新型抗静电PC/ASA合金:防尘汽车内饰件的绝佳方案

作者:admin    添加时间:2011-6-1 2:01:21    浏览量:4673

PC/ASA合金材料以其突出的耐候性和机械强度等优异特性,非常适于汽车内饰件的应用。但由于该材料不抗静电,造成内饰表面极易吸附灰尘,必须用清洁剂进行清洗,而清洁剂一般都会导致内饰表面的劣化。基于此,为汽车内饰开发具有优良抗静电性的PC/ASA合金材料显得十分必要。

 

PC/ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物)合金是一种与PC/ABS合金类似并在其基础上发展起来的性能优良的塑料合金材料。与纯PC相比,PC/ASA具有更好的加工性、应力开裂性能和耐化学品性;而与PC/ABS相比,因ASA中用丙烯酸类橡胶取代ABS中的丁二烯橡胶,PC/ASA具有更好的耐候性能。基于这些优良的性能,PC/ASA可广泛用于汽车、家电和电子电工等领域。在汽车领域,该材料因其突出的耐候性和机械强度,主要被用于制造汽车内饰件。

 

攻克难题,成功开发抗静电型PC/ASA材料

与大多数高分子材料一样,PC/ASA具有优良的电绝缘性能,其电阻率非常高,因此在用于汽车内饰件时易产生静电积累,造成内饰件表面极易吸附灰尘。如果采用清洁剂清洗,轻则导致部件褪色,重则导致材料龟裂,使舒适感大幅下降。为了解决这一问题,必须使PC/ASA材料具备抗静电特性。

 

通常,热塑性树脂获得抗静电性的方法,一般采用本征型导电聚合物或者用导电填料填充热塑性树脂,或对已成型制件或薄膜采用防静电涂层涂覆,或者采用树脂与有机抗静电剂共混。在工程塑料改性领域,常把添加抗静电剂作为提高抗静电效果的方法。抗静电剂按作用机理分为迁移型抗静电剂和非迁移型抗静电剂。迁移型抗静电剂是通过其不断迁移到表面与水作用形成抗静电层,其缺点是在一段时间内因抗静电剂的消耗而逐渐失去抗静电效果。近年来,非迁移型永久抗静电材料受到市场的青睐,但涉及PC类的产品仍不成熟,常常因抗静电剂添加量过大,在加工过程中易发生热氧老化和引起PC材料的降解,造成开发困难。我们认为,导致PC降解的真正原因可能是在抗静电剂合成时残留的金属离子催化剂和自身某些结构单元容易吸收水分所致。

 

上海锦湖日丽塑料有限公司(以下简称“锦湖日丽”)致力为客户提供材料创新解决方案,通过与抗静电剂厂家合作并对聚合物体系做了特殊改性,成功开发出HSC7079V系列的两种抗静电型PC/ASA材料--HSC7079V-L和HSC7079V-H。

 

优异的抗静电性/防尘性

高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高分子材料表面的静电主要受组成它的高分子材料表面电阻率所支配。

 

如图1所示,根据表面电阻率的大小,通常可将高分子材料分为绝缘级(ρs>1×1012 ?/sq)、抗静电级(ρs=1×109~1012?/sq)、静电耗散级(ρs=1×105~109?/sq)及导电级(ρs<1×105 ?/sq)。充分的数据表明,表面电阻率在1012?/sq以下,对于制件防尘、电荷消散效果明显。经测试,锦湖日丽新开发的HSC7079V-H和HSC7079V-L 的表面电阻率分别为5.5x1010 ?/sq 和1.1x1012 ?/sq,前者已达到了高抗静电级,后者的抗静电级别略低一些,但也达到了一般的抗静电水平。

 

 

为验证新型抗静电材料的防尘性,我们分别采用我们的通用型PC/ASA HSC7079材料与抗静电型PC/ASA HSC7079V材料制作样板,并将它们在室内放置3个月,然后进行表面吸附灰尘的对比。从图2可以看出,抗静电型PC/ASA HSC7079V材料的防尘效果十分明显。

 

 

原有的性能所受影响不大

 

一般而言,抗静电剂的加入对材料的物性和加工性影响较大,甚至不能作为高性能材料使用。我们将抗静电型PC/ASA HSC7079V-L 和HSC7079V-H与我们的通用型PC/ASA HSC7079相比较,发现这些性能几乎没有受到影响(见表1)。

 

另外,为考察加入抗静电剂后对材料的耐候性的影响,我们将抗静电剂加入前后进行了比较:

 

 

从图3中可以看出,HSC7079V-H在100~400h的前期,耐候性比HSC7079略差,但后期色差变化基本趋于一致,可见其耐候性并没有因加入抗静电剂受到太大的影响,依然保持着较好的耐候性。

 

1  HSC7079V-LHSC7079V-H与通用型PC/ASA HSC7079及国外同类产品的性能比较

项目 测试方法 单位 测试条件 HSC7079 HSC7079V-H HSC7079V-L 国外同类产品
拉伸强度 ISO-527 MPa 50mm/min 57 50 54 50
弯曲强度 ISO-178 MPa 2mm/min 73 60 70 62
弯曲模量 ISO-178 MPa 2mm/min 2200 2000 2100 2000
Charpy缺口冲击 ISO-179 KJ/m2 23℃ 71 60 65 66
Charpy无缺口冲击 ISO-179 KJ/m2 23℃ NB NB NB NB
密度 ISO-1183 g/cm3 23℃ 1.14 1.17 1.15 1.2
熔融指数 ISO-1133 g/10min 230℃*10Kg 12 32 22 33
维卡软化点 ISO-306 B50 128 117 124 118
表面电阻率 IEC-60093 Ω/sq 23℃/50%湿度 1.5x1016 5.5x1010 1.1x1012 5.2x1013
体积电阻率 IEC-60093 Ω·cm 23℃/50%湿度 5.9x1015 6.0x1010 3.6x1011 8.3x1013
产品特点 非抗静电级 高抗静电 抗静电、高耐热 抗静电

 

优于国外同类产品

如前所述,加入抗静电剂一般会降低PC材料的热稳定性,这也是开发抗静电型PC/ASA的难点。为比较锦湖日丽开发的新型抗静电材料与国外同类产品在热稳定性上的差异,我们进行了TGA(热失重)和长时间高温(90℃)热老化实验的比较。从图4中可以看出,HSC7079V-H的1%失重温度为282.5℃,国外同类材料的1%失重温度为280℃,这表明HSC7079V-H的热稳定性较好。另从图5也可以看出,HSC7079V-H在长时间高温环境下与国外同类材料相比表现出了更好的热稳定性。

 

另外,从表1可以看出, HSC7079V-L 和HSC7079V-H的抗静电性均优于国外同类产品,在其他性能上也与国外同类产品相当。

 

 

 

 

 

 

结语

 

锦湖日丽潜心于改性材料的研发,始终秉持重视客户需求并为客户提供创新型解决方案,新推出的HSC7079V系列的两种抗静电PC/ASA材料通过多项实验数据证明其性能优异,完全可以取代国外同类产品。目前,这两种产品已得到汽车主机厂的初步认可,将被用于后视镜、遮阳板镜框和眼睛盒等汽车内饰件的生产。