CN112480585A - 一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用asa复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料及其制备方法，按以下重量百分比计的原料配制而成：丙烯腈‑苯乙烯共聚物41％～86％；丙烯酸‑苯乙烯‑丙烯酸酯接枝共聚物10％～60％；据悉氟乙烯微粉3％～40％；相容剂2％～8％；空心玻璃微珠1％～25％：偶联剂：0.3％～5％；抗氧剂0.2％～1％；光稳定剂0.2％～1％。将其中空心玻璃微珠分成3等份，其中1/3与以上其他原料置于高速搅拌机中搅拌5～10分钟，转速为500～1800转/分钟，得到预混料；再将预混料置于双螺杆挤出机中，另外的两等份空心玻璃微珠分别从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，再经过熔融挤出，造粒。这类轻量化、耐磨、免喷涂降噪音ASA复合材料可以用于立柱、格栅、饰条，防刮条等等汽车内外饰塑料件。

Description

一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料及其制备 方法

技术领域

本发明涉及一种ASA树脂复合材料，具体为一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料及其制备方法，属于聚合物改性和加工技术领域。

背景技术

ASA树脂也成为AAS树脂，它是由丙烯腈(Acrylonitrile)，苯乙烯(Styrene)和丙烯酸酯(Acrylate)共聚得到的一种三元共聚物，AS是一种由丙烯腈(Acrylonitrile)和苯乙烯(Styrene)共聚得到的一种二元共聚物。ASA原料具有优异的产品特性，尤其是其出色的抗紫外线能力，通过适当的改性就能经受住长期的暴晒，且其力学性能基本不发生降低，它们不会像典型的ABS(甚至是添加了紫外线稳定剂的ABS)那样出现灰化现象，因此汽车厂家直接将ASA材料制品作为外露的内外饰件。ASA在用作汽车内饰件和其它零件匹配时，容易产生异响，这引起了消费者的抱怨。国内外众多主流主机厂都开始对低噪音材料开始进行关注和研究，因此开发低噪音材料将来必然是车用改性所料的必然趋势。

目前消费者除了关注制品物理性能之外，对外观的追求也越来越高。而喷涂和电镀因为生产工艺复杂、生产周期长、环境不友好、不可循环利用等最后导致喷涂件综合成本高，通常会使制件的成本提高1-2倍。免喷涂技术是近几年新兴的一种技术，是指采用带有特殊效果颜料的树脂通过直接注塑成型使制品具有金属光泽、珠光、闪烁珠光等特殊效果的一项技术。免喷涂材料制件生产效率、对环境友好，采用免喷涂技术获得的制件可100％回收再利用，不产生对环境有毒有害的气体、粉尘等污染物质，而且容易成型、成本低。最为近几年发展起来的新材料越来越受到客户的青睐，也逐渐被市场认可。

轻量化是汽车材料永恒不变的话题和研究方向，轻量化是汽车尤其是新能源汽车能增加续航里程、缩短制动距离和提升启动速度的手段、更是节能减排的有效方式；在改性塑料中添加空心玻璃微球，不仅具有增强的作用，还具有减重的效果，同时其中空的特殊结构使得材料具有降噪的效果。

本发明是通过在丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物树脂中添加具有金属颜料效果的树脂、聚四氟乙烯(聚四氟乙烯是一种工程塑料，它不仅具有优良的机械性能，耐腐蚀性、还具有良好的耐磨性、自润滑性能)和空心玻璃微珠，制备出了一种新型的兼备环保免喷涂、降、噪耐磨的ASA复合材料，同时实现轻量化的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供轻量化、耐磨、免喷涂降噪ASA复合材料及其制备方法，以解决现有技术的上述问题。

本发明的目的主要通过以下技术方案来实现：

一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料，按以下重量百分比计的原料制备而成：

所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物的熔体流动速率在10～60g/10min(220℃×10kg)。

所述的丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物以重量百分比计丙烯酸酯橡胶含量在40％～80％。

所述的聚四氟乙烯为微粉状，分子量一般在3万～20万，平均粒径＜30μm。

所述的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)。

所述的空心玻璃微珠的粒径为5～40μm；

所述金属颜料的形态为球状、玉米片状或者银元状；金属颜料粒径为16～120μm。

所述的偶联剂为氨基硅烷偶联剂；

所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010与抗氧剂619F复配物、抗氧剂1076与抗氧剂619F复配物中的一种。

所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂中的一种或几种。

上述轻质、耐磨、汽车用低噪音ASA复合材料及其制备方法，其特征在于：其步骤为：

(1)将丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物和聚酰胺在100℃～120℃下干燥8小时以上，相容剂在70℃-100℃下干燥2～4小时；

(2)空心玻璃微珠按比例称取1/3、其余各原料按照配方比例称取，称取后放入高速混合机中，常温下搅拌5～10分钟；

(3)将各组分充分混匀后投入到双螺杆挤出机的主喂料口中，再将另外2/3份的空心玻璃微珠分为两等分，分别从两个侧喂料口加入到主机筒中，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述ASA复合材料。

所述的双螺杆挤出机为双侧喂料螺杆挤出机，其中一个侧喂料口位于距离出料口1/5～3/5位置处，另外一个侧喂料口位于距离出料口3/5～4/5的位置处。

该技术与现有技术相比，本发明的优点在于以下几个方面：

1、本发明通过在丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物树脂中添加聚四氟乙烯微粉，使制备的ASA复合材料具有耐磨和自润滑的效果；

2、本发明配方添加了空心玻璃微珠，增强ASA强度的同时还能降低了ASA复合材料的密度，达到了轻量化和减重的目的；

3、本文通过添加特殊的金属颜料效果的填料，使制件具备金属外观的效果同时，ASA复合材料生产周期短，注塑工艺简单易于加工，综合成本低，可回收利用对环境友好。

4、本发明中的具备自润滑耐磨功能的聚四氟乙烯微粉和空心玻璃微珠的特殊空心结构具备协同作用，使得制备的ASA复合材料具有一定的耐磨降噪性能；

5、本发明采用双侧喂料的方式添加空心玻璃微珠填料，减少在熔融挤出过程中螺杆剪切力对空心玻璃微珠破坏，同时还可以提高玻璃微珠在树脂中的分散性，使得制备的复合材料综合性能性能更优异，更稳定；

具体实施方式

为了使本方法要解决的技术问题、技术方案及有益效果表述的更加清楚，下面将结合具体的实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的具体实施例选用下列物料：

丙烯腈-苯乙烯共聚物1：苯领公司，DN89产品，熔指为10～20g/10min(220℃×10KG)；

丙烯腈-苯乙烯共聚物2：苯领公司，DN59产品，熔指为10～20g/10min(220℃×10KG)；

丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物：美国GE公司，960A产品，其中胶含量为60％

聚四氟乙烯微粉：苏威公司，PTFE F5AEX，D50粒径为13μm；

相容剂：南京银新化工有限公司，苯乙烯-马来酸酐共聚物SMA-218HF。

空心玻璃微珠：3M公司，S60产品，D50粒径为30μm。

金属颜料：德国爱卡，银元型铝粉颜料，平均粒径16μm

硅烷偶联剂：为南京奥诚化工有限公司，氨基硅烷偶联剂KH792，化学名称为N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，是一种双官能团硅烷。

抗氧剂为：CIBA公司，1010产品，化学名为：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

光稳定剂：CIBA公司，UV-770产品，化学名称为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，是一类受阻胺光稳定剂。

将丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物和聚酰胺在100℃～120℃下干燥8小时以上，相容剂在70℃-100℃下干燥2～4小时；空心玻璃微珠按比例称取1/3、其余各原料按照配方比例称取，称取后放入高速混合机中，常温下搅拌5～10分钟；将各组分充分混匀后投入到双螺杆挤出机的主喂料口中，再将另外2/3份的空心玻璃微珠分为两等分，分别从两个侧喂料口加入到主机筒中，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述ASA复合材料。

产品性能测试方法：

密度：按ISO 1183方法，样条尺寸：10*10*4mm。

拉伸性能：按ISO 527方法，样条尺寸：170*10*4mm，拉伸速度:50mm/min。

屈服伸长率：：按ISO 527方法，样条尺寸：170*10*4mm，拉伸速度:50mm/min。

弯曲性能：按ISO 178方法，样条尺寸：80*10*4mm，试验速度2mm/min，跨距64mm。

缺口冲击强度：按ISO 179方法，样条尺寸：80*10*4mm，缺口深度为试样宽度的1/3。

噪音危险值RPN评价，按照德国汽车工业协会标准进行测试，采用的是Ziegler生产的SSP-02粘滑振动标准试验机，载荷为10N，速度10mm/s，这种方法是模拟两个零部件可能产生噪音的风险，RPN值越小，产生噪音的风险越小，分为10级，0～3级表示噪音发生概率低，4-5级表示噪音发生风险中等，大于6级表示噪音发生风险高。

将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥2h后在230℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50％RH),放置24h进行状态调节后进行测试，以上测试结果见表2。

表1实施例1～5及对比例1～2配方(wt％)

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1	对比例2
								DN89	36	18	6	26	11	76
DN59	30	48	50	20	35		21
								960A	15	10	10	25	20	10	60
PTFE微粉	5	5	5	10	15	5	0
								相容剂	3	3	3	3	3	3	3
空心玻璃微珠	5	10	20	10	10	0	10
								金属颜料	2	2	2	2	2	2	2
偶联剂	3	3	3	3	3	3	3
								抗氧剂	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
光稳定剂	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5

表2实施例1～5及对比例1～2测试结果

从实施例1～5与对比例1、2的对比可以看出，本发明所制备的ASA复合材料具有较低的密度和较好的机械性能，在自润滑功能的聚酰胺和空心玻璃微珠协同作用下，这种轻质ASA复合材料还具有作用耐磨和降噪的功能性，聚四氟乙烯微粉含量和空心玻璃微珠含量的增加有助于材料的降噪效果。其在汽车内外饰外具有优异的金属质感，同时在轻量化和降噪方面具有很大的利用价值，一种轻质、耐磨、汽车用低噪音ASA复合材料可以用于汽车立柱、格栅、饰条，防刮条等等汽车内外饰塑料件。

本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，除了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所附权利要求书的范围之内。

Claims (10)

1.一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料，其特征在于：按以下重量百分比计的原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料，其特征在于：所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物的熔体流动速率在220℃×10kg条件下为10～60g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料，其特征在于：所述的丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物以重量百分比计丙烯酸酯橡胶含量在40％～80％。

4.根据权利要求1所述的一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料，其特征在于：所述的聚四氟乙烯为微粉状，分子量一般在3万～20万，平均粒径＜30μm。

5.根据权利要求1所述的一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料，其特征在于：所述的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)。

6.根据权利要求1所述的一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料，其特征在于：所述的空心玻璃微珠的粒径为5～40μm。

7.根据权利要求1所述的一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料，其特征在于：所述金属颜料的形态为球状、玉米片状或者银元状；金属颜料粒径为16～120μm。

8.根据权利要求1所述的一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为氨基硅烷偶联剂；

所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010与抗氧剂619F复配物、抗氧剂1076与抗氧剂619F复配物中的一种；

所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂中的一种或几种。

9.根据权利要求1-8任意之一所述轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料的制备方法，其特征在于：其步骤为：

(1)将丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物和聚酰胺在100℃～120℃下干燥8小时以上，相容剂在70℃-100℃下干燥2～4小时；

(2)空心玻璃微珠按比例称取1/3、其余各原料按照配方比例称取，称取后放入高速混合机中，常温下搅拌5～10分钟；

(3)将各组分充分混匀后投入到双螺杆挤出机的主喂料口中，再将另外2/3份的空心玻璃微珠分为两等分，分别从两个侧喂料口加入到主机筒中，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述ASA复合材料。

10.根据权利要求9所述的轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用ASA复合材料的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机为双侧喂料螺杆挤出机，其中一个侧喂料口位于距离出料口1/5～3/5位置处，另外一个侧喂料口位于距离出料口3/5～4/5的位置处。