專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高透明復(fù)合材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料材料，具體地說(shuō)，涉及一種高透明塑料復(fù)合材料及其制造方法。

背景技術(shù)：
ABS樹(shù)脂具有優(yōu)異的綜合性能，自問(wèn)世以來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用，普通ABS由兩個(gè)不相容的相，即聚丁二烯橡膠接枝共聚物相和SAN樹(shù)脂相所組成，其不同微相之間折射率的差別造成的光散射效應(yīng)使材料喪失了透明性。如果粒徑足夠小，小到可與可見(jiàn)波長(zhǎng)相比，則可認(rèn)為二相在光學(xué)上是均一的，于是產(chǎn)品表現(xiàn)為半透明。
為了進(jìn)一步拓寬ABS樹(shù)脂的應(yīng)用范圍，在基本保證其原有的優(yōu)良綜合性能的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)組成及微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提高其透明性，制備透明ABS/PMMA樹(shù)脂。透明ABS/PMMA樹(shù)脂有著優(yōu)秀的透光率和良好的加工性能及物理特性，如抗沖擊強(qiáng)度和可模塑性。透明ABS/PMMA樹(shù)脂的綜合性能優(yōu)異，所以能被廣泛地用于同時(shí)要求透明和強(qiáng)度的產(chǎn)品上，如電子器件、辦公自動(dòng)化設(shè)備和玩具。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外透明ABS/PMMA樹(shù)脂的需求增長(zhǎng)很快，目前國(guó)內(nèi)透明ABS/PMMA樹(shù)脂全部依賴(lài)進(jìn)口，潛在市場(chǎng)需求量在8萬(wàn)噸/年以上，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，今后幾年我國(guó)透明ABS/PMMA樹(shù)脂市場(chǎng)需求潛力較大，并且將成為世界上透明ABS/PMMA樹(shù)脂最大的進(jìn)口國(guó)家。
透明ABS/PMMA樹(shù)脂的設(shè)計(jì)原理在于保持其微觀相分離的高級(jí)結(jié)構(gòu)的前提下，通過(guò)共混、共聚等手段調(diào)節(jié)材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)，降低橡/塑相的折射率差。從而消除光散射效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光區(qū)透明。一般情況下，當(dāng)兩相折射率相差小于0.009時(shí)就可以達(dá)到足夠的透明度。
近年來(lái)，人們對(duì)聚甲基丙烯酸甲酯的研究日益加深。聚甲基丙烯酸甲酯具有高度的透明性，制品比同體積無(wú)機(jī)玻璃制品輕得多。同時(shí)又具有一定的耐沖擊強(qiáng)度及良好的低溫性能，是航空業(yè)與光學(xué)儀器制造業(yè)的重要原料，用其作ABS的透明改性劑，可提高ABS的透明度。
現(xiàn)有技術(shù)方案雖然提供了合成生產(chǎn)透明ABS/PMMA的方法，但對(duì)生產(chǎn)條件要求比較高，透明效果尚不理想，應(yīng)需進(jìn)一步提高。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高透明復(fù)合材料及其制造方法，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的透明效果尚需進(jìn)一步提高，以及生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。
為了達(dá)到解決上述技術(shù)問(wèn)題的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種高透明復(fù)合材料，其特征在于所述材料包括以下組分，按重量份計(jì)，聚甲基丙烯酸甲酯35-50份，丙烯腈-苯乙烯35-40份，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯20-30份，聚乙烯醇0.2-0.8份；分散劑0.1-0.2份，正十二碳硫醇2-6份，增塑劑0.5-1.0份。
在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述的分散劑為十二烷基硫酸鈉、亞甲基二萘磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉中的一種或幾種。
在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述的增塑劑為聚乙二醇脂肪酸酯、己二醇二(2-乙基)己酯或聚乙二醇二硬脂酸酯中的一種或幾種。
一種高透明復(fù)合材料的制造方法，所述方法按下述步驟進(jìn)行 (1)干燥 將PMMA在為90～100℃的條件下干燥2～4小時(shí)，丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯分別在在80～90℃條件下干燥3～5小時(shí)。
(2)初混 將聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，以及聚乙烯醇、分散劑、正十二碳硫醇和增塑劑按照規(guī)定重量份數(shù)比加入到高速混合機(jī)中，高速攪拌混料，將各種原輔料混合均勻。
(3)擠出造粒 將上述步驟(2)中所得到的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，擠出料條經(jīng)過(guò)水槽冷卻到室溫，經(jīng)過(guò)吹風(fēng)干燥機(jī)干燥后，通過(guò)切粒機(jī)造粒。
所述高速混合機(jī)為攪拌式高速混合機(jī)。
所述擠出機(jī)為擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)。
所述擠出機(jī)各溫區(qū)溫度為；一段140-170℃；二段180-210℃；三段200-240℃；機(jī)頭180-230℃。
添加的物質(zhì)與原材料相容而且折光率相近，如果兩款材料的折光率小于0.009，這兩款材料共混后一般是透明的。PMMA的折光指數(shù)為1.492，AS的折光指數(shù)1.56左右，MABS 1.54PMMA、三款材料的折光指數(shù)折中在1.54左右。普通ABS由兩個(gè)不相容的相，即聚丁二烯橡膠共聚物相和SAN樹(shù)脂相所組成，其不同微相之間折射率的差別造成的光散射效應(yīng)使材料喪失了透明性。橡膠相粒徑大小和兩相折射率的差值，決定了ABS的透明性。如果橡膠相粒徑足夠小，小到可與可見(jiàn)波長(zhǎng)相比，則可認(rèn)為二相在光學(xué)上是均一的，于是產(chǎn)品表現(xiàn)為透明。透明ABS樹(shù)脂的設(shè)計(jì)原理在于保持其微觀相分離的高級(jí)結(jié)構(gòu)的前提下，通過(guò)共混的手段調(diào)節(jié)材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)，降低橡/塑相的折射率差。從而消除光散射效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光區(qū)透明。一般情況下，當(dāng)兩相折射率相差小于0.009時(shí)就可以達(dá)到足夠的透明度。本發(fā)明中利用MABS來(lái)作為ABS的基礎(chǔ)組成成分，降低了橡膠相含量，利用MABS來(lái)作為ABS的基礎(chǔ)組成成分。采用AS、PMMA和MABS三組分共混的方式，將折光指數(shù)相近的三種原料結(jié)合在一起制造透明材料。在加工過(guò)程中利用分散劑以及增塑劑，改善混合體系的流動(dòng)性和加工穩(wěn)定性，提高材料的加工性能，并使材料的混合均勻，使透明ABS/PMMA的制備方法更加簡(jiǎn)單實(shí)用，而且材料的性能變化不大。本發(fā)明是采用共混方法制備，可以適用于現(xiàn)在有雙螺桿擠出機(jī)的客戶直接上線生產(chǎn)，因而降低了成本。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法相比，工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單，減少了生產(chǎn)成本。



圖1是本發(fā)明高透明復(fù)合材料及其制造流程示意圖。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 PMMA35份、AS40份、MABS25份、聚乙烯醇0.5份、十二烷基硫酸鈉0.2份、正十二碳硫醇4份、PEG 400DS 0.8份。
實(shí)施例2 PMMA37份、AS37份、MABS26份、聚乙烯醇0.5份、亞甲基二萘磺酸鈉0.15份、正十二碳硫醇5份、PEG 400DS 0.8份。
實(shí)施例3 PMMA40份、AS40份、MABS20份、聚乙烯醇0.5份、十二烷基苯磺酸鈉0.1份、正十二碳硫醇4份、PEG 400D S 0.8份。
實(shí)施例4 PMMA42份、AS25份、MABS25份、聚乙烯醇0.5份、十二烷基硫酸鈉0.2份、正十二碳硫醇4份、聚乙二醇二硬脂酸酯0.5份。
實(shí)施例5 PMMA48份、AS20份、MABS30份、聚乙烯醇0.5份、十二烷基硫酸鈉0.185份、正十二碳硫醇4份、己二醇二(2-乙基)己酯1.0份。
實(shí)施例6 PMMA50份、AS20份、MABS30份、聚乙烯醇0.6份、十二烷基硫酸鈉0.175份、正十二碳硫醇6份、PEG 400DS 0.75份。
實(shí)施例7 PMMA50份、AS20份、MABS30份、聚乙烯醇0.6份、十二烷基硫酸鈉0.1份、正十二碳硫醇4.8份、PEG 400DS 0.65份。
實(shí)施例8 PMMA45份、AS25份、MABS25份、聚乙烯醇0.4份、十二烷基硫酸鈉0.1份、正十二碳硫醇3.75份、PEG 400DS 0.85份。
參見(jiàn)圖1，上述實(shí)施例的制造方法按下述步驟進(jìn)行 (1)干燥 將PMMA在為90～100℃的條件下干燥2～4小時(shí)，丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯分別在在80～90℃條件下干燥3～5小時(shí)。
(2)初混 將聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，以及聚乙烯醇、分散劑、正十二碳硫醇和增塑劑按照規(guī)定重量份數(shù)比加入到高速混合機(jī)中，高速攪拌混料，將各種原輔料混合均勻。
(3)擠出造粒 將上述步驟(2)中所得到的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，擠出料條經(jīng)過(guò)水槽冷卻到室溫，經(jīng)過(guò)吹風(fēng)干燥機(jī)干燥后，通過(guò)切粒機(jī)造粒。
所述高速混合機(jī)為攪拌式高速混合機(jī)。
所述擠出機(jī)為擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)。
所述擠出機(jī)各溫區(qū)溫度為；一段140-170℃；二段180-210℃；三段200-240℃；機(jī)頭180-230℃。
實(shí)施例1-8的性能指標(biāo) 相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 拉仲?gòu)?qiáng)度ISO 527，斷裂伸長(zhǎng)率ISO 527，彎曲強(qiáng)度ISO 178，簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度ISO 179，透光率GB 2140-80。
從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明的透光率在75-88之間，明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明的材料主要是采用共混方法制備，可以在現(xiàn)在有的雙螺桿擠出機(jī)上直接上線生產(chǎn)，可以降低生產(chǎn)成本。
上述英文簡(jiǎn)寫(xiě)表示對(duì)應(yīng) PMMA聚甲基丙烯酸甲酯 AS丙烯腈-苯乙烯 MABS甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 PEG聚乙二醇脂肪酸酯 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高透明復(fù)合材料，其特征在于所述材料包括以下組分，按重量份計(jì)，聚甲基丙烯酸甲酯35-50份，丙烯腈-苯乙烯35-40份，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯20-30份，聚乙烯醇0.2-0.8份，分散劑0.1-0.2份，正十二碳硫醇2-6份，增塑劑0.5-1.0份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透明ABS/PMMA材料，其特征在于所述的分散劑為十二烷基硫酸鈉、亞甲基二萘磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透明復(fù)合材料，其特征在于所述的增塑劑為聚乙二醇脂肪酸酯、己二醇二(2-乙基)己酯或聚乙二醇二硬脂酸酯中的一種或幾種。
4.一種高透明復(fù)合材料的制造方法，其特征在于所述方法按下述步驟進(jìn)行，
(1)干燥
將PMMA在90～100℃的條件下干燥2～4小時(shí)，丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯分別在在80～90℃條件下干燥3～5小時(shí)；
(2)初混
將聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，以及聚乙烯醇、分散劑、正十二碳硫醇和增塑劑按照規(guī)定重量份數(shù)比加入到高速混合機(jī)中，高速攪拌混料，將各種原輔料混合均勻；
(3)擠出造粒
將上述步驟(2)中所得到的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，擠出料條經(jīng)過(guò)水槽冷卻到室溫，經(jīng)過(guò)吹風(fēng)干燥機(jī)干燥后，通過(guò)切粒機(jī)造粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述高速混合機(jī)為攪拌式高速混合機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述擠出機(jī)為擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述擠出機(jī)各溫區(qū)溫度為；一段140-170℃；二段180-210℃；三段200-240℃；機(jī)頭180-230℃。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高透明復(fù)合材料及其制造方法，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的透明效果尚需進(jìn)一步提高，以及生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是，所述材料包括以下組分，按重量份計(jì)，聚甲基丙烯酸甲酯35-50份，丙烯腈-苯乙烯35-40份，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯20-30份，聚乙烯醇0.2-0.8份；分散劑0.1-0.2份，正十二碳硫醇2-6份，增塑劑0.5-1.0份。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明的透光率為75-88之間，大大優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
文檔編號(hào)B29B9/06GK101781438SQ20101010800
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者王愛(ài)國(guó), 陳廣龍, 王龍 申請(qǐng)人:青島國(guó)恩科技發(fā)展有限公司