As resinas de acrilonitrilo-butadieno-estireno são usadas em uma ampla gama de aplicações e são comumente encontradas em aplicações como eletrodomésticos, brinquedos, equipamentos de escritório, artigos sanitários, etc. A coloração de resinas de ABS geralmente é feita em uma sala de mistura de cor usando uma sala de mistura de cores ou misturando a resina de cor primária com o masterbatch de cor Coloração No passado, os fabricantes e processadores de produtos finais, como os processadores de moldagem por injeção, tiveram a experiência de encontrar alguns problemas de coloração ao usar resinas ABS de látex tipo lote, incluindo: 1) As inconsistências de cores, mesmo entre a mesma marca de produtos, diferentes lotes de resina de underglaze também são muito diferentes; 2) cores primárias diferentes de resina de ABS com diferentes tons amarelos. Então, se os fabricantes de produtos finais do mesmo fabricante de resina a tomar A disponibilidade de diferentes graus de resina ABS ou a aquisição de resinas ABS de diferentes fabricantes exigem operações adicionais que envolvam recursos e custos adicionais.
Figura 1. Cor da partícula: polimerização em massa ABS (esquerda) e emulsão ABS (direita)
Para os fabricantes de produtos finais que utilizam misturas de resina primária com masterbatches, geralmente é necessário usar freqüentemente uma grande quantidade de pigmento para mascarar o fundo amarelado de resinas de ABS de diferentes lotes ou graus. Além disso, molduras de ABS A estabilidade térmica e a estabilidade da luz das peças também são motivo de preocupação para os fabricantes de produtos finais. Uma vez que as aplicações dos terminais ABS são muito ricas, melhorar a eficiência de coloração da resina ABS tornou-se particularmente importante, pelo que este artigo irá explorar a estabilidade da luz de várias resinas ABS e Estabilidade térmica, fabricantes finais para fornecer referência para que eles escolham os produtos mais adequados para o material ABS, especialmente a produção de peças de cor clara.
Primeiro, o iniciador
Atualmente, a resina de ABS é geralmente produzida por dois processos de fabricação diferentes: Polimerização Contínua em Massa e Emulsão em Lote, que são comumente referidos na indústria como Emulsão ABS (eABS) e Bulk ABS (mABS) Em comparação com o processo, a produção contínua em massa de resina ABS tem muitas vantagens. Por isso, esta experiência por polimerização em massa de resina ABS (nesta experiência são o trilhão de ABS MAGNUM, por exemplo, designado como mABS1) e emulsão em lote Resina de ABS (o experimento usando a emulsão de emissões de mercado ABS) comparação de desempenho para explorar as vantagens da preparação de resina de polimerização em massa.
Figura 2. Exposição primária de resina de ABS aos resultados do teste QUV-A de tempo e mudança de cor
Em segundo lugar, as características de cor de mais
No processo de emulsão por lotes, um concentrado de borracha enxertado é produzido usando butadieno, estireno, acrilonitrilo, um emulsionante e um sal, que é então misturado com uma resina de estireno acrilonitrilo (SAN) para preparar uma resina de ABS. No processo, nem todos os emulsionantes ou sais podem ser removidos, alguns deles permanecerão na resina de ABS de emulsão primária como uma impureza, resultando em uma cor de resina de resina amarelada devido ao conteúdo diferente de impurezas na resina, resultando nas cores primárias No entanto, no processo de polimerização em massa, a borracha de polibutadieno, o estireno e o acrilonitrilo são utilizados para a polimerização. Como nenhum emulsionante ou sal é utilizado no processo de produção, a cor da cor primária produzida Fundo branco de resina ABS e cor uniforme.
Figura 3. Alteração de cor da placa de formação de cor primária ABS com tempo de exposição no teste QUV-A
A Figura 1 é uma comparação da cor de fundo da resina ABS polimerizada em massa com resina ABS em emulsão por lotes, onde a resina ABS preparada por polimerização em massa à esquerda é consideravelmente mais limpa, o que simplifica a correspondência de cores, especialmente no final do produto Precisa ser de cor clara.
◆ Resistência UV da cor ABS
A ausência de coloração de resina ABS pintada com pigmento ocorre quando exposta à luz UV. A mudança de cor é refletida principalmente no aprimoramento amarelo, como mostrado pelo valor b * (valor de amarelamento da resina ABS), a mudança é devido ao ABS Nos componentes de borracha de polibutadieno e estireno acrilonitrilo (SAN) estão sujeitos à fotooxidação e a fotooxidação afetará o brilho das peças moldadas. A Figura 2 mostra as duas cores primárias resina de ABS (mABS1 e eABS1) após QUV -Um resultado de mudança de cor após o teste de resistência à intempérie. Pode ver-se que, uma vez que mABS1 é mais fundo branco do que o eABS1, após cerca de 48 horas de exposição a QUV-A (equivalente a cerca de 8 meses de exposição ao ar livre), é b * Os valores atingiram apenas os valores brusos b * do eABS não expostos 1. A mudança de cor real dos painéis formadores de cores primárias é mostrada na Figura 3. A retenção de brilho é outra das resinas de ABS, exceto a estabilidade de cor no teste QUV-A Requisitos-chave A Figura 4 mostra que a placa de cor primária mABS1 ainda possui uma menor retenção de brilho do que a placa eABS 1 após 96 horas de exposição ao teste QUV-A.
Figura 4. Teste QUV-A - retenção de resina de ABS primária e tempo de exposição
◆ estabilidade térmica de resina de ABS primária
As peças ou produtos finais feitos de resina ABS podem ser armazenados por longos períodos de tempo em ambientes de alta temperatura (como os navios porta-contentores embarcados em regiões ou países) e a cor do produto pode ser descolorida pela degradação térmica. Assim, o experimento foi conduzido Um teste de envelhecimento simulando armazenamento e transporte de alta temperatura foi realizado e a placa de formação foi colocada em um forno mantido a 70 ° C durante 4 semanas. Testes de envelhecimento do forno foram realizados nas placas moldadas das cores primárias mABS1 e eABS1 e os resultados são mostrados na Figura 5. Pode ver-se que após 4 semanas de exposição, A cor primária mABS1 mostra uma estabilidade térmica significativamente melhor e menos transição de cor do que o eABS1, visto por delta E * = '(delta L *) 2 + (delta a *) 2 + (delta b *) 2' 1/2 Manchado.
Figura 5. A resina ABS de cor varia ao longo do tempo em testes de intempéries no forno
Terceiro, comparação de cores do produto
Com um fundo branco natural, a resina ABS de polimerização em massa é bem adequada para uso em produtos desafiadores de cores, como produtos brancos e verdes brilhantes. A Figura 6 mostra mABS1 e amostras moldadas de ABS em emulsão, ambas contendo 1 % Masterbatch branco, mas a amostra mABS1 à direita é significativamente mais brilhante e mais clara.
Figura 6. Varredura ABS com lote mestre branco de 1%
Os dois kits de porta da máquina de lavar são mostrados na Figura 7. A foto à direita é feita a partir de ABS a granel (mABS1) e é mais brilhante e mais verde que o ABS de látex do lado esquerdo (eABS).
Figura 7. Kit de porta da arruela formada por resina de ABS com masterbatch verde de 3%
Em quarto lugar, compare a quantidade de tinta
Com um fundo branco mais limpo, as resinas de ABS preparadas pelo processo de polimerização em massa conservam os custos de pigmento para os fabricantes de produtos finais, além de produzir produtos brilhantes e de cor clara. Na Tabela 1, brancos e brancos especiais são usados como dois Para cada cor, mABS1 foi comparado às amostras de ABS (eABS 1 ou eABS2) à base de emulsão coloridas pela câmara pigmentada, o mABS1 foi o mesmo em todos os casos, como a emulsão ABS com menos pigmento Cor, economia de custos de cerca de 40 dólares americanos por tonelada métrica.
Em quinto lugar, a comparação de estabilidade de cores
Os resultados dos testes QUV-A ou QUV-B estáveis à luz em amostras de resina de ABS são mostrados na Tabela 1. Os resultados são mostrados nas Figuras 8 e 9. Para as resinas de ABS, a adição de TiO2 pode melhorar a estabilidade da luz sob irradiação de luz UV Quanto maior o teor de TiO2, melhor a estabilidade da luz sob irradiação UV. No teste QUV-A (Fig. 8), adicionou-se 2,4% de TiO2 mABS1 com um delta E * % EABS1 para TiO2 foi menor. Após 50 horas de exposição, o valor de Delta E * de eABS1 atingiu 2, em contraste, mABS1 exigiu 90 horas de exposição para atingir o mesmo nível delta E *, demonstrando que mesmo com a menor quantidade de TiO2, mABS1 ainda possui melhor estabilidade à luz do que o eABS1 e pode economizar um custo de cor de US $ 40 / mt No teste QUB-B (Figura 9), mesmo com menos pigmento usado, a mudança de cor da amostra mABS1 (delta Por exemplo, o mABS1 leva 24 horas (equivalente a 6 meses de exposição ao ar livre) e o valor delta E * atinge 3. Se os fabricantes de produtos finais exigirem um delta E * É 96 horas O limite superior do delta E * após a exposição QUV-B é 3, então 2 amostras de ABS também precisam adicionar UV Estabilizadores para atender aos requisitos. Dos resultados de fotoestabilidade da Figura 9, pode-se esperar que o eABS2 exigirá mais estabilizador UV do que o mABS1, o que aumentará os custos das matérias-primas.
Tabela 1. Pigmento Usado e economia de custos com mABS1
Seis, brilho mais duradouro
A radiação UV afeta o ABS, bem como partículas de borracha e partículas de SAN. A Figura 10 é uma fotografia de micrografia eletrônica (SEM) que mostra o efeito do ABS sobre partículas de borracha em ABS expostas a UV. A fotografia à esquerda mostra o efeito da pré-exposição Das partículas de borracha e da camada de SAN, a barreira de cinza escuro é uma partícula de borracha com a camada cinza clara entre eles. A foto à direita mostra a situação após a exposição a UV e a cerca de 20 microns abaixo da superfície, as partículas de borracha são observadas em uma SEM A imagem é quase invisível porque as partículas de borracha reticulam após a exposição UV, quase todas as ligações covalentes duplas são perdidas e a formação de um corpo amarelo leva à descoloração do ABS Além disso, a fotodegradação da camada SAN também faz com que um corpo amarelo continue A formação de quebras de cadeia em polímeros de SAN levou a uma diminuição do peso molecular da SAN, o que reduziu ainda mais o brilho da superfície.
Figura 8. Teste QUV-A de resina branca pura
Um dos testes mais importantes no teste de estabilidade UV das resinas ABS é ver como seu brilho é mantido. A resina de ABS branco puro tem sua retenção de brilho após exposição ao QUV-A como mostrado na Figura 11. Depois de passar Após 96 horas de exposição a QUV-A (equivalente a cerca de 16 meses de exposição ao ar livre), mABS1 (com a adição de pequenas quantidades de TiO2) mostrou uma retenção de brilho de 10% acima da de eABS1, demonstrando claramente sua retenção de brilho superior.
Figura 9. Teste QUV-B de resina branca UV especial
Sete estabilidade térmica superior
Para simular o armazenamento a longo prazo de peças ou produtos finais em ambientes de alta temperatura, as resinas mABS1 e eABS1 foram feitas em placas brancas planas e colocadas em um forno de temperatura constante a 70 ° C durante 4 semanas. A mudança de cor é mostrada na Figura 12. Do delta E * Pode ver-se que o mABS1 tem pouca mudança de cor após 4 semanas de armazenamento, demonstrando que tem melhor estabilidade térmica do que o eABS 1. Esta é uma boa estabilidade de cor com o par anterior (incolorido) mABS1 a temperaturas elevadas Os resultados do teste são consistentes.
Figura 10. A foto SEM mostra a foto-degradação do ABS após exposição à luz UV
Oito comparação de estabilidade UV
Produtos finais, tais como aparelhos de ar condicionado e equipamentos externos, precisam ser expostos à luz solar, de modo que os fabricantes tenham exigências rigorosas sobre a estabilidade da cor, e todos eles adicionam estabilizadores UV (absorventes de UV ou aditivos de bloqueio UV) ao ABS. Para comparar mABS1, eABS1 e eABS2 três tipos de estabilidade de cor de resina de ABS branco puro, o experimento, adicionando estes três tipos de ABS em diferentes partes do absorvente de UV para comparação. Como o TiO2 tem o efeito de melhorar a estabilidade da luz, então no teste de resistência à intempérie , 1,5% de TiO2 foi adicionado a cada ABS para destacar os resultados do teste. Os três materiais de ABS foram adicionados a dois absorventes de UV comuns na mesma quantidade, adicionados em três porções diferentes (0,1%, 0,2% e 0,4% ) A resina primária, o pigmento e o absorvente de UV foram compostos em amostras de resina de ABS branco liso para arco xenon e teste QUV-A para avaliar a estabilidade da sua luz.
Figura 11. Teste QUV-A - Retenção de brilho de resina de ABS branco puro
Figura 12. Mudança de cor da resina de ABS branco puro ao longo do tempo em um teste de intemperie no forno
A Figura 13 ilustra a mudança de cor do ABS exposto aos absorventes de UV durante 300 horas no teste de arco de xenônio, a partir do qual se pode ver que em cada ABS, o delta E * aumenta à medida que a quantidade de absorvedor de UV aumenta Isso diminuirá, indicando que o uso de absorvedores de UV pode efetivamente melhorar a estabilidade da luz do ABS, mas no teste, o grau de mudança de cor dos três tipos de resina de ABS pode variar. Para atender aos requisitos de cores específicos, ou seja, 300 horas após a exposição delta E * Valor de 2, mABS1 0,1% de absorvente de UV adicionado; eABS1 e eABS2 você precisa adicionar 0.4% de absorvedor de UV para alcançar o mesmo efeito usando uma maior quantidade de absorvedor de UV será o produto final Os fabricantes incorrerão no custo adicional de produzir cerca de 20-35 dólares por aumento de 0,1% no absorvedor de UV, dependendo do absorvente de UV usado, neste exemplo, para alcançar o delta E * Para o requisito 2, o custo de adicionar absorventes de UV para eABS1 e eABS2 será cerca de US $ 60-100 / mt superior ao mABS1.
Figura 13. Resinas de ABS brancas normais A mudança de cor que ocorre em um teste de arco de xenônio de 300 horas após a adição de diferentes porções de absorvedor de UV
O efeito dos absorventes de UV sobre a alteração na cor do ABS após 96 horas de exposição no teste QUV-A é mostrado na Figura 14. Para obter um requisito específico de mudança de cor, delta E * de 2 após 96 horas de exposição, mABS1 Foi necessário um absorvente de UV de 0,4%, enquanto o delta E * para eABS1 e eABS2 ultrapassou o valor de 2 com a mesma adição de 0,4% de absorvente de UV, indicando que eABS1 e eABS2 requerem mais absorvedor de UV Para atender os mesmos requisitos, mostre novamente que isso trará aumentos significativos de custos para os fabricantes de produtos finais.
Figura 14 Alterações de cor ocorridas no teste de QUV-A de 96 horas com placas em forma de ABS brancas normais com salários diferentes de absorventes de UV
As Figuras 16 e 17 mostram a retenção de brilho das molduras com absorventes UV de 0,4%, respectivamente, sob arco de xenônio e testes de QUV-A. Os dados mostram que MAGNUM ™ A136 é significativamente melhor retenção de brilho do que os outros dois ABS de emulsão Desempenho.
Figura 15. A fotografia mostra a mudança de cor de uma amostra de ABS branca normal exposta a QUV-A 96 horas após a adição de diferentes absorventes de UV
Figura 16. Teste de arco de xenônio - Retenção de brilho de resina de ABS branca lisa após adição de 0,4% de absorvedor de UV
Nove conclusões
Os resultados do estudo mostram claramente que a resina mABS1 produzida pelo processo de polimerização em massa possui as seguintes vantagens em relação à resina eABS produzida pelo processo de emulsão por lotes:
◆ fundo branco ajuda a enfrentar desafios coloridos, como cores mais claras e brilhantes;
◆ usando método de polimerização em massa resina de ABS corada em cores claras, pode economizar custos;
◆ teste de resistência à intemperidade de resina de cor primária e ABS branca, mesmo que o pigmento seja usado em pequenas quantidades, ainda mantenha boa estabilidade de brilho e cor;
◆ Método de polimerização em massa Resina de ABS O uso de pigmentos menos, a cor primária e a resina branca ainda são capazes de manter uma excelente estabilidade térmica;
◆ Usando polimerização em massa ABS Para aplicações que requerem excelente estabilidade de cor, os estabilizadores de UV podem economizar significativamente o custo.
Figura 17. Teste QUV-A - retenção de brilho de resina de ABS branco liso com 0,4% de absorvente de UV
Polimerização em massa ABS tem vantagens significativas em relação ao ABS de emulsão, especialmente na busca do melhor desempenho de cores e estabilidade. Método de copolimerização A brancura do ABS proporciona uma relação custo-eficácia significativa ao produzir um tom mais branco, mais brilhante, E pode reduzir significativamente o amarelo. Mesmo exposto à luz ultravioleta, ainda mantém a estabilidade da cor, o estabilizador de UV pode reduzir o custo enquanto mantém o brilho. Ao mesmo tempo, o método de polimerização em massa ABS também pode suportar um ambiente prolongado de alta temperatura, melhorar o armazenamento E a eficiência do transporte. Portanto, a escolha do ABS de polimerização em massa pode fornecer aos clientes cores consistentes e excelentes resultados estéticos, com excelente eficiência de produtos e economia de custos.