高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物及其制备方法

摘要

本发明涉及一种高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物及其制备方法，所述组合物包括以下组分和含量：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂65‑80重量份，丙烯腈‑苯乙烯‑丙烯酸丁酯(ASA)树脂15‑25重量份，相容剂8‑15重量份，加工助剂0.5‑1.5重量份；将上述原材料在高速混合机内预混3‑10分钟，然后预混料经双螺杆挤出机挤出造粒即得到PMMA/ASA合金树脂组合物。本发明的PMMA/ASA合金树脂具有优秀的相容性，因此物理机械性能优异，同时具有很好的冲击韧性以及耐候性能，可免掉以往的喷漆后加工工序而直接染色注塑成型制件，该合金树脂组合物非常适合应用于格栅、立柱板、后视镜壳等汽车外饰件。

权利要求

1.一种PMMA/ASA合金树脂组合物，其特征在于，所述组合物由以下重量份数的各组分组成：所述的PMMA树脂的重均相对分子质量为150,000-350,000；

所述的ASA树脂的重均相对分子质量为100,000-500,000，橡胶质量含量在40％-70％；

所述的相容剂为MMA-SAN、SMA、AS-g-MAH中的至少一种；

所述MMA-SAN中，S、AN、MMA的质量百分比为27:25:48；

所述SMA中，S与MA的质量百分比为92:8；

所述AS-g-MAH中，MAH的接枝量为2-3％；

所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和脱模剂。

2.根据权利要求1所述的PMMA/ASA合金树脂组合物，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或乙撑双硬脂酸酰胺，所述的脱模剂为硅酮类脱模剂。

3.一种如权利要求1所述的PMMA/ASA合金树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)按以下组分和含量备料：PMMA树脂65-80重量份，ASA树脂15-25重量份，相容剂8-15重量份，加工助剂0.5-1.5重量份；

(2)将步骤(1)中备好的材料在高速混合器中预混；

(3)将步骤(2)中得到的预混料通过双螺杆挤出机，在200-240℃挤出温度和200-500转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到相容性优良的PMMA/ASA合金树脂组合物。

说明书

高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种合金树脂组合物及其制备方法，尤其是涉及一种高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物及其制备方法。

背景技术

[0002] PMMA树脂，又称作亚克力或有机玻璃，具有优异的光学性能，透明度可高达92％。除此之外，其具有极佳的耐候性、机械强度、良好的隔热隔音绝缘性、光泽高、着色力强且耐划伤。在汽车领域，PMMA树脂可应用在窗玻璃、罩盖、仪表玻璃、车灯、标牌等部件。ASA树脂是丙烯腈、丙烯酸酯、苯乙烯的三元共聚物，其结构中无不饱和双键，因此耐候性远远优于ABS树脂。此外，ASA树脂具有良好的抗冲击性能、着色性、耐化学品性。ASA树脂在汽车上的应用主要是在外饰件，如格栅、三角块、立柱板等。值得注意的是，汽车外饰件的高光泽、黑又亮已经成为一种时尚，而这种效果很难通过塑料的直接注塑实现，通常需要喷涂工艺，而喷涂不但提高了成本还对环境产生严重污染。基于此，开发设计免喷涂等后加工工艺而可直接注塑制件应用的材料具有重要意义，PMMA/ASA合金就是这样一种材料，其耐老化性及耐刮擦性。但由于PMMA和ASA的相容性不好，导致其综合力学性能难以满足尤其是汽车行业的标准要求。

[0003] 专利CN201010578693.4公开了一种高光泽度免喷涂ABS树脂及其制备方法，该发明是以取代苯乙烯的聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯为光亮剂，制备了高光泽免喷涂ABS树脂。

[0004] 专利CN201310652729.2公开了一种高光泽、免喷涂PTT/PMMA后视镜专用料及其生产工艺，该发明使用马来酸酐接枝三元乙丙橡胶作为相容剂，通过调整PTT/PMMA的比例，调整加工温度和模具温度，从而制备出相容性好的高光泽免喷涂PTT/PMMA树脂。

[0005] 专利CN201110410738.1公开了一种高光泽ABS/PMMA合金材料及其制备方法和应用。该发明选用核壳增韧剂MBS进行增韧，同时增大了基材界面间的的相容性，使得不同的基材更好的相互包容，显著增加了合金材料的抗冲击强度，选用的酚类抗氧剂使得制备的ABS/PMMA合金材料具有环保性能，减少了产品的环境污染程度。

[0006] 然而，上述这些技术方案往往存在如冲击性能不足、硬度、刚性低、耐热水平低、耐候性不能达到汽车外饰要求等缺陷，而PMMA/ASA树脂具有优异的耐候性能，同时合理选择PMMA和ASA树脂，并通过调控PMMA和ASA树脂的配比，引入最佳相容剂，可以制备出综合力学性能、硬度、耐热性能、耐老化性能优良的可免除喷涂等后加工工艺而直接注塑制件应用的树脂合金。

发明内容

[0007] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物及其制备方法。提供了一种相容性优良的、工艺过程简单、物理机械性能优异、可免除喷漆等后加工而直接注塑制件应用的PMMA/ASA合金树脂组合物及其制备方法。

[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0009] 本发明提供了一种高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，所组合物包括以下重量份数的各组分：

[0010]

[0011] 优选地，所述的PMMA树脂的重均相对分子质量为150,000-350,000，维卡软化温度≥105℃，分子量过低则合金树脂偏脆且耐热不足而限制其应用，过高则难以加工成型。

[0012] 优选地，所述的ASA树脂的重均相对分子质量为100,000-500,000g/mol，橡胶含量在40％-70％，橡胶含量过低很难起到增韧PMMA的作用，过高会降低合金树脂的刚性及耐热性。

[0013] 优选地，所述的相容剂为MMA-SAN、SMA、AS-g-MAH中的至少一种。

[0014] 优选地，所述MMA-SAN中，S(苯乙烯)、AN(丙烯腈)、MMA(甲基丙烯酸甲酯)的质量百分比为27:25:48(获得良好加工性、相容性合金所用相容剂的三种单体组分的最佳比例)，严格控制三者的比例可有效平衡加工性及增容PMMA和ASA树脂。

[0015] 优选地，所述SMA中，S(苯乙烯)与MA(马来酸酐)的质量百分比为92:8。

[0016] 优选地，所述AS-g-MAH中，MAH的接枝量为2-3％。

[0017] 优选地，所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和脱模剂。

[0018] 优选地，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或乙撑双硬脂酸酰胺，所述的脱模剂为硅酮类脱模剂。

[0019] 本发明还提供了一种高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

[0020] (1)按以下组分和含量备料：PMMA树脂65-80重量份，ASA树脂15-25重量份，相容剂8-15重量份，加工助剂0.5-1.5重量份；

[0021] (2)将步骤(1)中备好的材料在高速混合器中预混；

[0022] (3)将步骤(2)中得到的预混料通过双螺杆挤出机，在200-240℃挤出温度和200-500转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到相容性优良的PMMA/ASA合金树脂组合物。

[0023] 现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

[0024] 1、本发明采用共混改性的技术手段，选择特定的PMMA和ASA树脂，并将PMMA树脂与ASA树脂共混，引入独特的相容剂改善二者的相容性，从而制备出具有韧性、刚性、耐热、硬度及耐候性优异的PMMA/ASA合金树脂组合物；

[0025] 2、本发明的制备方法工艺过程简单、成本低，制得的PMMA/ASA合金树脂特别适合应用于汽车外饰等领域。

具体实施方式

[0026] 下面结合具体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本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

[0027] 以下实施例提供的一种高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

[0028]

[0029]

[0030] 所述的PMMA树脂的重均相对分子质量为150,000-350,000，维卡软化温度≥105℃。

[0031] 所述的ASA树脂的重均相对分子质量为100,000-500,000，橡胶含量在40％-70％。

[0032] 所述的相容剂为MMA-SAN(S/AN/MMA＝27/25/48)、SMA(S/MA＝92/8)AS-g-MAH(接枝MAH的量为2-3％)中的至少一种。

[0033] 所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和脱模剂。

[0034] 所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或乙撑双硬脂酸酰胺，所述的脱模剂为硅酮类脱模剂。

[0035] 以下实施例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：

[0036] (1)按以下组分和含量备料：PMMA树脂65-80重量份，ASA树脂15-25重量份，相容剂8-15重量份，加工助剂0.5-1.5重量份；

[0037] (2)将步骤(1)中备好的材料在高速混合器中预混；

[0038] (3)将步骤(2)中得到的预混料通过双螺杆挤出机，在200-240℃挤出温度和200-500转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到相容性优良的PMMA/ASA合金树脂组合物。

[0039] 实施例1

[0040] 本实施例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

[0041]

[0042] 实施例2

[0043] 本实施例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

[0044]

[0045]

[0046] 实施例3

[0047] 本实施例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

[0048]

[0049] 实施例4

[0050] 本实施例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

[0051]

[0052] 实施例5

[0053] 本实施例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

[0054]

[0055] 对比例1

[0056] 本实施例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

[0057] PMMA树脂  70份，

[0058] ASA树脂   20份，

[0059] 加工助剂  1.0份。

[0060] 对比例2

[0061] 本对比例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

[0062]

[0063] 对比例3

[0064] 本对比例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

[0065]

[0066] 对比例4

[0067] 本对比例所述的高相容性PMMA/ASA合金树脂组合物，与实施例4的区别仅在于：本对比例采用的相容剂MMA-SAN的S、AN、MMA的质量百分比为40:35:25。

[0068] 性能评价方式及其实施标准

[0069] 机械性能及硬度测试：

[0070] 对实施例1-5和对比例1-4所制得的相容性优良的PMMA/ASA树脂组合物进行机械性能测试，结果如表1所示：

[0071] Charpy缺口冲击强度：按照ISO 179-1:2010(E)标准测试，冲击能量为4J；

[0072] 维卡软化点：按照ISO 306:2013(E)标准测试，测试条件为5Kg，50℃/h；

[0073] 弯曲模量：按照ISO 178:2010(E)标准测试，测试速度为2mm/min；

[0074] 熔融指数：按照ISO 1133-1:2011(E)标准测试，测试条件为220℃*10Kg；

[0075] 铅笔硬度：按照ISO 15184-2012标准测试，测试条件为23℃，相对湿度50％。

[0076] 表1机械性能及硬度测试

[0077]

[0078]

[0079] 根据表1中的测试结果，引入相容剂后，合金树脂体系的综合性能明显提升，尤其是冲击性能和硬度。另外，比较实施例4、5和实施例1、3，采用MMA-SAN作为相容剂所制得的PMMA/ASA合金树脂的综合性能,优于SMA和AS-g-MAH，即MMA-SAN是PMMA/ASA合金树脂的最佳相容剂。通过调整PMMA和ASA的比例并结合适量的MMA-SAN相容剂，可制备出不同汽车标准要求的PMMA/ASA合金树脂。

[0080] 综上所述，本发明采用共混改性的技术手段，选择特定的PMMA和ASA树脂，并将PMMA树脂与ASA树脂共混，引入独特的相容剂改善二者的相容性，从而制备出具有韧性、刚性、耐热、硬度及耐候性优异的PMMA/ASA合金树脂组合物；本发明的制备方法工艺过程简单、成本低，制得的PMMA/ASA合金树脂特别适合应用于汽车外饰等领域。

[0081] 本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。