CN114292473A - 一种高耐候高透明asa材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高耐候高透明ASA材料及其制备方法，其组成成分的重量配比为：苯乙烯‑丙烯腈预聚物20～70份，丙烯腈‑苯乙烯‑丙烯酸酯共聚物高胶粉10～70份，丙烯酸酯类增韧剂10～70份，抗氧化剂0.5～0.8份，分散助剂1～1.5份，硅酮粉0.5～0.9份，相容剂1～5份，紫外光吸收剂0.5～1.2份，抗紫外剂0.5～1.2份，着色剂若干。本发明的高耐候高透明材料既保持了ASA类材料良好的加工性、力学性能、耐化学品性和耐候性，又克服了ASA材料不透明性引起的颜色单调、着色成本高和高浓度颜色无法实现等缺陷，还可以拓展ASA材料的应用范围。
Description
本申请是申请日为2018年01月24日、申请号为201810068171.6、发明名称为《一种高耐候高透明ASA材料及其制备方法》的分案申请。
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高耐候高透明材料及其制备方法。
背景技术
目前市售ASA为不透明材料，在日益增长的个性化装饰中越来越不能满足广大市场的需求。随着建材行业的发展和国家节能减排政策的推出，门窗、地板、屋面瓦的塑料化和彩色化是必然的一种趋势，替代金属、天然石材和实木的趋势也是确定的。
我们以实木的常见替代品类——塑木(WPC)为例，塑木可以给消费者带来实木地板的亲和性感觉，但是其存在褪色严重、易膨胀变形和寿命短等缺陷，这就要求研究人员提供一种能有效解决建材色彩和性能的方法，使其既有天然木材的色彩和纹理，又可以为基材提供持久保护，对于前者，PVC、PE、PET、PMMA等均可以通过印刷的方法予以实现，但不能有效保护WPC类基材的持久耐用性能。
ASA类材料的结构中没有双键等不稳定基团，分子结构稳定，具有优异的耐候性能，同时ASA材料具有很好的力学性能；ASA的溶解度参数δ为9.6～9.8，与PVC的溶解度参数9.5～9.7非常接近，理论分析二者相容性很好，在复合过程中界面层有很好的浸润效果，表层ASA的附着力可以达到极值；另外ASA附带的高冲击性能可以很好的改善PVC材料的不足，ASA材料的着色效果类似于ABS，可以制作各色亮丽的颜色，以满足广大消费者的需要。如果采用较高分子量丙烯酸酯聚合物和ASA共混，因两者对光的折射率不同，可以轻松地制出较低光泽的产品，从而控制光污染。这些优势是ASA类材料特有的，但是因市售ASA中丙烯酸酯、苯乙烯和丙烯腈三者的折光率相差较大，造成材料的透光率很低，着色成本大幅度提升，且因低透光率无法满足印刷类花纹的生产。基于此，我们迫切需要开发一种既有市售ASA耐候性能，又能满足印刷需求的透明ASA材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高耐候高透明ASA材料及其制备方法，本发明的高耐候高透明材料既保持了ASA类材料良好的加工性、力学性能、耐化学品性和耐候性，又克服了ASA材料不透明性引起的颜色单调、着色成本高和高浓度颜色无法实现等缺陷，还可以拓展ASA材料的应用范围。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高耐候高透明ASA材料，由以下组分按照重量份数组成：苯乙烯-丙烯腈预聚物20～70份，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物高胶粉10～70份，丙烯酸酯类增韧剂10～70份，抗氧化剂0.5～0.8份，分散助剂1～1.5份，硅酮粉0.5～0.9份，相容剂1～5份，紫外光吸收剂0.5～1.2份，着色剂0～10份；
所述苯乙烯-丙烯腈预聚物折光率为1.57～1.575；
所述丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物高胶粉中的苯乙烯含量≥25％，丙烯酸酯含量≥30％；
所述丙烯酸酯类增韧剂的折光率为1.57～1.58；
所述着色剂为耐候5级、耐光8级的无机颜料和有机颜料中的一种或任意比例的两种；
所述丙烯酸酯类增韧剂是21308XP和M210按照质量比1～5:1的混合物；
所述分散助剂为氧化聚乙烯蜡和季戊四醇硬脂酸脂按重量比3:2混合的共混物；
所述紫外光吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑和双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯按照重量比4:3的混合物。
优选的，所述丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物高胶粉是XC500、A600N、VLZ、960A和SX-006中的一种或任意比例的混合物；
优选的，所述抗氧化剂为亚磷酸酯；
优选的，所述相容剂是马来酸酐-苯乙烯共聚物SMA，马来酸酐的含量≥10％。
优选的，所述丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物高胶粉是VLZ、SX-006和960A中的一种或任意比例的两种以上；
优选的，所述丙烯酸酯类增韧剂是21308XP和M210按照质量比3:1的混合物；
优选的，所述抗氧化剂是四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按照质量比3:2的混合物。
本发明还提供了所述高耐候高透明ASA材料的制备方法，包括以下步骤：
A)准备材料：选取所需物料，并控制物料水分≤0.05％；
B)制备混合物：将苯乙烯-丙烯腈预聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物高胶粉、丙烯酸酯类增韧剂、相容剂、分散助剂、硅酮粉按比例混合后，放入高速混料机中在转速为150r/min条件下搅拌10～50分钟，得混合物；
C)制备高耐候高透明ASA材料：将抗氧剂、着色剂和紫外光吸收剂按比例加入上述混合物中，继续搅拌10～15分钟后，放入螺杆主喂料的釜中，设置挤出温度为120～240℃，开启中强剪切螺杆机，待设备运行稳定后，开启主螺杆和喂料马达，根据设备的配置，调整螺杆转速为满载转速的75％～85％，电流控制在满载电流的75％～80％，在真空度大于等于0.06MPa条件下，进入冷却水槽降温，冷却水温度为60～70℃，挤出造粒，得高耐候高透明ASA颗粒。
本发明具有以下有益技术效果：
本发明的高耐候高透明ASA材料既保持了ASA良好的加工性、力学性能、耐化学品性和耐候性，又克服了ASA材料不透明性引起的颜色单调、着色成本高和高浓度颜色无法实现等缺陷，还可以大大拓展ASA材料的应用范围，比如印刷木纹，仿金属，石头纹等常规ASA无法应用的领域。
具体实施方式
实施例1
材料准备：苯乙烯-丙烯腈(SAN)预聚物50份，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)高胶粉SX-006 15份，丙烯酸酯类增韧剂(MA)21308XP 35份，2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯混合物0.5份，氧化聚乙烯蜡和季戊四醇硬脂酸脂按重量比3:2混合的共混物1份，硅酮粉0.9份，相容剂SMA 23110 5份，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑1.2份，双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯1.2份，酞菁蓝1份。
挤出成型：
A)准备材料：各种混合物按比例调配，并控制水分≤0.05％；
B)制备混合物：将SAN、ASA高胶粉、MA增韧剂、相容剂、分散助剂、硅酮粉按比例混合后，放入高速混料机中在转速为150r/min条件下，搅拌15分钟，得混合物；
C)制备高耐候高透明ASA材料：将抗氧剂、着色剂和紫外光吸收剂比例加入上述混合物中，继续在转速为150r/min条件下搅拌25分钟后，将该混合物放入螺杆主喂料的釜中；
设置120、160、200、220、235、235、235、235、225的挤出温度，用中强剪切螺杆，待稳定后，开启主螺杆和喂料马达，以φ65机为例，螺杆转速为420r/min～460r/min，电流控制在满载电流的75％～80％，130A～150A，真空度大于等于0.06MPa，水温控制60～70℃，挤出造粒，得到蓝色粒子。
实施例2
材料准备：苯乙烯-丙烯腈(SAN)预聚物35份，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)高胶粉960A和丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)高胶粉按照质量比1:1的混合物10份，丙烯酸酯类增韧剂(MA)MA210和丙烯酸酯类增韧剂(MA)21308按照质量比1:1的混合物55份，2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按照质量比3:1的混合物0.6份，氧化聚乙烯蜡和季戊四醇硬脂酸脂按重量比3:2混合的共混物1份，硅酮粉0.9份，相容剂SMA 231105份，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑1.2份，双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯1.2份，P.R 254红1.5份。
挤出成型：
A)准备材料：各种混合物按比例调配，并控制水分≤0.05％；
B)制备混合物：将SAN、ASA高胶粉、MA增韧剂、相容剂、分散助剂、硅酮粉按比例混合后，放入高速混料机中在转速为150r/min条件下搅拌25分钟，得混合物；
C)制备高耐候高透明ASA材料：将抗氧剂、着色剂和紫外光吸收剂比例加入上述混合物中，继续在转速为150r/min条件下搅拌15分钟后，将该混合物放入螺杆主喂料的釜中；
设置120、160、200、220、235、235、235、235、225的挤出温度，用中强剪切螺杆，待稳定后，开启主螺杆和喂料马达，以φ52机为例，主机转速控制在320r/min～350r/min，电流为满载电流的75％～80％，120A～140A，真空度大于等于0.06MPa，水温控制60～70℃，挤出造粒，得到红色粒子。
实施例3
材料准备：苯乙烯-丙烯腈(SAN)预聚物70份，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)高胶粉A600N 10份，丙烯酸酯类增韧剂(MA)21308XP 20份，抗氧化剂2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按照质量比2:1的混合物0.9份，氧化聚乙烯蜡和季戊四醇硬脂酸脂按重量比3:2混合的共混物1.2份，硅酮粉0.5份，相容剂SMA 231102份，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑0.8份，双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯1份。
挤出成型：
A)准备材料：各种混合物按比例调配，并控制水分≤0.05％；
B)制备混合物：将SAN、ASA高胶粉、MA增韧剂、相容剂、分散助剂、硅酮粉按比例混合后，放入高速混料机中在转速为150r/min条件下搅拌25分钟，得混合物；
C)制备高耐候高透明ASA材料：将抗氧剂、着色剂和紫外光吸收剂比例加入上述混合物中，继续在转速为150r/min条件下搅拌15分钟后，将该混合物放入螺杆主喂料的釜中；
设置120、180、220、240、245、245、245、245、235的挤出温度，用中强剪切螺杆，待稳定后，开启主螺杆和喂料马达，以φ35机为例，主机转速控制在300r/min～320r/min，电流控制在满载电流75％～80％，20A～24A，真空度大于等于0.06MPa，水温控制60～70℃，挤出造粒，得到本色粒子。
下面结合实验数据进一步说明本发明的有益效果：
以上对比数据为市售牌号平行对比，试验材料色差测量方法为测色仪标准白板+0.1mm厚度色片。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (4)
1.一种高耐候高透明ASA材料，其特征在于：由以下组分按照重量份数组成：苯乙烯-丙烯腈预聚物20～70份，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物高胶粉10～70份，丙烯酸酯类增韧剂10～70份，抗氧化剂0.5～0.8份，分散助剂1～1.5份，硅酮粉0.5～0.9份，相容剂1～5份，紫外光吸收剂0.5～1.2份，着色剂0～10份；
所述苯乙烯-丙烯腈预聚物折光率为1.57～1.575；
所述丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物高胶粉中苯乙烯含量≥25％，丙烯酸酯含量≥30％；
所述丙烯酸酯类增韧剂折光率为1.58；
所述着色剂为耐候5级、耐光8级的无机颜料和有机颜料中的一种或任意比例的两种；
所述丙烯酸酯类增韧剂是21308XP和M210按照质量比1～5:1的混合物；
所述分散助剂为氧化聚乙烯蜡和季戊四醇硬脂酸脂按重量比3:2混合的共混物；
所述紫外光吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑和双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯按照重量比4:3的混合物。
2.如权利要求1所述高耐候高透明ASA材料，其特征在于：
所述丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物高胶粉是XC500、A600N、VLZ、960A和SX-006中的一种或任意比例的混合物；
所述抗氧化剂为亚磷酸酯；
所述相容剂是马来酸酐-苯乙烯共聚物SMA，马来酸酐的含量≥10％。
3.如权利要求2所述高耐候高透明ASA材料，其特征在于：
所述丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物高胶粉是VLZ、SX-006和960A中的一种或任意比例的两种以上；
所述丙烯酸酯类增韧剂是21308XP和M210按照质量比3:1的混合物；
所述抗氧化剂是四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按照质量比3:2的共混物。
4.一种高耐候高透明ASA材料的制备方法，其特征在于：
A)准备材料：选取所需物料，并控制物料水分≤0.05％；
B)制备混合物：将苯乙烯-丙烯腈预聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)高胶粉、丙烯酸酯类增韧剂、相容剂、分散助剂、硅酮粉按比例混合后，放入高速混料机中在转速为150r/min条件下搅拌10～50分钟，得混合物；
C)制备高耐候高透明ASA材料：将抗氧剂、着色剂和紫外光吸收剂比例加入上述混合物中，继续搅拌10～15分钟后，放入螺杆主喂料的釜中，设置挤出温度为120～240℃，开启中强剪切螺杆机，待设备运行稳定后，开启主螺杆和喂料马达，根据设备的配置，调整螺杆转速为满载转速的75％～85％，电流控制在满载电流的75％～80％，真空度大于等于0.06MPa条件下，进入冷却水槽降温，冷却水温度为60～70℃，挤出造粒，得高耐候高透明ASA颗粒。
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