耐候性ASA基复合材料、共挤成型塑料制品和塑料制品

摘要

本发明涉及一种耐候性ASA基复合材料及制品，复合材料包含如下质量百分含量的成分：丙烯腈-苯乙烯共聚物20%-84%，丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物10%-70%，丙烯酸树酯5-30%，助剂1-10%。上述复合材料含有丙烯腈-苯乙烯共聚物、核壳结构的丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物以及丙烯酸树酯，其中核壳结构的丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物提供给复合材料优良的耐候性能，而丙烯腈-苯乙烯共聚物具有耐高温性、出色的光泽度和耐化学介质性以及优良的硬度、刚性、尺寸稳定性等，丙烯酸树酯可以使核壳结构的丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物具有较好的相溶性，利于复合材料加工制造成型。

说明书

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种耐候性ASA基复合材料、共挤成型塑料制品和塑料制品。

背景技术

随着目前科技发展和人们生活水平的不断提高，高分子材料越来越多的应用于日常生活中，例如，各种各样的生活塑胶制品，汽车配件，电器外壳等领域。尤其是对于一些长期暴露在外的塑胶产品，一方面要求有光滑的外表，另一方面要求有较高的机械强度、抗冲击力和耐候性。

目前，为提高塑胶产品的机械强度，采用共挤成型工艺将塑胶与其他硬质材料一起成型，为了提高产品的韧性、抗冲击性、耐腐蚀性等多种性能，通常采用多种成分复合，形成合金式的高分子复合材料。例如，目前广泛使用的塑胶产品以ABS作为主成分，与PMMA、PVC或PC等聚合物复合，具有抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良等特点，然而， ABS塑料的耐候性较差，不适宜于户外产品，这对其是一个较大的限制。

发明内容

有鉴于此，提供一种耐候性好、高光泽的耐候性ASA基复合材料，以及具有该复合材料的共挤成型塑料制品和塑料制品。

一种耐候性ASA基复合材料，其包含如下质量百分含量的成分：

丙烯腈-苯乙烯共聚物            20%-84%，

丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物     10%-70%，

丙烯酸树酯                    5-30%，

助剂                          1-10%，

所述丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物为核壳结构，是以聚丙烯酸酯橡胶为核，以丙烯腈-苯乙烯共聚物为壳。

一种共挤成型塑料制品，包括第一共挤材料和第二共挤材料，所述第二共挤材料以共挤覆膜形式共挤于所述第一共挤材料表面，所述第二共挤材料是如上所述的耐候性ASA基复合材料。

以及，一种塑料制品，其包含如上所述的耐候性ASA基复合材料。

上述耐候性ASA基复合材料及制品中含有丙烯腈-苯乙烯共聚物、核壳结构的丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物以及丙烯酸树酯，其中核壳结构的丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物提供给复合材料优良的耐候性能，而丙烯腈-苯乙烯共聚物具有耐高温性、出色的光泽度和耐化学介质性以及优良的硬度、刚性、尺寸稳定性等，丙烯酸树酯可以使核壳结构的丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物较好的相溶，并提高复合材料的表面硬度和亮度，和ASA混合后更能耐老化，更耐刮花。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种耐候性ASA基复合材料，其包含如下质量百分含量的成分：

丙烯腈-苯乙烯共聚物            20%-84%，

丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物     10%-70%，

丙烯酸树酯                    5-30%，

助剂                          1-10%，

所述丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物为核壳结构，是以聚丙烯酸酯橡胶为核，以丙烯腈-苯乙烯共聚物为壳。

具体地，丙烯腈-苯乙烯共聚物的含量优选为50%-70%，更优选为55-65%。丙烯腈-苯乙烯共聚物简称AS或SAN，具有较高的玻璃化温度，能耐高温性、高光泽度，化学稳定性好，且具有较好的硬度、刚性、尺寸稳定性和较高的承载能力。通常用丙烯腈和苯乙烯为原料用悬浮法或乳液聚合法而制得。丙烯腈-苯乙烯共聚物作为本发明实施例的复合材料的主要成分之一，其能提高复合材料的透明和光泽、硬度以及耐温等多方面的性能。

丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物（以下简称为ASA）为核壳结构，其中的所述丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝于所述聚丙烯酸酯橡胶。该成分制备是先聚合形成聚丙烯酸酯橡胶，以丙烯酸类聚合物为核心颗粒，通过接枝聚合工艺，将丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝到核心颗粒上，形成核壳结构的丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物。在制备过程中，丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝率和分子量对核壳结构的丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物的物理性能有较大影响，例如，如果与高流动的丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝可以得到高流动性的ASA，如果与更高流动的丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝可以得到高流动性注塑级的ASA，如果与更耐热的丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝可以得到高耐热级的ASA，如果与高硬度的丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝可以得到挤出级的ASA。丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物的质量百分含量优选为10%-50%，更优选为25-35%。ASA可明显提高复合材料耐候性能，耐热性能，而且可提高材料的各项机械性能，例如提高材料抗冲击性、缺口敏感、耐溶剂开裂性能和拉伸强度等。

丙烯酸树酯可以是但不限于甲基丙烯酸甲酯，简称为MMA，在复合材料中所占质量百分含优选为10-50%。MMA可以使核壳结构的丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物较好的相溶，并提高复合材料的表面硬度和亮度，和ASA混合后更能耐老化，更耐刮花。

助剂包括质量百分含量为0.5-4%的润滑剂，质量百分含量为0.01-0.6%的抗氧化剂以及质量百分含量为0.01-0.6%的紫外光吸收剂。润滑剂为硅酮、乙撑双硬脂酰胺（简称EBS）或季戊四醇硬脂酸脂（简称为PETS），更优选为季戊四醇硬脂酸脂。PETS具有较好的热稳定性，即使在高温下也具有良好的热稳定性和低挥发性，良好的脱模和流动性能，有利于挤出或塑模加工成型，有极好的成核作用。在挤出或塑模加工过程中，PETS对很多聚合物来说都是一个有效的润滑剂，不必担心发生降解，而且，它可以显著改善透明度及表面光洁度。而且，由于PETS的高效性，允许它的使用量低于大多数传统的润滑剂，PETS的用量优选为0.5～1%，即可以起到极好的润滑作用。

抗氧化剂可以是但不限于三元乙丙橡胶、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、苯醌或受阻酚类等，本实施例优选三元乙丙橡胶。紫外光吸收剂可以是但不限于二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、受阻胺光稳定剂或氰基丙烯酸酯类。由于本实施例的复合材料中具有多种聚合物，聚合物对光热较敏感，会发生自催化降解反应（老化），因此，添加适当防紫外光剂和抗氧化剂，两者相互配合、相辅相成，以提高其稳定性、抗氧化性能。

进一步地，本实施例的复合材料还包括质量百分含量为0.5-10%的聚四氟乙烯，通过添加聚四氟乙烯到复合材料中，使成型的产品更耐刮花，更耐候，耐温，还起到辅助润滑作用。聚四氟乙烯质量百分含量优选为1-2%。由于改性后的复合材料易于着色，例如，比PVC容易着色，在共挤成型中是很好的选择，特别适用于表面长期暴露在户外的异型材。因此，较佳地，所述复合材料进一步添加有1-6%颜料，例如，包括无机颜料及高耐候、耐晒的有机颜料，形成彩色ASA基复合材料，无机颜料具体可以是钛白粉、铬黄、氧化铁黄等，有机颜料优选是偶氮颜料。应用时，即可制成彩色塑料制品，以及彩色的共挤覆膜，以适应实际环境需求。

本发明实施例还提供一种由上述ASA基复合材料共挤成型的共挤塑料制品，其包括第一共挤材料和第二共挤材料，第二共挤材料以覆膜形式形成于所述第一共挤材料表面，所述第二共挤材料是上述ASA基复合材料。第一共挤材料为聚合物材料或者说塑料，例如PVC、聚氯已烯（UPVC）等，第一共挤材料成型出制品的本体结构，而ASA基复合材料覆膜形式形成于本体结构的表面。以异型塑钢门窗为例，第一共挤材料以PVC为门窗异型型材，造粒的ASA基复合材料以覆膜形式共挤形成于型材表面，通常是用于装饰的一个或多个表面（例如添加有颜料时，可形成彩色耐候ASA基复合材料薄膜表面）。其中，ASA基复合材料薄膜与PVC异型材粘贴性极佳，不易脱层，韧性佳，抗冲性高，流动性极好，在共挤过程中其共挤层即使在最薄也能均匀一致，而现有的一些薄膜材料例如PET等不易加工，共挤不均匀，结合力差。通过采用耐候性ASA基复合材料表面覆膜，提高产品耐候性，耐温性能，耐刮花性，表面更加光泽明亮。

本发明实施例还提供一种塑料制品，其包含上述ASA基复合材料，由上述复合材料通过挤出成型或者注塑成型等各种工艺制成。塑料制品包括但不限于家电、汽车部件、门窗、家用电器中的塑胶件、家庭用品、家电用品、电脑及其配件、音响制品、家私、玩具、汽车内饰件、灯罩、灯具、运输工具内饰件、遮阳板、化妆盒、工艺品、装饰品、美发用品等。

以下通过多个实施例来举例说明耐候性ASA基复合材料的各种组成及其制备方法，以及其性能等方面。

实施例1～8、空白例和对比例

按照如下表1所示的配方将各成分共混合后，在高速搅拌机中搅拌混合均匀后，一起加入到造粒机中，保持温度在180°C -200°C下进行造粒，得到耐候性ASA基复合材料。将制得的耐候性ASA基复合材料与PVC在螺杆挤出机中共挤成型，加工温度范围在160~220℃之间，形成共挤的塑料制品，如门窗等。

表1  各例中成分及其质量百分含量

 表2实施例1-8及空白例和对比例的各项性能比对(以下测试按照ASTM标准)

表2为实施例1-8及空白例和对比例的各项性能，由表2可知，本发明实施例的ASA基复合材料具有优异的耐候性，耐高温性、出色的光泽度，优良的硬度、刚性、拉伸强度、弯曲强度以及抗冲击性能等。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。