本發(fā)明涉及一種ABS樹脂復(fù)合材料，具體為一種高表面硬度ABS美學(xué)樹脂復(fù)合材料及其制備方法，屬于聚合物改性和加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在材料滿足制品物理性能的要求前提下，人們追求的不僅是實(shí)用，對(duì)外觀的追求也越來(lái)越高，他們希望材料給人一種舒適的感受，滿足其對(duì)美的追求。傳統(tǒng)的方法是采用噴涂的辦法，讓材料的外觀有珠光、閃光效果、閃爍珠光、金屬光澤等特殊效果色彩。然而噴涂技術(shù)存在工藝流程復(fù)雜、不可循環(huán)利用、綜合成本高、工作環(huán)境惡劣等問(wèn)題。
隨著新技術(shù)，新工藝的不斷涌現(xiàn)，免噴涂技術(shù)脫穎而出，成為近年來(lái)新興的一種技術(shù)，越來(lái)越受到人們的青睞。免噴涂技術(shù)是指采用帶有特殊效果顏料的美學(xué)樹脂通過(guò)直接注塑成型使制品具有金屬光澤、珠光、閃爍珠光等特殊效果的一項(xiàng)技術(shù)。免噴涂材料是一種提高制品生產(chǎn)效率，環(huán)境友好的新型材料，是新材料發(fā)展趨勢(shì)之一。采用免噴涂技術(shù)獲得的制件能夠100％回收再利用，不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有毒有害的氣體、粉塵等污染物質(zhì)，而且容易成型、生產(chǎn)效率高、綜合成本低?？梢宰鳛閭鹘y(tǒng)噴涂技術(shù)的一種替代技術(shù)。
由于材料表面減少了一層或者多層通過(guò)噴涂手段得到的高硬度具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱固性或者光固化性樹脂，材料本體直接暴露在表面，因此對(duì)本體材料性能的要求也越來(lái)越高，如材料的耐刮擦性能。提高材料的耐刮擦性能方法之一就是提高材料的表面硬度。
ABS樹脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，集中了苯乙烯的高流動(dòng)性、丁二烯的橡膠韌性和丙烯腈的耐化學(xué)品特性的共同優(yōu)點(diǎn)與一身，目前在軍工、家電、PC產(chǎn)品、汽車等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)ABS美學(xué)樹脂發(fā)展也十分迅猛，然而ABS美學(xué)樹脂的缺點(diǎn)也在不斷涌現(xiàn)，如材料的表面硬度不夠，制件表面容易劃傷，出現(xiàn)劃痕，從而影響外觀。因此提高ABS美學(xué)樹脂表面硬度的研究有著十分重要的意義，目前尚未見同類報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供具有高表面硬度ABS美學(xué)樹脂復(fù)合材料，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題。
本發(fā)明的目的主要通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種高表面硬度ABS美學(xué)樹脂復(fù)合材料，按以下重量百分比計(jì)的原料配制而成：
所述的ABS樹脂為連續(xù)本體法和乳液合成的樹脂的一種或者幾種。熔體流動(dòng)速率在5～40g/10min之間，測(cè)試條件為230℃，2.16kg；
所述的PMMA樹脂為聚甲基丙烯酸樹脂，熔體流動(dòng)速率在2～22g/10min之間，測(cè)試條件為230℃，3.8kg，密度為1.17～1.21g/cm3；
所述的增韌劑為MBS型增韌劑、ASA型增韌劑、EVA型增韌劑中的一種或兩種以上；
所述的效果顏料為表面無(wú)包覆層或有包覆層的金屬顏料，其中金屬顏料為鋁粉、銅粉、金粉、銀粉、鋅粉、錫粉和鐵粉中的一種或幾種，所述的表面包覆層選自聚乙烯蠟、丙烯酸酯、己二酸二辛酯、環(huán)氧大豆油和礦物油中的一種或幾種的組合。
所述金屬顏料的形態(tài)為球狀、玉米片狀或者銀元狀；金屬顏料粒徑為16～120μm；
所述的色彩增亮劑為粒徑10～300μm的珠光效果顏料，為天然魚鱗珠光顏料、氯氧化鋯結(jié)晶珠光顏料、云母涂覆珠光顏料、二氧化硅涂覆珠光顏料、硼酸鋁鹽涂覆珠光顏料、人造云母涂覆珠光顏料中的一種或幾種的混合物。
所述的珠光效果顏料粒徑為20～200μm。
所述的珠光效果顏料表面包覆一層或多層的金屬氧化物；金屬氧化物為氧化鐵、氧化鋅、二氧化錫、二氧化鈦、氧化銻或氧化鋁。
所述的高表面硬度ABS美學(xué)樹脂復(fù)合材料的制備方法，其步驟為：
(1)按重量配比稱取原料；
(2)將原料置于高速混合器中混合3～5分鐘；
(3)將各組分充分混勻后投入到雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)筒中，螺桿直徑35mm，長(zhǎng)徑比L/D＝36，機(jī)筒分段控制溫度，從加料口到機(jī)頭出口溫度分別設(shè)定為195℃、195℃、210℃、210℃、220℃、220℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘，經(jīng)過(guò)熔融擠出、水槽冷卻、干燥處理、切粒等工序后得到產(chǎn)品。
該技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于以下幾個(gè)方面：
1、本發(fā)明通過(guò)往ABS美學(xué)樹脂加入PMMA樹脂，有效提高ABS美學(xué)樹脂的表面硬度，改善美學(xué)樹脂的耐刮擦性能；
2、本發(fā)明提出的高表面硬度ABS美學(xué)樹脂復(fù)合材料的制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，易于批量化生產(chǎn)?？捎糜谄噧?nèi)飾配件、家用電器和3C產(chǎn)品等。
具體的實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
在實(shí)施例及對(duì)比例復(fù)合材料配方中，ABS樹脂為奇美實(shí)業(yè)乳液法生產(chǎn)的高光澤ABS，牌號(hào)：PA-757K。PMMA樹脂為奇美實(shí)業(yè)生產(chǎn)的聚丙烯酸樹脂CM-207。增韌劑為韓國(guó)LG化學(xué)的MBS EM-500型增韌劑，具有典型的核-殼結(jié)構(gòu)。金屬效果顏料為銀元型鋁粉顏料，平均粒徑為50μm，載體為聚乙烯蠟。色彩增亮劑為人造云母珠光顏料，粒徑為20-150μm，表面包覆一層二氧化鈦氧化物。
將所有組份加入高速混合器中，以高于600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌3～5min。將混合好的原料放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，螺桿直徑35mm，長(zhǎng)徑比L/D＝36，機(jī)筒分段控制溫度，從加料口到機(jī)頭出口溫度分別設(shè)定為195℃、195℃、210℃、210℃、220℃、220℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘，經(jīng)過(guò)熔融擠出、水槽冷卻、干燥處理、切粒等工序后得到產(chǎn)品。
性能評(píng)價(jià)及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn):
將按上述方法制造的塑料粒子材料置于100℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥4～6小時(shí)，然后再將干燥好的粒料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣。拉伸性能按照ISO 527進(jìn)行，試樣尺寸為170×10×4mm啞鈴型樣條，拉伸速度為50mm/min；彎曲性能測(cè)試按照ISO 178進(jìn)行，試樣尺寸為80×10×4mm，彎曲速度為2mm/min，跨距為64mm；簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度按ISO179進(jìn)行，試樣尺寸為80×10×4mm，缺口深度為試樣寬度的1/3。
材料的鉛筆硬度按照ISO 15184進(jìn)行測(cè)量，載荷為750N，測(cè)量環(huán)境為23±2℃，相對(duì)濕度50±5％。樣品為150mm*100*3mm的注塑成型無(wú)皮紋樣板，在上述測(cè)量環(huán)境中放置24h后進(jìn)行測(cè)量，每組實(shí)驗(yàn)測(cè)試2個(gè)樣板，每個(gè)樣板劃5次。
材料的綜合性能通過(guò)測(cè)試所得的缺口沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲模量和鉛筆硬度進(jìn)行評(píng)判。實(shí)施例配方、對(duì)比例配方及各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果見下列各表：
表1實(shí)施例1～6及對(duì)比例1配方(wt％)。
表2實(shí)施例1～6及對(duì)比例1測(cè)試結(jié)果
從實(shí)施例1～6與對(duì)比例1的對(duì)比可以看出，在ABS美學(xué)樹脂材料中添加適量的PMMA樹脂，可以顯著增加美學(xué)樹脂材料的鉛筆硬度到H；從實(shí)施例1～4可以看出，PMMA樹脂含量增加，美學(xué)樹脂材料的沖擊強(qiáng)度降低，鉛筆硬度增加；從實(shí)施例4與實(shí)施例5和6對(duì)比可以看出，增韌劑MBS的添加，降低了材料的鉛筆硬度，同時(shí)增韌劑MBS含量增加可以提高美學(xué)樹脂的缺口沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，但相應(yīng)材料的彎曲模量有所下降。
本發(fā)明的范圍不受所述具體實(shí)施方案的限制，所述實(shí)施方案只欲作為闡明本發(fā)明各個(gè)方面的單個(gè)例子，本發(fā)明范圍內(nèi)還包括功能等同的方法和組分。實(shí)際上，除了本文所述的內(nèi)容外，本領(lǐng)域技術(shù)人員參照上文的描述可以容易地掌握對(duì)本發(fā)明的多種改進(jìn)。所述改進(jìn)也落入所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。