改性ABS塑料中的ASA品种，提高ABS耐候性及热稳定性

为了克服ABS耐热性，耐低温性、耐候性、耐燃性不理想的缺点，通过增强、共混、共聚接枝等工艺，开发了许多改性ABS，其中有一些品种是在ABS中加入第四组分或用另一种组分代替ABS三组分中的一种，形成了一系列新型聚合物。主要的改性ABS品种见表8-19。

表8-19 改性ABS品种

1.ASA塑料

ASA又称为AAS是丙烯腈、丙烯酸酯、苯乙烯三元接枝共聚物，由于分子结构没有不稳定的双键，所以可显著提高ABS的耐候性及热稳定性，且仍可保持ABS的其他性能。

（1）基本性能 ASA为无定形塑料，常为不透明、微黄色、无臭、无毒的颗粒料。密度为1.05～1.09g/cm³，吸水率为0.2%～0.5%，成型收缩率为0.3%～0.9%，熔融指数为8～12g/10min（21.6kg，200℃），燃烧缓慢，可达UL94HB级标准。其性能特点如下：

1）优异的耐候性。其耐候性比ABS大10倍。制品不用喷漆、电镀直接置于户外曝晒15个月不变色，冲击强度及断裂伸长率几乎不变。具有抗紫外线能力，可直接用于户外工作。

2）耐热氧化能力强。加工时不易分解和变色，热稳定性好。

3）着色性优良。易着色，且耐候，所以着色后各种颜色都不褪色。

4）自身具有优良抗静电性。聚积的静电会很快释放，即使经长期使用或在潮湿环境下仍可保持这种性能，制品抗污染、防积尘性好。

5）力学性能。强度与高抗冲ABS相似，但冲击强度下降，耐应力开裂性好，能长期承受动、静负载。

6）耐蚀性。可耐无机酸、碱、稀酸、矿物油、植物油、去污剂、各类盐溶液，但不耐苯、氯仿、丙酮、二甲基甲酰胺、醋酸乙酯、醇类等有机溶剂，遇其会发生变软、溶胀、溶解，耐蚀性与通用ABS相似。

7）热性能。ASA的耐热性及耐寒性略低于ABS，长期使用温度为-20～75℃。

8）加工性优良。ASA流动性好，熔融指数高，成型收缩率与通用ABS相似，易成型；抗热氧化性优于通用ABS；可进行注射、挤出、压延、吹塑、吸塑，冷成型加工。注射前原料需预烘干，烘干温度为80～85℃，烘干时间为3～4h。

ASA着色性及表面装饰性好，不需表面处理即可进行印刷、涂饰、表面金属化处理，也可进行焊接、粘接及机械加工。ASA的成型工艺条件见表8-20。

表8-20 ASA的成型工艺条件

（2）ASA改性品种 改性ASA主要为了解决其耐热性及耐寒性不足的问题。ASA的相容性很好，故可组成许多改性品种，常见改性ASA的品种及性能见表8-21。

表8-21 常见改性ASA的品种及性能

（3）ASA塑料的应用 ASA塑料制品应用很广，主要是利用其耐候性、热稳定性、耐蚀性、抗冲击性、抗静电性、耐长期强光照射、刚性、清洁性及着色性等优点，将其作为一种工程塑料应用于汽车、电子电气、建材等行业。

在汽车上用作外视镜、散热器格栅、尾部挡板、灯罩、配电盘、点火器、油箱，敞篷车车身、摩托车面板、脚踏板、野营汽车及小型船壳体、冲浪板等。

在电子电气上用作电话机、电视机壳体、人造卫星天线防水罩、电气及仪表外壳、接线柱、开关。

在建材方面用作厨房设备、窗框、门板、浴槽、卫生洁具、高级浴室设备、冷热水交换器。

其他，如家具、手提箱、公园路灯壳体、除草机、喷水器壳体及零件，道路路标、各类标牌、制笔零件。

2.ACS塑料

ACS塑料是丙烯腈（A）和苯乙烯（S）接枝到氯化聚乙烯（C）主链上的三元共聚物。其中，氯代聚乙烯可提供抗冲击性、耐蚀性和耐热性、耐候性、阻燃性；丙烯腈可提供耐蚀性和耐热性；本乙烯可提供透明性、着色性、电绝缘性和加工性。三者聚合后就形成了具有耐候、耐热、耐蚀、阻燃、抗冲击、抗静电的新型聚合物。一般ACS塑料中A占20%（质量分数）、C占30%（质量分数）、S占50%（质量分数）。三者不同的配比、接枝率、相对分子质量及其分布不同可组成不同性能的ACS品种。当C含量增大时冲击强度增大，流动性下降（A增大对流动性影响更大），拉伸强度与A、S的相对分子质量成正比，与C含量成反比；A增大可提高耐蚀性、耐热性。由此可见，ACS塑料的性能随其配方而变化，一般可分为通用级及阻燃级两大类，其各自还可分为高刚性、中冲击、高冲击、耐热级、耐候级、透明级等品种。

（1）基本性能 ACS塑料多数为着色粒、片料，其性能与ABS相比有下列特点：

1）耐候性优异，因分子结构中无双键，因此耐候性好于ABS及ASA。

2）自身有良好的阻燃性，ACS塑料自身有高相对分子质量的氯化物，它具有良好的阻燃作用，可达UL94V-0级阻燃水平。

3）有较强的耐光照能力，光照不会引起变形、褪色，可用作户外用制品及办公设备外壳等。

4）抗静电性好，静电污染少，由于分子中氯化物具有快速散逸表面静电的能力，所以制品不会沉积灰尘，污染少，能保持长期美观。

5）耐蚀性稍胜于ABS，但溶解于甲苯、二氯乙烯、丁酮、醋酸乙烯等。

6）耐热性稍逊于ABS，使用温度一般为80～90℃。

7）加工性良好。其流动性好，易成型，成型收缩率小，可用注塑、挤出、压延、涂覆、热成型、焊接、印刷、粘接等方法加工制品。

注塑成型工艺与ABS相似，但易热分解，并会释放HCl，故成型温度比ABS低，一般不超过220℃。并且料在料筒内不得滞留过长，否则会发生分解。成型温度与ACS中的含氯量有关，含量高（如阻燃级）则温度低。其成型工艺条件，参见表8-22。

表8-22 日本昭和电工公司ACS塑料成型方法及工艺

（2）ACS的应用 ACS主要利用其耐候、阻燃及抗冲击性，常用于制作办公设备，如复印机、台式计算机、传真机的外壳和零件；电子电气、电视机、电子炉的阻燃外壳、接插件、开关；防火工具、车辆用的耐候、阻燃外装件和内装件；广告牌、路标、照明器材、容器、安全帽、耐候阻燃建材等，可代替木材。

3.透明ABS

透明ABS是以ABS树脂为基础加入甲基丙烯酸甲酯，经接枝共聚反应而成的。它具有透光率高、耐蚀性好、冲击强度及强度高、加工性好等多种优点，可与PC媲美，常为PC的代用料，应用很广。市场上供应的品种有通用级、高抗冲级、高刚性级和耐热级等。

（1）基本性能 透明ABS性能除透明性外，其他性能与通用ABS相似，其特点如下：

1）透光率在88%以上，雾度<10%，透明度及光泽度高。成型条件变化对光学性能影响小，故光学性能稳定。

2）密度小，一般为1.06～1.09g/cm³；吸水率为0.2%～0.3%；成型收缩率为0.5%～0.7%。它无色，无味，无毒，易燃。

3）力学性能与通用ABS相似，冲击强度高，优于ABS、PMMA及PS，仅次于PC。但耐低温性差，在-40℃时抗冲击强度可下降60%；硬度较高，可达103～112HRR。

4）耐热性低于PMMA、ABS，高于PS；线胀系数低于ABS，但高于PC，与PMMA及PS相似；使用温度约为80℃。其阻燃性低，且发烟，为UL94HB级发烟性塑料。

5）耐溶剂性好，着色性比ABS好，耐候性优于ABS。

（2）加工性 透明ABS加工性好，流动性好，熔融指数可达22g/10min，与高流动性ABS相似，成型收缩率小，可加工较高精度制品，尺寸稳定性好。成型前需预干燥，干燥温度为80～90℃，干燥时间为3～4h。其成型工艺条件与通用ABS相似，但由于它是加工透明制品的，所以有一些特殊要求。主要原因有两条：其一是除了保证制品尺寸形状及物理性能外在制品表面及内部不得有任何缺陷，如气泡、缩孔、凹坑、银丝、黑点、杂质、流痕、波纹、裂纹、烧灼等，在制品上只要有一点缺陷，就会一目了然，导致废品；其二是保证光学性能，如透光、透明、光泽、不眩目、图像不变形失真等。因此，在制品设计、模具设计及制造、成型工艺中应根据制品使用要求采取不同的相应措施。在此只能介绍一些原则性的注意事项。

1）在制品设计方面。壁厚、不均匀、交接处非圆滑过渡、形状复杂或壁太薄等，都会导致熔料流动不平稳失畅，树脂填充不紧密、不均匀，内外面不平行、脱模斜度小等问题，从而导致透光率降低、透明度下降或不均匀，产生双折射、影响折射率，图像失真等现象。总的原则是要考虑使光线能充分、均匀地透过制品各部分，以期获得透明清晰、舒适的视觉，并达到光学设计的指标。

2）在模具方面。首先要采用合适的钢材，成型面要达到镜面抛光的标准（根据制品要求而选），脱模斜度大，顶出均匀。其次模温适当分布合理，以保证制品各部分有均匀分布的微细晶型；浇口尺寸形状及分布位置，要保证熔体在流程比范围内，平稳流畅均匀致密地填充型腔，不产生湍流、波动，密度不均，降低残余应力及取向性，防止应力集中、补缩不足及浇口部分发生银丝、裂纹。此外，必须设置冷料穴，充分排气，模具成型表面平整平行，成型区域内不得有滞料死角，便于清理碎屑杂质。

3）在成型工艺方面。首先必须从原料、干燥处理工序、设备料斗、料筒、喷嘴、模具、工作场地等各环节保持清洁，不得有杂质废屑掺入原料中。如果采用固定设备专供加工透明制品，则更为理想。加工前必须清洗料筒、模具表面，不得有尘土及油污。加工后的制品操作者应戴软质手套取活，并及时包装。

原料必须进行干燥处理，通常干燥温度为80～90℃，干燥时间为3～4h。制品克量应取注射克量的70%～80%，熔料在料筒内滞留时间不宜过长。料斗应有加热烘干装置，防止再吸湿。

透明ABS也属于非牛顿流体，熔体粘度与温度及剪切速率都有关系，而剪切速率影响较大一些。从保证光学性能的角度来说，熔体温度应使透明剂发生作用，但料温超过240℃则会增加雾度，降低透明性。模具温度对光学性能影响很大，适当低的模温有利于形成细微均匀的晶型，可提高透明透光性能，但模温低除会产生不光泽、气泡、熔接不良等缺陷外，会增大取向性及应力，这会造成折射不均、透光性降低等问题，所以控制模温及其分布是很重要的。

透明ABS流动性好，结晶速度快，因此宜采用快速注射，注射压力及保压压力不宜取大，这样可降低应力及取向性，有利提高表面质量，提高透明性，以免在浇口边缘发生雾状银纹及裂纹。当然，成型工艺条件的选择不能只考虑光学性能，需与其他成型要求综合考虑，不同品级的参数值也不一致。通用型透明ABS注射成型工艺条件见表8-23。(www.xing528.com)

表8-23 通用型透明ABS注射成型工艺条件

透明ABS塑料可用注射、挤出、吹塑、模压成型工艺加工各类制品，也可进行冲压、丝印、粘接、着色、电镀等二次加工。

（3）制品应用 透明ABS主要用作要求透明及强度的制品，如汽车、家电、仪器仪表、电子电气、办公设备的透明罩壳、盖、透明玻璃框、照明灯外罩、冰箱内食品容器、防尘罩、旋钮、玩具、装饰品、生活用品、控制及监视面板、透明片（板）、管材、视窗玻璃等。

4.MBS塑料

MBS塑料是甲基丙烯甲酯（M）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）三种单体的接枝共聚物，故简称MBS塑料（亦有称其为透明ABS的），由于用甲基丙烯甲酯（M）代替了丙烯腈（A），所以透光率高，是光学塑料中的重要品种。

（1）基本性能 MBS的性能特点如下：

1）高透光、高光泽、高透明性。MBS塑料的透光率为90%，折射率为1.538，雾度<3。这些参数与PS、PC的相似，但大于PMMA的。

2）高韧性及高冲击强度。MBS的无缺口冲击强度达200kJ/m²，-40℃时仍可保持良好韧性，其拉伸强度及模量与高抗冲ABS相似，在80～90℃时仍能保持良好刚性，硬度为100HRR。

3）MBS的耐热性及耐寒性与高抗冲ABS相似，使用温度为-40～90℃，阻燃性为UL94HB级，热稳定性良好。

4）其电绝缘性与ABS相似，耐电压强度>20kV/mm，介电常数为3.21，但介质损耗因数较高，达2.9×10^-2。

5）MBS可耐无机酸、碱、盐溶液、油脂、去污剂等，但不耐酮类、芳烃、脂肪烃、氯代烃等有机溶剂。

6）MBS的耐候性、耐老化性、耐紫外线性优于ABS。

（2）加工性及应用 MBS加工性好，流动性好，可用注射、挤出、吹塑、吸塑、压缩压型加工各种制品。其注射温度为210～240℃，模具温度为70～80℃，注射压力为80～100MPa；挤出温度为140～180℃，机头温度为200～220℃。加工前原料需预干燥处理。

MBS塑料主要用途有如下几方面：

1）透明注射制品。用于仪表透明罩、薄壁透明容器、集成电路支架、家电零件等。

2）挤出制品。如透明管、板、片、膜和各种型材、吸塑制品、食品包装等。

3）HPVC的改性剂。用MBS改性后的HPVC可提高室温及低温的抗冲击性、透明性、耐老化性及加工性，它是透明PVC的主要改性剂，制作透明管材、包装、仪器仪表、家用电器等的透明外罩、装饰材料等。

4）MBS是符合美国食品和药物管理局规定的无毒树脂，故可用作食品、药品包装。

5.阻燃ABS

阻燃ABS有三种结构：

第一种是在ABS中添加有机阻燃剂（如脂肪族或芳香族含溴阻燃剂），OI值可达28%以上。

第二种是ABS/PVC共混物，是难燃性ABS，OI值为23%～25%，其耐光性、耐冲击性优于前者，价格便宜，但阻燃性不及前者。

第三种是ABS、CPE共聚物，就是本节前面介绍的ACS塑料。阻燃级ACS为难燃塑料，可达到UL94V-0级水平。

本节主要介绍第一种结构的阻燃ABS，它可分为耐热标准级、高耐热级、高冲击级、阻燃透明级、电镀级、注射级、挤出级等品种。

标准级阻燃ABS为白色粒料，物性大致与ABS相同，但性能略有下降；加工方法也与ABS相似，但卤素阻燃剂在200～240℃时发生分解，会使制品变色，产生碳化物，而腐蚀设备及模具，所以成型温度要低于分解温度10～20℃，其注射成型工艺条件见表8-24。

表8-24 阻燃ABS注射成型工艺条件

阻燃ABS可用注射、挤出、模压等工艺加工制品，常用作要求阻燃又具有良好力学性能的制品，如电视机、录音机、复印机传真机、台式计算机等的外壳、盒盖；电子电气零件、雷达罩、磁带盘、空调配电盘、洗涤机翼片轮、吹风机罩等。

6.耐热ABS

为了解决ABS耐热性及刚性差的问题，现有各种改性方法开发了多种耐热ABS品种。其主要的改性制品，如增强ABS，填充无机填料ABS，ABS与马来酸酐无规共聚物（SMA）、PC、PMI、马来酰亚胺多元共聚物（SMIA），α-NS-AN共聚物等聚合物共混或共聚配制成具有耐热性和刚性的耐热ABS。耐热ABS品种很多，如国内上海锦湖日丽塑料公司，有标准耐热型（ABS 730、ABS 730EM、ABS 2938、ABS 2938SK）；高耐热型（ABS HU-600、ABS HU-621）；超耐热型（ABS 650SK、ABS HU650、ABS HU650M）；极超耐热型（ABS HGX-4300）；极超耐热高冲击型（ABS HGX-4400）；极超耐热高流动型（ABS HGX-4500）等各种品种。

耐热级ABS可提高ABS的热变形温度10～20℃，可提高强度及刚性、热力学性能。同时，也可组成增强级、电镀级、阻燃级等品种。

耐热级ABS应用很广，如ABS/SMA常用作汽车灯具、散热风栅；仪表仪器壳体；电吹风、咖啡壶外壳；烘热设备零件及电熨斗、电饭锅、淋浴器等。

ABS/PC可作耐热抗冲击、阻燃制品，阻燃性可达UL94V-0级。可制作纺织纱管、卷线管，风扇壳体，录音机前后机壳，摩托车前灯壳体等。

7.ABS合金

由于ABS与其他许多聚合物都有较好的相容性，而且ABS树脂自身还有多种不同性能的品种，所以ABS合金的种类很多。即使同一类合金也有许多不同性能及用途的牌号。例如，日本住友、诺格达公司仅ABS/PVC就有15种不同牌号；日本合成橡胶公司ABS/PC也有22种牌号。所以，选料时需按制品要求选用适当的品种及牌号。

虽然ABS合金的品种很多，但不同品种共混改性的目的都是为了提高ABS的某些性能，如强度、冲击强度、耐热耐寒性、耐蚀性、耐候性、耐磨性、表面硬度、刚性、阻燃性、光泽度、抗静电性、流动性等各种性能，或降低成本。常用ABS合金的性能及用途见表8-25。

表8-25 常用ABS合金的性能及用途

（续）

8.增强ABS

增强ABS现用的增强材料有玻璃纤维或石棉填充增强料等品种。采用玻璃纤维增强材料的，简称GFABS，它可明显地提高纯ABS的刚性、耐热性及尺寸稳定性，且可改善耐候性，降低线胀系数和成型收缩率，但随着玻璃纤维含量的增大冲击强度会明显降低。GFABS的性能低于GFPA、GFPBT（PET）、GFPC等塑料，但价格便宜，刚性与耐热性优于GF-PE、GFPP。

（1）GFABS GFABS通常用长度为0.3～1mm的切短纤维或长纤维切断造粒配制而成，其玻璃纤维含量为10%～40%。GFABS的性能与ABS品种，玻璃纤维的品种、含量，玻璃纤维表面处理工艺等有关。GFABS的品种，除了按玻璃纤维含量分类外，也有注射用、模塑用、阻燃级、耐热、高强度、高刚性等品种。综合各种GFABS品种的基本特性如下：

1）拉伸强度、弯曲强度、弹性模量、刚性比普通ABS有大幅度的增高，在玻璃纤维含量为10%～40%的范围内，随其含量增大增强效果显著。

2）热变形温度显著提高，热变形温度比普通ABS的高13～14℃。

3）线胀系数降低，成型收缩下降，（一般为0.2%～0.3%），尺寸稳定性提高，但取向性也增大，薄壁制品更明显。

4）韧性及缺口抗冲击强度随玻璃纤维含量的增大而下降。

5）介电性能、耐蚀性与ABS相似，但提高了耐应力开裂性及耐候性。

6）加工性能低于ABS。由于流动性下降，故成型温度及注射压力较高，对模具及注射机磨损大，原料必须预干燥处理，含水量<0.1%。其注射成型温度为230～260℃（高于260℃易发生分解），成型压力为30～50MPa，模具温度为75～90℃。采用中等注射速度，薄壁件宜用高速注射，但薄壁制品的取向性大需防止制品翘曲。模压成型温度为175～260℃，成型压力为100～210MPa。

7）GFABS主要用于制作对刚性及尺寸精度要求较高的制品，如照相机壳、缝纫机零件、录音机机芯底板及仪表、电动工具、打字机外壳等。

（2）石棉填充ABS 石棉填充ABS具有刚性大、热膨胀系数小、耐热、耐冲击、耐化学药品性好、成型性好等优点，主要用于制作压力滤板、通风管道等承压耐热工业部件。