一种PC/PMMA/ASA三元合金材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料共混与改性，尤其是一种pc/pmma/asa三元合金材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、asa树脂是丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯的三元共聚物，由于结构中不含不饱和双键，因此耐候性远超abs树脂，约为abs的10倍。pmma树脂是聚甲基丙烯酸甲酯，又称作亚克力或有机玻璃，其耐候、机械强度、高光泽、易着色和耐刮擦性能均非常优异。asa/pmma合金综合了两者的优点具有优异的耐候性、抗冲击性和易着色性。近些年asa/pmma免喷涂材料蓬勃发展广泛应用于汽车、电子电器、家电等领域，特别是在汽车领域，免喷涂的高光黑asa/pmma合金材料替代喷漆大幅度降低生产成本。但是asa/pmma合金并不是完美的，热变形温度偏低，热存放有变形风险。导致asa/pmma合金材料的使用受到了不小的限制。

2、cn111690222a公开了一种高耐热高黑亮的pmma/asa合金材料及其制备方法、用途，其中pmma/asa合金材料由以下重量份数的组分组成：聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)树脂35-60份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(asa胶粉)15-35份、耐热剂5-15份、抗氧剂0.2-1份、光稳定剂0.2-1份、防刮擦剂1-5份、染色剂0.5-1.5份。制备的pmma/asa合金材料，hdt可以达到95℃以上，比市面上成熟的材料提高20℃以上，表面光泽度基本无下降，黑度l值为22.5，可以达到钢琴黑的效果。同时耐刮擦性也有明显提高，能通过五指刮擦测试和表面耐磨测试，但是得到的pmma/asa合金材料的耐热温度偏低，无法在更高耐热温度的场景使用。

3、cn110256798a公开了一种pmma/asa合金材料，具体涉及一种高光黑、高硬度、耐候免喷涂pmma/asa合金及其制备方法，属于高分子材料领域，其技术方案要点如下，按照质量份数计算，包括如下组分：pmma 20-30份，asa60-70份，相容剂1-5份，纳米氧化锆1-3份，san基材硅酮母粒1-3份，抗氧剂0.1-1份，耐候剂0.1-1份，黑色染料0.1-2份。但是其asa加入过多会带来表面硬度和hdt损失，同时纳米氧化锆为白色粉末，其会造成黑亮度下降，所以此材料外观和耐热稍有不足。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种外观无幻彩、高光黑，且具有高的维卡软化温度和优异的力学性能的pc/pmma/asa三元合金材料及其制备方法和应用。

2、为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种pc/pmma/asa三元合金材料，所述三元合金材料包括以下重量份的组分：pc树脂40-60份、pmma树脂15-45份、asa胶粉15-30份、增韧剂3-6份、相容剂1-4份、酯交换促进剂0.01-0.5份、黑色母粒2-3份、其他助剂1.9-6.5份；所述asa胶粉为核壳结构，其中核为丙烯酸丁酯共聚硅，壳为苯乙烯丙烯腈共聚物(san)或苯乙烯丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物(san-mma)，橡胶平均粒径为100-200nm；所述相容剂为苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。

3、本发明提供的一种pc/pmma/asa三元合金材料一方面通过优选合适质量份的pc树脂、pmma树脂和asa胶粉，同时优选asa胶粉的核壳种类以及橡胶平均粒径大小，另一方面通过添加合适质量的相容剂和酯交换促进剂进行协同复配，从而能够加强pc与pmma的相容性，进而提升整体材料的相容性，进而能够得到外观无幻彩的pc/pmma/asa三元合金材料，由于得到的三元合金材料外观无幻彩，因此其更容易实现高光黑的效果；并且得到的pc/pmma/asa三元合金材料在相容剂和酯交换促进剂的协同复配下能够有效的控制发生酯交换反应的程度，从而实现优异的力学性能和耐热性能。

4、作为本发明所述pc/pmma/asa三元合金材料的优选实施方式，相容剂2-3份、酯交换促进剂0.08-0.12份。

5、发明人研究发现，当进一步优选相容剂和酯交换促进剂为上述添加范围时，能够进一步保证体系内发生酯交换反应的程度，从而能够实现体系更为优异的相容性，进而达到更优的综合效果。

6、作为本发明所述pc/pmma/asa三元合金材料的优选实施方式，所述pc树脂在300℃/1.2kg条件下测试的熔融指数为8-22g/10min；所述pc树脂熔融指数的测试参照iso1133。

7、作为本发明所述pc/pmma/asa三元合金材料的优选实施方式，所述pmma树脂在230℃/3.8kg条件下测试的熔融指数为3-10g/10min；所述pmma树脂的熔融指数的测试参照iso1133。

8、pc树脂和pmma树脂的熔融指数也会对产品的力学性能以及耐热性能带来影响，在本发明提供的熔融指数范围内，得到的产品的综合性能优异。

9、作为本发明所述pc/pmma/asa三元合金材料的优选实施方式，所述酯交换促进剂为碳酸二苯酯、聚甲基丙烯酰甲亚胺(pmmi)、丙烯酸酯低聚物中的至少一种。

10、优选地，所述酯交换促进剂为碳酸二苯酯，当进一步优选酯交换促进剂为碳酸二苯酯时，得到的产品的综合性能更为优异。

11、作为本发明所述pc/pmma/asa三元合金材料的优选实施方式，所述黑色母粒是以苯乙烯丙烯腈共聚物(san)为基体树脂加炭黑制成的高浓度黑色母粒。

12、作为本发明所述pc/pmma/asa三元合金材料的优选实施方式，所述其他助剂为抗氧剂、硅酮母粒、润滑剂、光稳定剂中的至少一种；和/或，所述增韧剂为为丙烯酸酯与有机硅共聚的抗冲改性剂。

13、作为本发明所述pc/pmma/asa三元合金材料的优选实施方式，在所述三元合金材料中，抗氧剂为0.2-1份、硅酮母粒为0.2-1份、润滑剂为0.5-1.5份、光稳定剂为1-3份。

14、作为本发明所述pc/pmma/asa三元合金材料的优选实施方式，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂中的至少一种；所述润滑剂为硅烷聚合物、硬脂酸丁酯、硬脂酸、脂肪酸盐、脂肪酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的至少一种；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂、苯并三唑光稳定剂中的至少一种。

15、优选地，所述抗氧剂为巴斯夫抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为1：1复配的混合物；所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯；所述光稳定剂为tinuvin770df、tinuvin 234、chimassorb 944fdl中的至少一种。

16、作为本发明所述pc/pmma/asa三元合金材料的优选实施方式，所述硅酮母粒以甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(mbs)/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)为载体，超高分子量聚硅氧烷为主要成分，所述硅酮母粒中聚硅氧烷的质量百分数为50％。

17、另外，本发明还提供了所述pc/pmma/asa三元合金材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将按配比称量的各种原料加入混合机中混合后加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，得pc/pmma/asa三元合金材料。

18、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，挤出造粒的参数为：双螺杆挤出机的长径比为25-48、螺杆机筒的真空度为(-0.08)～(-0.1)mpa、进料输送段温度为200-220℃、塑化段温度为250-260℃、挤出段温度为250-260℃、螺杆转速为400-600rpm。

19、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，混合时的转速为800-1200r/min。

20、另外，本发明还提供了一种所述pc/pmma/asa三元合金材料在制备汽车零部件领域中的应用。

21、作为本发明所述应用的优选实施方式，所述汽车零部件包括汽车格栅、后视镜外壳、汽车尾翼。

22、相对于现有技术，本发明的有益效果为：

23、本发明提供的pc/pmma/asa三元合金材料通过优选合适质量份的pc树脂、pmma树脂和asa胶粉，同时优选pc树脂和pmma树脂的熔融指数范围以及asa胶粉的核壳种类以及橡胶平均粒径大小；同时加入合适质量份的相容剂和酯交换促进剂进行协同复配，从而在实现三个树脂基体良好的相容性的基础上控制合适的酯交换反应程度，进而使得到的pc/pmma/asa三元合金材料外观高光黑、无幻彩，lab值在26以下、外观等级都可以达到1级，即制备得到的产品均未出现幻彩珠光纹且具有高光黑的特点，同时，得到的材料还具有优异的力学性能和耐热性能；因此，本发明提供的pc/pmma/asa三元合金材料能够应用于汽车零部件的制备上；并且本发明提供的pc/pmma/asa三元合金材料的制备方法简单、生产方便，适用于实际的工业化生产。