具有哑光金属效果的abs树脂组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种具有哑光金属效果的ABS树脂组合物 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着消费者对家电产品外观要求越来越高，具有珠光、闪烁珠光及半透闪烁等特 殊色彩越来越来受到人们的推崇。传统的喷涂法虽然可实现消费者外观个性化的要求，但 喷涂工艺存在成本高、生产工艺复杂、不良率高、不环保以及回收利用困难等缺点。随着市 场竞争的加剧、人们对环境保护越来越关注以及部分发达国家开始颁布相应的产品回收法 规，一次成型免喷涂的美学塑料越来越受到人们的欢迎，尤其是具有金属效果美学塑料产 品。
[0003]金属效果的美学树脂具有艳丽多彩的色调，可以实现珠光和闪光效果的特殊色 彩。与传统外观件喷金属漆相比，免喷涂金属效果美学树脂可帮助客户应对多样化、差别化 的市场，可帮助客户减少生产工艺流程，提高生产效率，降低生产成本，绿色环保。另外通过 美学塑料实现的金属效果比喷漆金属效果更具有层次感、立体感，可以实现很多通过喷漆 无法达到的效果。目前比较常见的金属效果美学树脂是在在高光泽塑料基体中直接添加金 属颜料、珠光颜料等具有特殊效果的颜料来加以实现，常见的免喷涂金属效果制件也是以 高光效果为主。然而，随着免喷涂美学材料的广泛应用，具有哑光效果的金属质感美学塑料 越来越受到客户的青睐。
[0004]丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)是一种高光泽度，耐化学腐蚀、高耐热、 易加工、优良尺寸稳定性等综合性能优良的工程塑料，ABS基材的美学塑料在空调、洗衣机、 吸尘器、汽车、电子电气等领域有着广泛的应用。在很多的应用场合下需要ABS基材的美学 塑料能够呈现出哑光的金属质感。哑光的金属质感既能呈现出金属高端奢华的属性，又避 免了高光亮的效果带来的浮华和高调，呈现出一种低调的奢华，稳重而大气，已成为设计的 主流趋势之一。在家电产品中，哑光金属效果的美学塑料除了能体现家电产品的高端感，还 能改善高光产品易出现指纹印、不耐刮擦的问题。在汽车内饰领域，哑光效果的内饰件可以 避免阳光照射反射对驾驶员产生视觉干扰以及减轻驾驶员的视觉疲劳，从而达到安全舒适 的驾驶目的。
[0005]通常，降低ABS制件表面光泽度的方法主要有以下几种。一、模具表面皮纹化处理。 即通过模具的表面处理，使注塑制件的表面具有凹凸不平的纹理结构，从而有效的降低光 泽。二、提高ABS树脂的橡胶粒径。ABS树脂的光泽度主要是由丁二烯橡胶的粒径所决定的， 橡胶粒径越大，光泽度越低。例如美国专利US4677162和US4526926通过使用本体聚合的，含 有较大橡胶颗粒的ABS树脂来达到降低ABS材料光泽的目的。三、添加不相容的聚合物或填 料。如在ABS体系中添加SEBS、腈橡胶（CN 1128776A)、凝胶化的SAN(CN 102108176、US 5580924)、三维网络结构的（甲基)丙烯酸烷基酯(CN 101724129)等不相容的聚合物均会降 低ABS的光泽。添加硅酸盐、铝酸盐、二氧化硅等无机填料也会降低树脂表面光泽。四、添加 反应性树脂。如添加PS-g-GMA、SAN-g-GMA等具有反应活性的树脂，通过其中的环氧基团与 体系中的羧基、羟基等活性基团发生交联反应从而达到消光的目的。专利CN101851430XN 101787192、US4902743、US459685UUS4742104公开了在PC及其合金中添加含甲基丙烯 酸缩水甘油酯(GMA)官能团的树脂能够降低其光泽度。专利US6395828公开了一种通过环 氧官能团和胺基官能团反应交联而降低ASA树脂光泽度的方法。CN104403061A公布了一 种用过氧化物作为引发剂，在ABS树脂在挤出造粒过程中完成交联剂和ABS分子链间发生大 分子自由基交联反应，实现了一步法直接制备具有哑光效果的ABS树脂组。
[0006] 然而，上述方案都存在一定的缺陷。仅通过改变内饰表面的纹理结构来达到降，低 光泽度的方法，在有些情况下仍不能很好地满足光泽度的要求，如PC这样本身具有高光泽 特性的树脂及其合金，并且对内饰表面设计自由度也带来了一定的限制。另外，一旦由于树 脂耐刮擦问题带来的内饰件皮纹构造的丢失，就会立即出现光泽度的显著差异，引起视觉 色差，导致失效。所以，热塑性树脂的低光泽化是非常重要的，可以在一定程度上减轻对内 饰件模具表面的依赖，从而拓宽树脂的应用范围，延长其使用寿命。采用增大橡胶相粒径这 种方法对于光泽的降低效果有限但是橡胶粒径的大小会影响ABS树脂的力学性能，尤其是 对刚性的影响尤为显著。橡胶粒径增大，会大幅度降低ABS树脂的拉伸强度和拉伸模量。除 此之外，橡胶粒径越大，其形变能力也更大，所以在注塑成型加工和着色时也更容易产生局 部发白，流痕，熔接线等缺陷。为了平衡其他性能，通过增大橡胶粒径来降低ABS的光泽非常 有限。添加不相容物质不实现哑光会导致最终材料的物理机械性能严重恶化，不能满足力 学性能要求高的场合。凝胶化的树脂在作为消光剂使用时，由于其为部分交联，所以制品表 面存在过于粗糙，且光泽度不均匀的问题，尤其是当制品表面的皮纹结构为细腻设计时，该 问题暴露得尤为明显。采用反应挤出实现交联反应达到哑光效果，交联反应往往会使挤出 机口模处的熔体条发生明显的熔体胀大现象，进而使后续的切粒以及在树脂中的分散变得 困难。而交联反应的稳定性往往很难控制，极易导致制品表面粗糙程度不均匀以及不同批 次间产品哑光度的波动大。但该法制备过程需要两步，不利于高效生产;反应体系复杂，同 样会面临交联反应稳定性不够导致批次的哑光度不一致的问题。
[0007] 另外，上述发明均不涉及具有金属效果的树脂材料的哑光技术，针对具有金属效 果的材料的哑光性研究尚未见报道。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种具有哑光金属效果的ABS树脂组合物及 其制备方法，以填补现有技术的空白。
[0009] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
[0010]第一方面，本发明涉及一种具有哑光金属效果的ABS树脂组合物，所述组合物包括 如下重量份的各组分:ABS树脂100份，金属效果色粉0.1~5份，聚合物微粉5~10份，抗氧剂 0.05~1份，润滑剂0.1~2份;所述聚合物微粉为半结晶性聚丙烯(PP)微粉。
[0011]优选的，所述聚合物微粉为半结晶性聚丙烯(PP)接枝甲基丙烯酸-2-羟乙酯（2-HEMA)微粉，甲基丙烯酸-2-羟乙酯(2-HEMA)的含量为0· 1~1 · 5wt%。
[0012] 所述pp-g-2-HEMA微粉是由PP粒子和2-HEMA单体在引发剂作用下反应接枝而成。 [0013] 优选的，所述聚合物微粉的重均分子量为40000~80000,熔点为150~175°C，粒径 为 1 ~30μηι。
[0014] 优选的，所述ABS树脂的重均相对分子质量为80000~200000,橡胶含量为10~ 20wt%，橡胶的数均粒径为0.2~3·0μηι。
[0015]优选的，所述金属效果色粉包括天然鱼鳞金属颜料、氯氧化铋结晶金属颜料、云母 涂覆金属颜料、二氧化娃涂覆金属颜料、硼酸错盐涂覆金属颜料、人造云母涂覆金属颜料、 氧化铋涂覆金属颜料以及表面包覆ΡΕ蜡、丙烯酸或矿物油的铝粉、锌粉、铜粉中的一种或几 种的混合物。
[0016] 优选的，所述金属效果色粉的粒径为ΙμL?~300μηι。
[0017]优选的，所述抗氧剂选自芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、 硫代酯类抗氧剂、芳族磷酸酯、季戊四醇酯、辅助抗氧剂中的一种或几种。
[0018]优选的，所述润滑剂选自硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚 乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、季戊四醇硬脂酸酯、乙烯-丙烯酸共聚 物、芳族磷酸酯中的一种或几种。
[0019]第二方面，本发明还涉及一种具有哑光金属效果的ABS树脂组合物的制备方法，所 述方法包括如下步骤：
[0020] S1、将所述ABS树脂、金属效果色粉、聚合物微粉、抗氧剂、润滑剂在低速混合机内 预混3~10分钟；
[0021]S2、预混料经双螺杆挤出机挤出造粒，即得所述具有哑光金属效果的ABS树脂组合 物。
[0022] 优选的，所述双螺杆挤出机的挤出温度为190~240°C，螺杆长径比为32~45,剪切 强度为弱剪切，螺杆转速为200~600转/分钟。
[0023]本发明的主要原理在ABS的加工温度区间，半结晶性PP微粉熔融后会降低整个熔 体的粘度，从而降低对特殊效果色粉的破坏作用，有效保持金属效果。低粘度的PP分子链会 倾向迀移到材料表层，当材料冷却时，PP分子量发生重排结晶，导致材料表面均匀柔和哑 光。PP微粉窄分布的微米级尺寸及接枝甲基丙烯酸-2-羟乙酯(2-HEMA)极性单元有效改善 PP在ABS中的分散情况，更有效的实现哑光。另外PP分子链上接枝甲基丙烯酸-2-羟乙酯（2-HEMA)极性单元对金属效果色粉有较强的吸附作用，促进金属色粉的分散，改善金属色粉自 身的团聚，提尚金属质感的均勾性。经过接枝后的聚丙稀与基体ABS的相容性提尚，明显改 善普通ABS和PP共混时由于两组分极性相差大，PP含量超过4%，材料的物性就会急遽下降。
[0024]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0025] 1.本发明使用半结晶性PP微粉熔融后会降低整个熔体的粘度，从而降低对特殊效 果色粉的破坏作用，有效保持金属效果。
[0026] 2.PP分子链上接枝甲基丙烯酸-2-羟乙酯（2-HEMA)极性单元对金属效果色粉有较 强的吸附作用，促进金属色粉的分散，改善金属色粉自身的团聚，提高金属质感的均匀性。 [0027] 3.利用PP的易结晶和低粘度的特性，实现材料表面均匀柔和哑光。PP微粉窄分布 的微米级尺寸及接枝甲基丙烯酸-2-羟乙酯（2-HEMA)极性单元有效改善PP在ABS中的分散 情况，比添加普通PP能更有效的实现哑光。
[0028] 4.本发明的制备工艺非常简单，有利于大量生产。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员 进一步理解