asa树脂材料介绍

asa树脂材料介绍 ASA树脂知识 ASA树脂 中文名称 丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物 英文名称 acrylonitrile styrene acrylate copolymer，缩写代号ASA 反应式 式中，R:烷基，丁基或乙基 ASA树脂是由丙烯腈和苯乙烯接枝于丙烯酸酯橡胶上而制得的三元共聚物，亦称AAS树脂。1968年由德国BASF公司前先投产。此后，日本日市化成公司、美国Borg-Warner公司和Monsanto公司也先后投产。 国内上海珊瑚化工厂、上海制笔化工厂等单位曾批量生产。 (一)生产 反应式 生产方法有木体聚合法、悬浮聚合法和乳液聚合法。我国主要采用乳液聚合法，其生产工艺如下: (1)以丙烯酸丁酯为原料，十二烷基硫酸钠为乳化剂，过硫酸钾为引发剂，在聚合釜中进行乳液聚合制得丙烯酸丁酯橡胶乳液， 然后加入丙烯腈和苯乙烯进 行接枝聚合，制得接枝橡胶乳液; (2)在另一聚合釜中，在引发剂过氧化苯甲酰的作用下，使苯乙烯和丙烯腈进行乳液聚合，制得苯乙烯-丙烯腈共聚物乳液; (3)将上述制得的接枝橡胶乳液和苯乙烯-丙烯腈共聚物乳液混合搅拌约lh; (4)共混物经洗涤、离心分离、干燥、挤出造粒而得。 (二)性能 ASA树脂与ABS树脂相比，由于用丙烯酸酯橡胶代替了聚丁二烯橡胶，分子结构中不再含有不稳定的双键，因而树脂的耐候性和热稳定性显著提高。ASA树脂成型品在室外曝露15个月后，冲击强度和伸长率几下没有下降，颜色变化也很小，而ABS树脂成型品的冲击强度则下降了60,以上。此外，ASA树脂还具有良好的耐化学药品性，耐碱、稀酸、矿物油、植物油及各种盐类溶液。ASA树脂的着色性良好，可以染成各种鲜艳的颜色。2-1-25示出了德国BASF公司ASA树脂的性能。 (三)规格 表2-1-26为上海制笔化工厂ASA树脂企业。 (四)成型 ASA树脂热稳定性优良，加工过程不泛黄。成型件良好，可用注射、挤出、压延、吹塑等方法加工成型，经挤出的片材可进行快速真空成型而无应力变形。成型前通常需预干燥，干燥条件:温度80,85?，时间3,4h。表2-1-27示出了ASA树脂注射成型工艺条件。 篇二:ASA树脂的性能及其应用 ASA树脂的性能及其应用 2008/6/23/09:54 来源:上海锦湖日丽塑料有限公司 作者:邱卫美 ASA树脂具有更好的耐候性能和耐化学品性，即使长时间暴露在室外紫外线、潮湿、雨淋、光照及臭氧条件下，不经涂装也可保持物性稳定,从而使其在户外领域有着广泛的应用。为此，锦湖日丽近年来对ASA树脂进行了不遗余力地开发，其所推出的ASA树脂不仅具有出色的耐候性，而且还有着优秀的机械性能、加工性能及优异的耐化学品性。 1. 概述 ASA树脂也称AAS树脂，最早是由德国BASF公司在1962年实现工业化生产，随后日本的旭化成也实现了工业化生产。目前ASA是原美国GE高新材料(2007年被SABIC公司收购)的一种主要产品，其Geloy共挤原料于2002年推向PVC彩色共挤型材市场。国内对ASA的研究较晚，先后有浙江大学、北京化工大学、兰州石化公司化工研究院进行了研究，但都没有实现工业化生产。而在2001年，上海锦湖日丽塑料有限公司就在世界著名石化企业韩国锦湖石化的支持下，先后生产出性能优异的ASA树脂及其合金产品，广泛应用于汽车、建材、电子电气等行业中。 2. ASA树脂的结构与性能 ASA(acrylonitrile-styrene-acrylate terpolymer)树脂是丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物，其分子结构式如图1所示: 图1 ASA树脂的分子结构式图2 ASA树脂的微观织态结构示意图 ASA树脂属无定型三元共聚物，其化学结构与ABS树脂相似，由于引入不含双键的丙烯酸酯橡胶取代了丁二烯橡胶，只有波长在 300nm以下的光波才能对ASA树脂起老化作用，其耐候性有了本质的改善，只要加入紫外线吸收剂与颜料就可起到很大的防老化的作用。而波长为700nm以下的光波均能引起ABS树脂的光氧老化，只有加入黑色颜料才有作用， 加紫外线吸收剂材料仍然会在光热条件下老化，两者耐侯性能的对比见图3。 图3 ASA树脂与ABS树脂的耐候实验结果对比 ASA树脂除具有优异的机械性能、良好的热稳定性和显著的耐候性外，与ABS相比，ASA树脂具有更好的耐化学品性和抗环境应力开裂性能。广泛用于户外装饰材料、汽车、电子电气、日用品和户外体育器材等领域。 ASA树脂的性能及其应用 2008/6/23/09:54 来源:上海锦湖日丽塑料有限公司 作者:邱卫美 2.ASA树脂的应用 2.1 在建材中的应用 近年来, PVC塑料门窗因其具有质轻、耐腐蚀、强度高、保温、密封隔音、节能环保、易加工以及成本低等特性, 在国内得到了广泛的普及和应用。由于PVC分子结构中存在较不稳定的α-Cl，因此纯PVC加工的材料耐候性差，在户外容易受太阳光中紫外光线破坏而引起发黄发红等变色现象。金红石型Ti02具有优异的光折射效果，通过 添加一定比例的金红石型Ti02，可以起到折射屏蔽紫外线效果，从而极大地延缓 材料的老化变色进程，所以在房屋建筑中大都采用单一的白色塑钢门窗，在色彩上不免有些单调。 凭借灵敏的市场嗅觉和雄厚的研究开发实力，锦湖日丽开发了多彩色、高耐候、适用于挤出的 ASA XC190产品(具体性能见表1)，通过与PVC共挤型材，既提高了PVC的耐候性能，又满足了人们在颜色上的个性追求。 图4 ASA树脂在建材中的应用2.2 在汽车上的应用 ASA具有卓越的耐候性，即使经长时间的日晒雨淋，也不会出现变色情况，而且具有优异的耐化学品性和耐环境应力开裂性，能承受热水处理和清洁剂清洗。锦湖日丽开发的耐热级ASA XC230(具体性能见表1)，主要应用于汽车的尾灯、后视镜、散热器护栅、门立柱装饰板、窗框、门外三角块、车顶通风口栅栏、流线型罩壳及灯壳等外部件。由于其良好的耐候性能和表面光泽度，染色的ASA XC230可以直接替代喷漆的ABS，减少了喷漆工序、更环保、更经济，而且不用担心漆层脱落的问。 图 5 ASA树脂在汽车上的应用 ASA树脂的性能及其应用 2008/6/23/09:54 来源:上海锦湖日丽塑料有限公司 作者:邱卫美 2.3 在电子电气工程上的应用 卫星天线露天放置，强风和不断变化的气候会对天线外部零件造成严重的侵蚀，不合适的材料将会导致脆化。而锦湖日丽开发的高抗冲型ASA XC220(具体性能见 表1)具有很好的韧性和耐候性，可应用于移动式天线、电视天线零件、电缆连接盒、卫星电子装置的保护机壳等。同时由于其优良的耐化学品性，该材料还可以用于洗衣机面板、冰箱把手、缝纫机等家庭耐用设备上。 图6 ASA树脂在电气工程上的应用2.4 在户外设备和体育器材上的应用 ASA所具有的色彩稳定性和鲜艳性，很高的机械强度，能抵受日常的撞击和侧面冲击，特殊的丙烯酸酯橡胶配方赋予了ASA良好的耐化学性，特别对清洁剂和汽油的抵御，因具有优异的耐气候性使得ASA在恶劣的环境中能保持良好的长期使用性。所以在一些园艺灌溉设备、剪草机外壳、体育器械和休闲用品方面得到了广泛的应用。 图7 ASA树脂在户外设备上的应用 ASA树脂的性能及其应用 2008/6/23/09:54 来源:上海锦湖日丽塑料有限公司 作者:邱卫美 3 小结 由于ASA树脂特殊的结构和组成，ASA比ABS具有更好的耐候性能和耐化学品性，表1所列是上海锦湖日丽塑料有限公司生产的ASA树脂的物性，其在建材、汽车、户外器材等领域都具有广泛的应用。表1 锦湖日丽ASA树 篇三:ASA树脂 ASA树脂 ASA树脂也称AAS树脂，是由丙烯腈(A)、苯乙烯(S)和丙烯 酸酯(A)组成的三元接枝共聚物，与ABS相比，由于引入不含双键的丙烯酸酯橡胶取代了丁二烯橡胶，因而耐候性有了本质的改善，比ABS高出10倍左右，其他力学性能、加工性能、电绝缘性，耐化学品性与ABS相似。此外，ASA着色性良好，由于树脂本身耐候性优异，可以染成各种鲜艳颜色而不易褪色。用ASA树脂加工的制品，不用喷漆涂装、电镀等表面防护，可直接在户外使用，在日光下暴晒9~15个月，冲击强度和伸长率几乎没有下降，颜色也几乎没有变化。 ASA树脂的结构与性能 1、橡胶相玻璃化温度(Tg)对ASA冲击强度的影响 根据共聚合的橡胶相种类的不同，ASA的同系物有ABS、AES(乙烯-丙烯共聚橡胶作为橡胶主链)。研究表明，低Tg的橡胶相对SAN具有更好的冲击效果，几种橡胶相的Tg如下: 因此，在相同的橡胶含量下，常温冲击强度的顺序为ABSAESASA，在耐低温冲击方面，也是ABS最优，AES其次，ASA较差。 2、橡胶接枝率对ASA性能的影响 ASA树脂的增韧机理主要是通过诱发银纹而吸收冲击能量，影响银纹产生的关键因素在SAN与橡胶相的界面结合力，界面结合力弱，产生的银纹就少，只能得到低的冲击强度。这就是为什么用丁腈橡胶与SAN掺混而制得ABS与用接枝了SAN的丁苯橡胶与SAN掺混而制得ABS相比，接枝了SAN而掺混的ABS冲击强度远 远高于直接掺混而制得ABS的原因。因为接枝后，SAN树脂与橡胶界面粘结力增大，但接枝率超过一定程度，冲击强度不再提高，反而有下降趋势，这是因为随着橡胶主干接枝率的提高，橡胶弹性可能下降，而降低了橡胶由熵变而产生的效应。另外，接枝率上升，树脂流动性下降，因此，考虑到ASA树脂力学性能与加工性能的均衡性，应控制合适的接枝率。 SAN的种类、分子量对ASA性能的影响 提高掺混的SAN的分子量，ASA树脂的冲击强度提高，流动性下降;选用丙烯腈含量高的SAN掺混，树脂的拉伸强度、冲击强度、熔体强度得以提高，流动性下降，耐化学品性提高。因此，改变与接枝的ASA粉掺混的SAN的种类、牌号，可以生产具有不同物性的产品，使牌号多样化。 3、橡胶含量对ASA性能的影响 一般说来，掺混的SAN品种固定时，提高橡胶含量，拉伸强度、弯曲强度、热变形温度、MI下降，而冲击强度、拉伸断裂伸长率提高。因此，通过调节橡胶含量，可以制备通用型和高冲型ASA树脂。 4、ASA树脂的耐老化性能 能使ASA中SAN树脂相老化的光波波长是250,290nm，该波段在日光中含量较少，通过添加合适的紫外线吸收剂、光稳定剂和炭黑等紫外线屏敝剂，可以对SAN起到很好的防护作用。对于橡胶相，太阳光中波长小于700nm的光波都是有足够的能量对丁 二烯起光氧化作用，但只有小于300nm的光波对丙烯酸酯起光氧化作用。紫外线吸收剂对光波的吸收具有选择性，一般可有效吸收270,400nm的光波。所以对于ABS,只有加入炭黑、钛白粉等屏敝剂才能对树脂起到明显的防护作用，紫外线吸收剂起到的防护作用有限。对于ASA，加入适量的光稳定剂 和紫外线吸收剂、颜料，就可以起到很好的防护作用。 ASA树脂的共混改性 ASA树脂具有优异的耐气候性，良好加工性能，耐化学药品性，均衡的力学性能。但通用ASA树脂也存在热变形温度低，耐寒性差等缺点，限制了ASA在某些领域的应用。因此，有必要将ASA进行共混改性，以拓展其应用领域。 ASA树脂耐热改性 通用ASA树脂的热变形温度与通用ABS相似，约80,85?，(1.82MPa，6.4mm,未退火)。一般说来，选用高丙烯腈含量、高分子量的SAN掺混，减少丙烯酸酯橡胶，可以提高HDT,但提高的幅度不大。通过引入空间位阻大、刚性高的单体，可以制备耐热ASA树脂，已工业化的方法主要有以下几种: 1)用α-甲基苯乙烯全部或部分替代苯乙烯单体共聚合，可以制备耐热ASA树脂。但用该法制备的ASA树脂的HDT提高的程度有限。由于α-SMAN的Tg为140,150?，所以最高热变形温度可提高至110,115?，但流动性下降，颜色发黄，光泽变差，制品发脆。 2)用SMA作为耐热组分与ASA共混，可以制备耐热ASA，但耐热温度提高也有限。 3)引入N-苯基马来酰亚胺(NPMI)单体共聚，既保持了平面五元环结构，又增加了侧链的极性与空间位阻，可以赋予ASA树脂更高的热变形温度与热稳度性，如将NPMI与PS共聚，共聚物的Tg可高达195?,再将共聚物与ASA掺混，可赋予ASA较高的HDT。根据共聚物不同的掺混比例，可制备不同耐热等级的ASA树脂，甚至可开发HDT高达120?以上的极超耐热ASA树脂,该方法是目前提高ASA树脂耐热性的最好方法之一。目前，锦湖日丽用NPMI法，已开发系列商品化耐热ASA牌号。 4)将PC与ASA共混，制备ASA/PC合金，也可以制备耐热ASA。 ASA/AES共混合金 由于ASA的橡胶相Tg为-45?,所以ASA树脂耐低温冲击强度不高，将ASA与AES共混，既保持了树脂耐候性，又提高了树脂的耐寒性，可满足低温使用的场合。 ASA/PC合金 ASA树脂与PC 具有一定的相容性，将ASA与PC共混，可以大大提高ASA的冲击强度，热变形温度，同时，保持了树脂优异的耐候性、光泽度，应用于汽车、商用机器设备、消费电子产品。添加相容剂，改善ASA树脂与PC树脂界面的结合，有利于提高合金性能，ASA/PC合金的性能特点主要表现在以下几个方面: 1)力学性能:ASA/PC合金的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度与 PC相当，薄壁冲击强度高于ASA，与PC相当。在厚制品应力开裂、低温冲击、缺口敏感性方面优于PC,在抗冲击强度方面显示出良好的协同效应，特别适合于制作结构制品。高的力学强度还有利于制品的薄壁设计，使制品轻量化。 2)耐温性能:ASA/PC合金的热变形温度介于ASA和PC之间，呈现一定的线性关系。 3)流变性能和加工性能:ASA/PC合金的熔体指数比PC高，可成型大型薄壁制件，升高温度和压力都可以提高ASA/PC的MI,升温比提高压力更有效。 4)耐候性:ASA/PC的耐候性优于ABS/PC，不经涂装可直接应用于室外制品，既使用于室内制品，良好的耐候性意味着长期使用，也能保持着色制品鲜艳如初的色彩。选用合适的阻燃剂，可生产阻燃耐候的ASA/PC树脂。 ASA/PBT合金 ASA与PBT不相容，必须添加合适的相容剂，才能制备具有良好性能的ASA/PBT合金，一般选用与PBT具有一定相容性的ASA同系物作为相容剂，如PMMA、MBS、SMA等。ASA与PBT共混，可以大大改善ASA的加工流动性，进一步提高ASA树脂耐化学品性，耐刮伤性，同时改善了PBT的尺寸稳定性，耐候性优秀，冲击强度高，特别适用生产大型薄壁制品，如汽车保险杠、防擦条、商用机器壳体、手提电脑外壳等。