专利名称：一种炫黑高光abs合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高性能、炫黑效果的高光ABS树脂及其制备方法，其主要应用于对产品外观(包括光泽度、熔接痕、流痕、色泽等)要求很高的大型薄壳类外观注塑件(如电视机前壳等)，生产成本低、综合性能优良，具有广阔的市场前景。
背景技术：
ABS (Acrylonitrile butadiene Styrene)树脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的综合性能极佳的三元共聚物。ABS树脂因能表现三种组分的协同性能，所以具有流动性好、坚韧、耐低温冲击性好、耐蠕变性好、尺寸稳定性好、成型收缩率小、光泽度佳、成型性优良等优异性能，被广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品、电子器件、汽车工业等广大领域，成为备受各大企业及研究机构青睐的主流塑料原料。随着人们对高品质生活的追求，高贵典雅、稳重大气的外观越来越成为吸引消费者的重要手段之一，同时在大型薄壳产品行业，尤其是家电行业中的绿色注塑工艺的不断创新，对产品的硬度、耐热性、耐划伤性、光泽度、通透性及色泽等提出了更高的要求，企业和研究机构也做了大量的工作，不断对原始ABS进行改性，迎合市场的需求。PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)作为一种耐划伤、高光ABS合金的理想改性共混物，一直备受关注。2012年,龙甲(上海)实业有限公司利用高比率PMMA与MBS配比开发出高耐刮伤及高韧性合金料，并申请专利201210288752. 3《一种免喷涂高透明高光泽的ABS材料及其制备方法》;金发科技申请专利201210037436《一种具有耐候性、耐刮擦性、高光泽和高耐热的热塑性树脂共混物及其制备方法》，PMMA含量高达33-80%。2011年，四川长虹电器股份有限公司成功开发出高硬度(H级，甚至3H级)ABS合金料，并申请专利201110398087. 9《ABS/PMMA复合材料及其制备方法》。2010，银禧工程塑料(东莞)有限公司申请专利201010213189.4《电子电器用高光高硬度防尘ABS合金材料及其制备方法》，PMMA含量为23-60% ;上海普利特复合材料股份有限公司申请专利201010611626. 8《一种透明、高硬度、抗冲击ABS塑料合金组合 物》，深圳科聚新材料有限公司申请专利201010296190. 8《一种阻燃高光ABS合金及其制备方法》，佛山市顺德区威林工程塑料有限公司《一种具有炫黑、炫彩效果的PMMA/ABS合金及其制备方法》，都通过添加大比率PMMA与AS配合，达到高光、耐划伤的目的。另外，专利 200910196729. X,200810241237. 3,200810241325. 3,200810203577. 7也都采用高比率PMMA开发高韧、高硬、耐划伤、综合性能优良的高光ABS合金原料。虽然PMMA的加入能显著提高ABS合金的多项性能(高光泽度、高硬、高强、耐划伤性等)和扩大了ABS树脂的应用领域，但因PMMA价格昂贵，明显增加了高光ABS合金的原料成本，影响其市场竞争力。近年来，在PMMA改性高光ABS合金的基础上，逐渐涌现出一批新的、低PMMA含量(甚至不含PMMA)的高光ABS合金改性料，并逐步占据市场份额。深圳市科聚新材料有限公司申请专利201010296190. 8《一种阻燃高光ABS合金及其制备方法》和200910110381. 8《高耐热、高光泽、阻燃的ABS改性材料及其制备方法》，金发科技申请专利200910199794. 8《一种超高流动阻燃ABS改性树脂》，福建奥峰科技有限公司申请专利201010568964. 8《高光阻燃耐热ABS合金及其制备方法》，中国石油天然气有限公司申请专利200910243758.7《一种具有优良流动性能的ABS树脂组合物》。上述发明都在不同程度上减少了 PMMA用量，甚至是完全放弃PMMA的改性方式，通过高比率SAN、阻燃剂、增韧剂、耐热剂等改性助剂的协同作用实现高光ABS合金的高耐划伤性、高光泽度及其优良的综合力学性能。虽然上述发明改变了传统的高比率PMMA共混的高光ABS合金制备方式，但其主要应用于耐热性、阻燃性要求较高的领域，而且引入的阻燃剂、热稳定剂等助剂的成本远高于PMMA。目前我国电器外观高光塑件的注塑材料多为ABS/PMMA合金(也称为高光ABS合金)，但面临高含量PMMA成本较高的问题，而且随着塑件薄厚越来越小，现有ABS/PMMA合金在成型薄壳类塑件时，塑件黑度效果明显下降，影响塑件的整体外观质量。CN102311590A专利公开了一种阻燃高光ABS合金及其制备方法，阻燃高光ABS合金，按重量百分比由以下组分组成SAN30-40% ；PMMA10-14% ；ABS12-34% ;增韧剂 8-12% ;液体阻燃 1-2. 5% ;固体阻燃剂16-18% ;润滑剂1-2%。该发明虽然已采用了 SAN代替部分PMMA的改性方法，但其PMMA含量仍超过10%，同时价格较昂贵的增韧剂与阻燃剂比率过高，这不仅增加了合金体系成本，还对共混工艺温度控制提出了更严格的要求。因此，针对我国当前电器外观件多数采用的通用高光ABS，迫切需要寻求一种降低成本且又满足注塑成形电器薄壳类外观件高力学性能和外观质量要求的炫黑效果的高光ABS合金的改性手段。针对上述问题，本专利采用成本低的高通透性、高硬度的SAN大比例代替成本较高的PMMA，并调节其它助剂的配比，通过合理的物理改性方法与工艺，制备获得了一种高性能、炫黑效果的高光ABS合金，并达到了原有ABS/PMMA合金的力学性能和外观质量，显著降低了 PMMA改性高光ABS合金的成本。
发明内容
本发明的目的是提供 一种炫黑高光ABS合金及其制备方法，以高性能ABS为主体，通过调节其它配料配比及工艺，降低成本较高的PMMA含量，并且保证产品的耐划伤性及光泽度要求。本发明采取的技术方案为一种炫黑高光ABS合金，其重量份比组成为
ABS类树脂60-90份
通透性SAN (AS)10-40份
PMMA0-5 份
增韧剂0-10份
黑色母1-10份
光稳定剂0.2-2份
加工助剂0.2-5份；
所述的炫黑高光ABS合金，其重量份比组成优选
ABS类树脂75-80份
通透性SAN (AS)15-20份
PMMA0-5 份
增韧剂0-5份
黑色母1-6份
光稳定剂0.2-2份
加工助剂0.2-0.5份。所述的炫黑高光ABS合金，其重量份比组成进一步优选
ABS类树脂 80份
通透性SAN (AS)20份
黑色母3-6份
光稳定剂0.2-2份
加工助剂0.2-0.5份。上述ABS类树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-乙烯丙烯弹性体-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物(ASA)中的一种或其几种的共混物，如奇美的757K、LG甬兴的121H、韩国锦湖的750、上海高桥的8391、吉林石化的0215A、台湾台化的AG15A1、巴斯夫的GP22等。ABS类树脂中丙烯腈质量含量在20%-30%之间，丁二烯的质量含量在13-20%之间，苯乙烯质量含量40-60%之间。所述的通透性SAN熔体流动系数应在20-40g/10min (220°C，10kg)之间，通光率应大于85%，具有高硬度，综合性能优良。所述的PMMA为高硬度、高透明度聚甲基丙烯酸甲酯，其平均分子量为8-30万，其中丙烯酸质量含量为98-100%。所添加的PMMA的含量随产品要求而定，在本发明中因调节了其它配料的含量和工艺，尽量减少PMMA的用量，必要时添加量可减为零。所选增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(MBS)、氯化聚乙烯、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基或乙基丙烯酸酯共聚物及其衍生物中的一种或几种的混合物，以MBS为优选增韧剂，橡胶含量应在50-60%之间。所选黑色母应为高精亮级，一般的色母即使满足了黑度的要求，但会对光泽性及流动性有一定影响，进而影响加工性能。黑色母可以是专用级的，也可以是通用级的，可以是PE基、EVA基、ABS基、AS基中的任一种或几种的混合物，但以ABS为基的专用黑色母为优选。黑色母的添加量理论上根据所生产产品的外观需要添加，但针对外观要求比较高的大型薄壳零件(如电视机前壳等)，其添加量应不小于3 % (炭黑含量应大于40%，黑色母允许的饱和度也应不小于3%)，尤其当所选ABS基料的颜色透度不很优异时。所述的光稳定剂为烷基化单酚、烷基化多酚、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、位阻酚或羟基苯并三唑中的一种或几种的混合物。所述的加工助剂包括润滑剂、光亮剂、分散剂、白矿油、甘油和偶联剂等的一种或几种的混合物。所述的加工助剂优选润滑剂、光亮剂、分散剂的复配，保证色母的充分分散，达到光亮、炫黑的表面外观要求。上述炫黑高光ABS合金的制备方法，包括如下步骤将高性能ABS类树脂、通透性AS(SAN)、PMMA、黑色母、光稳定剂及加工助剂按比例配料并分别干燥，在高速混合机中搅拌均匀，充分混合，送入双螺杆挤出机中，混炼、挤出、拉条、冷却、切粒、干燥、获得原料成品。双螺杆挤出工艺中各区温度控制在180_240°C之间，主机频率在30_45Hz之间。本发明以高性能ABS为主体，通过调节其它配料配比及工艺，降低成本较高的PMMA含量，在特定用途下可将二者的含量减少到零，并且保证产品的耐划伤性及光泽度要求。同时针对行业对外观要求较高的壳体类注塑件(如电视机前壳等)逐渐变薄而影响黑度效果的问题，对黑色母的选择及配比进行控制，获得了一种高性能、炫黑效果的高光ABS合金料。 本发明炫黑高光ABS合金具有良好的光泽度、通透性及炫黑效果，同时，还具有高的流动性、较好的冲击强度、较高的硬度，可用于多种注塑产品中，尤其是在家用电器行业对观赏性有很高要求的产品中，例如电视机前壳等。本发明配料简单，采用双螺杆挤出工艺制备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。本发明具有以下有益效果1.本发明采用ABS、PMMA、AS、高精亮黑色母及相关加工助剂制得的高光ABS具有高的光泽性。2.本发明制得的高光ABS合金解决了由于大型薄壳零件厚度逐渐减薄而影响塑件黑度效果的问题，通过色母的选择及用量控制达到了薄壳塑件的炫黑效果。3.本发明制得的高光ABS合金在保证所成型塑件具有优异外观的同时，综合了材料其它各项优异物理力学性能，例如较高冲击强度，极好的耐划伤性，高的流动性等等，通过调节各配料配比及工艺，减少昂贵料的份数，在保持优异性能的前提下，降低成本，符合市场需求。4、本发明提到的一种高光ABS合金的制备工艺简单、成本低廉。
具体实施例方式为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述，基体原料选择流动速率较高、各项性能优良的ABS，采用硬度、通透性较好的AS(SAN)和PMMA，所选增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(MBS)。本发明所采用的原料均为市售商品，便于推广。实施例1炫黑高光ABS合金，其重量份比组成见表I。ABS类树脂选择丙烯腈-苯乙烯-丁二烯接枝共聚物，熔体流动速率大于18g/10min，综合性能优良，如巴斯夫GP22，吉林石化0215A等；所选PMMA具有高透明性、高耐划伤性，如台湾奇美CM207，CM205等；所选AS具有高透明性及高的熔体流动速率，应大于25g/10min，如巴斯夫310TR ；所选增韧剂为核壳结构增韧剂MBS，橡胶粒径应不大于400nm，如韩国LG的EM500、EM500A 等；所选色母为进口通用色母，如卡博特UN2014，英国高莱UN606等；将ABS类树脂、PMMA、SAN、增韧剂、黑色母、光稳定剂及加工助剂分别干燥，经高速搅拌混合均匀，然后将上述混合物经精密计量的喂料器送入挤出机中，在螺杆输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，干燥，最后进行包装。双螺杆挤出机各区温度控制在180-240°C之间，压力16MPa，转速为250-300转/分，停留2-3分钟。注塑机在210_230°C、模具温度为110°C条件下注塑成标准测试样条，并将测试样条在室温下放置24h后进行测试。实施例2炫黑高光ABS合金，其重量份比组成见表I。实施例2与实施例1采用进口通用色母，其不同之处在于PMMA含量不同。
实施例3炫黑高光ABS合金，其重量份比组成见表I。实施例3与实施例1和2相比，其基料ABS及AS牌号不同，应用的为国产ABS基高精亮色母。ABS基体采用台湾台化的AG15A1，AS为台湾台化NF2200，黑色母为精亮颜料色母的2016C。实施例4炫黑高光ABS合金，其重量份比组成见表I。实施例4与实施例3的不同之处在于PMMA及增韧剂含量都为零的情况下，黑色母的种类及含量有变化。表I材料配比
权利要求
1.一种炫黑高光ABS合金，其特征是，其重量份比组成为
2.根据权利要求1所述的炫黑高光ABS合金，其特征是，其重量份比组成为:ABS类树脂75-80 份通透性SAN15-20 份PMMA0-5份增韧剂0-5份黑色母1-6份光稳定剂0.2-2 份加工助剂0.2-0.5 份
3.根据权利要求2所述的炫黑高光ABS合金，其特征是，其重量份比组成为:ABS类树脂80份通透性SAN (AS)20份黑色母3-6份光稳定剂0.2-2份加工助剂0.2-0.5份。
4.根据权利要求1、2或3所述的炫黑高光ABS合金，其特征是，所述的ABS类树脂中丙烯腈质量含量在20%-30%之间，丁二烯的质量含量在13-20%之间，苯乙烯质量含量40-60% 之间。
5.根据权利要求1、2或3所述的炫黑高光ABS合金，其特征是，所述的通透性SAN熔体流动系数在220°C /IOkg条件下应在20-40g/10min之间，SAN通光率应大于85%。
6.根据权利要求1、2或3所述的炫黑高光ABS合金，其特征是，所述的PMMA为高硬度、 高透明度聚甲基丙烯酸甲酯，平均分子量为8-30万，其中丙烯酸质量含量为98-100%。
7.根据权利要求1、2或3所述的炫黑高光ABS合金，其特征是，所述的加工助剂为润滑齐U、光亮剂、白矿油、甘油和偶联剂中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1、2或3所述的炫黑高光ABS合金，其特征是，所选黑色母为高精亮级，是PE基、EVA基、ABS基、AS基中的任一种或几种的混合物。
9.权利要求1所述的炫黑高光ABS合金的制备方法，其特征是，将高性能ABS类树脂、 通透性SAN、PMMA、黑色母、光稳定剂及加工助剂按比例配料并分别干燥，在高速混合机中搅拌均匀，充分混合，送入双螺杆挤出机中，混炼、挤出、拉条、冷却、切粒、干燥、获得原料成品O
10.根据权利要求9所述的炫黑高光ABS合金的制备方法，其特征是，双螺杆挤出工艺中各区温度控制在180-240°C之间。
全文摘要
本发明涉及一种炫黑高光ABS合金及其制备方法，将高性能ABS类树脂、通透性SAN、PMMA、黑色母、光稳定剂及加工助剂按重量比例配料高性能ABS类树脂60-90份，通透性SAN10~40份，PMMA0~5份，增韧剂0-10份，黑色母1~10份，光稳定剂0.2~2份，加工助剂0.2~5份；并分别干燥，在高速混合机中搅拌均匀，充分混合，送入双螺杆挤出机中，混炼、挤出、拉条、冷却、切粒、干燥、获得原料成品。本发明炫黑高光ABS合金具有良好的光泽度、通透性及炫黑效果，同时，还具有高的流动性、较好的冲击强度、较高的硬度，可用于多种注塑产品中，尤其是在家用电器行业对观赏性有很高要求的产品中，例如电视机前壳等。
文档编号C08L25/12GK103044850SQ201310022110
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者赵国群, 高民, 王伟华, 王成功, 管延锦, 王小新 申请人:山东大学, 青岛海信模具有限公司