CN101760003A - 一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，其组成和配比为：尼龙树脂35-85重量份；丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物10-30重量份；丙烯腈-苯乙烯共聚物0-30重量份；马来酸酐接枝的丙烯腈-苯乙烯共聚物增容剂2-10重量份；光吸收剂0.2-1重量份；受阻胺类光稳定剂0.2-1重量份；抗氧剂0-1重量份。采用上述技术方案的一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，具有抗紫外性能优异，流动性好的特点；并有良好的耐热性、耐化学性和机械性能，可用于汽车内外饰件，以及摩托车档板的制作材料等。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有优良的抗紫外性能，同时具有高维卡耐热温度的尼龙(PA)/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚树脂(ASA)共混材料。
背景技术
尼龙，即聚酰胺树脂，不仅具有优异的机械力学性能和耐化学试剂性能，而且还具有良好的自润滑性能及加工性能，因此被广泛地应用在各个领域，如各种汽车部件、电动工具外壳、电子商务设备零部件、体育用品等等。然而，与此同时，尼龙也存在着缺口冲击性能差、尺寸稳定性不佳等缺点，因此，这又限制了其进一步的应用空间。为了改善尼龙的这些缺点，人们做了很多方面的改进工作。如将尼龙和其他各种热塑性树脂共混形成共混材料。这些共混材料通常综合了尼龙和其他共混树脂的共同优点，同时又克服了它们原有的一些不足，因此，采用这种方法获得的共混材料不仅可以克服上述尼龙的一些缺陷问题，而且，尼龙自身的优异特性也不会受到很大影响。如CN101104732及CN101265360等介绍了一种采用苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物作为增容剂制备PA/ABS共混材料的方法，通过这种方法制备的PA共混材料具有优良的抗冲击性能、耐热性以及尺寸稳定性。然而，对于这种材料的抗紫外性能没有进一步的说明。
丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)是一种物理机械性能与ABS相类似的工程塑料。ASA塑料具有良好的尺寸稳定性能，缺口冲击性能高的特点。同时，与ABS相比，ASA在材料的耐候性、耐紫外光性等方面有很大的提高(约提高10倍)，因此ASA工程塑料在汽车、通信、电子等行业有很大的市场应用空间，可用于制作高性能的汽车外饰件、家电室外部件、通信产品，如汽车后视镜、空调室外机、室外卫星天线线路壳体等。
因此，如果将尼龙和ASA树脂制成共混材料，则可能获得这样一种具有优异的耐侯性能，良好的抗冲击性能及尺寸稳定性，同时耐化学试剂性能优良的材料。然而，ASA树脂和尼龙在理论上是基本不相容的，为此要获得上述理想的材料，必须采用增容的技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，其具有优异的耐侯性能、良好的耐热性能、耐化学性能以及尺寸稳定性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，其组成和配比为：尼龙树脂35-85重量份；丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物10-30重量份；丙烯腈-苯乙烯共聚物0-30重量份；马来酸酐接枝的丙烯腈-苯乙烯共聚物增容剂2-10重量份；光吸收剂0.2-1重量份；受阻胺类光稳定剂0.2-1重量份；抗氧剂0-1重量份。
所述丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物以重量百分比计丙烯酸酯橡胶单元含量为40-80％。
所述尼龙为数均分子量15000-28000，相对粘度指数在2.0-4.0的尼龙6。
所述的光吸收剂为苯并三唑类光吸收剂。
所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
采用上述技术方案的一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，具有抗紫外性能优异，流动性好的特点；并有良好的耐热性、耐化学性和机械性能，可用于汽车内外饰件，以及摩托车档板的制作材料等。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
本发明所用原料：
尼龙6树脂1(PA6-1)：相对粘度2.5，数均分子量15,000，日本宇部化学工业公司；
尼龙6树脂1(PA6-2)：相对粘度3.0，数均分子量24,000，德国BASF公司产品；
尼龙6树脂2(PA6-3)：相对粘度3.6，数均分子量28,000，德国BASF公司产品。
ASA-1：丙烯酸酯橡胶百分含量约45％，日本三菱丽阳公司生产，W-450A；
ASA-2：丙烯酸酯橡胶百分含量约60％，美国GE公司生产，960A；
ABS-3：丙烯酸酯橡胶百分含量约80％，日本UMG公司生产，MUX-80；
SAN：丙烯腈-苯乙烯共聚物，台湾其美公司生产，PN-127H；
SAN-g-MAH：马来酸酐接枝的丙烯腈-苯乙烯共聚物，日本UMG公司生产，S601N；
UV-5411：苯并三唑类光吸收剂，美国Cytec公司生产；
UV-770：受阻胺类光稳定剂，瑞士Ciba公司生产；
抗氧剂1098：受阻酚类抗氧剂，瑞士Ciba公司，Irganox 1098；
着色剂：卡博特公司生产，炭黑DL-430。
产品性能测试方法：
拉伸性能，按ASTM D638方法，拉伸速度50毫米/分钟。
弯曲性能，按ASTM D790方法，试验速度2毫米/分钟。
Izod缺口冲击强度：按ASTM D256方法，3.2毫米厚的试样。
维卡软化温度：按按ASTM D1525方法，升温速率50℃/分钟，5千克载荷下测试。
氙灯加速老化：按SAE J1885方法，辐照能量为600kJ/m2，测量色差ΔE值。
实施例1-4和比较例1
把经过干燥的尼龙6树脂2、ASA-1、SAN-g-MAH树脂、助剂和着色剂按表1中组成比例混合后用双螺杆加料器连续均匀加入双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比L/D＝36)主机筒中，主机筒分十段控制温度(从加料口至机头出口)为180℃、200℃、220℃、240℃、240℃、245℃、240℃，双螺杆转速为300转/分钟，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到产品。将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用塑料注射成型机注塑成标准样条，注塑温度240℃。注塑好的样条立即放入玻璃干燥器中在室温放置至少24小时后进行性能测试。测试结果见表1。
表1PA/ASA组合物的组成和性能
| 组成 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 比较例1 |
| PA6-1 | 35 | 55 | 70 | 82 | 70 |
| ASA-2 | 30 | 25 | 20 | 10 | 20 |
| SAN | 30 | 15 | 5 | 10 | |
| SAN-g-MAH | 4 | 4 | 9 | 2 | |
| UV-5411 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.5 |
| UV-770 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.5 |
| 抗氧剂1098 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.3 |
| 着色剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 性能 | |||||
| 拉伸强度，MPa | 45.5 | 56.4 | 62.6 | 71.2 | 61.3 |
| 弯曲模量，MPa | 2060 | 2010 | 2270 | 2480 | 2240 |
| Izod缺口冲击强度，J/m | 208 | 260 | 276 | 210 | 128 |
| 维卡软化温度，℃ | 102 | 122 | 148 | 172 | 151 |
| 氙灯老化性能，ΔE | 1.04 | 1.11 | 1.38 | 0.96 | 1.08 |
从上表比较例和实施例的测试结果可看出，PA6与ASA单独的组合物(比较例1)的Izod缺口冲击强度并不高(约是纯尼龙树脂的2-3倍)，而在PA6及ASA的组合物中加入重量百分比为5-10％的SAN-g-MAH树脂(实施例1-4)，Izod缺口冲击强度即有大幅度提高。申请人认为SAN-g-MAH树脂在PA6/ASA组合物中具有相容剂的效果是因为SAN-g-MAH含有具有反应活性的顺丁烯二酸酐基团的结果，顺丁烯二酸酐基团可与PA6大分子的端胺基发生化学反应从而改变PA6与ASA的界面结合力，使ASA在PA6中分散更均匀，因此Izod缺口冲击强度可大幅度提高。此外，从表1也可看出，本发明的PA/ASA组合物具有优异的抗紫外性能(氙灯老化加速老化后ΔE≤3)，以及较高的维卡耐热温度(≥100℃)。
实施例5-8和比较例2
采用同实施例1-4的加工工艺和测试方法，只是分别使用不同分子量的尼龙6和不同橡胶含量的ASA树脂，以及不同的助剂含量，按表2的组成比例制备了PA/ASA树脂组合物，性能测试如表2所示。
表2PA/ASA组合物的组成和性能
| 组成 | 比较例2 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| PA6-1 | 65 | 65 | 65 | ||
| PA6-2 | 65 | ||||
| PA6-3 | 65 | ||||
| ASA-1 | 25 | 25 | |||
| ASA-2 | 25 | 25 | |||
| ASA-3 | 25 | ||||
| SAN | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| SAN-g-MAH | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 |
| UV-5411 | 0.5 | 0.2 | 0.8 | 1 | |
| UV-770 | 1 | 0.8 | 0.2 | 0.5 | |
| 抗氧剂1098 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | ||
| 着色剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 性能 | |||||
| 拉伸强度，MPa | 57.4 | 59.7 | 60.8 | 58.7 | 55.3 |
| 弯曲模量，MPa | 2210 | 2400 | 2380 | 2200 | 2040 |
| Izod缺口冲击强度， | 280 | 210 | 278 | 280 | 320 |
| J/m |
| 组成 | 比较例2 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 维卡软化温度，℃ | 136 | 142 | 145 | 135 | 132 |
| 氙灯老化性能，ΔE | 4.05 | 0.76 | 0.68 | 1.78 | 1.05 |
从上述实施例的测试结果可看出，使用不同分子量的尼龙6(P A6-1，2，3)和丙烯酸酯橡胶橡胶含量在45-80％的ASA树脂(ASA-1，2，3)，采用本发明的方法都制备了具有高冲击强度的PA/ASA共混材料；还可看出采用高分子量尼龙6树脂制备的PA/ASA组合物比采用低分子量尼龙6树脂制备的组合物具有更高的I zod缺口冲击强度(实施例5和实施例6)。另外，当使用单独的受阻酚类抗氧剂作为稳定剂时，所得到的PA/ASA组合物抗紫外性能较差(氙灯老化加速老化后ΔE大于3，见比较例2)。
本发明的一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，具有抗紫外性能优异，流动性好的特点；并有良好的耐热性、耐化学性和机械性能，可用于汽车内外饰件，以及摩托车档板的制作材料等。
Claims (6)
1.一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，其按重量份的配方为：尼龙树脂35-85重量份；丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物10-30重量份；丙烯腈-苯乙烯共聚物0-30重量份；马来酸酐接枝的丙烯腈-苯乙烯共聚物增容剂2-10重量份；光吸收剂0.2-1重量份；受阻胺类光稳定剂0.2-1重量份；抗氧剂0-1重量份。
2.一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，其特征在于：所述丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物以重量百分比计丙烯酸酯橡胶单元含量为40-80％。
3.一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，其特征在于：所述尼龙为数均分子量15000-28000，相对粘度指数在2.0-4.0的尼龙6。
4.一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，其特征在于：所述的光吸收剂为苯并三唑类光吸收剂。
5.一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，其特征在于：所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
6.一种抗紫外尼龙/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯树脂共混材料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
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