耐刮擦樹脂及其製備方法
2023-06-26 08:44:36 1
專利名稱：耐刮擦樹脂及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種表觀性能優良的耐刮擦樹脂及其製備方法。
背景技術：
甲基丙烯酸甲酯樹脂(PMMA)，不僅具有很高的透光率(9 )，表面光澤高，耐紫外線和戶外老化性能好，電性能優良，著色力強，可以作為豔麗色彩的高表觀免噴塗美學樹脂。所以廣泛應用於光學製品，汽車外飾，家電外殼，建材，裝飾品，醫療器械等領域。但是PMMA韌性差，對缺口敏感，以至於在生產、裝配過程中極易發生蹦邊、脆斷、 開裂等不良現象，導致生產不良率的上升。所以針對PMMA衝擊強度低的缺陷，從模具設計方面需要加大製件的壁厚及加強筋合理設計，大大提高了對模具的要求及總體材料的成本。除了從模具上進行優化外，更為有效的途徑是採用ASA橡膠、MBS、有機矽橡膠，SBS, TPE, SEBS,聚丁二烯橡膠等對PMMA樹脂進行增韌。但是通常採用通用的增韌劑對PMMA進行增韌時往往會損失PMMA的其他優異性能，如透明性，著色性能，耐候性，表面硬度及耐熱性能等。特別是透明性會嚴重影響外觀和著色力，為此PMMA全球領先的生產商阿科瑪和德固賽公司分別推出了 Altuglas DRlOl和Plexiglas ZK5BR透明增韌系列PMMA樹脂以保證透明性、光澤度及著色力。但是該兩個產品同樣具有明顯的表面硬度低，耐刮擦性能差，耐熱低的缺點，大大限制了其在汽車外飾及對耐刮擦要求較高的外觀件領域的應用。
發明內容
本發明的目的在於在保持PMMA原有優異透明性，著色性能，耐候性，表面硬度及耐熱性能的前提下，大幅提高PMMA樹脂衝擊強度，並賦予高豔麗色彩及金屬、珠光效果，提供一種具有外觀性能優良、綜合性能優異、應用領域廣泛的耐刮擦樹脂。本發明的另一目的在於提供該耐刮擦樹脂的製備方法。本發明提供的耐刮擦樹脂，含有以下組分50-90重量份PMMA樹脂；10_50重量份增韌劑；0. 2-0. 6重量份光穩定劑；0. 2-1重量份抗氧劑；0. 2-2重量份潤滑劑；0_3重量份珠光顏料；0-3重量份金屬顏料；0-3重量份色粉。根據本發明，所述PMMA樹脂在試驗溫度為230°C、負荷為3. 8kg時的熔融指數為 1.0-20g/10mino根據本發明，所述增韌劑為核-殼結構，折射率為1. 47-1. 51，優選為1. 48-1. 50 ； 其中，
所述殼為聚(C1-C12)烷基丙烯酸甲酯；
所述核橡膠的粒徑100-400nm，優選為150_300nm，所述核橡膠的含量為50wt%-80wt%， 且所述核橡膠選自以下組中的一種或兩種的混合物丙烯酸(C1-C12)烷基酯，甲基丙烯酸(C1-C12)烷基酯，聚丁二烯，矽橡膠，丁苯橡膠，丁腈橡膠，氯丁橡膠，(甲基)丙烯酸 (C1-C12)烷基酯接枝丙烯腈，(甲基)丙烯酸(C1-C12)烷基酯接枝矽氧烷，(甲基)丙烯酸(C1-C12)烷基酯接枝甲基丙烯酸甲基-苯乙烯共聚物，矽氧烷接枝苯乙烯，(甲基)丙烯酸 (C1-C12)烷基酯接枝苯乙烯，矽氧烷接枝苯乙烯衍生物(C1-C5)，(甲基)丙烯酸(C1-C12) 烷基酯接枝苯乙烯衍生物(C1-C5)，所述苯乙烯衍生物為α -甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、 α -乙基苯乙烯、乙烯基二甲苯、2-苯基丙烯、或2-苯基丁烯。根據本發明，所述光穩定劑為烷基化單酚，烷基化雙酚，亞磷酸二苯酯，亞磷酸三苯酯，羥基苯並三唑，受阻胺中的一種或兩種以上的混合物。根據本發明，所述抗氧劑為IrganoxM5，Irganox 1010，Irganox 1076，B900 或 Irganox 168中的一種或兩種以上的混合物。根據本發明，所述潤滑劑為矽油，白礦油，脂肪酸醯胺，硬脂酸鋇，硬脂酸鎂，硬脂酸鋅，季戊四醇硬脂酸酯，聚乙烯蠟，石蠟的一種或兩種以上的混合物。根據本發明，所述珠光顏料為粒徑5 μ m -500 μ m的天然魚鱗珠光顏料、氯氧化鉍結晶珠光顏料、雲母塗覆珠光顏料、二氧化矽塗覆珠光顏料、矽酸鋁鹽塗覆珠光顏料、硼酸鋁鹽塗覆珠光顏料、人造雲母塗覆珠光顏料或氧化鉍塗覆珠光顏料中的一種或幾種；優選粒徑為5 μ m -200 μ m雲母塗覆珠光顏料、二氧化矽塗覆珠光顏料、人造雲母塗覆珠光顏料、 硼酸鋁鹽塗覆珠光顏料或矽酸鋁鹽塗覆珠光顏料中的一種或幾種；
且所述珠光顏料的表面包覆至少一層金屬氧化物，所述金屬氧化物為氧化鋁、二氧化錫、二氧化鈦、氧化鐵、氧化銻或氧化鋅中的一種或多種。根據本發明，所述金屬顏料為鋁粉、銀粉、金粉、鋅粉、銅粉中一種或幾種，所述金屬顏料為片狀、銀元狀、棒狀或球狀，粒徑為1μπΓ300μπι，優選為10μπΓ200μπι。本發明提供的耐刮擦樹脂的製備方法，包括以下步驟
(1)將50-90重量份PMMA樹脂、10-50重量份增韌劑、0.2-0. 6重量份光穩定劑、0. 2-1 重量份抗氧劑、0. 2-2重量份潤滑劑、0-3重量份珠光顏料、0-3重量份金屬顏料、0-3重量份色粉在高速混合機內攪拌充分混合；
(2)經計量裝置送入雙螺杆擠出機中，控制雙螺杆擠出機的溫度為18(T230°C，在螺杆的輸送、剪切和混煉下，物料熔化、複合，再經擠出、拉條、冷卻、切粒，得到所述耐刮擦樹脂。本發明提供的耐刮擦樹脂的製備方法，包括以下步驟
(1)將50-90重量份PMMA樹脂、10-50重量份增韌劑、0.2-0. 6重量份光穩定劑、0. 2-1 重量份抗氧劑、0. 2-2重量份潤滑劑、0-3重量份珠光顏料、0-3重量份金屬顏料、0-3重量份色粉在高速混合機內攪拌充分混合；
(2)經計量裝置送入雙螺杆擠出機中，控制雙螺杆擠出機的溫度為18(T230°C，在螺杆的輸送、剪切和混煉下，物料熔化、複合，再經擠出、拉條、冷卻、切粒，得到所述耐刮擦樹脂。本發明製備的具有優良外觀性能的耐刮擦樹脂，採用雙螺杆擠出工藝設備，具有工藝流程簡單，連續，生產效率高，產品質量穩定等特點。與現有增韌改性PMMA樹脂相比， 本發明提供的耐刮擦樹脂具有靈活設計的透明度，耐刮擦性能好，衝擊強度高，耐熱性好， 表觀性能好的優異綜合性能。另外根據色彩的搭配，可實現超高黑度，金屬效果，珠光效果， 高豔麗色彩等不同的外觀效果，以實現真正的免噴塗，從而在家電外殼，汽車外飾，日常裝飾品，消費電子外殼，建材等領域具有廣闊的應用前景。
具體實施方式
以下結合具體實施例，對本發明做進一步說明。應理解，以下實施例僅用於說明本發明而非用於限制本發明的範圍。實施例1
將85kgPMMA樹脂、15kg增韌劑、0. 2kg光穩定劑、0. 4kg抗氧劑、0. 6kg潤滑劑經高速混合機攪拌，均勻混合，接著，將上述混合物精確計量送入擠出機內，控制雙螺杆擠出機的溫度為18(T230°C，在雙螺杆的剪切，輸送，混煉下，充分熔化，複合，再經機頭擠出，拉條，冷卻，切粒，乾燥得到耐刮擦樹脂。其中，PMMA樹脂為阿科瑪V040;增韌劑為核殼結構，殼為 PMMA，核橡膠為丙烯酸丁酯接枝丁二烯，粒徑300nm，橡膠含量為佔增韌劑總重量的60wt% ； 光穩定劑汽巴770 ；潤滑劑為EBS ；抗氧劑為B900。實施例2
將75kgPMMA樹脂、增韌劑、0. 3kg光穩定劑、0. 5kg抗氧劑、0. 5kg潤滑劑、2kg色粉經高速混合機攪拌，均勻混合，接著，將上述混合物精確計量送入擠出機內，控制雙螺杆擠出機的溫度為18(T230°C，在雙螺杆的剪切，輸送，混煉下，充分熔化，複合，再經機頭擠出， 拉條，冷卻，切粒，乾燥得到耐刮擦樹脂。其中，PMMA樹脂為阿科瑪V040 ；增韌劑為核殼結構，殼為PMMA，核橡膠為丙烯酸丁酯接枝矽氧烷，粒徑200nm，橡膠含量為佔增韌劑總重量的70wt% ；光穩定劑汽巴770 ；潤滑劑為EBS ；抗氧劑為B900 ；色粉為炭黑母粒。實施例3
將75kgPMMA樹脂、25kg增韌劑、0. 2kg光穩定劑、0. 6kg抗氧劑、0. 8kg潤滑劑經高速混合機攪拌，均勻混合，接著，將上述混合物精確計量送入擠出機內，控制雙螺杆擠出機的溫度為18(T230°C，在雙螺杆的剪切，輸送，混煉下，充分熔化，複合，再經機頭擠出，拉條， 冷卻，切粒，乾燥得到耐刮擦樹脂。其中，PMMA樹脂為德固賽7N;增韌劑為核殼結構，殼為PMMA，核橡膠為甲基丙烯酸乙酯接枝苯乙烯，粒徑200nm，橡膠含量為佔增韌劑總重量的 80wt% ；光穩定劑汽巴770 ；潤滑劑為EBS ；抗氧劑為B900。實施例4
將60kgPMMA樹脂、40kg增韌劑、0. 3kg光穩定劑、0. 3kg抗氧劑、0. 7kg潤滑劑、2kg色粉經高速混合機攪拌，均勻混合，接著，將上述混合物精確計量送入擠出機內，控制雙螺杆擠出機的溫度為18(T230°C，在雙螺杆的剪切，輸送，混煉下，充分熔化，複合，再經機頭擠出， 拉條，冷卻，切粒，乾燥得到耐刮擦樹脂。其中，PMMA樹脂為德固賽8N;增韌劑為核殼結構， 殼為PMMA，核橡膠為矽橡膠接枝α -甲基苯乙烯，粒徑250nm，橡膠含量為佔增韌劑總重量的60wt% ；光穩定劑汽巴770 ；潤滑劑為EBS ；抗氧劑為B900，色粉為炭黑母粒。實施例5
將80kgPMMA樹脂、20kg增韌劑、0. 3kg光穩定劑、0. 4kg抗氧劑、0. 5kg潤滑劑、Ikg金屬顏料經高速混合機攪拌，均勻混合，接著，將上述混合物精確計量送入擠出機內，控制雙螺杆擠出機的溫度為18(T230°C，在雙螺杆的剪切，輸送，混煉下，充分熔化，複合，再經機頭擠出，拉條，冷卻，切粒，乾燥得到耐刮擦樹脂。其中，PMMA樹脂為德固賽8N ；增韌劑為核殼結構，殼為PMMA，核橡膠為甲基丙烯酸丁酯接枝苯乙烯，粒徑200nm，橡膠含量為佔增韌劑總重量的60wt% ；光穩定劑汽巴770 ；潤滑劑為EBS ；抗氧劑為B900，金屬顏料為鋁粉，銀元型，粒徑120 μ m。實施例6將80kgPMMA樹脂、20kg增韌劑、0. 2kg光穩定劑、0. 5kg抗氧劑、0. 4kg潤滑劑、Ikg珠光顏料經高速混合機攪拌，均勻混合，接著，將上述混合物精確計量送入擠出機內，控制雙螺杆擠出機的溫度為18(T230°C，在雙螺杆的剪切，輸送，混煉下，充分熔化，複合，再經機頭擠出，拉條，冷卻，切粒，乾燥得到耐刮擦樹脂。其中，PMMA樹脂為德固賽8N ；增韌劑為核殼結構，殼為PMMA，核橡膠為甲基丙烯酸丁酯接枝苯乙烯，粒徑200nm，橡膠含量為佔增韌劑總重量的60wt% ；光穩定劑汽巴770 ；潤滑劑為EBS ；抗氧劑為B900，珠光顏料為雲母塗覆珠光顏料，粒徑20-100 μ m。將以上實施例和對比例的樹脂按ASTM標準注塑成各種標準力學性能樣條及色板進行相應測試，其中鉛筆硬度按國標GB/T6739-2006在150*80*3mm的色板上進行測試，使用COLOR-EYE 7000A分光光度儀測試L值和透光率，結果如表1所示。其中對比例1為德固賽8N透明本色PMMA樹脂，對比例2為德固賽8N黑色PMMA樹脂，對比例3為德固賽增韌透明級I5BR PMMA樹脂。表1實施例和對比例的樹脂性能
權利要求
1.一種耐刮擦樹脂，其特徵在於，含有以下組分50-90重量份PMMA樹脂；10-50重量份增韌劑；0. 2-0. 6重量份光穩定劑；0. 2-1重量份抗氧劑；0. 2-2重量份潤滑劑；0_3重量份珠光顏料；0-3重量份金屬顏料；0-3重量份色粉。
2.根據權利要求1所述的耐刮擦樹脂，其特徵在於，所述PMMA樹脂在試驗溫度為 230°C、負荷為3. 8kg時的熔融指數為1. 0-20g/10min。
3.根據權利要求1所述的耐刮擦樹脂，其特徵在於，所述增韌劑為核-殼結構，折射率為 1.47-1. 51，其中，所述殼為聚烷基丙烯酸甲酯；所述核橡膠的粒徑100-400nm，所述核橡膠的含量為50wt%-80wt%，且所述核橡膠選自以下組中的一種或兩種的混合物丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸烷基酯，聚丁二烯，矽橡膠，丁苯橡膠，丁腈橡膠，氯丁橡膠，(甲基)丙烯酸烷基酯接枝丙烯腈，(甲基)丙烯酸烷基酯接枝矽氧烷，(甲基)丙烯酸烷基酯接枝甲基丙烯酸甲基-苯乙烯共聚物，矽氧烷接枝苯乙烯，(甲基)丙烯酸烷基酯接枝苯乙烯，矽氧烷接枝苯乙烯衍生物，(甲基)丙烯酸烷基酯接枝苯乙烯衍生物，所述苯乙烯衍生物為α -甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、α -乙基苯乙烯、乙烯基二甲苯、2-苯基丙烯、或2-苯基丁烯。
4.根據權利要求1所述的耐刮擦樹脂，其特徵在於，所述光穩定劑為烷基化單酚，烷基化雙酚，亞磷酸二苯酯，亞磷酸三苯酯，羥基苯並三唑，受阻胺中的一種或兩種以上的混合物。
5.根據權利要求1所述的耐刮擦樹脂，其特徵在於，所述抗氧劑為Irgan0XM5， Irganox 1010, Irganox 1076，B900 或 Irganox 168 中的一種或兩種以上的混合物。
6.根據權利要求1所述的耐刮擦樹脂，其特徵在於，所述潤滑劑為矽油，白礦油，脂肪酸醯胺，硬脂酸鋇，硬脂酸鎂，硬脂酸鋅，季戊四醇硬脂酸酯，聚乙烯蠟，石蠟的一種或兩種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述的耐刮擦樹脂，其特徵在於，所述珠光顏料為粒徑5μπι -500 μ m的天然魚鱗珠光顏料、氯氧化鉍結晶珠光顏料、雲母塗覆珠光顏料、二氧化矽塗覆珠光顏料、矽酸鋁鹽塗覆珠光顏料、硼酸鋁鹽塗覆珠光顏料、人造雲母塗覆珠光顏料或氧化鉍塗覆珠光顏料中的一種或幾種；所述珠光顏料的表面包覆至少一層金屬氧化物，所述金屬氧化物為氧化鋁、二氧化錫、二氧化鈦、氧化鐵、氧化銻或氧化鋅中的一種或多種。
8.根據權利要求7所述的耐刮擦樹脂，其特徵在於，所述珠光顏料為粒徑為5μ m -200 μ m雲母塗覆珠光顏料、二氧化矽塗覆珠光顏料、人造雲母塗覆珠光顏料、硼酸鋁鹽塗覆珠光顏料或矽酸鋁鹽塗覆珠光顏料中的一種或幾種。
9.根據權利要求1所述的耐刮擦樹脂，其特徵在於，所述金屬顏料為鋁粉、銀粉、金粉、 鋅粉、銅粉中一種或幾種，所述金屬顏料為片狀、銀元狀、棒狀或球狀，粒徑為1 μ πΓ300 μ m。
10.一種如權利要求1所述的耐刮擦樹脂的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)將50-90重量份PMMA樹脂、10-50重量份增韌劑、0.2-0. 6重量份光穩定劑、0. 2-1 重量份抗氧劑、0. 2-2重量份潤滑劑、0-3重量份珠光顏料、0-3重量份金屬顏料、0-3重量份色粉在高速混合機內攪拌充分混合；(2)經計量裝置送入雙螺杆擠出機中，控制雙螺杆擠出機的溫度為18(T230°C，在螺杆的輸送、剪切和混煉下，物料熔化、複合，再經擠出得到所述耐刮擦樹脂。
全文摘要
本發明涉及一種耐刮擦樹脂，含有以下組分50-90重量份PMMA樹脂；10-50重量份增韌劑；0.2-0.6重量份光穩定劑；0.2-1重量份抗氧劑；0.2-2重量份潤滑劑；0-3重量份珠光顏料；0-3重量份金屬顏料；0-3重量份色粉。將各組分在高速混合機內攪拌混合後送入雙螺杆擠出機中，在螺杆的輸送、剪切和混煉下，物料熔化、複合，再經擠出、拉條、冷卻、切粒即可得到本發明的耐刮擦樹脂。本發明的耐刮擦樹脂衝擊強度高，耐刮擦性好，耐熱性好，具有多種外觀效果，實現真正的免噴塗，應用範圍廣。
文檔編號C08K9/10GK102190846SQ201110030940
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者周雷剛, 周霆, 李哲, 羅明華, 許本剛, 辛敏琦 申請人:上海錦湖日麗塑料有限公司, 廣東錦湖日麗高分子材料有限公司