CN114525010B - 一种abs组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ABS组合物及其制备方法与应用。本发明ABS组合物包括以下重量份的组分：ABS树脂30～85份，ABS高胶粉10～30份，PC树脂0～50份，PMMA树脂0～20份，相容剂2～10份，功能助剂0～1.5份，色粉0.05～1份，珠光0.6～6份，铝颜料0.3～3份其中珠光包含蓝色珠光、红色珠光中的至少一种。本发明ABS组合物不需要喷涂，即能获得表面光泽度在84以上、闪烁效果分级在6级以上的外观，适用于制备汽车、电动车、自行车、家电等的塑料件。

Description

一种ABS组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于塑料领域，涉及一种ABS组合物及其制备方法与应用。
背景技术
ABS树脂是在PS(聚苯乙烯)树脂改性的基础上，发展得到的丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三元共聚物，同时具有三种单体的性能。ABS树脂成粒状或粉状，密度为1.02～1.08g/cm3，无毒、无味，机械性能优良。ABS树脂的冲击韧性相比PS树脂可提高3～5倍，尽管其冲击韧性对缺口有敏感性，但该敏感性却小于其他许多塑料。另外，ABS树脂的刚度、硬度以及疲劳强度都非常好。综合以上优点，ABS树脂的应用领域十分广泛。
目前主要采用喷涂工艺以使ABS材料获得闪烁的外观，但喷涂会对环境造成污染，闪烁层次也不够丰富，因此有必要开发一种免喷涂的高光泽多层次闪烁的ABS材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种ABS组合物及其制备方法与应用，旨在使ABS材料通过免喷涂的方式获得高光泽多层次闪烁的外观。
为实现上述目的，第一方面本发明提供了一种ABS组合物，包括以下重量份的组分：ABS树脂30～85份，ABS高胶粉10～30份，PC树脂5～50份，PMMA树脂0～20份，相容剂2～10份，功能助剂0～1.5份，色粉0.05～1份，珠光0.6～6份，铝颜料0.3～3份；所述珠光包含蓝色珠光、红色珠光中的至少一种。
添加ABS高胶粉、PC树脂、PMMA树脂等能提高ABS材料的光泽度；添加珠光和铝颜料能使ABS材料外观产生闪烁的效果，当珠光包含蓝色珠光、红色珠光中的至少一种时，能使ABS材料表面具有多层次的闪烁效果。所述ABS组合物通过在各组分合理配比的作用下，使得产品的表面光泽度和闪烁效果能够达到一个平衡，同时取得优异的表面光泽度和闪烁效果分级，具体的，表面光泽度在84以上，闪烁效果分级在6级以上。
优选地，所述ABS组合物包括以下重量份的组分：ABS树脂50～80份，ABS高胶粉10～20份，PC树脂10～30份，PMMA树脂5～15份，相容剂5～8份，功能助剂0～1.5份，色粉0.05～1份，珠光0.6～6份，铝颜料0.3～3份。所述ABS组合物在各组分共同作用下，表面光泽度更高。
优选地，所述珠光包含蓝色珠光和红色珠光；所述ABS组合物中，蓝色珠光为0.3～3重量份，红色珠光为0.3～3重量份。当所述ABS组合物同时含有特定用量的蓝色珠光和红色珠光时，闪烁效果处于7级以上。
ABS树脂、ABS高胶粉、PC树脂和PMMA树脂的熔体流动速率可根据ASTMD-D1238-2010测定，下同。优选地，所述ABS组合物具备如下特征中的至少一种：所述ABS树脂在200℃、21.6kg下的熔体流动速率为20-70g/10min，所述ABS高胶粉在200℃、21.6kg下的熔体流动速率为10-30g/10min，所述PC树脂在300℃、2.16kg下的熔体流动速率为6-35g/10min，所述PMMA树脂在200℃、10kg下的熔体流动速率为8-30g/10min。当ABS树脂、ABS高胶粉、PC树脂、PMMA树脂的熔体流动速率在该范围内时，所得ABS组合物易于加工，且注塑时不会产生流痕。
优选地，所述ABS树脂在200℃、21.6kg下的熔体流动速率为35-50g/10min，所述ABS高胶粉在200℃、21.6kg下的熔体流动速率为18-25g/10min，所述PC树脂在300℃、2.16kg下的熔体流动速率为15-25g/10min，所述PMMA树脂在200℃、10kg下的熔体流动速率为16-25g/10min，以使所得ABS组合物具有更高的表面光泽度和更高的闪烁效果分级。
优选地，所述ABS组合物具备如下特征中的至少一种：
(a)所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
(b)所述功能助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的至少一种。
优选地，所述色粉为钛白粉、炭黑、其他颜色色粉中的至少一种。
优选地，所述珠光D50粒径在10～350μm范围内。
优选地，所述铝颜料为片状铝颜料，D50粒径在10～100μm范围内。
优选地，所述抗氧剂包括酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
优选地，所述光稳定剂包括UV770，UV329中的至少一种。
优选地，所述润滑剂包括乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)。
第二方面，本发明提供了所述ABS组合物的制备方法，其包括以下步骤：将ABS树脂、ABS高胶粉、PC树脂、PMMA树脂、相容剂、功能助剂以及色粉混合均匀后从挤出机的主喂料口加入，将珠光和铝颜料混合均匀后从挤出机的侧喂料口加入，熔融挤出，冷却造粒，即得所述ABS组合物。所述制备方法将ABS树脂、ABS高胶粉、PC树脂、PMMA树脂、相容剂、功能助剂以及色粉从主喂料口加入，将珠光和铝颜料从侧喂料口加入，相比将各原料同时从主喂料口加入，获得的ABS组合物的闪烁效果层次更丰富，闪烁效果等级更高，而且表面光泽度也更高。
优选地，所述熔融挤出的温度为160～255℃。熔融挤出温度太低，会导塑化不良，闪烁效果较差；熔融挤出温度太高，会导致ABS分解，使制件发黄并且严重影响制件的表面光泽。
优选地，所述熔融挤出的工艺条件为：第一区温度80-160℃，第二区温度210-245℃，第三区温度210-245℃，第四区温度210-245℃，第五区温度210-245℃，第六区温度210-245℃，第七区温度210-245℃，第八区温度210-245℃，第九区温度210-245℃，第十区温度210～255℃，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为36～44：1。
第三方面，本发明提供了所述ABS组合物在制备汽车、电动车、自行车或家电塑料件中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过添加ABS高胶粉、PC树脂、PMMA树脂、色粉等以提高ABS材料的光泽度；通过添加珠光和铝颜料以使ABS材料外观产生闪烁的效果，制得的ABS组合物不需要喷涂，即能获得表面光泽度在84以上、闪烁效果分级在6级以上的外观，适用于制备汽车、电动车、自行车、家电等的塑料件。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
各实施例和对比例中所用的原料如下：
ABS树脂1：ABS 3504，上海高桥，熔体流动速率(200℃、21.6kg)为20g/10min；
ABS树脂2：ABS D-120A，中国台湾奇美，熔体流动速率(200℃、21.6kg)为35g/10min；
ABS树脂3：ABS PA-757，中国台湾奇美，熔体流动速率(200℃、21.6kg)为42g/10min；
ABS树脂4：ABS 750NSW，韩国锦湖，熔体流动速率(200℃、21.6kg)为50g/10min；
ABS树脂5：ABS HP181，韩国LG，熔体流动速率(200℃、21.6kg)为70g/10min；
ABS高胶粉1：EB-168,山东颐工，熔体流动速率(200℃、21.6kg)为10g/10min；
ABS高胶粉2：HR181，韩国锦湖，熔体流动速率(200℃、21.6kg)为23g/10min；
ABS高胶粉3：DPT802，日本三养，熔体流动速率(200℃、21.6kg)为30g/10min；
PC树脂1：PC A2600，中国台湾台化，熔体流动速率(200℃、10kg)为6g/10min；
PC树脂2：PC A2200，中国台湾台化，熔体流动速率(200℃、10kg)为15g/10min；
PC树脂3：PC A1900，中国台湾台化，熔体流动速率(200℃、10kg)为20g/10min；
PC树脂4：PC A1700，中国台湾台化，熔体流动速率(200℃、10kg)为25g/10min；
PC树脂5:PC A1500，熔体流动速率(200℃、10kg)为35g/10min；
PMMA树脂1：PMMA CM-201，中国台湾奇美，熔体流动速率(200℃、10kg)为8g/10min；
PMMA树脂2：PMMA CM-211，中国台湾奇美，熔体流动速率(200℃、10kg)为16g/10min；
PMMA树脂3：PMMA IR D30,日本三菱，熔体流动速率(200℃、10kg)为20g/10min；
PMMA树脂4：PMMA 1800,美国安特普，熔体流动速率(200℃、10kg)为25g/10min；
PMMA树脂5：PMMA MG888,上海泾奇，熔体流动速率(200℃、10kg)为30g/10min；
苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物：SAG-008，市售，平行的实施例和对比例中使用同一市售产品；
光稳定剂：UV770，市购所得，平行的实施例和对比例中均为同种；
抗氧剂：抗氧剂1076和抗氧剂168按照质量比1:1添加，市购所得，平行的实施例和对比例中均为同种；
润滑剂：EBS B50，市购所得，平行的实施例和对比例中均为同种；
色粉：钛白粉，市购所得，平行的实施例和对比例中均为同种；
白色珠光：超闪水晶白，东莞奇博化工QB-6183，D50粒径60-300μm；
蓝色珠光：水晶干涉蓝，东莞奇博化工QB-6625，D50粒径50-250μm；
红色珠光：闪亮干涉金，东莞奇博化工QB-249，D50粒径10-100μm；
铝颜料：片状银条，安徽旭阳M-10020，平均粒径100μm。
上述ABS树脂、ABS高胶粉、PC树脂和PMMA树脂的熔体流动速率均根据ASTMD-D1238-2010测定。
实施例1～22与对比例1～7
实施例1～22和对比例1～7分别提供了一种ABS组合物，这些ABS组合物的组成见表1-3，制备方法相同，具体为：将ABS树脂、高胶粉、PC树脂，PMMA树脂、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂以及色粉混合均匀后从主喂料口加入到双螺杆挤出机，将珠光和铝颜料混合均匀后从侧喂料口加入到该双螺杆挤出机(螺杆直径为40mm，长径比L/D＝40，侧喂料口位于第五温区)的螺筒中，螺筒各段控制温度(从加料口至机头出口)分别为160℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、245℃，双螺杆转速为400r/min，挤出料条经过水槽冷却后切粒，即得相应ABS组合物。
表1
Figure GDA0003607954660000061
Figure GDA0003607954660000071
表2
Figure GDA0003607954660000072
Figure GDA0003607954660000081
表3
Figure GDA0003607954660000082
Figure GDA0003607954660000091
对比例8
对比例8提供了一种ABS组合物，其组成同实施例3，制备方法包括以下步骤：将ABS树脂、高胶粉、PC树脂，PMMA树脂、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂以及色粉混合均匀后从主喂料口加入到双螺杆挤出机，将珠光和铝颜料混合均匀后从侧喂料口加入到该双螺杆挤出机(螺杆直径为40mm，长径比L/D＝40，侧喂料口位于第五温区)的螺筒中，螺筒各段控制温度(从加料口至机头出口)分别为120℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃，双螺杆转速为400r/min，挤出料条经过水槽冷却后切粒，即得ABS组合物。
对比例9
对比例9提供了一种ABS组合物，其组成同实施例3，制备方法包括以下步骤：将ABS树脂、高胶粉、PC树脂，PMMA树脂、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂以及色粉混合均匀后从主喂料口加入到双螺杆挤出机，将珠光和铝颜料混合均匀后从侧喂料口加入到该双螺杆挤出机(螺杆直径为40mm，长径比L/D＝40，侧喂料口位于第五温区)的螺筒中，螺筒各段控制温度(从加料口至机头出口)分别为160℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃，双螺杆转速为400r/min，挤出料条经过水槽冷却后切粒，即得ABS组合物。
对比例10
对比例10提供了一种ABS组合物，其组成同实施例3，制备方法包括以下步骤：将ABS树脂、高胶粉、PC树脂，PMMA树脂、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂、色粉、珠光和铝颜料混合均匀后从主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为40mm，长径比L/D＝40)，螺筒各段控制温度(从加料口至机头出口)分别为160℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、245℃，双螺杆转速为400r/min，挤出料条经过水槽冷却后切粒，即得ABS组合物。
效果例
采用如下测试方法测定各实施例和对比例的ABS组合物的性能：
表面光泽度：把料粒用高光模具注塑成150mm*150mm*3mm的方板，使用光泽度仪对方板高光面进行测试(测试角度60°)，测试时保持室内光线、温度、湿度等条件基本恒定，在样件表面选择三个不同位置测定，结果取平均值；
特殊闪烁效果：采用灯箱中D65光源下，从方板45℃角方向观察方板表面，对观测到的特殊闪烁效果按照1-8级评定，其中1级为基本或者完全无闪烁效果；2级为轻微的明暗闪烁效果；3级无序杂乱且毫无美感的明暗闪烁效果；4级为单调的明暗闪烁效果；5级为有单一的彩色闪烁效果；6级为一种彩色+明暗闪烁的效果；7级为有不明显的多彩闪烁效果；8级为有明显的彩色闪烁效果且颜色层次分明。
测试结果见表4。
表4
Figure GDA0003607954660000101
Figure GDA0003607954660000111
由表3可知，本发明ABS组合物表面光泽度在84以上，闪烁效果分级在6级以上。ABS树脂、ABS高胶粉、PC树脂、PMMA树脂和相容剂的用量在本发明范围外，如对比例1和对比例2，会导致所得ABS组合物的光泽度显著下降；不添加珠光和铝颜料，或添加量太少，如对比例3～4，会导致闪烁效果较差；珠光和铝颜料添加量过多，如对比例5，会导致表面光泽度显著下降；不添加色粉，如对比例6，会导致没有色粉提供底色予以衬托，而使表面光泽度显著下降。ABS组合物在制备过程中的熔融挤出温度太低，如对比例7，会导致塑化不良，闪烁效果显著变差；熔融挤出温度太高，如对比例8，会导致表面光泽度显著下降；将珠光和铝颜料同其他原料一同从主喂料口加入，会导致闪烁效果显著变差。
另外，各实施例ABS组合物注塑得到的150mm*150mm*3mm方板，都没有流痕。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种ABS组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：ABS树脂30~85份，ABS高胶粉10~30份，PC树脂5~50份，PMMA树脂0~20份，相容剂2~10份，功能助剂0~1.5份，色粉0.05~1份，珠光0.6~6份，铝颜料0.3~3份；所述珠光包含蓝色珠光和红色珠光；
所述ABS组合物中，蓝色珠光为0.3~3重量份，红色珠光为0.3~3重量份；
所述ABS组合物的制备方法包括以下步骤：将ABS树脂、ABS高胶粉、PC树脂、PMMA树脂、相容剂、功能助剂以及色粉混合均匀后从挤出机的主喂料口加入，将珠光和铝颜料混合均匀后从挤出机的侧喂料口加入，熔融挤出，冷却造粒，即得所述ABS组合物；所述熔融挤出的温度为160~255℃。
2.如权利要求1所述的ABS组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：ABS树脂50~80份，ABS高胶粉10~20份，PC树脂10~30份，PMMA树脂5~15份，相容剂5~8份，功能助剂0~1.5份，色粉0.05~1份，珠光0.6~6份，铝颜料0.3~3份。
3.如权利要求1所述的ABS组合物，其特征在于，具备如下特征中的至少一种：所述ABS树脂在200℃、21.6kg下的熔体流动速率为20-70g/10min，所述ABS高胶粉在200℃、21.6kg下的熔体流动速率为10-30g/10min，所述PC树脂在300℃、2.16kg下的熔体流动速率为6-35g/10min，所述PMMA树脂在200℃、10kg下的熔体流动速率为8-30g/10min。
4.如权利要求3所述的ABS组合物，其特征在于，所述ABS树脂在200℃、21.6kg下的熔体流动速率为35-50g/10min，所述ABS高胶粉在200℃、21.6kg下的熔体流动速率为18-25g/10min，所述PC树脂在300℃、2.16kg下的熔体流动速率为15-25g/10min，所述PMMA树脂在200℃、10kg下的熔体流动速率为16-25g/10min。
5.如权利要求1所述的ABS组合物，其特征在于，具备如下特征中的至少一种：
（a）所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
（b）所述功能助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的至少一种。
6.如权利要求1所述的ABS组合物，其特征在于，所述熔融挤出的工艺条件为：第一区温度80-160℃，第二区温度210-245℃，第三区温度210-245℃，第四区温度210-245℃，第五区温度210-245℃，第六区温度210-245℃，第七区温度210-245℃，第八区温度210-245℃，第九区温度210-245℃，第十区温度210~255℃，主机转速250-600转/分钟；挤出机的长径比为36~44：1。
7.如权利要求1~6任一项所述的ABS组合物在制备汽车、电动车、自行车或家电塑料件中的应用。
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