CN106854318A - 一种免喷涂san/pmma复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，包括以下组分：SAN树脂：30~55份；PMMA树脂：30~55份；增韧剂：10~45份；免喷涂色母：2~8份；紫外吸收剂：0.05~0.5份；抗氧化剂：0.1~0.4份，该复合材料制备方法如下：将免喷涂色母放于85℃干燥箱中干燥3小时；取SAN、PMMA、增韧剂、免喷涂色母、紫外吸收剂、抗氧剂，在高速混合机中混合均匀，混合时间为2‑3分钟；将混合物在挤出机中进行熔融共混、挤出造粒。本发明具有高硬度、耐擦划、高流动、耐候级的特点。

Description

一种免喷涂SAN/PMMA复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子工程塑料高性能化、多功能化改性技术领域，尤其涉及一种免喷涂SAN/PMMA复合材料及其制备方法。
背景技术
随着目前国内外各种关于环保法律法规的不断出台和完善，绿色环保已经成为当今世界的主流趋势，同时随着近两年国内各项环保政策的不断落地，可替代喷涂产品的免喷涂材料已受到家电、汽车、玩具等领域终端客户的不断亲睐，而相应的材料厂家则争先恐后的进行免喷涂材料的研究和应用开发，如：各种珠光、幻彩效果、仿金属效果、苹果白效果等。
由于免喷涂材料在注塑成型过程中样件表面易产生熔接线和流痕，且样件表面硬度较低，材料的耐擦划性能较差，因此目前相应的整机厂家多采用在样件表面进行喷涂、罩光、电镀等方式来实现珠光、钢琴烤漆等效果，同时实现样件表面硬度及耐擦划等性能，但采用免喷涂技术实施难度较大，如：光泽度不够、外观质感不强烈、材料着色强度差等，尤其致命的缺点是材料表面硬度低，耐刮擦性能达不到某些客户的使用要求，因而在一定程度上影响了免喷涂材料的使用。
发明内容
本发明针对以上技术问题，提供一种免喷涂SAN/PMMA复合材料及其制备方法，具有高硬度、耐擦划、高流动、耐候级的特点。
优选地，本发明采用的技术方案如下，一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，包括以下组分：
SAN树脂：30～55份；
PMMA树脂：30～55份；
增韧剂：10～45份；
免喷涂色母：2～8份；
紫外吸收剂：0.05～0.5份；
抗氧化剂：0.1～0.4份。
更为优选地，包括以下组分：
SAN树脂：35～53份；
PMMA树脂：32～51份；
增韧剂：15～40份；
免喷涂色母：3～6份；
紫外吸收剂：0.1～0.4份；
抗氧化剂：0.2～0.4份。
更为优选地，所述SAN树脂中丙烯腈的含量为14～25％，其维卡软化点大于105℃，在200℃，5Kg的测试条件下，熔融指数为15～25g/10min，所述PMMA树脂的维卡软化点大于110℃，在200℃，5Kg的测试条件下，熔融指数为2.5～22g/10min。
更为优选地，所述增韧剂为具有核壳结构的丙烯酸酯类共聚物，其平均粒径为100～400nm。
更为优选地，所述免喷涂色母包括载体树脂、炭黑颜料、分散剂以及润滑剂。
更为优选地，所述载体树脂重量含量为50～70％，炭黑颜料的重量含量为20～35％，分散剂重量含量为5～10％，润滑剂重量含量为5～15％。
更为优选地，所述载体树脂为SAN或PMMA，优选为SAN，所述炭黑颜料为炭黑、色素、染料等的一种或几种，优选为炭黑和染料的共混物，所述分散剂为EVA蜡、PE、EBS等的一种或几种，优选为EVA蜡，所述润滑剂优选为白油。
更为优选地，抗氧化剂为型号为1010的受阻酚抗氧化剂，辅抗氧化剂为型号为168的受阻酚抗氧化剂，其比例为3:1～1:1，优选为1:1。
一种制备免喷涂SAN/PMMA复合材料的方法，包括以下步骤：
(1)将免喷涂色母放于85℃干燥箱中干燥3小时；
(2)取SAN、PMMA、增韧剂、免喷涂色母、紫外吸收剂、抗氧剂，在高速混合机中混合均匀，混合时间为2-3分钟；
(3)将混合物在双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒。
其中，制备免喷涂色母的方法为：将载体树脂、炭黑颜料、分散剂、润滑剂及抗氧剂在小型高混机中充分混合均匀，混合时间为2～3分钟，然后将混合物在挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，得到免喷涂色母备用。
优选地，制备免喷涂色母时，挤出机加热温度为180～215℃，机头挤出温度为195～205℃，挤出机螺杆转速为45～65转/分，加料转速为30-55转/分；制备复合材料时，挤出机热温度为190～240℃，机头挤出温度为200～215℃，挤出机螺杆转速为30～40转/分，加料转速为20～35转/分。
本发明采用高分子材料共混复合改性技术，利用特殊着色方法、分散技术、材料增韧技术，实现一种汽车用高硬度、耐擦划、高流动、耐候级免喷涂材料(SAN/PMMA)的制备，并将其应用在汽车立柱、格气栅等部件，可减少材料加工工艺，降低环境污染，本发明方法简单易操作，耗时短，所需原材料易得，且可根据需求改变免喷涂色母而制备不同外观效果(不同色彩)的免喷涂美学材料，从而满足汽车各部位的需求，并可根据产品的需求扩展到家电、小家电、饮水机、健康环保等产品上。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地介绍，应当理解，以下只是介绍本发明的具体实施方式，并不在于限定本发明的保护范围。
下表1为本发明以及对比例的各组分配方原料以及其重量(其中实施例1-3为本发明的各组分配方原料，对比例1和2为两个对比例)：
表1免喷涂SAN/PMMA复合材料的原料配比 单位：Kg
组分 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
SAN 41 40 36 86 49
PMMA 40 36 30 0 46
增韧剂 15 20 30 10 0
免喷涂色母 4 4 4 4 4
紫外吸收剂 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
抗氧化剂 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
其中，抗氧化剂的占比为：主抗1010：辅抗168＝3:1，优选为1:1。
其中，实施例1-3以及对比例1和2中的免喷涂色母所采用的制备方法如下：
将载体树脂、炭黑颜料、分散剂、润滑剂及抗氧剂在小型高混机中充分混合均匀，混合时间为2～3分钟，然后将混合物在挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，得到免喷涂色母。
载体树脂为SAN或PMMA，优选为SAN，炭黑颜料为炭黑、色素、染料等的一种或几种，优选为炭黑和染料的共混物，分散剂为EVA蜡、PE、EBS等的一种或几种，优选为EVA蜡，润滑剂优选为白油。
上述载体树脂、炭黑颜料、分散剂、润滑剂组分占比为：载体树脂重量含量为50～70％，炭黑颜料的重量含量为20～35％，分散剂重量含量为5～10％，润滑剂重量含量为5～15％。
熔融共混、挤出造粒条件：挤出机加热温度为180～215℃，机头挤出温度为195～205℃，挤出机螺杆转速为45～65转/分，加料转速为30-55转/分。
接下来制备SAN/PMMA复合材料，具体为以下步骤：
(1)将免喷涂色母放于85℃干燥箱中干燥3小时；
(2)取SAN(丙烯腈的含量为14～25％，其维卡软化点大于105℃，在200℃，5Kg的测试条件下，熔融指数为15～25g/10min)、PMMA(维卡软化点大于110℃，在200℃，5Kg的测试条件下，熔融指数为2.5～22g/10min)、增韧剂(具有核壳结构的丙烯酸酯类共聚物，其平均粒径为100～400nm)、免喷涂色母、紫外吸收剂(水杨酸酯类、苯酮类、苯并***类等的一种或多种，优选为苯酮类和苯并***类的复配型体系)、抗氧剂，在高速混合机中混合均匀，混合时间为2-3分钟；
(3)将混合物在挤出机中进行熔融共混、挤出造粒。
(4)挤出机热温度为190～240℃，机头挤出温度为200～215℃。挤出机螺杆转速为30～40转/分，加料转速为20～35转/分。加热温度段设定为：1段/190℃，2段/200℃，3段/210℃，4段/220℃，5段/230℃，6段/240℃，7段/230℃，8段/220℃，9段/210℃，机头挤出温度为215℃。
根据上面采用的制备方法所制备的实施例以及对比例的材料，进行测试，拉伸强度、断裂伸长率按照国标GB/T1040.2-2006进行测试；弯曲强度、弯曲模量按照国标GB/T9341-2000进行测试；悬臂梁缺口冲击强度按照国标GB/T1843-2008进行测试；熔体流动速率按照国标GB/T3682-2000进行测试；铅笔硬度按照国标GB/T6739-1996进行测试，其中，铅笔硬度的等级从低到高依次为：6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H。
表2为为本发明以及对比例所制得的材料的性能列表。
表2复合材料性能
因此，从表2中可以看出，根据实施例1-3以及对比例1和2，实施例1-3制备得到的免喷涂材料具备良好硬度和力学性能，硬度可达到2H级别，熔体流动速率大约在18～21g/10min之间，缺口冲击强度大约在9-15KJ/m2之间。
同时，通过比较对比例1与本发明的实施例，可以看到，纯SAN与增韧剂、免喷涂色母、紫外吸收剂及抗氧剂熔融共混制备的复合材料，虽然材料可以达到较好外观效果和相应的力学性能，但材料表面硬度太差，无法满足使用要求。
比较对比例2与本发明的实施例，可以看到，将SAN、PMMA与免喷涂色母、紫外吸收剂、抗氧剂等熔融共混，虽然可以达到较好的外观效果及表面硬度，但因没有加入增韧剂，材料综合性能无法兼顾，尤其是冲击强度数据太低，在实际应用中受到较大限制。
本发明的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本发明专利权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，其特征在于，包括以下组分：
SAN树脂：30~55份；
PMMA树脂：30~55份；
增韧剂：10~45份；
免喷涂色母：2~8份；
紫外吸收剂：0.05~0.5份；
抗氧化剂：0.1~0.4份。
2.根据权利要求1所述的一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，其特征在于，包括以下组分：
SAN树脂：35~53份；
PMMA树脂：32~51份；
增韧剂：15~40份；
免喷涂色母：3~6份；
紫外吸收剂：0.1~0.4份；
抗氧化剂：0.2~0.4份。
3.根据权利要求1所述的一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，其特征在于，所述SAN树脂中丙烯腈的含量为14~25%，其维卡软化点大于105℃，在200℃，5Kg的测试条件下，熔融指数为15~25g/10min，所述PMMA树脂的维卡软化点大于110℃，在200℃，5Kg的测试条件下，熔融指数为2.5~22g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，其特征在于，所述增韧剂为具有核壳结构的丙烯酸酯类共聚物，其平均粒径为100~400nm。
5.根据权利要求1所述的一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，其特征在于，所述免喷涂色母包括载体树脂、炭黑颜料、分散剂以及润滑剂。
6.根据权利要求5述的一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，其特征在于，所述载体树脂重量含量为50~70%，炭黑颜料的重量含量为20~35%，分散剂重量含量为5~10%，润滑剂重量含量为5~15%。
7.根据权利要求6所述的一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，其特征在于，所述载体树脂为SAN或PMMA，优选为SAN，所述炭黑颜料为炭黑、色素、染料等的一种或几种，优选为炭黑和染料的共混物，所述分散剂为EVA蜡、PE、EBS的一种或几种，优选为EVA蜡，所述润滑剂优选为白油。
8.根据权利要求1所述的一种免喷涂SAN/PMMA复合材料，其特征在于，抗氧化剂为型号为1010的受阻酚抗氧化剂，辅抗氧化剂为型号为168的受阻酚抗氧化剂，其比例为3:1~1:1，优选为1:1。
9.一种制备如权利要求1-8任一所述的免喷涂SAN/PMMA复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将免喷涂色母放于85℃干燥箱中干燥3小时；
（2）取SAN、PMMA、增韧剂、免喷涂色母、紫外吸收剂、抗氧剂，在高速混合机中混合均匀，混合时间为2-3分钟；
（3）将混合物在双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒；
其中，制备免喷涂色母的方法为：将载体树脂、炭黑颜料、分散剂、润滑剂及抗氧剂在小型高混机中充分混合均匀，混合时间为2~3分钟，然后将混合物在挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，得到免喷涂色母备用。
10.根据权利要求9所述的免喷涂SAN/PMMA复合材料的方法，其特征在于，制备免喷涂色母时，挤出机加热温度为180~215℃，机头挤出温度为195~205℃，挤出机螺杆转速为45~65转/分，加料转速为30-55转/分；制备复合材料时，挤出机热温度为190~240℃，机头挤出温度为200~215℃，挤出机螺杆转速为30~40转/分，加料转速为20~35转/分。
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