达到高黑度的效果。通过选用低AN含量的AS树脂、调整高胶粉的粒径大小和含量,保证光泽度和力学性能的良好平衡;并且在体系中引入透明的PMMA和MABS,在赋予材料良好耐划伤性能的同时,还可以使复合体系更易被染黑。
相对于现有技术,本发明创造具有以下优势:
(1)本发明的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物具有高黑度的特点,材料的黑度值(L值)最低可控制在<26.2的范围内;
(2)本发明的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物具有光泽度高、耐划伤性能优异的特点;
(3)本发明的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物可在各领域中广泛替代喷漆产品,环保,减少环境危害。
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。
实施例1:一种力学性能好、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物的制备,包括如下步骤:
把20wt%的PMMA、54wt%的AS、15wt%的高胶粉、10wt%的MABS、0.2wt%的高黑度色粉、0.1wt%的抗氧剂1010、0.2wt%的抗氧剂168和0.5wt%的加工助剂(EBS)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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度150~200℃,二区温度190~240℃,三区温度190~240℃,四区温度190~240℃,五区温度190~250℃,六区温度190~260℃,七区温度190~250℃,八区温度200~240℃,九区温度200~240℃,主机转速250~360转/分钟。
实施例2:一种力学性能好、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物的制备,包括如下步骤:
把30wt%的PMMA、42wt%的AS、17wt%的高胶粉、10wt%的MABS、0.2wt%的高黑度色粉、0.1wt%的抗氧剂1010、0.2wt%的抗氧剂168和0.5wt%的加工助剂(EBS)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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度150~200℃,二区温度190~240℃,三区温度190~240℃,四区温度190~240℃,五区温度190~250℃,六区温度190~260℃,七区温度190~250℃,八区温度200~240℃,九区温度200~240℃,主机转速250~360转/分钟。
实施例3:一种力学性能好、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物的制备,包括如下步骤:
把45wt%的PMMA、24wt%的AS、20wt%的高胶粉、10wt%的MABS、0.2wt%的高黑度色粉、0.1wt%的抗氧剂1010、0.2wt%的抗氧剂168和0.5wt%的加工助剂(EBS)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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度150~200℃,二区温度190~240℃,三区温度190~240℃,四区温度190~240℃,五区温度190~250℃,六区温度190~260℃,七区温度190~250℃,八区温度200~240℃,九区温度200~240℃,主机转速250~360转/分钟。
实施例4:一种力学性能好、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物的制备,包括如下步骤:
把60wt%的PMMA、12wt%的AS、17wt%的高胶粉、10wt%的MABS、0.2wt%的高黑度色粉、0.1wt%的抗氧剂1010、0.2wt%的抗氧剂168和0.5wt%的加工助剂(EBS)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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度150~200℃,二区温度190~240℃,三区温度190~240℃,四区温度190~240℃,五区温度190~250℃,六区温度190~260℃,七区温度190~250℃,八区温度200~240℃,九区温度200~240℃,主机转速250~360转/分钟。
实施例5:一种力学性能好、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物的制备,包括如下步骤:
把60wt%的PMMA、12wt%的AS、17wt%的高胶粉、10wt%的MABS、0.2wt%的高黑度色粉、0.1wt%的抗氧剂1010、0.2wt%的抗氧剂168和0.5wt%的加工助剂(EBS)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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度150~200℃,二区温度190~240℃,三区温度190~240℃,四区温度190~240℃,五区温度190~250℃,六区温度190~260℃,七区温度190~250℃,八区温度200~240℃,九区温度200~240℃,主机转速250~360转/分钟。
对比例1:一种ABS复合物的制备,包括如下步骤:
把20wt%的PMMA、54wt%的AS(高AN含量、AN含量为28%)、15wt%的高胶粉、10wt%的MABS、0.2wt%的高黑度色粉、0.1wt%的抗氧剂1010、0.2wt%的抗氧剂168和0.5wt%的加工助剂(EBS)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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度150~200℃,二区温度190~240℃,三区温度190~240℃,四区温度190~240℃,五区温度190~250℃,六区温度190~260℃,七区温度190~250℃,八区温度200~240℃,九区温度200~240℃,主机转速250~360转/分钟。
对比例2
一种ABS复合物的制备,包括如下步骤:
把30wt%的PMMA、42wt%的AS、17wt%的高胶粉、10wt%的MABS、0.2wt%的无机黑色粉、0.1wt%的抗氧剂1010、0.2wt%的抗氧剂168和0.5wt%的加工助剂(EBS)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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度150~200℃,二区温度190~240℃,三区温度190~240℃,四区温度190~240℃,五区温度190~250℃,六区温度190~260℃,七区温度190~250℃,八区温度200~240℃,九区温度200~240℃,主机转速250~360转/分钟。
对比例3
把45wt%的PMMA、24wt%的AS、20wt%的高胶粉、10wt%的MABS、0.2wt%的有机黑色粉、0.1wt%的抗氧剂1010、0.2wt%的抗氧剂168和0.5wt%的加工助剂(EBS)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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度150~200℃,二区温度190~240℃,三区温度190~240℃,四区温度190~240℃,五区温度190~250℃,六区温度190~260℃,七区温度190~250℃,八区温度200~240℃,九区温度200~240℃,主机转速250~360转/分钟。
对比例4
将对比例2的复合物进行注塑,然后进行油漆喷涂。
实施例1-4以及对比例1-3中高黑度色粉的配比见表1,表1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1高黑度色粉的具体配比(g/100kg)
对实施例1-4、对比例1-4制备得到的ABS复合材料进行性能测试,把ABS复合材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条再进行测试,测试结果见表2。
表2 ABS复合物的性能指标
注:(1)黑度值,L值越小,代表材料越黑;(2)光泽度值越大,材料越光亮;(3)ΔL(十字划格)/ΔE(十字划格),数值越小,材料的耐划伤性能越好。
由表1可知:(1)对比例4为制品喷黑色高光油漆的效果,可以看到实施例1-4其外观、光泽度、硬度、耐划伤性能均能和油漆喷涂项目媲美。(2)实施例1使用的低AN含量的树脂(AN含量20%);对比例1使用的是高AN含量的AS树脂(AN含量28%),可以看到,AN含量低,其和PMMA的折光指数越接近,复合材料的光泽度更高,黑度值更黑。(3)对比例2与实施例2相比、使用的是无机黑色粉、复合物的光泽度和黑度值均不理想、达不到替代喷漆产品的效果;(4)对比例3和实施例3相比,使用的是有机黑色粉,可以看到,虽然其黑度值/光泽度/耐划伤性能上也有较好的效果,但是耐候性能很差,满足不了户外使用不变色的要求。
综上所述,本发明的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物通过AS复配小粒径的高胶粉方案,选用低AN含量的AS树脂,并且在体系中引入透明的PMMA和MABS,在赋予材料良好光泽度及耐划伤性能的同时,还可以使复合体系更易被染黑;并且通过使用无机色色粉分散在有机黑色粉的复合色粉配方,制备得到超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
本发明的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物具有高黑度的特点,材料的黑度值(L值)可控制在<26.2的范围内,在保证比例的情况下,所得的复合物的黑度值可降低至不大于25.5的范围内;本发明的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物具有光泽度高、耐划伤性能优异的特点;本发明的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物可在各领域中广泛替代喷漆产品,环保,减少环境危害。
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 (16)
1.一种超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:包含以下按质量百分数计的组分:
AS: 12-54%;
高胶粉: 15-20%;
PMMA: 20-60%;
MABS: 5-20 %;
高黑度色粉: 0.1-1%;
抗氧剂: 0.3-1%;
加工助剂: 0.1-1 %;
所述的AS树脂中AN含量<21%;
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(5-30):(21-106);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(5-20):(10-50):(5-30):(1-6)。
2.根据权利要求1所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:所述无机黑色粉与有机黑色粉的质量比为(8-12):(44-79)。
3.根据权利要求1所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:所述高色素炭黑的粒径为10~14nm。
4.根据权利要求1所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:所述有机绿色粉、有机红色粉、有机蓝色粉与有机黄色粉的质量比为(7-15):(20-40):(15-20):(2-4)。
5.根据权利要求1所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,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。
6.根据权利要求1所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:所述的AS树脂为重均分子量为 6-12W的低AN含量的树脂。
7.根据权利要求1所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:所述高胶粉为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,其中胶含量在58~65wt%;其粒径小于500nm。
8.根据权利要求1所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:所述的PMMA在220℃/10KG时的熔体流动速率为15-35g/10min,铅笔硬度为2H。
9.根据权利要求1所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:所述MABS的透光率>80%,悬臂梁缺口冲击强度>10 kJ/m2。
10.根据权利要求1所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,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;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。
11.根据权利要求10所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物,其特征在于:所述的硬脂酸胺类润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺。
13.权利要求1-12任一所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物制备方法,其特征在于:包含以下具体步骤:
将AS、高胶粉、PMMA、MABS、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、超黑、高光泽、耐划伤ABS复合物。
14.根据权利要求13所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物制备方法,其特征在于:所述的挤出机为单螺杆挤出机。
15.根据权利要求13所述的超黑亮高光泽耐划伤ABS复合物制备方法,其特征在于:所述的熔融是在140-250℃下熔融。
16.一种权利要求1-12任一所述的ABS复合物在制作电器元件、家电、汽车工业、包装材料或仪器仪表中的应用。
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