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新型抗靜電PC/ASA合金:防塵汽車內飾件的絕佳方案

作者:admin    添加時間:2011-06-01 02:01:21    瀏覽量:10746

PC/ASA合金材料以其突出的耐候性和機械強度等優異特性,非常適于汽車內飾件的應用。但由于該材料不抗靜電,造成內飾表面極易吸附灰塵,必須用清潔劑進行清洗,而清潔劑一般都會導致內飾表面的劣化?;诖?,為汽車內飾開發具有優良抗靜電性的PC/ASA合金材料顯得十分必要。

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PC/ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物)合金是一種與PC/ABS合金類似并在其基礎上發展起來的性能優良的塑料合金材料。與純PC相比,PC/ASA具有更好的加工性、應力開裂性能和耐化學品性;而與PC/ABS相比,因ASA中用丙烯酸類橡膠取代ABS中的丁二烯橡膠,PC/ASA具有更好的耐候性能?;谶@些優良的性能,PC/ASA可廣泛用于汽車、家電和電子電工等領域。在汽車領域,該材料因其突出的耐候性和機械強度,主要被用于制造汽車內飾件。

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攻克難題,成功開發抗靜電型PC/ASA材料

與大多數高分子材料一樣,PC/ASA具有優良的電絕緣性能,其電阻率非常高,因此在用于汽車內飾件時易產生靜電積累,造成內飾件表面極易吸附灰塵。如果采用清潔劑清洗,輕則導致部件褪色,重則導致材料龜裂,使舒適感大幅下降。為了解決這一問題,必須使PC/ASA材料具備抗靜電特性。

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通常,熱塑性樹脂獲得抗靜電性的方法,一般采用本征型導電聚合物或者用導電填料填充熱塑性樹脂,或對已成型制件或薄膜采用防靜電涂層涂覆,或者采用樹脂與有機抗靜電劑共混。在工程塑料改性領域,常把添加抗靜電劑作為提高抗靜電效果的方法??轨o電劑按作用機理分為遷移型抗靜電劑和非遷移型抗靜電劑。遷移型抗靜電劑是通過其不斷遷移到表面與水作用形成抗靜電層,其缺點是在一段時間內因抗靜電劑的消耗而逐漸失去抗靜電效果。近年來,非遷移型永久抗靜電材料受到市場的青睞,但涉及PC類的產品仍不成熟,常常因抗靜電劑添加量過大,在加工過程中易發生熱氧老化和引起PC材料的降解,造成開發困難。我們認為,導致PC降解的真正原因可能是在抗靜電劑合成時殘留的金屬離子催化劑和自身某些結構單元容易吸收水分所致。

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上海錦湖日麗塑料有限公司(以下簡稱“錦湖日麗”)致力為客戶提供材料創新解決方案,通過與抗靜電劑廠家合作并對聚合物體系做了特殊改性,成功開發出HSC7079V系列的兩種抗靜電型PC/ASA材料--HSC7079V-L和HSC7079V-H。

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優異的抗靜電性/防塵性

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對電荷泄放的性質,表面傳導為主要途徑。因為表面電導率一般大于體積電導率,所以高分子材料表面的靜電主要受組成它的高分子材料表面電阻率所支配。

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如圖1所示,根據表面電阻率的大小,通??蓪⒏叻肿硬牧戏譃榻^緣級(ρs>1×1012 ?/sq)、抗靜電級(ρs=1×109~1012?/sq)、靜電耗散級(ρs=1×105~109?/sq)及導電級(ρs<1×105 ?/sq)。充分的數據表明,表面電阻率在1012?/sq以下,對于制件防塵、電荷消散效果明顯。經測試,錦湖日麗新開發的HSC7079V-H和HSC7079V-L 的表面電阻率分別為5.5x1010 ?/sq 和1.1x1012 ?/sq,前者已達到了高抗靜電級,后者的抗靜電級別略低一些,但也達到了一般的抗靜電水平。

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為驗證新型抗靜電材料的防塵性,我們分別采用我們的通用型PC/ASA HSC7079材料與抗靜電型PC/ASA HSC7079V材料制作樣板,并將它們在室內放置3個月,然后進行表面吸附灰塵的對比。從圖2可以看出,抗靜電型PC/ASA HSC7079V材料的防塵效果十分明顯。

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原有的性能所受影響不大

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一般而言,抗靜電劑的加入對材料的物性和加工性影響較大,甚至不能作為高性能材料使用。我們將抗靜電型PC/ASA HSC7079V-L 和HSC7079V-H與我們的通用型PC/ASA HSC7079相比較,發現這些性能幾乎沒有受到影響(見表1)。

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另外,為考察加入抗靜電劑后對材料的耐候性的影響,我們將抗靜電劑加入前后進行了比較:

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從圖3中可以看出,HSC7079V-H在100~400h的前期,耐候性比HSC7079略差,但后期色差變化基本趨于一致,可見其耐候性并沒有因加入抗靜電劑受到太大的影響,依然保持著較好的耐候性。

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1 ?HSC7079V-L、HSC7079V-H與通用型PC/ASA HSC7079及國外同類產品的性能比較

項目 測試方法 單位 測試條件 HSC7079 HSC7079V-H HSC7079V-L 國外同類產品
拉伸強度 ISO-527 MPa 50mm/min 57 50 54 50
彎曲強度 ISO-178 MPa 2mm/min 73 60 70 62
彎曲模量 ISO-178 MPa 2mm/min 2200 2000 2100 2000
Charpy缺口沖擊 ISO-179 KJ/m2 23℃ 71 60 65 66
Charpy無缺口沖擊 ISO-179 KJ/m2 23℃ NB NB NB NB
密度 ISO-1183 g/cm3 23℃ 1.14 1.17 1.15 1.2
熔融指數 ISO-1133 g/10min 230℃*10Kg 12 32 22 33
維卡軟化點 ISO-306 B50 128 117 124 118
表面電阻率 IEC-60093 ?/sq 23℃/50%濕度 1.5x1016 5.5x1010 1.1x1012 5.2x1013
體積電阻率 IEC-60093 ?·cm 23℃/50%濕度 5.9x1015 6.0x1010 3.6x1011 8.3x1013
產品特點 非抗靜電級 高抗靜電 抗靜電、高耐熱 抗靜電

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優于國外同類產品

如前所述,加入抗靜電劑一般會降低PC材料的熱穩定性,這也是開發抗靜電型PC/ASA的難點。為比較錦湖日麗開發的新型抗靜電材料與國外同類產品在熱穩定性上的差異,我們進行了TGA(熱失重)和長時間高溫(90℃)熱老化實驗的比較。從圖4中可以看出,HSC7079V-H的1%失重溫度為282.5℃,國外同類材料的1%失重溫度為280℃,這表明HSC7079V-H的熱穩定性較好。另從圖5也可以看出,HSC7079V-H在長時間高溫環境下與國外同類材料相比表現出了更好的熱穩定性。

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另外,從表1可以看出, HSC7079V-L 和HSC7079V-H的抗靜電性均優于國外同類產品,在其他性能上也與國外同類產品相當。

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結語

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錦湖日麗潛心于改性材料的研發,始終秉持重視客戶需求并為客戶提供創新型解決方案,新推出的HSC7079V系列的兩種抗靜電PC/ASA材料通過多項實驗數據證明其性能優異,完全可以取代國外同類產品。目前,這兩種產品已得到汽車主機廠的初步認可,將被用于后視鏡、遮陽板鏡框和眼睛盒等汽車內飾件的生產。




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