具有啞光金屬效果的abs樹脂組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領域，具體涉及一種具有啞光金屬效果的ABS樹脂組合物 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著消費者對家電產品外觀要求越來越高，具有珠光、閃爍珠光及半透閃爍等特 殊色彩越來越來受到人們的推崇。傳統(tǒng)的噴涂法雖然可實現(xiàn)消費者外觀個性化的要求，但 噴涂工藝存在成本高、生產工藝復雜、不良率高、不環(huán)保以及回收利用困難等缺點。隨著市 場競爭的加劇、人們對環(huán)境保護越來越關注以及部分發(fā)達國家開始頒布相應的產品回收法 規(guī)，一次成型免噴涂的美學塑料越來越受到人們的歡迎，尤其是具有金屬效果美學塑料產 品。
[0003]金屬效果的美學樹脂具有艷麗多彩的色調，可以實現(xiàn)珠光和閃光效果的特殊色 彩。與傳統(tǒng)外觀件噴金屬漆相比，免噴涂金屬效果美學樹脂可幫助客戶應對多樣化、差別化 的市場，可幫助客戶減少生產工藝流程，提高生產效率，降低生產成本，綠色環(huán)保。另外通過 美學塑料實現(xiàn)的金屬效果比噴漆金屬效果更具有層次感、立體感，可以實現(xiàn)很多通過噴漆 無法達到的效果。目前比較常見的金屬效果美學樹脂是在在高光澤塑料基體中直接添加金 屬顏料、珠光顏料等具有特殊效果的顏料來加以實現(xiàn)，常見的免噴涂金屬效果制件也是以 高光效果為主。然而，隨著免噴涂美學材料的廣泛應用，具有啞光效果的金屬質感美學塑料 越來越受到客戶的青睞。
[0004]丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)是一種高光澤度，耐化學腐蝕、高耐熱、 易加工、優(yōu)良尺寸穩(wěn)定性等綜合性能優(yōu)良的工程塑料，ABS基材的美學塑料在空調、洗衣機、 吸塵器、汽車、電子電氣等領域有著廣泛的應用。在很多的應用場合下需要ABS基材的美學 塑料能夠呈現(xiàn)出啞光的金屬質感。啞光的金屬質感既能呈現(xiàn)出金屬高端奢華的屬性，又避 免了高光亮的效果帶來的浮華和高調，呈現(xiàn)出一種低調的奢華，穩(wěn)重而大氣，已成為設計的 主流趨勢之一。在家電產品中，啞光金屬效果的美學塑料除了能體現(xiàn)家電產品的高端感，還 能改善高光產品易出現(xiàn)指紋印、不耐刮擦的問題。在汽車內飾領域，啞光效果的內飾件可以 避免陽光照射反射對駕駛員產生視覺干擾以及減輕駕駛員的視覺疲勞，從而達到安全舒適 的駕駛目的。
[0005]通常，降低ABS制件表面光澤度的方法主要有以下幾種。一、模具表面皮紋化處理。 即通過模具的表面處理，使注塑制件的表面具有凹凸不平的紋理結構，從而有效的降低光 澤。二、提高ABS樹脂的橡膠粒徑。ABS樹脂的光澤度主要是由丁二烯橡膠的粒徑所決定的， 橡膠粒徑越大，光澤度越低。例如美國專利US4677162和US4526926通過使用本體聚合的，含 有較大橡膠顆粒的ABS樹脂來達到降低ABS材料光澤的目的。三、添加不相容的聚合物或填 料。如在ABS體系中添加SEBS、腈橡膠（CN 1128776A)、凝膠化的SAN(CN 102108176、US 5580924)、三維網絡結構的（甲基)丙烯酸烷基酯(CN 101724129)等不相容的聚合物均會降 低ABS的光澤。添加硅酸鹽、鋁酸鹽、二氧化硅等無機填料也會降低樹脂表面光澤。四、添加 反應性樹脂。如添加PS-g-GMA、SAN-g-GMA等具有反應活性的樹脂，通過其中的環(huán)氧基團與 體系中的羧基、羥基等活性基團發(fā)生交聯(lián)反應從而達到消光的目的。專利CN101851430XN 101787192、US4902743、US459685UUS4742104公開了在PC及其合金中添加含甲基丙烯 酸縮水甘油酯(GMA)官能團的樹脂能夠降低其光澤度。專利US6395828公開了一種通過環(huán) 氧官能團和胺基官能團反應交聯(lián)而降低ASA樹脂光澤度的方法。CN104403061A公布了一 種用過氧化物作為引發(fā)劑，在ABS樹脂在擠出造粒過程中完成交聯(lián)劑和ABS分子鏈間發(fā)生大 分子自由基交聯(lián)反應，實現(xiàn)了一步法直接制備具有啞光效果的ABS樹脂組。
[0006] 然而，上述方案都存在一定的缺陷。僅通過改變內飾表面的紋理結構來達到降，低 光澤度的方法，在有些情況下仍不能很好地滿足光澤度的要求，如PC這樣本身具有高光澤 特性的樹脂及其合金，并且對內飾表面設計自由度也帶來了一定的限制。另外，一旦由于樹 脂耐刮擦問題帶來的內飾件皮紋構造的丟失，就會立即出現(xiàn)光澤度的顯著差異，引起視覺 色差，導致失效。所以，熱塑性樹脂的低光澤化是非常重要的，可以在一定程度上減輕對內 飾件模具表面的依賴，從而拓寬樹脂的應用范圍，延長其使用壽命。采用增大橡膠相粒徑這 種方法對于光澤的降低效果有限但是橡膠粒徑的大小會影響ABS樹脂的力學性能，尤其是 對剛性的影響尤為顯著。橡膠粒徑增大，會大幅度降低ABS樹脂的拉伸強度和拉伸模量。除 此之外，橡膠粒徑越大，其形變能力也更大，所以在注塑成型加工和著色時也更容易產生局 部發(fā)白，流痕，熔接線等缺陷。為了平衡其他性能，通過增大橡膠粒徑來降低ABS的光澤非常 有限。添加不相容物質不實現(xiàn)啞光會導致最終材料的物理機械性能嚴重惡化，不能滿足力 學性能要求高的場合。凝膠化的樹脂在作為消光劑使用時，由于其為部分交聯(lián)，所以制品表 面存在過于粗糙，且光澤度不均勻的問題，尤其是當制品表面的皮紋結構為細膩設計時，該 問題暴露得尤為明顯。采用反應擠出實現(xiàn)交聯(lián)反應達到啞光效果，交聯(lián)反應往往會使擠出 機口模處的熔體條發(fā)生明顯的熔體脹大現(xiàn)象，進而使后續(xù)的切粒以及在樹脂中的分散變得 困難。而交聯(lián)反應的穩(wěn)定性往往很難控制，極易導致制品表面粗糙程度不均勻以及不同批 次間產品啞光度的波動大。但該法制備過程需要兩步，不利于高效生產;反應體系復雜，同 樣會面臨交聯(lián)反應穩(wěn)定性不夠導致批次的啞光度不一致的問題。
[0007] 另外，上述發(fā)明均不涉及具有金屬效果的樹脂材料的啞光技術，針對具有金屬效 果的材料的啞光性研究尚未見報道。

【發(fā)明內容】

[0008] 針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提供一種具有啞光金屬效果的ABS樹脂組合物及 其制備方法，以填補現(xiàn)有技術的空白。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：
[0010]第一方面，本發(fā)明涉及一種具有啞光金屬效果的ABS樹脂組合物，所述組合物包括 如下重量份的各組分:ABS樹脂100份，金屬效果色粉0.1~5份，聚合物微粉5~10份，抗氧劑 0.05~1份，潤滑劑0.1~2份;所述聚合物微粉為半結晶性聚丙烯(PP)微粉。
[0011]優(yōu)選的，所述聚合物微粉為半結晶性聚丙烯(PP)接枝甲基丙烯酸-2-羥乙酯（2-HEMA)微粉，甲基丙烯酸-2-羥乙酯(2-HEMA)的含量為0· 1~1 · 5wt%。
[0012] 所述pp-g-2-HEMA微粉是由PP粒子和2-HEMA單體在引發(fā)劑作用下反應接枝而成。 [0013] 優(yōu)選的，所述聚合物微粉的重均分子量為40000~80000,熔點為150~175°C，粒徑 為 1 ~30μηι。
[0014] 優(yōu)選的，所述ABS樹脂的重均相對分子質量為80000~200000,橡膠含量為10~ 20wt%，橡膠的數(shù)均粒徑為0.2~3·0μηι。
[0015]優(yōu)選的，所述金屬效果色粉包括天然魚鱗金屬顏料、氯氧化鉍結晶金屬顏料、云母 涂覆金屬顏料、二氧化娃涂覆金屬顏料、硼酸錯鹽涂覆金屬顏料、人造云母涂覆金屬顏料、 氧化鉍涂覆金屬顏料以及表面包覆ΡΕ蠟、丙烯酸或礦物油的鋁粉、鋅粉、銅粉中的一種或幾 種的混合物。
[0016] 優(yōu)選的，所述金屬效果色粉的粒徑為ΙμL?~300μηι。
[0017]優(yōu)選的，所述抗氧劑選自芳香胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、 硫代酯類抗氧劑、芳族磷酸酯、季戊四醇酯、輔助抗氧劑中的一種或幾種。
[0018]優(yōu)選的，所述潤滑劑選自硅油、白礦油、脂肪酸酰胺、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、石蠟、聚 乙烯蠟、乙撐雙硬脂酸酰胺、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、芳族磷酸酯中的一種或幾種。
[0019]第二方面，本發(fā)明還涉及一種具有啞光金屬效果的ABS樹脂組合物的制備方法，所 述方法包括如下步驟：
[0020] S1、將所述ABS樹脂、金屬效果色粉、聚合物微粉、抗氧劑、潤滑劑在低速混合機內 預混3~10分鐘；
[0021]S2、預混料經雙螺桿擠出機擠出造粒，即得所述具有啞光金屬效果的ABS樹脂組合 物。
[0022] 優(yōu)選的，所述雙螺桿擠出機的擠出溫度為190~240°C，螺桿長徑比為32~45,剪切 強度為弱剪切，螺桿轉速為200~600轉/分鐘。
[0023]本發(fā)明的主要原理在ABS的加工溫度區(qū)間，半結晶性PP微粉熔融后會降低整個熔 體的粘度，從而降低對特殊效果色粉的破壞作用，有效保持金屬效果。低粘度的PP分子鏈會 傾向迀移到材料表層，當材料冷卻時，PP分子量發(fā)生重排結晶，導致材料表面均勻柔和啞 光。PP微粉窄分布的微米級尺寸及接枝甲基丙烯酸-2-羥乙酯(2-HEMA)極性單元有效改善 PP在ABS中的分散情況，更有效的實現(xiàn)啞光。另外PP分子鏈上接枝甲基丙烯酸-2-羥乙酯（2-HEMA)極性單元對金屬效果色粉有較強的吸附作用，促進金屬色粉的分散，改善金屬色粉自 身的團聚，提尚金屬質感的均勾性。經過接枝后的聚丙稀與基體ABS的相容性提尚，明顯改 善普通ABS和PP共混時由于兩組分極性相差大，PP含量超過4%，材料的物性就會急遽下降。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0025] 1.本發(fā)明使用半結晶性PP微粉熔融后會降低整個熔體的粘度，從而降低對特殊效 果色粉的破壞作用，有效保持金屬效果。
[0026] 2.PP分子鏈上接枝甲基丙烯酸-2-羥乙酯（2-HEMA)極性單元對金屬效果色粉有較 強的吸附作用，促進金屬色粉的分散，改善金屬色粉自身的團聚，提高金屬質感的均勻性。 [0027] 3.利用PP的易結晶和低粘度的特性，實現(xiàn)材料表面均勻柔和啞光。PP微粉窄分布 的微米級尺寸及接枝甲基丙烯酸-2-羥乙酯（2-HEMA)極性單元有效改善PP在ABS中的分散 情況，比添加普通PP能更有效的實現(xiàn)啞光。
[0028] 4.本發(fā)明的制備工藝非常簡單，有利于大量生產。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員 進一步理解