CN103724905B - 一种光扩散pmma/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种光扩散PMMA/ABS合金材料及其制备方法，其组成按重量比例包括：ABS树脂15-25％，PMMA/ABS相容剂：2-4％，光扩散剂0.5-5％，分散剂0.1-0.5％，抗氧剂0.2-0.6％，余量为PMMA树脂，其还可包括其他助剂（色粉和/或增白剂），各组分在高速混料机中混合1～2分钟后，将混合料倒入双螺杆挤出机中在200-220℃的温度下挤出造粒即得本发明产品。本发明提供的光扩散PMMA/ABS合金材料制备工艺简单、成本低廉，得到的光扩散PMMA/ABS合金材料在保持PMMA的高透光率的同时赋予PMMA更加优异的韧性，使PMMA材料的应用领域更为广阔。

Description

一种光扩散PMMA/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种光扩散PMMA/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯，以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。PMMA树脂是无毒环保的材料，具有良好的化学稳定性、和耐候性。
PMMA是目前最优良的高分子透明材料，可见光透过率达到92%，比玻璃的透光度高。PMMA作为性能优异的透明材料广泛应用在以下各方面：灯具、照明器材，例如各种家用灯具、荧光灯罩、汽车尾灯、信号灯、路标；光学玻璃，例如制造各种透镜、反射镜、棱镜、电视机荧屏、菲涅耳透镜、相机透光镜片；制备各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘；制备光导纤维；飞机座舱玻璃、飞机和汽车的防弹玻璃（需带有中间夹层材料）；各种医用、军用、建筑用玻璃。
光扩散材料指能将点线光源转化成线面光源的材料,一般通过将与基材不同折射系数的光扩散粒子分散在透明基材中制备得到；将光扩散材料用于发光二极管LED照明是近年来开辟的一个新应用领域；用于LED照明的光扩散材料在扩散光的同时，须尽量减少光损失；因此多采用光扩散剂和塑料粒子通过共混法制备兼有高透光率和高光扩散性能的LED照明用光扩散材料。
但是由于单纯的PMMA树脂和光扩散剂通过共混制备的光扩散PMMA材料存在着韧性差，容易开裂差等缺陷，很大程度上限制了光扩散PMMA材料的应用，基于此，本发明通过改善现有光扩散PMMA材料的不足，来满足客户的高要求，拓展光扩散PMMA材料的应用领域。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种合金材料，使其具有良好的光扩散效果，同时具有较高的韧性。开拓光扩散PMMA材料的应用领域。
为达到上述目的，本发明公开了一种光扩散PMMA/ABS合金材料，其组分（按照重量百分比）包括：
优选的，PMMA树脂为聚甲基丙烯酸甲酯，中粘，其熔融指数在5～8g/10min，并在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下。
优选的，ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，并在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下。
优选的，PMMA/ABS相容剂是由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯形成的接枝共聚物，并在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下。
优选的，光扩散剂由丙烯酸树脂和硅氧烷树脂按20%和80%的质量比例配制而成。
优选的，分散剂是乙烯丙烯酸共聚物。
优选的，抗氧剂是酚类抗氧剂四[β－(3’,5’－二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或亚磷酸酯类抗氧剂（2，4二叔丁基苯基）亚磷酸三酯。
优选的，还包括色粉和增白剂。
各组分在高速混料机中混合1～2分钟后放入双螺杆挤出机中挤出造粒即得本发明的光扩散PMMA/ABS合金材料。
本发明还包括一种制备上述光扩散PMMA/ABS合金材料的方法，包括以下步骤：
（1）原材料的处理及混合
烘干PMMA树脂和ABS树脂；
将主料和PMMA/ABS相容剂、光扩散剂、分散剂、抗氧剂、其他助剂（色粉和/或增白剂）在高速混料机中混合，使各组分充分搅拌分散均匀；
（2）熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，熔融挤出温度在180-220℃之间，螺杆转速为（200-600RPM）；
（3）造粒及后处理
对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
优选的，步骤（1）中将PMMA树脂和ABS树脂置于90℃下烘4小时，控制水分在0.1％以下。本发明提供的光扩散PMMA/ABS材料制备工艺简单，成本低廉，使得在保持光扩散PMMA材料原有光扩散效果的同时，韧性提高了100%以上，极大的增加了光扩散PMMMA材料的应用领域。
具体实施方式
下面结合实施例来具体说明本发明。
实施例1
先将78％重量的PMMA树脂在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下；随后与15％重量的ABS树脂在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下、2％重量的PMMA/ABS相容剂、4.0％重量的光扩散剂、0.3%重量的分散剂、0.1％重量的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）和0.1％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）、0.5％重量的色粉和增白剂通过高速混料机混合2分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出、冷却、过磁、包装得到产品。
实施例2
先将72％重量的PMMA树脂在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下；随后与23％重量的ABS树脂在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下、3％重量的PC/ABS相容剂、0.5％重量的光扩散剂、0.5%重量的分散剂、0.2％重量的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）和0.3％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）、0.5％重量的色粉和增白剂，通过高速混料机混合2分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出、冷却、过磁、包装得到产品。
实施例的制备方法及工艺如下：
（1）原材料的处理及混合
PMMA树脂在90℃下烘4小时，控制水分在0.1％以下；ABS树脂在90℃下烘4小时，控制水分在0.1％以下；
将主料和PMMA/ABS相容剂、光扩散剂、分散剂、抗氧剂、其他助剂（色粉和增白剂）在高速混料机中混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
（2）熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，熔融挤出温度在180-220℃之间，螺杆转速为400转/分；
（3）造粒及后处理
对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
根据实施例1和实施例2所得的光扩散PMMA/ABS合金材料的性能如下：
测试项目 测试标准 测试条件 实施例1 实施例2
比重（g/cm3） D792 23℃ 1.17 1.15
拉伸强度（Mpa） D638 10mm/min 62 60
断裂伸长率（%） D638 10mm/min 10 15
弯曲强度（Mpa） D790 2mm/min 90 88
弯曲模量（Mpa） D790 2mm/min 2300 2200
缺口冲击强度（J/m） D256 3.2mm,23℃ 80 100
热变形温度（℃） D648 1.8Mpa,6.4mm 90 88
阻燃性（Class） UL94 1.5mm HB HB
透光率（%） D1003 1.0mm 85 82
雾度（%） D1003 1.0mm 19.5 21.5
综上所述,是本发明的较佳实施例,凡依本发明技术方案所作出的改变,所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时,均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种光扩散PMMA/ABS合金材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分：
其中，光扩散剂由丙烯酸树脂和硅氧烷树脂按20％和80％的质量比例配制而成，分散剂是乙烯丙烯酸共聚物。
2.如权利要求1所述的光扩散PMMA/ABS合金材料，其特征在于PMMA树脂为聚甲基丙烯酸甲酯，中粘，其熔融指数在5～8g/10min，并在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下。
3.如权利要求1或2所述的光扩散PMMA/ABS合金材料，其特征在于ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，并在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下。
4.如权利要求1或2所述的光扩散PMMA/ABS合金材料，其特征在于PMMA/ABS相容剂是由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯形成的接枝共聚物，并在90℃下烘4小时控制水分在0.1％以下。
5.如权利要求1或2所述的光扩散PMMA/ABS合金材料，其特征在于抗氧剂是酚类抗氧剂四[β－(3’,5’－二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸酯类抗氧剂(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯。
6.如权利要求1或2所述的光扩散PMMA/ABS合金材料，其特征在于还包括5％重量的色粉和增白剂，以合金材料总重量计。
7.如权利要求1-6中任一项所述的光扩散PMMA/ABS合金材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)原材料的处理及混合
烘干PMMA树脂和ABS树脂；
将主料和PMMA/ABS相容剂、光扩散剂、分散剂、抗氧剂在高速混料机中混合，使各组分充分搅拌分散均匀；
(2)熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，熔融挤出温度在180-220℃之间，螺杆转速为200-600RPM；
(3)造粒及后处理
对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中将PMMA树脂和ABS树脂置于90℃下烘4小时，控制水分在0.1％以下。
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