CN114410055A - 一种abs材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ABS材料及其制备方法，包括以下组分及重量百分比含量：ABS树脂63‑100份、耐热剂0‑20份、ABS高胶粉0‑17份、纳米无机粉体0.3‑2份、碱金属磷酸盐类分散剂0.1‑0.6份、消光剂0.5‑3份、加工助剂0.5‑1.5份和黑色颜料0.5‑1份。本发明ABS材料中添加了消光剂、纳米粒子、耐热改性剂、ABS高胶粉等作改性，改性后不影响材料的基本性能的基础上，有效的改善了ABS的染色能力，同时降低了ABS表面的光泽度，解决了传统ABS材料高黑度和低光泽不能同时兼顾的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体的是一种ABS材料及其制备方法。
背景技术
近年来，汽车内饰按钮往着更具金属质感的方向发展，设计方向大多是ABS电镀后通过镭雕的方式去除表面镀层，再通过背面安装LED灯泡的方式实现夜间的显示；传统电镀ABS材料大多为本色材料，无法实现在白天无需点亮时展现的深灰效果；再加上镭雕后镀层表面会出现应力集中点，导致在总成试验中会出现NG，在实际使用过程中会出现镀层剥落等风险。电镀ABS材料本身透度较高，但是要同时兼顾颜色、透度和电镀附着力等要求，这对于基料的选择和配方的设计，挑战颇大；一方面，材料要实现深灰效果，需要添加色粉进行调色，这会严重影响材料透度；另一方面电镀附着力的提升，需要添加较多橡胶组分，这也会影响材料透度。因此，找到ABS材料配方设计的平衡点是十分重要的。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种ABS材料及其制备方法，优选色粉和分散均匀的无机纳米粒子易染色的优点解决高黑度，大粒径橡胶提供低光泽有效解决了传统ABS材料高黑度和低光泽不能同时兼顾的缺陷。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种ABS复合材料，包括以下重量份原料：ABS树脂63-100份、耐热剂0-20份、ABS高胶粉0-17份、纳米无机粉体0.3-2份、碱金属磷酸盐类分散剂0.1-0.6份、消光剂0.5-3份、加工助剂0.5-1.5份和黑色颜料0.5-1份。
进一步优选地，耐热剂为苯乙烯-(N-苯基马来酰亚胺)-马来酸酐三元共聚物。
进一步优选地，ABS高胶粉为橡胶含量为55-60％的ABS接枝共聚物。
进一步优选地，纳米无机粉体为纳米二氧化硅，粒径在15-20nm，其吸油值为260-280。
进一步优选地，碱金属磷酸盐类分散剂为三聚磷酸钠。
进一步优选地，加工助剂包括抗氧剂、润滑剂中的至少一种，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类两者的复配，润滑剂为已撑双硬脂酰胺类。
进一步优选地，黑色颜料为以苯乙烯-丙烯腈共聚物为载体的炭黑颜料。
一种ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称取ABS树脂、耐热剂、ABS高胶粉、纳米无机粉体、碱金属磷酸盐类分散剂、消光剂、加工助剂和炭黑母粒充分混合，得到均匀的混合物料；
(2)将所述混合物料加入双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒，制得ABS复合材料。
进一步优选地，步骤(2)中双螺杆挤出机的螺杆直径40mm，长径比L/D＝36，各区温度设置为180℃、250℃、250℃、250℃、240℃、240℃、230℃，230℃、240℃、250℃，主机转速为400转/分钟，喂料为120-150kg/h。
本发明的有益效果：
本发明ABS材料中添加了消光剂、纳米粒子、耐热改性剂、ABS高胶粉等作改性，改性后不影响材料的基本性能的基础上，有效的改善了ABS的染色能力，同时降低了ABS表面的光泽度，解决了传统ABS材料高黑度和低光泽不能同时兼顾的缺陷。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种ABS复合材料，包括以下重量份原料：ABS树脂63-100份、耐热剂0-20份、ABS高胶粉0-17份、纳米无机粉体0.3-2份、碱金属磷酸盐类分散剂0.1-0.6份、消光剂0.5-3份、加工助剂0.5-1.5份和黑色颜料0.5-1份。
耐热剂为苯乙烯-(N-苯基马来酰亚胺)-马来酸酐三元共聚物；ABS高胶粉为橡胶含量为55-60％的ABS接枝共聚物；纳米无机粉体为纳米二氧化硅，粒径在15-20nm，其吸油值为260-280；碱金属磷酸盐类分散剂为三聚磷酸钠；加工助剂包括抗氧剂、润滑剂中的至少一种，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类两者的复配，润滑剂为已撑双硬脂酰胺类；黑色颜料为以苯乙烯-丙烯腈共聚物为载体的炭黑颜料。
一种ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称取ABS树脂、耐热剂、ABS高胶粉、纳米无机粉体、碱金属磷酸盐类分散剂、消光剂、加工助剂和炭黑母粒充分混合，得到均匀的混合物料；(2)将所述混合物料加入双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒，制得ABS复合材料。
步骤(2)中双螺杆挤出机的螺杆直径40mm，长径比L/D＝36，各区温度设置为180℃、250℃、250℃、250℃、240℃、240℃、230℃，230℃、240℃、250℃，主机转速为400转/分钟，喂料为120-150kg/h。
本发明实施例和对比例中采用的原料具体信息如下：
ABS树脂为连续本体法合成树脂，产自中国石化上海高桥分公司；
耐热剂为日本电气化学生产的MS-NIP；
ABS高胶粉为韩国锦湖生产的ABS HR-181；
抗氧剂为德国巴斯夫生产的1076和168；
润滑剂为印度尼西亚CMS公司生产的EBS；
消光剂为佳易容公司生产的XGM-001型环氧类微凝胶化有机消光剂；
纳米无机粉体为上海汇精亚生产的纳米二氧化硅粉体；
炭黑母粒为上海凯茵化工生产的，载体为苯乙烯-丙烯腈共聚物。
实施例1
本实施例1的高黑度低光泽ABS材料，按重量份计包括ABS树脂82份，ABS高胶粉8份，耐热剂10份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.2份，消光剂1份，纳米无机粉体0.5份，炭黑母粒1份。
实施例2
本实施例2的高黑度低光泽ABS材料，按重量份计包括ABS树脂82份，ABS高胶粉8份，耐热剂10份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.2份，消光剂2份，纳米无机粉体0.5份，炭黑母粒1份。
实施例3
本实施例3的高黑度低光泽ABS材料，按重量份计包括ABS树脂82份，ABS高胶粉8份，耐热剂10份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.2份，消光剂1份，纳米无机粉体1份，炭黑母粒1份。
实施例4
本实施例4的高黑度低光泽ABS材料，按重量份计包括ABS树脂82份，ABS高胶粉8份，耐热剂10份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.2份，消光剂2份，纳米无机粉体1份，炭黑母粒1份。
为充分对比改性前后ABS材料黑度和光泽的差异，特设置对比例如下
对比例1
本对比例1的高黑度低光泽ABS材料，按重量份计包括ABS树脂82份，ABS高胶粉8份，耐热剂10份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.2份，炭黑母粒1份。
对比例2
本对比例2的高黑度低光泽ABS材料，按重量份计包括ABS树脂82份，ABS高胶粉8份，耐热剂10份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.2份，消光剂1份，炭黑母粒1份。
对比例3
本对比例3的高黑度低光泽ABS材料，按重量份计包括ABS树脂82份，ABS高胶粉8份，耐热剂10份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.2份，纳米无机粉体0.5份，炭黑母粒1份。
上述实施例和对比例中各组分质量百分比含量综合于表1中：
表1实施例1-4和对比例1-3各组分质量百分比含量
所述实施例和对比例中树脂、耐热剂和各类功能助剂在混料锅中混合均匀后投入到双螺杆挤出机的喂料筒中，经过熔融挤出、水槽冷却、吹风干燥、切粒过筛等工序后得到高黑度低光泽的ABS材料。其中，双螺杆挤出机的螺杆直径40mm，长径比L/D＝36，螺杆组合配合使用高分散螺纹块，帮助纳米无机粉体在体系中充分分散，机筒分段控制温度，各区温度设置为180℃、250℃、250℃、250℃、240℃、240℃、230℃，230℃、240℃、250℃，主机转速为400转/分钟，喂料为120-150kg/h。
本发明产品性能测试方法如下：
按照上述方法制备的ABS材料粒子，先置于80～90℃的鼓风烘箱中干燥3～4小时，充分烘干水份，随后然后在注塑成型机上注塑成型样条和样板。
上述注塑成型的样条和样板在标准环境下调节状态24h后进行性能测试。
密度测试：按ISO 1183-1标准进行，试验尺寸为40*10*4mm；拉伸强度测试：按ISO527-2标准进行，试样尺寸为135*10*4mm，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量测试：按ISO 178标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁缺口冲击强度测试：按ISO 179-1标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，A型缺口，4J摆锤；维卡软化温度测试：按ISO306标准进行，试样尺寸为10*10*4mm，载荷为50N，升温速率50℃/h；光泽度测试：选用大众K31皮纹，按ASTM D523标准测试，测试角度为60°；数值越小，光泽度越低黑度测试：用材料表面的L值来表示黑度；L值越小，黑度越大；L值越大，黑度越小
上述测试中所得的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度等数值评判材料的力学性能。材料的热性能通过测得的维卡软化温度的数值进行评判。材料的黑度通过测的的L值来评判。材料的光泽度通过测得的光泽度数值进行评判。性能检测结果分别见表2：
表2实施例1～6和对比例1～3性能测试结果
从实施例1-4和对比例1-3的测试结果对比来看ABS材料的黑度和光泽度改善明显；冲击性能有所降低，但仍在主机厂标准要求之内，力学性能和热性能维持在同一水平上。
对比例2较对比例1多加了1份消光剂，黑度改善不明显，光泽度降低30％左右，改善明显。这是因为加入消光剂的ABS，在注塑过程中由于化学交联导致的微凝胶化效应会在材料表面形成微粗糙(凹凸)效果，当入射光到达微粗糙表面时，光的反射方向会发生改变，出现漫反射，由此产生低光泽外观，达到消光的目的。
对比例3较对比例1多加了0.5份纳米无机粉体二氧化硅，光泽度改善不明显，黑度提高10％左右。这是因为纳米粉体通过良好的分散工艺，均匀的分散在体系中，易于被黑色染料染色，达到高黑度的目的。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (9)
1.一种ABS复合材料，其特征在于，包括以下重量份原料：ABS树脂63-100份、耐热剂0-20份、ABS高胶粉0-17份、纳米无机粉体0.3-2份、碱金属磷酸盐类分散剂0.1-0.6份、消光剂0.5-3份、加工助剂0.5-1.5份和黑色颜料0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于，所述耐热剂为苯乙烯-(N-苯基马来酰亚胺)-马来酸酐三元共聚物。
3.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于，所述ABS高胶粉为橡胶含量为55-60％的ABS接枝共聚物。
4.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于，所述纳米无机粉体为纳米二氧化硅，粒径在15-20nm，其吸油值为260-280mL/g。
5.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于，所述碱金属磷酸盐类分散剂为三聚磷酸钠。
6.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于，所述加工助剂包括抗氧剂、润滑剂中的至少一种，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类两者的复配，所述润滑剂为已撑双硬脂酰胺类。
7.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于，所述黑色颜料为以苯乙烯-丙烯腈共聚物为载体的炭黑颜料。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的ABS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照配比称取ABS树脂、耐热剂、ABS高胶粉、纳米无机粉体、碱金属磷酸盐类分散剂、消光剂、加工助剂和炭黑母粒充分混合，得到均匀的混合物料；
(2)将所述混合物料加入双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒，制得ABS复合材料。
9.根据权利要求8所述的ABS复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中双螺杆挤出机的螺杆直径40mm，长径比L/D＝36，各区温度设置为180℃、250℃、250℃、250℃、240℃、240℃、230℃，230℃、240℃、250℃，主机转速为400转/分钟，喂料为120-150kg/h。
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| CN202111640163.2A CN114410055A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种abs材料及其制备方法 |
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-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111640163.2A patent/CN114410055A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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| CN107474467A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-12-15 | 上海长伟锦磁工程塑料有限公司 | 一种超低光泽耐热abs材料 |
| CN113136086A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-20 | 会通新材料股份有限公司 | 一种abs复合材料及其制备方法 |
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