一種pmma/pvc合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及功能塑料合金的制備領域，具體涉及一種應用于戶外領域的具有高耐 候性、高光澤耐刮擦的PMMA/PVC合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚氯乙烯(PVC)材料是目前使用最為廣泛的塑料材料之一，它具有價格便宜、軟硬 可調、阻燃性能好、耐化學腐蝕好、電氣性能優(yōu)異等優(yōu)點，因而，廣泛應用于人們生活的方方 面面。雖然PVC材料具有諸多優(yōu)點，但是也存在耐氣候老化性能差，光澤度低，表面硬度不高 很容易劃傷差等缺點，因此未經特殊處理的PVC塑料很難應用于條件苛刻的戶外領域。 [000 3]聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)俗稱亞克力，是一種具有尚透明、超尚耐候、尚硬度等特 性的工程塑料。PMMA樹脂是目前耐候性最好的塑料之一，其長期暴露于在室外條件下，機械 性能基本不會發(fā)生變化。此外，PMMA還具有高光澤度、高表面硬度等特點，未經處理的純 PMMA樹脂表面硬度可達2H級別，因而耐劃傷能力優(yōu)異。PMMA因其獨特的性能廣泛應用在戶 外建筑、交通軌道、園藝設備領域。
[0004] 由于PVC的熔融溫度與分解溫度比較接近，因此，PVC在加工過程中極易分解。為了 塑化均勻，得到性能優(yōu)異的產品，目前，主流的PVC產品制造工藝是通過雙階機兩步法完成。 兩步法制備的改性PVC產品綜合性能優(yōu)異，產品質量較穩(wěn)定，但是兩步法也存在加工過程繁 瑣，制造成本過高等缺陷。
[0005] 為了改善PVC長期戶外老化性能差、光澤度低、不耐刮擦等缺點，將PVC與其他樹脂 進行共混改性，可以改善PVC產品的一些缺陷。目前，在已公開的專利中，如中國專利CN 102875920 A中公開了一種用ABS改善PVC光澤度的方法，但是ABS老化性很差，無法應用于 戶外環(huán)境。又如中國專利CN 101759942 B公開了一種PMMA改性PVC產品，可以得到光潔度較 高、阻燃較好的產品，但是產品整體的沖擊強度偏低，耐候性也沒得到特殊改善。另外，由于 PMMA和PVC的溶解度參數相差較大，兩者相容性不好，得到的材料性能很差;此外，PMMA的加 工溫度在200°C以上，而PVC的分解溫度在180°C左右，兩者的加工溫度存在20°C以上的差 異，兩者直接低溫下共混過機，普通PMMA很難塑化，得到的材料應用性不高。

【發(fā)明內容】

[0006] 為了解決目前PVC產品戶外長期老化性能差、光澤度低、不耐刮擦、加工流程繁瑣 等缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種PMMA/PVC合金材料，制備得到的合金材料具有較高的 戶外長期老化性能、表面光澤度高而且耐刮擦等優(yōu)點，可以應用于要求較高的戶外建材領 域。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是在于提供上述合金材料的制備方法，該制備方法與傳統(tǒng)的 兩步法相比，具有工藝流程簡單，制造成本低等優(yōu)勢。
[0008] 本發(fā)明通過下述技術方案來實現：
[0009] -種PMMA/PVC合金材料，包括如下重量份數的組分：
[0010] 聚甲基丙烯酸甲酯40份-60份 [0011] 聚氯乙烯 20份-40份
[0012] 光亮劑 10份-20份。
[0013] 基于流動性的考慮，本發(fā)明選擇低聚合度的PVC，所述聚氯乙烯PVC的平均聚合度 為400~900。
[0014] 所述聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的相對密度為1·18g/cm3 -1·20g/cm3，鉛筆硬度為2H/ 500g-3H/500g，在230°C、3.8kg條件下，其熔融流動系數為lg/10min-50g/10min，優(yōu)選熔融 流動系數為15g/10min-30g/10min。由于高粘PMMA分子量過大，塑化溫度要求高而且和PVC 的相容性較差，因此，基于PMMA和PVC相容性的考慮，本發(fā)明優(yōu)選低粘PMMA。
[0015]所述光亮劑是苯乙烯-丙烯腈的共聚物SAN，其相對密度為1.05g/cm 3-1.08g/cm3， 在230°C、3.8kg條件下，其熔融流動系數為25g/cm3-50g/10min，優(yōu)選熔融流動系數為35g/ cm 3-45g/10min。本發(fā)明經過研究發(fā)現，光亮劑SAN的熔融流動系數對體系的力學性能和光 澤度有較大影響。若SAN的熔融流動系數高于50g/cm 3,會使體系的力學性能過低;若SAN的 熔融流動系數低于25g/cm3,會使體系的韌性下降，光澤度降低明顯。因此，綜合考慮，本發(fā) 明選用的SAN的熔融流動系數為25g/cm 3-50g/10min為宜。
[0016]本發(fā)明所述的一種PMMA/PVC合金材料，按重量份數計，還包括增韌劑1 -10份;相容 劑1 -3份;熱穩(wěn)定劑2-6份;加工潤滑劑3-8份;抗氧劑0.3-0.6份;光穩(wěn)定劑0.3-1份;填料5-10份。
[0017] 所述增韌劑是EVA型增韌劑、EMA型增韌劑、ASA型增韌劑、AES型增韌劑、SAS型增韌 劑、丙烯酸酯類增韌劑或有機硅增韌劑中的一種或多種混合物。
[0018] 所述相容劑為氯化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯化天然橡膠、馬來酸酐接枝SEBS、 苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物中的至少一 種；
[0019] 所述熱穩(wěn)定劑是有機錫穩(wěn)定劑、鈣鋅復合穩(wěn)定劑、鋇鋅復合穩(wěn)定劑中的一種或多 種的混合物；
[0020] 所述加工潤滑劑為硬脂酸類潤滑劑、聚乙烯類潤滑劑、酯類潤滑劑、石蠟類潤滑 劑、酰胺類潤滑劑中的一種或多種混合物；
[0021 ]所述抗氧劑是受阻酚抗氧劑與硫醚類輔助抗氧劑的復配物；
[0022] 所述光穩(wěn)定劑是受阻苯甲酸酯類光穩(wěn)定劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑、苯并三唑類光穩(wěn) 定劑、二苯甲酮類光穩(wěn)定劑中的一種或多種混合物；
[0023] 所述填料是硫酸鋇、滑石粉、碳酸鈣、二氧化鈦、高嶺土中一種或多種的混合物。
[0024] 本發(fā)明所述的一種PMMA/PVC合金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0025] (1)按配比稱取各組分，將聚氯乙烯和熱穩(wěn)定劑、加工潤滑劑在可控溫高混機中50 °C~80°C條件下預混5min~lOmin，得到樹脂預混料A;
[0026] (2)將聚甲基丙烯酸甲酯、光亮劑、相容劑、增韌劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和填料加入 高混機中與樹脂預混料A混合后在80°C~100°C條件下預混10~20min，經雙螺桿擠出機塑 化、擠出切粒，得到所述高耐候性、高光澤耐刮擦的合金材料。
[0027]優(yōu)選的，所述雙螺桿擠出機螺桿長徑比為40:1-52:1，雙螺桿擠出機的各段螺桿溫 度為60°C~170°C，螺桿轉速為lOOrpm~200rpm，喂料轉速為80rpm~200rpm。
[0028] 相對于現有技術，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0029] (1)本發(fā)明通過使用特殊性能的光亮劑，一方面大大改善了合金材料的表面光澤 度;此外由于光亮劑溶解度參數介于PVC和PMMA之間，加工溫度在180度左右，加之較低的熔 體粘度，對解決了PVC與PMMA加工溫度差異大、相容性較差的問題起到了輔助改善作用，制 備得到的合金材料具有力學性能均衡、耐候性能優(yōu)異、耐刮擦、高光澤度的特點，可以適用 于耐氣候老化要求高、抗刮擦的戶外建材、電子電器、工程機械等產品；
[0030] (2)本發(fā)明通過一步法制備得到了性能穩(wěn)定的合金產品，相比傳統(tǒng)的雙階機兩步 法更加簡易便捷且高效，大大降低了材料的制造成本。
【具體實施方式】
[0031]為更好地理解本發(fā)明，下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的說明，需要說明的是 實施例并不構成對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0032] 下述合金材料配方體系中：
[0033] PVC采用日本信越的PVC TK-700,平均聚合度為700;
[0034] PMMA1 選用PMMA CP-41，相對密度為 1.19g/cm3,鉛筆硬度為2H/500g，在230°C、 3.8kg條件下，其熔融流動系數為25g/10min;
[0035]PMMA2選用PMMA CM-205，相對密度為 1·20g/cm3，鉛筆硬度為2H/500g，在230°C、 3.8kg條件下，其恪融流動系數為1.8