一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用ASA/PMMA及其制备方法与流程

一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及热塑性复合材料领域，特别是涉及一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法

背景技术：

2.pmma具有高透明度、高硬度、高耐候性，具有特别好的染性能，由于分子结构决定pmma必然呈现为脆性，主要表现为落球冲击尤其是低温冲击性能很差；asa树脂具有良好的抗冲击性能，但是其硬度差、着性能差且不易做成高亮效果，限制了其应用范围；随着现代汽车、医疗、家电等行业的发展，消费者更加追求美观等效果，而喷漆，电镀等行业对环境带来的危越来越凸显，开发出可替代喷漆、电镀效果的材料迫在眉睫；asa的溶解度参数为9.6-9.8(j/cm3)
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，pmma的溶解度参数为9.0-9.5(j/cm3)
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，根据溶解度参数相近原理，asa与pmma是具有部分相容性，因此理论上可以做成合金；尽管理论上asa与pmma可做成合金，但是韧性、黑度、耐热很难同时满足客户的要求特别是汽车行业的实验要求。
3.中国专利cn 106832723 a公开了一种高耐热高耐候asa/pmma复合材料及其制备方法，通过添加α-甲基苯乙烯或n-苯基马来酰亚胺作为耐热剂，虽然大幅度提高了asa/pmma的耐热性能，但是严重影响了其黑度，另外添加炭黑后明显影响其激光透过率。
4.中国专利cn 106046643 a公开了高相容性pmma/asa合金树脂组合物及其制备方法，通过添加相容剂的方法增加asa与pmma的相容性，以提高耐热性能，但是同样未关注到asa/pmma合金的黑度和激光透过率。
5.虽然上述这些方案对asa/pmma合金的某一方面性能进行改善，但往往是通过牺牲韧性、耐热、黑度中的一种而满足其它两种性能的，得到的asa/pmma的激光透过率很低，基本为零，没法满足激光焊接的要求。本发明通过对asa、pmma比例进行调整，通过对asa胶粉进大小粒径复配的方法，调整韧性的同时使得材料具有高的激光透过率，引入新的的耐热剂增加耐热，通过螺杆挤出后造粒得到高韧性、高耐热、高黑度、高激光透过率可用于激光焊接的asa/pmma合金材料。

技术实现要素：

6.本发明针对现有技术的不足提供了一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma及其制备方法。
7.本发明的目的是通过以下技术方案来实现。
8.一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，由以下重量份计的原料制备而成：
9.聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)树脂50-80份；
10.丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(asa)树脂20-40份；
11.耐热剂5-20份；
12.抗氧剂0-1份；
13.光稳剂0-1份；
14.粉0-2份。
15.其中，所述的pmma树脂的熔指在2-8之间，多分散系数在1-3之间。
16.所述的asa树脂是大小粒径的胶粉复合而成。所述的asa树脂大粒径的尺寸范围300-500um之间，丙烯酸酯的含量为50-70％之间。所述的asa树脂大粒径的尺寸范围100-200um之间，丙烯酸酯的含量为50-70％之间。
17.所述的耐热剂为san-mma-sma，as-mma-sma，san-sma，as-sma共聚物的一种或者几种。
18.更进一步地，所述的as-mma-sma共聚物的分子量范围70000-120000，多分散系数2-3，其中mma含量30-35％。
19.所述的as-sma共聚物的分子量范围90000-160000，多分散系数为1-3，其中sma含量15-18％。
20.所述的抗氧剂为亚磷酸酯类或受阻酚类抗氧剂复配。
21.所述的光稳剂为紫外吸收剂和自由基捕捉剂的一种或者几种。
22.所述的粉为除炭黑外的通过一种或者多重复配。
23.上述免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包括以下步骤：
24.(1)将50-80份pmma与5-20份耐热剂、0-1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
25.(2)将20-40份asa与0-1份光稳剂、0-2份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
26.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在300-600转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800-1000转/min的条件下可得到免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率可用于激光焊接的asa/pmma合金树脂。
27.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
28.(1)本发明通过共混挤出的手段对asa、pmma比例进行调整，通过对asa胶粉进大小粒径复配的方法，调整韧性的同时使得材料具有高的激光透过率，引入新的的耐热剂增加耐热，得到高韧性、高耐热、高黑度、高激光透过率可用于激光焊接的asa/pmma合金材料。
29.(2)通过计量泵侧喂料的方法对胶粉、粉、光稳剂进行输送，保证均匀混合的同时降低因剪切导致性能损失。
30.(3)本发明制备过程简单，成本低，特别适用于工业化生产。
具体实施方式
31.下面给出本发明的具体实施实例。具体实施例仅用于进一步说明本发明，不限制本技术专利的保护范围。
32.本发明提供了一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包括以下组分：
33.聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)树脂50-80份；pmma树脂的熔指在2-8之间，多分散系数在1-3之间。
34.丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(asa)树脂20-40份；asa树脂是大小粒径的胶粉复合而成，大粒径的尺寸范围300-500um之间，丙烯酸酯的含量为50-70％之间。所述的asa树脂大粒径的尺寸范围100-200um之间，丙烯酸酯的含量为50-70％之间。
35.耐热剂5-20份；耐热剂为san-mma-sma，as-mma-sma，san-sma，as-sma共聚物的一种或者几种，san-mma-sma，as-mma-sma共聚物分子量范围70000-120000，多分散系数2-3，其中mma含量30-35％；san-sma，as-sma共聚物分子量范围90000-160000，多分散系数为1-3，其中sma含量15-18％。
36.抗氧剂0-1份；抗氧剂为亚磷酸酯类或受阻酚类抗氧剂复配
37.光稳剂0-1份；光稳剂为紫外吸收剂和自由基捕捉剂的一种或者几种
38.粉0-2份；粉为除炭黑外的通过一种或者多重复配。
39.以下实施例包含以下生产步骤
40.(1)将50-80份pmma与5-20份耐热剂、0-1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
41.(2)将20-40份asa与0-1份光稳剂、0-2份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
42.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在300-600转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800-1000转/min的条件下可得到免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率可用于激光焊接的asa/pmma合金树脂。
43.实施例1
44.本实施例所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包含以下重量组分：
45.(1)将60份pmma与5份耐热剂san-mma-sma、1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
46.(2)将10份大粒径asa，22份小粒径asa与1份光稳剂、1份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
47.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在500转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800转/min的条件下可得到asa/pmma合金树脂。
48.实施例2
49.本实施例所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包含以下重量组分：
50.(1)将60份pmma与10份耐热剂san-sma、1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
51.(2)将15份大粒径asa，12份小粒径asa与1份光稳剂、1份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
52.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送
b，挤出温度在190-250℃，主机转速在350转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800转/min的条件下可得到asa/pmma合金树脂。
53.实施例3
54.本实施例所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包含以下重量组分：
55.(1)将50份pmma与20份耐热剂san-sma、1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
56.(2)将15份大粒径asa，12份小粒径asa与1份光稳剂、1份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
57.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在400转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800转/min的条件下可得到asa/pmma合金树脂。
58.实施例4
59.本实施例所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包含以下重量组分：
60.(1)将70份pmma与3份耐热剂as-mma-sma、1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
61.(2)将15份大粒径asa，10份小粒径asa与1份光稳剂、1份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
62.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在400转/min，经过冷却切粒，切粒机转速900转/min的条件下可得到asa/pmma合金树脂。
63.对比例1
64.本实施例所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包含以下重量组分：
65.(1)将60份pmma与5份耐热剂san-mma-sma、1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
66.(2)将32份大粒径asa与1份光稳剂、1份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
67.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在500转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800转/min的条件下可得到asa/pmma合金树脂。
68.对比例2
69.本实施例所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包含以下重量组分：
70.(1)将60份pmma与5份耐热剂san-mma-sma、1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
71.(2)将32份小粒径asa与1份光稳剂、1份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
72.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在500转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800转/min的条件下可得到asa/pmma合金树脂。
73.对比例3
74.本实施例所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包含以下重量组分：
75.(1)将60份pmma与5份耐热剂san-mma-sma、1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
76.(2)将10份大粒径asa，22份小粒径asa与1份光稳剂、1份炭黑在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
77.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在500转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800转/min的条件下可得到asa/pmma合金树脂。
78.对比例4
79.本实施例所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，包含以下重量组分：
80.(1)将70份pmma与1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；
81.(2)将15份大粒径asa，12份小粒径asa与1份光稳剂、1份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；
82.(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在350转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800转/min的条件下可得到asa/pmma合金树脂。
83.将造粒后的粒子烘干，取样测试，缺口冲击性能测试按照iso 179-1(kj/m2)；拉伸强度性能按照iso 527(mpa)；将各实施例与对比例注塑150*100*2mm的高光板，与黑的可用于激光焊接的abs交错放在一起，进行焊接，激光强度30w，焊接速度30mm/s；激光透过率测试使用半导激光器(980nm)；维卡软化温度按照iso 306(b50℃)，黑度用积分球分光光度计sce模式。
84.

技术特征：

1.一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，其特征在于：由以下重量份计的原料制备而成：聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)树脂50-80份；丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(asa)树脂20-40份；耐热剂5-20份；抗氧剂0-1份；光稳剂0-1份；粉0-2份。2.根据权利要求1所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，其特征在于：所述的pmma树脂的熔指在2-8之间，多分散系数在1-3之间。3.根据权利要求1所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，其特征在于：所述的asa树脂是大小粒径的胶粉复合而成；所述的asa树脂大粒径的尺寸范围300-500um之间，丙烯酸酯的含量为50-70％之间。所述的asa树脂大粒径的尺寸范围100-200um之间，丙烯酸酯的含量为50-70％之间。4.根据权利要求1所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，其特征在于：所述的耐热剂为san-mma-sma，as-mma-sma，san-sma，as-sma共聚物的一种或者几种。5.根据权利要求4所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，其特征在于：所述的as-mma-sma共聚物的分子量范围70000-120000，多分散系数2-3，其中mma含量30-35％。6.根据权利要求4所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，其特征在于：所述的as-sma共聚物的分子量范围90000-160000，多分散系数为1-3，其中sma含量15-18％。7.根据权利要求1所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，其特征在于：所述的抗氧剂为亚磷酸酯类或受阻酚类抗氧剂复配。8.根据权利要求1所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，其特征在于：所述的光稳剂为紫外吸收剂和自由基捕捉剂的一种或者几种。9.根据权利要求1所述的一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma，其特征在于：所述的粉为除炭黑外的通过一种或者多重复配。10.根据权利要求1-9任意之一所述免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用asa/pmma的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将50-80份pmma与5-20份耐热剂、0-1份抗氧剂在高速预混机中混合，得到预混物a；(2)将20-40份asa与0-1份光稳剂、0-2份粉在高速预混机中进行预混，得到预混物b；(3)再将预混后的a混合物料通过双螺杆挤出机，通过计量泵通过侧喂料定量输送b，挤出温度在190-250℃，主机转速在300-600转/min，经过冷却切粒，切粒机转速800-1000转/min的条件下可得到免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率可用于激光焊接的asa/pmma合金树脂。

技术总结

本发明公开了一种免喷涂、高韧性、高耐热、高激光透过率激光焊接用ASA/PMMA及其制备方法，此类ASA/PMMA树脂包含以下组分和含量：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂50-80份，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)树脂20-40份，耐热剂5-20份，抗氧剂0-1份，光稳剂0-1份，粉0-2份。本发明制备的ASA/PMMA合金树脂解决了韧性、耐热和黑度基本性能方面相互制约问题的同时，还具有高的激光透过率，可直接替代通过喷漆调的产品，特别适合用于立柱的激光焊接、格栅及其周边饰件，以及气密性要求高的眼镜、车灯等零件。车灯等零件。