一种高金属质感免喷涂ABS/PMMA复合材料及其制备方法和应用与流程

一种高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明属于高分子复合材料技术领域，更具体地，涉及一种高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.金属材料经过表面处理以后，具有独特的美学效果和极好的手感，通常被各家电、笔记本电脑、手机品牌应用到高端产品中。免喷涂金属质感塑料，通过直接在塑料造粒过程中添加金属效果颜料以达到类似金属的外观效果。免喷涂金属质感塑料可一次成型，工序简单，良品率高，而且具有环保节能，可回收并重复利用，颜色耐久性好，运输和使用过程中不易掉色等特点。金属质感塑料由于具有漂亮的外观和良好的视觉质感效果而深受人们喜爱。
3.现有技术cn 110016199 a中公开了一种具有金属质感的免喷涂材料，但是在使用过程中发现其金属质感较弱，在相同金属颜料添加量下，lab值中的l值仍然不高。因此，需要提供一种高金属质感免喷涂复合材料，具有更高的l值即金属质感更高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，克服现有技术中存在的技术问题，提供一种具有更高l值的高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，所述abs/pmma复合材料具有更高的金属质感，外观的金属效果明显提高，同时具有较好的缺口冲击强度。
5.本发明的另一目的在于，提供所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的制备方法。
6.本发明的另一目的在于，提供所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料在制备家电、玩具、汽车材料中的应用。
7.为实现上述目的，本发明通过以下的技术方案来实现：
8.一种高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，包括如下按照重量份计算的组分：
[0009][0010][0011]
所述分散剂为乙烯-辛烯酸锌离聚物。
[0012]
发明人通过研究发现，采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(即非交联的abs树脂)和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)为原料，通过加入适量的乙烯-辛烯酸锌离聚物作为分散
剂，大大提高金属颜料的分散性，使制得的abs/pmma复合材料具有较高的l值，提升了材料的金属质感。
[0013]
进一步地，所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，包括如下按照重量份计算的组分：
[0014][0015]
优选地，所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料中所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的含量不低于40wt％。
[0016]
进一步地，所述分散剂的粘度为1900～6000cpc。
[0017]
进一步地，所述分散剂的粘度的测定方法为304-or-1，该标准为提供乙烯-辛烯酸锌离聚物的厂商的自定义的检测标准。
[0018]
进一步地，所述分散剂的粘度的测定温度为190℃。
[0019]
进一步地，所述增韧剂为核壳结构，所述核层为丁二烯和苯乙烯的共聚物，壳层为甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物。
[0020]
增韧剂的用量的增加，虽然会提升缺口冲击强度，但是发明人发现当增韧剂的用量增多，abs/pmma复合材料的l值会随之下降。更优选地，所述增韧剂的用量为15～25份。
[0021]
进一步地，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的熔体质量流动速率为20～45g/10min。
[0022]
进一步地，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的熔体质量流动速率的测试标准为iso 1133-1:2011。
[0023]
进一步地，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的熔体质量流动速率的测试温度为220℃，测试重量为10kg。
[0024]
进一步地，所述聚甲基丙烯酸甲酯为粉末状。
[0025]
进一步地，所述聚甲基丙烯酸甲酯的熔体质量流动速率为10～25g/10min。
[0026]
进一步地，所述聚甲基丙烯酸甲酯的熔体质量流动速率的测试标准为iso 1133-1：2011。
[0027]
进一步地，所述聚甲基丙烯酸甲酯的熔体质量流动速率的测试温度为230℃，测试重量为3.8kg。
[0028]
进一步地，所述金属颜料为铝粉、铜粉、金粉或银粉中的一种或几种。
[0029]
进一步地，所述金属颜料的平均粒径为25～100μm。
[0030]
进一步地，所述助剂为润滑剂和/或抗氧剂。
[0031]
本发明可以选用现有技术中的润滑剂。例如但不限于硬脂酸酰胺、聚烯烃蜡或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。
[0032]
本发明中可以选用现有技术中的抗氧剂。例如但不限于受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫代二丙酸双酯类抗氧剂中的一种或几种。
[0033]
具体地，所述受阻酚类抗氧剂为n，n`-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺(irganox 1098)、四[1093,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox 1010)、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(iragnox 259)、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯(iragno 1076)或螺乙二醇双[β-(3-特丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](adk ao-80)中的一种或几种。
[0034]
所述亚磷酸酯类抗氧剂为2,4-二叔丁基苯酚(irganox 168)、双(2,6-二叔丁基-4-甲苯基)季戊四醇亚磷酸酯(pep-36)或627a中的一种或几种。
[0035]
所述硫代二丙酸双酯类抗氧剂为硫醚类抗氧剂硫代二丙酸二硬脂醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或季戊四醇类十二硫代丙酯中的一种或几种。
[0036]
所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0037]
s1.按比例将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、增韧剂、分散剂和助剂混合均匀得到第一混合料；
[0038]
s2.按比例将聚甲基丙烯酸甲酯和金属颜料混合均匀得到第二混合料；
[0039]
s3.将第一混合料和第二混合料经熔融共混、挤出、造粒得到高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料。
[0040]
进一步地，步骤s3.中，所述熔融共混采用的设备为双螺杆挤出机。
[0041]
进一步地，步骤s3.中，所述第一混合料通过主喂料口喂入，所述第二混合料通过侧喂料口喂入。
[0042]
进一步地，步骤s3.中，所述熔融共混的温度为180～230℃。
[0043]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0044]
本发明提供了一种高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯为原料，通过加入适量的乙烯-辛烯酸锌离聚物作为分散剂，大大提高金属颜料的分散性，制得的abs/pmma复合材料具有更高的金属质感，且韧性较好；合适用量的增韧剂能使abs/pmma复合材料具有较好韧性的同时具有好的金属质感，使在相同的金属颜料用量下，具有更高的l值。
附图说明
[0045]
图1为实施例1和对比例1制备的复合材料的外观色泽示意图。
具体实施方式
[0046]
下面结合具体实施例对本发明做出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
[0047]
各实施例和对比例使用的原料：
[0048]
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物：abs gp-35，巴斯夫，熔体流动速率为34g/10min；测试标准为iso 1133-1-2011，测试条件为220℃、10kg；
[0049]
聚甲基丙烯酸甲酯：pmma lg2，日本住友化学，熔体流动速率为16g/10min；测试标
准为iso 1133-1-2011，测试条件为220℃、10kg；
[0050]
分散剂1：乙烯-丙烯酸锌离聚物，aclyn 201a，霍尼韦尔，粘度为5500cpc；
[0051]
分散剂2：乙烯-丙烯酸锌离聚物，aclyn 285p，霍尼韦尔，粘度为80000cpc；
[0052]
分散剂3：dispersogen 2774，非离子型聚合型分散剂，科莱恩；
[0053]
分散剂4：乙烯-丙烯酸锌离聚物，a-c 1172，霍尼韦尔，粘度为1900cpc；
[0054]
分散剂1、2、4的粘度数据由厂家提供，测定方法为厂家自定义测定方法为304-or-1，测试温度为190℃；
[0055]
增韧剂1：em500，lg化学有限公司；核壳结构，且核层为丁二烯和苯乙烯的共聚物，壳层为甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物
[0056]
增韧剂2：hr181，锦湖石油化学有限公司；苯乙烯-丙烯睛-丁二烯橡胶，核壳型聚合物
[0057]
金属颜料1：铝粉，zp 34-20c，平均粒径34微米，eckart；
[0058]
金属颜料2：铜粉，dorolan 35/1，平均粒径35微米，eckart；
[0059]
抗氧剂：四[1093,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，北京极易有限公司；
[0060]
润滑剂：乙撑双硬脂酸酰胺，河北天宇化工有限公司；
[0061]
本发明各实施例和对比例的平行实验中均采用同种试剂。
[0062]
实施例1～15和对比例1～3中，所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，通过如下方法制备，包括以下步骤：
[0063]
s1.按比例将烘干后的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、增韧剂、分散剂、润滑剂和抗氧剂混合均匀得到第一混合料；
[0064]
s2.按比例将聚甲基丙烯酸甲酯和金属颜料混合均匀得到第二混合料；
[0065]
s3.将第一混合料通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，第二混合料通过双螺杆挤出机的侧喂料口喂入，在180～230℃下熔融共混、挤出、造粒，干燥后得到高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料。
[0066]
各实施例的组分含量如表1～3所示。
[0067]
表1实施例1～9中高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的配方(单位：重量份)
[0068]
[0069]
表2实施例10～15中高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的配方(单位：重量份)
[0070][0071][0072]
各对比例的组分含量如表3所示。
[0073]
表3对比例1～3中高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的配方(单位：重量份)
[0074] 对比例1对比例2对比例3丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物706060聚甲基丙烯酸甲酯151515增韧剂151515分散剂13.5
‑‑
分散剂3
‑‑
3.5金属颜料1555抗氧剂0.50.50.5润滑剂111
[0075]
性能测试：
[0076]
将上述实施例和对比例的高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料进行性能测试，测试方法具体如下：
[0077]
l值：将高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料在d65光源下测定l值；
[0078]
缺口冲击强度：将高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料按照标准iso 180-2019进行测定。
[0079]
实施例1～15和对比例1～3的测定结果如表4所示。
[0080]
表4实施例1～15和对比例1～3的测试结果
[0081] l值缺口冲击强度(kj/m2)实施例178.310.4实施例276.615.3实施例375.515.5实施例472.415.8实施例567.815.9实施例664.513.2实施例773.514.3实施例876.815.5实施例976.013.9实施例1072.513.3实施例1169.814.1实施例1266.59.6实施例1374.216.5实施例1471.715.1实施例1567.512.7对比例164.46.0对比例256.212.6对比例357.310.8
[0082]
从表4中可以看出，本发明制得的高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料具有较高的金属质感，l值不低于66.5，且具有较好的缺口冲击强度，不低于9.6kj/m2。
[0083]
从实施例1～9中可以看出，当增韧剂用量为15～25份，分散剂为1.5～5份时，制得的高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的综合性能更好具有更好的金属质感和缺口冲击强度，l值不低于72.4，缺口冲击强度不低于14.3kj/m2。
[0084]
比较实施例2和实施例10可以看出，当增韧剂为核壳结构，且核层为丁二烯和苯乙烯的共聚物，壳层为甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物时，制得的高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的综合性能更好。
[0085]
比较实施例2和实施例11可以看出，当分散剂为乙烯-丙烯酸锌离聚物的粘度为1900～6000cpc时，制得的高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料具有更高的l值，金属效果提高；当乙烯-丙烯酸锌离聚物的粘度较高时，分散效果下降，l值下降较明显。从对比例1及图1(a为实施例1制备的复合材料，b为对比例1制备的复合材料)中可以看出，当增韧剂用量过少时，制得的高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的l值仅为64.4，且缺口冲击强度明显下降，仅为6kj/m2，这是由于铝粉的粒径较大，作为填充物，当铝粉添加量较多时，如果增韧剂用量过少，体系的悬臂梁缺口冲击强度会大大下降。
[0086]
从对比例2中可以看出，当体系中不添加分散剂时，制得的高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的l值仅为56.2，这是由于分散剂可以使体系的铝粉良好地分散，成型更高的光泽度和l值，同时，分散剂包裹于铝粉表面，使铝粉与基材的结合力更好，提高材料的缺口冲击强度。
[0087]
从对比例3中可以看出，当采用dispersogen 2774作为分散剂时，无法有效地分散铝粉，制得的免喷涂abs/pmma复合材料l值较低，冲击强度也较低。
[0088]
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。

技术特征：
1.一种高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，其特征在于，包括如下按照重量份计算的组分：所述分散剂为乙烯-辛烯酸锌离聚物。2.根据权利要求1所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，其特征在于，包括如下按照重量份计算的组分：3.根据权利要求1所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，其特征在于，所述增韧剂为核壳结构，所述核层为丁二烯和苯乙烯的共聚物，壳层为甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物。4.根据权利要求1所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，其特征在于，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的熔体质量流动速率为20～45g/10min，测试标准为iso 1133-1-2011，测试条件为220℃、10kg。5.根据权利要求1所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯的熔体质量流动速率为10～25g/10min，测试标准为iso 1133-1-2011，测试条件为220℃、10kg。6.根据权利要求1所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，其特征在于，所述金属颜料的平均粒径为25～100μm。7.根据权利要求1所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料，其特征在于，所述助剂为润滑剂和/或抗氧剂。8.权利要求1～7任一项所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1.按比例将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、增韧剂、分散剂和助剂混合均匀得到第一混合料；s2.按比例将聚甲基丙烯酸甲酯和金属颜料混合均匀得到第二混合料；
s3.将第一混合料和第二混合料，经熔融共混、挤出、造粒得到高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料。9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，s3中，第一混合料通过主喂料口喂入，第二混合料通过侧喂料口喂入。10.权利要求1～8任一项所述高金属质感免喷涂abs/pmma复合材料在制备家电、玩具、汽车材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种高金属质感免喷涂ABS/PMMA复合材料及其制备方法和应用。所述高金属质感免喷涂ABS/PMMA复合材料，包括如下按照重量份计算的组分：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物30～70份；聚甲基丙烯酸甲酯5～30份；增韧剂10～35份；分散剂1～8份；金属颜料1～8份；助剂0.1～4.5份；所述分散剂为乙烯-辛烯酸锌离聚物。本发明通过加入适量的乙烯-辛烯酸锌离聚物作为分散剂，大大提高了金属颜料的分散性，使制得的ABS/PMMA复合材料具有更高的金属质感且同时具有较好的缺口冲击强度。质感且同时具有较好的缺口冲击强度。质感且同时具有较好的缺口冲击强度。


技术研发人员：吴兆棉 陈平绪 叶南飚 吴俊 吴国峰 付锦锋
受保护的技术使用者：金发科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/8/9