CN114806067A - 一种高透光率abs复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高透光率ABS复合材料及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。高透光率ABS复合材料按重量份数计，包括以下组分：ABS树脂55～80份；增韧剂10～45份；丙烯酸树脂10～40份；玻璃纤维5～30份；珠光颜料0～15份；加工助剂0～5份；其中，所述增韧剂的折光指数为1.6～1.8，所述玻璃纤维的折光指数为1.4～1.6。本发明的高透光率ABS复合材料的透光率可达到88.9％以上。

Description

一种高透光率ABS复合材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种高透光率ABS复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

ABS是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，其具有优良的综合物理和机械性能、尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工等性能。

ABS树脂的收缩率和热变形较大，为了防止ABS树脂的收缩和热变形，在ABS树脂中加入玻璃纤维制备成玻璃纤维增强ABS树脂能够具有更高的强度和良好的尺寸稳定性，已广泛应用于电视机、洗衣机、电动工具、风机扇叶等多个领域。

现有技术中常用的ABS树脂的透光率较差，而且玻璃纤维是半透明的结构，玻璃纤维加入到ABS树脂中形成的复合材料中后，会形成针状或者絮状的玻璃纤维结构，更难以将ABS复合材料的透光率进一步提高。

为了提高ABS树脂和玻璃纤维复合材料的透光率，现有技术公开了一种透明ABS组合物，其由透明ABS树脂、玻璃填料和甲基丙烯酸甲酯组成，最高可达88.8％的总透光率。然而，其透光率还有待于进一步提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有透明ABS的透光率无法进一步提高的缺陷和不足，提供一种高透光率ABS复合材料，通过ABS树脂、增韧剂、玻璃纤维和丙烯酸树脂的协同作用，大幅提升了ABS复合材料的透光率。

本发明的再一目的在于提供一种高透光率ABS复合材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种高透光率ABS复合材料在制备透明塑料制品中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种高透光率ABS复合材料，按重量份数计，包括以下组分：

其中，所述增韧剂的折光指数为1.6～1.8，所述玻璃纤维的折光指数为1.4～1.6。

其中需要说明的是：

本发明的高透光率ABS复合材料通过ABS树脂、增韧剂、丙烯酸树脂、玻璃纤维的优化协同作用即可实现ABS复合材料的高透光率。

本发明的高透光率ABS复合材料各组分的作用机理具体如下：

增韧剂的作用一方面为利用增韧剂中的橡胶提高ABS复合材料的韧性，增韧剂的含量与玻璃纤维的含量相匹配，实现最终复合材料刚性和韧性的平衡。增韧剂的折光指数和其他各组分的折光指数及其含量相匹配，实现最终材料的高透光率。

丙烯酸树脂的作用为改善最终ABS复合材料表面的透光率、光泽度以及硬度，而且丙烯酸树脂与ABS树脂的相容性较好，有利于提高最终复合材料的透光率。

玻璃纤维的折光指数在1.4～1.6的范围内，结合玻璃纤维的含量以及其他成分的含量和折光指数，能够提高最终ABS复合材料的透光率。

折光指数的测试方法为GB/T 39691-2020，测试条件为常温。

本发明通过各组分的自身的折射率以及各组分的含量相匹配，达到了与ABS基体树脂相近的折射率，从而提高了最终ABS复合材料的透光率。

为了实现ABS复合材料的珠光效果，在高透光率ABS复合材料中加入适当的珠光粉，能够使得ABS复合材料具有类似金属的漂亮外观和良好的质感，

优选地，所述高透光率ABS复合材料，按重量份数计，包括以下组分：

加工助剂为抗氧剂、润滑剂或分散剂中的一种或几种。

本发明的树脂基体为高透光率的ABS复合材料，再将珠光颜料加入到高透光率的ABS复合材料中，珠光颜料在高透光率基材中展现出更闪耀的光泽质感，使得最终材料具有优秀的珠光效果。

为了提高最终材料的珠光效果。

珠光颜料可以为银粉，银粉的平均粒径可以为10～250μm。

珠光颜料可以为珠光粉，珠光粉的平均粒径可以为50～1000μm。

为了进一步提高ABS复合材料的透光率并使材料具有较好的韧性，所述增韧剂与所述玻璃纤维的重量比为(2.0～2.7)：1。

为了进一步提高ABS复合材料的透光率，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物。

为了进一步提高ABS复合材料的透光率并使材料具有较好的韧性，优选地，所述增韧剂的平均粒径为50～200nm。

为了进一步提高ABS复合材料的透光率，优选地，所述玻璃纤维的平均直径为10～40μm。

为了进一步提高ABS复合材料的透光率，优选地，所述丙烯酸树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯或聚甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。

在实际应用中，为了使得复合材料具有较好的加工性能，优选地，所述ABS树脂的熔体质量流动速率为50～60g/10min，测试标准为ISO 1133-1-2011，测试条件为220℃、10kg。

在实际应用中，根据实际需求，还可以添加润滑剂和/或抗氧剂等加工助剂。

抗氧剂可选自受阻胺类、受阻酚类或亚磷酸酯类、杯芳烃类和硫代酯中的一种或几种的混合物。

润滑剂可选自酯类润滑剂。

抗氧剂可提升高透光率ABS复合材料的抗氧化效果，润滑剂可提升高透光率ABS复合材料的润滑效果。

本发明还保护上述高透光率ABS复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：将各组分混合均匀，通过双螺杆挤出机在160～230℃下熔融挤出、造粒，干燥后即得所述高透光率ABS复合材料。

本发明制备得到的高透光率ABS复合材料具有很好透光率，可以广泛应用于塑料制品的制备，本发明尤其保护所述高透光率ABS复合材料在制备透明塑料制品中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了一种高透光率ABS复合材料，其树脂基材包括ABS树脂、增韧剂、丙烯酸树脂、玻璃纤维、珠光颜料，通过ABS树脂、增韧剂、丙烯酸树脂、玻璃纤维的优化协同作用即可实现ABS复合材料的高透光率。

本发明的高透光率ABS复合材料的透光率可达到88.9％以上。

附图说明

图1是实施例1中复合材料的外观图。

图2为实施例5中复合材料的外观图。

图3为实施例6中复合材料的外观图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。

ABS树脂1为ABS树脂，熔体质量流动速率为56g/10min，国乔石油化学股份有限公司；

ABS树脂2为ABS树脂，熔体质量流动速率为26g/10min，北方华锦化学工业股份有限公司；

增韧剂1为甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物Q350，折光指数为1.7，粒径为150nm，安丘东海塑业有限公司；

增韧剂2为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物EM500，折光指数为1.8，粒径为500nm，LG化学有限公司；

增韧剂3为甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物Q500，折光指数为1.6，粒径为300nm，安丘东海塑业有限公司；

增韧剂4为丙烯酸酯-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物A600N，折光指数为1.52，粒径为500nm，广州润锋化工有限公司；

增韧剂5为ABS/苯乙烯共聚物HR181，折光指数为1.86，粒径为600nm，锦湖石油化学有限公司；

丙烯酸树脂1为聚甲基丙烯酸丁酯，康迪斯化工有限公司；

丙烯酸树脂2为聚甲基丙烯酸乙酯，康迪斯化工有限公司；

玻璃纤维1为玻璃纤维ES308-3，平均直径为40μm，折光指数为1.58，重庆国际复合材料股份有限公司；

玻璃纤维2为玻璃纤维ES306-3，平均直径为30μm，折光指数为1.59，重庆国际复合材料股份有限公司；

玻璃纤维3为玻璃纤维ES306-4，平均直径为20μm，折光指数为1.60，重庆国际复合材料股份有限公司；

玻璃纤维4为玻璃纤维ECS11-T435，平均直径为14μm，折光指数为1.51，泰山玻璃纤维有限公司；

玻璃纤维5为玻璃纤维ECS10-1.5-T435TM，折光指数为1.39，平均直径为13μm，泰山玻璃纤维有限公司；

玻璃纤维6为玻璃纤维ECS10-3.0-T435TM，折光指数为1.66，平均直径为30μm，泰山玻璃纤维有限公司；

珠光颜料为珠光粉，Luxan K261，平均粒径为50～200μm，爱卡特效效果颜料(珠海)有限公司；

润滑剂为低分子酯类，市售可得且所有实施例和对比例用的是同一种；

抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类，受阻酚类和亚磷酸酯类的比为1：1，市售可得且所有实施例和对比例用的是同一种。

实施例1～15

一种高透光率ABS复合材料，按重量份数计，包括以下组分：ABS树脂；增韧剂；丙烯酸树脂；玻璃纤维；珠光颜料；润滑剂和抗氧剂；

其中各组分的具体含量如下表1所示。

表1各实施例的高透光率ABS复合材料组成(以重量份数计)

续表1

	9	10	11	12	13	14	15
								ABS树脂1	70	70	70	70	70	70
ABS树脂2							70
								增韧剂1			25.4	25.4	25.4	25.4	25.4
增韧剂2	25.4
								增韧剂3		25.4
丙烯酸树脂1	10	10	10	10	10		10
								丙烯酸树脂2						10
玻璃纤维1	12	12				12	12
								玻璃纤维2			12
玻璃纤维3				12
								玻璃纤维4					12
珠光颜料	0	0	0	0	0	0	0
								润滑剂	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
抗氧剂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1

高透光率ABS复合材料的制备方法如下：

将各组分烘干后混合均匀，放入双螺杆机中，螺杆的长径比为40:1，直径为35mm，控制挤出机的转速为200转/分钟，加工温度为160～230℃，挤出冷却造粒，即得高透光率ABS复合材料。

对比例1～4

一种ABS复合材料，按重量份数计，包括以下组分：ABS树脂；增韧剂；丙烯酸树脂；玻璃纤维；珠光颜料；润滑剂和抗氧剂；

其中各组分的具体含量如下表2所示。

其余与实施例1相同，这里不再赘述。

对比例5

一种ABS复合材料，

与实施例1不同的是，增韧剂为增韧剂4。

其余与实施例1相同，这里不再赘述。

对比例6

一种ABS复合材料，

与实施例1不同的是，增韧剂为增韧剂5。

其余与实施例1相同，这里不再赘述。

对比例7

一种ABS复合材料，

与实施例1不同的是，玻璃纤维为玻璃纤维5。

其余与实施例1相同，这里不再赘述。

对比例8

一种ABS复合材料，

与实施例1不同的是，玻璃纤维为玻璃纤维6。

其余与实施例1相同，这里不再赘述。

性能测试

将各实施例和对比例的ABS复合材料按照如下方法进行测试：

(1)透光率：测试标准为ISO 13468-1-2019，测试厚度为2mm光面板材，测试条件为常温；

(2)悬臂梁缺口冲击强度：测试标准为ISO 180-2000，测试条件为常温，单位为KJ/m²；

各实施例的性能检测结果如下表3所示。

	1	2	3	4	5	6	7
								透光率(％)	93.6	92.4	90.1	91.3	91.2	90.2	89.8
冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>)	8.9	9.2	9.7	8.2	8.5	8.1	7.8

续表3

	8	9	10	11	12	13	14	15
									透光率(％)	89.8	88.9	89.3	90.3	91.1	92.1	90.3	90.7
冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>)	9.7	9.7	9.1	9.3	9.5	9.8	8.5	9.4

各对比例的性能检测结果如下表4所示。

对比例	1	2	3	4	5	6	7	8
									透光率(％)	71	75	68	80	77	78	70	71
冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>)	6.1	7.3	11.6	5.3	8.3	8.5	10.1	9.2

图2为实施例5中复合材料的外观图，从图2可以看出，珠光粉的加入量较少，可以有一定的珠光效果。

图3为实施例6中复合材料的外观图，从图3可以看出，珠光粉的加入量较多，珠光颜料在高透光率基材中展现出更闪耀的光泽质感，使得最终材料具有优秀的珠光效果。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高透光率ABS复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：

其中，所述增韧剂的折光指数为1.6～1.8，所述玻璃纤维的折光指数为1.4～1.6。

2.如权利要求1所述高透光率ABS复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：

3.如权利要求1所述高透光率ABS复合材料，其特征在于，所述增韧剂与所述玻璃纤维的重量比为(2.0～2.7)：1。

4.如权利要求1所述高透光率ABS复合材料，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物。

5.如权利要求4所述高透光率ABS复合材料，其特征在于，所述增韧剂的平均粒径为50～200nm。

6.如权利要求1所述高透光率ABS复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维的平均直径为10～40μm。

7.如权利要求1所述高透光率ABS复合材料，其特征在于，所述丙烯酸树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯或聚甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。

8.如权利要求1所述高透光率ABS复合材料，其特征在于，所述ABS树脂的熔体质量流动速率为50～60g/10min，测试标准为ISO 1133-1-2011，测试条件为220℃、10kg。

9.权利要求1～8任一项所述高透光率ABS复合材料的制备方法，其特征在于，将各组分混合均匀，通过双螺杆挤出机在160～230℃熔融挤出、造粒，干燥后即得所述高透光率ABS复合材料。

10.一种权利要求1～8任意一项所述高透光率ABS复合材料在制备透明塑料制品中的应用。

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