CN102863709A - 菲涅尔透镜用pvc组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种菲涅尔透镜用PVC组合物及其制备方法。菲涅尔透镜用PVC组合物,由如下重量份数的物料制成:PVC树脂100.0份、热稳定剂0.6~2.0份、加工改性剂0.3~4.0份、抗冲改性剂2.0~10.0份、润滑剂0.5~2.0份和着色剂0~0.1份。其制备方法如下:将原料按配方量称量,加入高速混合机,高速混合至一定温度,放入低速混合机混合,冷却至室温,经过挤出塑化,再经压制,制成一定厚度的透明片材。本发明使用了改性的丙烯酸酯类抗冲改性剂,使制备的菲涅尔透镜用PVC片材无流痕,杂质、晶点少,无折白现象,耐冲击性和耐候性好,透明度高、雾度小且光学性能优异。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种菲涅尔透镜用PVC组合物及其制备方法。
背景技术
菲涅尔透镜是一种应用非常广泛的光学元件,其制造设计到多个技术领域,包括高分子材料工程,光学工程,CNC机械加工,金刚石车削工艺,模压、注塑、浇铸等制造工艺。菲涅尔透镜的特性为面积较大,厚度薄及侦测距离远,菲涅尔透镜在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜,效果较好,但成本比普通的凸透镜低很多。菲涅尔透镜应用领域较广,如投影显示:菲涅尔投影电视,高射投影仪;聚光聚能:太阳能用菲涅尔透镜,菲涅尔放大镜;航空航海:灯塔用菲涅尔透镜;科技研究:激光检测系统等;红外探测:无源移动探测器;照明光学:汽车头灯,交通标志,光学着陆系统。
聚氯乙烯(PVC)塑料是以PVC树脂为基料,通过添加稳定剂、改性剂、增塑剂、填料、着色剂等各种助剂,经塑化、加工成型。PVC塑料具有刚性好、强度高、阻燃、耐腐蚀、电气绝缘性好以及软硬可调等优异性能。PVC作为一种高透明材料,应用于菲涅尔透镜领域,具有较好的效果,本发明所提供的PVC组合物,目前已成功应用于菲涅尔放大镜。
应用于菲涅尔透镜的材料主要有PMMA(亚克力)、PC(聚碳酸酯)等,专利CN 1887566A、JP60218634A、JP63109043A等提到可用PVC材质,但尚无专利涉及菲涅尔透镜用PVC组合物的制备。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足,提供一种无流痕,杂质、晶点少,无折白现象,耐冲击性和耐候性好,光学性能优异的菲涅尔透镜用PVC组合物及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
本发明菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成:PVC树脂粉100.0份、热稳定剂0.6~2.0份、加工改性剂0.3~4.0份、抗冲改性剂2.0~10.0份、润滑剂0.5~2.0份和着色剂0~0.1份。
所述的PVC树脂粉为平均聚合度600~800的乙烯法聚氯乙烯树脂粉,要求PVC树脂粉为颗粒疏松,粒径分布窄,杂质少,鱼眼数少的优等品,本发明优选平均聚合度700的PVC树脂粉S-700和平均聚合度800的PVC树脂粉QS-800F,两者均由中石化齐鲁分公司生产。
所述的热稳定剂为酯基硫醇锡,优选甲基硫醇锡、丁基硫醇锡或辛基硫醇锡,该类稳定剂具有出色的热稳定性、耐光耐候性、色泽稳定性、高透明性,使制品不泛黄,不变色,无气味,本发明优选辛基锡稳定剂17MOK,由美国Crompton生产。
所述的加工改性剂为丙烯酸酯类,可以改善PVC的加工性能,促进PVC配混物的塑化,提高熔体的强度及均匀性,有效提高制品表面光洁度,本发明优选丙烯酸酯类加工改性剂K-130P,由美国Rohm&Haas公司生产。
所述的抗冲改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的共聚物或改性的丙烯酸酯类,优选改性的丙烯酸酯类,因甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的共聚物中含有双键,耐候性较差,而丙烯酸酯类抗冲改性剂耐候性虽好,但折光指数和PVC不同,透明性差,因此选用了改性的丙烯酸酯类抗冲改性剂,兼具了两者的优点,具有较好的耐候性、高抗冲击性和高透明性,本发明优选改性丙烯酸酯类抗冲改性剂HIA-80和MBS类抗冲改性剂BTA-717,均由美国Rohm&Haas公司生产。
所述的润滑剂为硬脂酸盐类、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡类和酯类润滑剂的混合物,硬脂酸盐类的重量份数为0.1~0.5份、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡类的重量份数为0.1~0.8份,酯类润滑剂的重量份数为0.1~1.0份。酯类润滑剂为适用于压延工艺的酯类高效润滑剂。
氧化聚乙烯蜡类优选氧化聚乙烯蜡类润滑剂AC-316A,由美国Honeywell公司生产。酯类润滑剂优选复合酯类润滑剂E-2102,由美国Rohm&Haas公司生产。
所述的着色剂为群青或分散紫和荧光增白剂的组合物,因为PVC在加工过程中往往伴有少量共扼双键的产生,吸收波长为430~490nm的蓝色光,于是制品往往会呈现它的补色泛浅黄色,不能达到制品的光学性能要求,为此必须加入一些颜料来消除制品中的黄色,使片材亮丽。群青或分散紫与荧光增白剂质量比为1~2∶1。
上述菲涅尔透镜用PVC组合物的制备方法包括以下步骤:
(1)干混料:
将配方量的原料称量好,一同放入高速混合机中,转速为700~1400r/min,高速混合均匀,至温度升至100~120℃时,将高速混合机中的混合料放入低速混合机中,转速为50~100r/min中搅拌冷却,温度降至40~50℃后,放料待用。
(2)成型:
将制备好的干混料,加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化,挤出温度为190~200℃,熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型,温度设定为200~210℃,经牵引、冷却、切割后储存使用。
本发明的有益效果如下:
本发明使用了改性的丙烯酸酯类抗冲改性剂,使制备的菲涅尔透镜用PVC片材无流痕,杂质、晶点少,无折白现象,耐冲击性和耐候性好,透明度高、雾度小且光学性能优异。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明所述的菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成:
将高低速混合机清理干净后,按以下步骤制备:
(1)组合物的干混料:
将配方量的原料称量好,一同放入高速混合机中,转速为1400r/min,高速混合均匀,至温度升至100~120℃时,将高速混合机中的混合料放入低速混合机中,转速为100r/min中搅拌冷却,温度降至40~50℃后,放料待用。
(2)组合物成型:
将制备好的干混料,加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化,挤出温度为190~200℃,熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型,温度设定为200~210℃,经牵引、冷却、切割后储存使用。
实施例2
本发明所述的菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成:
(分散紫与增白剂的质量比为1∶1)
将高低速混合机清理干净后,按以下步骤制备:
(1)组合物的干混料:
将配方量的原料称量好,一同放入高速混合机中,转速为700r/min,高速混合均匀,至温度升至100~120℃时,将高速混合机中的混合料放入低速混合机中,转速为100r/min中搅拌冷却,温度降至40~50℃后,放料待用。
(2)组合物成型:
将制备好的干混料,加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化,挤出温度为190~200℃,熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型,温度设定为200~210℃,经牵引、冷却、切割后储存使用。
实施例3
本发明所述的菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成:
将高低速混合机清理干净后,按以下步骤制备:
(1)组合物的干混料:
将配方量的原料称量好,一同放入高速混合机中,转速为900r/min,高速混合均匀,至温度升至100~120℃时,将高速混合机中的混合料放入低速混合机中,转速为100r/min中搅拌冷却,温度降至40~50℃后,放料待用。
(2)组合物成型:
将制备好的干混料,加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化,挤出温度为190~200℃,熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型,温度设定为200~210℃,经牵引、冷却、切割后储存使用。
实施例4
本发明所述的菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成:
将高低速混合机清理干净后,按以下步骤制备:
(1)组合物的干混料:
将配方量的原料称量好,一同放入高速混合机中,转速为1000r/min,高速混合均匀,至温度升至100~120℃时,将高速混合机中的混合料放入低速混合机中,转速为100r/min中搅拌冷却,温度降至40~50℃后,放料待用。
(2)组合物成型:
将制备好的干混料,加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化,挤出温度为190~200℃,熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型,温度设定为200~210℃,经牵引、冷却、切割后储存使用。
实施例1~4的菲涅尔透镜用PVC组合物的性能检测结果见表1。
表1菲涅尔透镜用PVC组合物的性能检测结果
从表1实施例性能检测结果可以看出,所制备的菲涅尔透镜用PVC组合物外观无流痕、杂质、晶点,表面平整、光亮,透光率高、雾度小、清晰度高,韧性好,耐光老化能好。尤其是使用改性丙烯酸酯类的抗冲改性剂的实施例耐光老化性能好。
Claims (10)
1.一种菲涅尔透镜用PVC组合物,其特征在于由如下重量份数的物料制成:PVC树脂粉100.0份、热稳定剂0.6~2.0份、加工改性剂0.3~4.0份、抗冲改性剂2.0~10.0份、润滑剂0.5~2.0份和着色剂0~0.1份。
2.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜用PVC组合物,其特征在于所述的PVC树脂粉为平均聚合度600~800的乙烯法聚氯乙烯树脂粉。
3.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜用PVC组合物,其特征在于所述的热稳定剂为酯基硫醇锡,优选甲基硫醇锡、丁基硫醇锡或辛基硫醇锡。
4.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜用PVC组合物,其特征在于所述的加工改性剂为丙烯酸酯类。
5.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜用PVC组合物,其特征在于所述的抗冲改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的共聚物或改性的丙烯酸酯类。
6.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜用PVC组合物,其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸盐类、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡类和酯类润滑剂的混合物,硬脂酸盐类的重量份数为0.1~0.5份、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡类的重量份数为0.1~0.8份,酯类润滑剂的重量份数为0.1~1.0份。
7.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜用PVC组合物,其特征在于所述的着色剂为群青或分散紫与荧光增白剂的组合物,群青或分散紫与荧光增白剂质量比为1~2∶1。
8.一种权利要求1所述的菲涅尔透镜用PVC组合物的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)干混料:
将配方量的原料称量好,一同放入高速混合机中,转速为700~1400r/min,高速混合均匀,至温度升至100~120℃时,将高速混合机中的混合料放入低速混合机中,转速为50~100r/min中搅拌冷却,温度降至40~50℃后,放料待用。
(2)成型:
将制备好的干混料,用挤出机挤出塑化,熔融塑化好的塑化块压延成型,经牵引、冷却、切割后制得。
9.根据权利要求8所述的菲涅尔透镜用PVC组合物的制备方法,其特征在于步骤(2)所述的挤出温度为190~200℃。
10.根据权利要求8所述的菲涅尔透镜用PVC组合物的制备方法,其特征在于步骤(2)所述的成型温度为200~210℃。
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