[发明专利]一种高光黑耐刮擦ASA/PMMA合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高光黑耐刮擦ASA/PMMA合金材料及其制备方法，按以下重量份计的原料配制而成：丙烯腈‑丙烯酸酯‑苯乙烯共聚物(ASA)20‑40重量份；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)60‑80重量份，耐刮擦剂1‑10份，光稳定剂0.5份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.3份，黑色粉0.1‑0.3份；采用上述技术方案得到的具有高光黑外观且刮擦性能优秀的ASA/PMMA合金，可用于汽车或者电子电器上有刮擦要求的免喷涂零件。和传统的刮擦助剂以及润滑体系相比，该材料体系相容性好，保留了ASA/PMMA合金原有物性和外观。

技术领域

本发明涉及一种高光黑耐刮擦ASA/PMMA合金材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

近些年，高光黑免喷涂材料越来越受到市场的青睐，无论是各大汽车厂及其配套厂，还是家电手机电子电器领域，其中ASA/PMMA为代表的合金更是众多商家的选择之一，这是因为其优异的外观和耐候能力。该合金在适当的配色工艺下，不仅能够实现外表喷漆的效果，而且能一次成型，简化零件后加工工序，大幅降低生产成本，并对环境和工人健康友好。但是也可以看到由于缺少油漆层的保护，合金材料还面临着不耐刮擦的问题，特别是在汽车外饰上，例如三角块，立柱板，尾翼和格栅上。因此如何在不改变ASA/PMMA合金现有性能的基材上，还能大幅改善其耐刮擦性，从而进一步扩宽其应用领域，是一个十分有意义的课题。

目前改善改善刮擦的方式通常有两种，①降低材料表面的摩擦系数，②提高材料的表面硬度。例如CN112552629A中尝试将加入长链三元共聚尼龙，苯基硅油和气相氧化铝的混合改性剂，虽然初始阶段会有一定的效果，但是气相氧化铝属于无机物，苯基硅油属于小分子，和ASA/PMMA体系相容性较差，长期使用的话，可能会有析出的风险，另外长链的三元共聚尼龙并不易得，会造成材料成本上升，失去免喷涂材料降成本的优势。CN111690222A使用的刮擦剂为二硫化钼或者二硫化锡与高分子量的蜡，也会遇到因为和基体不相容而缓慢迁移析出的问题。

那么有没有耐刮擦助剂既能起到耐刮擦的效果，又能和基材很好的相容，不会在后续使用过程中迁移析出呢。为了克服上述材料缺陷，我们引入了聚偏氟乙烯(PVDF)。众所周知，聚四氟乙烯(PTFE)是一款表面能极低，且摩擦系数极低的材料，但是PTFE的极性也很高，与ASA/PMMA并不相容，我们由此受到启发，可以适当降低其极性，获得较好的体系相容性。文献报道PVDF和PMMA完全互溶，并且两者的最低临界溶解温度为330℃[1]，也就意味着超过330℃，两者才会逐渐相分离，这完全满足挤出工艺的要求。另外PVDF本身为含氟化合物，具有优异的耐刮擦性能[2]。且PVDF具有良好的耐候性能，目前已经广泛应用在光伏太阳能电池密封的表面保护膜包装材料上。

[1]I.S.Elashmawi；N.A.Hakeem(2008).Effect of PMMA addition oncharacterization and morphology of PVDF.,48(5),895–901

[2]Xu,Yang；Li,Dun；Shen,Jiabin；Guo,Shaoyun；Sue,Hung-Jue(2019).Scratchdamage behaviors of PVDF/PMMA multilayered materials:Experiments and finiteelement modeling.Polymer,182(),121829

[3]Song,Haihe；Yang,Sijia；Sun,Shulin；Zhang,Huixuan(2013).Effect ofMiscibility and Crystallization on the Mechanical Properties and Transparencyof PVDF/PMMA Blends.Polymer-Plastics Technology and Engineering,52(3),221–227.

发明内容