CN106633570B - 一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物及其制备方法，组合物采用以下组分及重量份的原料制备得到：聚碳酸酯溴化物10～60，聚甲基丙烯酸甲酯90～40；抗氧剂0.1～1；润滑剂0.1～1，上述原料在搅拌机中后，通过双螺杆挤出机共混造粒，控制螺杆挤出机转速为600～800rpm，挤出温度为240～280℃，压力为2～4MPa，经过熔融挤出，造粒即可制得高透明的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。与现有技术相比，本发明可以使制得的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料具有高透明度，并且不会产生珠光现象。

Description

一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯树脂由于其优异的冲击性能、耐热性能和透明性，使用温度范围广，尺寸稳定性高，被广泛的应用于汽车、电子电器、玻璃透镜和医学装置等领域。聚碳酸酯的1mm厚度透光率高达90％，折射率高，可以作为很好的光学材料。但聚碳酸酯存在熔体粘度大，加工流动性低，对缺口敏感等缺点，限制了聚碳酸酯的应用。
聚甲基丙烯酸甲酯以质轻、易加工和透光性好等优点被广泛用于飞机制造、电学仪器、医疗器械等方面。但是其耐冲击性能和耐热性能不佳。常规的工艺将聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯共混得到的合金材料，由于相容性差，折射率差异大，导致最终制品的透明度不高，并带有严重的珠光现象。
中国专利CN102850754A公开了一种阻燃的透明聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯合金材料，属于高分子材料技术领域。其是由以下组份的原料组成：聚碳酸酯树脂130～145份；聚甲基丙烯酸甲酯27～31份；相容剂8.5～11份；磷酸酯20～25份；复配的抗氧剂0.3～0.8份；润滑剂0.5～1.0份。具有透光率高、阻燃、耐温高等特点。但聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯做成合金时，由于两者相容性差，形成相分离，造成制品表面出现发雾珠光等现象。本发明通过添加聚碳酸酯溴化物，提高了聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯的反应活性，可以有效地改善制品表面发雾珠光现象，同时保持高透光率。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，采用以下组分及重量份的原料制备得到：
聚碳酸酯溴化物10～60，聚甲基丙烯酸甲酯90～40；抗氧剂0.1～1；润滑剂0.1～1。
所述的聚碳酸酯溴化物为端羟基化的聚碳酸酯与溴代异丁酰溴反应制得聚碳酸酯溴化物。
所述的聚碳酸酯溴化物采用以下方法制备得到：聚碳酸酯和双酚A通过酯交换反应制得端羟基化的PC树脂，再与溴代异丁酰溴发生酯化反应，取代PC的端羟基，得到PC溴化物。
所述的聚碳酸酯的重均分子量为30000-45000。
所述的聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为800000～150000。
所述的抗氧剂包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物的制备方法，采用以下步骤：
(a)将聚碳酸酯溴化物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂抗氧剂和润滑剂加入搅拌机中进行混合；
(b)将步骤(a)所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，控制螺杆挤出机转速为600～800rpm，挤出温度为240～280℃，压力为2～4MPa，经过熔融挤出，造粒即可制得高透明的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。
所述的双螺杆挤出机采用的挤出机螺杆的长径比为44～60。
与现有技术相比，本发明利用PC和双酚A酯交换反应制得端羟基化的PC树脂，再与溴代异丁酰溴反应制得聚碳酸酯溴化物，由于在聚碳酸酯两末端导入了卤素基团，提高了聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯的反应活性。并在熔融挤出过程中，采用长径比较大和停留时间较长的挤出机，让聚碳酸酯溴化物与聚甲基丙烯酸甲酯充分反应，获得较好的共混相容，有利于形成PMMA-PC嵌段共聚物，使制得的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料具有高透明度。在挤出机中停留时间过短，会导致PC和PMMA反应不充分，两者混合不均匀，最终制品会伴有珠光发雾等现象，影响制品的透明度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物的制备(一)
(a)L1250Y PC和双酚A以1:2酯交换反应制得端羟基化的PC树脂，再与溴代异丁酰溴反应得到PC溴化物；
(b)按重量份称取各组分：PC溴化物:：40,PMMA205：60，抗氧剂1010：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(c)将PC溴化物、PMMA205、抗氧剂1010、抗氧剂168和季戊四醇加入搅拌机中进行混合，将得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入。
(d)挤出温度设置为240～280℃，螺杆挤出机转速为600～800rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。所述的挤出机的螺杆直径为58mm，长径比为60。
实施例2
本发明高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物的制备(二)
(a)按实施例1(a)制得PC溴化物；
(b)按重量份称取各组分：PC溴化物:：80，PMMA205：20，抗氧剂1010：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(c)将PC溴化物、PMMA205、抗氧剂1010、抗氧剂168和季戊四醇加入混合搅拌机中进行混合，将得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入。
(d)挤出温度设置为240～280℃，螺杆挤出机转速为600～800rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。所述的挤出机的螺杆直径为58mm，长径比为60。
实施例3
本发明高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物的制备(三)
(a)按实施例1(a)制得PC溴化物；
(b)按重量份称取各组分：PC溴化物:：90，PMMA205：10，抗氧剂1010：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(c)将PC溴化物、PMMA205、抗氧剂1010、抗氧剂168和季戊四醇加入混合搅拌机中进行混合，将得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入。
(d)挤出温度设置为240～280℃，螺杆挤出机转速为600～800rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。所述的挤出机的螺杆直径为58mm，长径比为60。
以上实施例1-3中选用的是帝人旭化成的L-1250Y的双酚A型聚碳酸酯，具体是按照ASTM D1234标准，300℃下测试熔融指数为10g/10min；所述的聚碳酸酯的重均分子量为25000～40000；所述的聚碳酸酯溴化物的重均分子量为30000-45000；实施例1-3选用的聚甲基丙烯酸甲酯为奇美的PMMA205，所述的聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为80000～150000；抗氧剂为CIBA公司生产的抗氧剂1010、抗氧剂168。
1.试验分组
本次测试共分为4组，其中对照组1组，试验组3组。
(1)对照组1:按重量份称取各组分：L1250Y PC:：40,PMMA205：60，抗氧剂1010：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。将原材料从侧喂料口喂入，在240～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为600～800rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。
所述的挤出机螺杆直径为58mm，长径比为40。
试验组1：采用实施例1制得的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。
试验组2：采用实施例2制得的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。
试验组3：采用实施例3制得的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。
2.试验方法
将对照组及试验组制得的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料注塑后制作尺寸为200mm×150mm×2mm的样板，进行透光率测试实验，并用视觉评估制品表面状态。
3.试验结果统计
表1各对照组及试验组样板测试结果
对照组1 试验组1 试验组2 试验组3
透光率(％) 40 58 72 84
表面状态 严重珠光 无珠光 无珠光 无珠光
由表1可知，在透光性方面，试验组1-3的透光率都优于对照组1，并且都无珠光现象。且随着组合物中PMMA含量的增加，所制得的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料的透光率也更高。综上所述，本发明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物相比一般方法制得的PC合金材料，具有较好的透明性能。
实施例4
一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，采用以下组分及重量份的原料制备得到：聚碳酸酯溴化物10，重均分子量为800000的聚甲基丙烯酸甲酯90；抗氧剂245 0.1；润滑剂硅酮粉0.1。
采用的聚碳酸酯溴化物为端羟基化，重均分子量为30000的聚碳酸酯与溴代异丁酰溴反应制得聚碳酸酯溴化物，聚碳酸酯和双酚A通过酯交换反应制得端羟基化的PC树脂，再与溴代异丁酰溴发生酯化反应，取代PC的端羟基，得到PC溴化物。
高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物的制备方法，采用以下步骤：
(a)将聚碳酸酯溴化物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂抗氧剂和润滑剂加入搅拌机中进行混合；
(b)将步骤(a)所得混合物通过长径比为44的双螺杆挤出机共混造粒，控制螺杆挤出机转速为600rpm，挤出温度为240℃，压力为4MPa，经过熔融挤出，造粒即可制得高透明的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。
实施例5
一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，采用以下组分及重量份的原料制备得到：
聚碳酸酯溴化物50，重均分子量为100000的聚甲基丙烯酸甲酯50；抗氧剂10760.5；润滑剂季戊四醇酯0.5。
聚碳酸酯溴化物为端羟基化，重均分子量为40000的聚碳酸酯与溴代异丁酰溴反应制得聚碳酸酯溴化物，采用以下方法制备得到：聚碳酸酯和双酚A通过酯交换反应制得端羟基化的PC树脂，再与溴代异丁酰溴发生酯化反应，取代PC的端羟基，得到PC溴化物。
所述的润滑剂包括硅酮粉、、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物的制备方法，采用以下步骤：
(a)将聚碳酸酯溴化物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂抗氧剂和润滑剂加入搅拌机中进行混合；
(b)将步骤(a)所得混合物通过长径比为50的双螺杆挤出机共混造粒，控制螺杆挤出机转速为700rpm，挤出温度为250℃，压力为3MPa，经过熔融挤出，造粒即可制得高透明的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。
实施例6
一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，采用以下组分及重量份的原料制备得到：
聚碳酸酯溴化物60，重均分子量为150000的聚甲基丙烯酸甲酯40；抗氧剂1；润滑剂1。
使用的聚碳酸酯溴化物为端羟基化，重均分子量为45000的聚碳酸酯与溴代异丁酰溴反应制得聚碳酸酯溴化物，采用以下方法制备得到：聚碳酸酯和双酚A通过酯交换反应制得端羟基化的PC树脂，再与溴代异丁酰溴发生酯化反应，取代PC的端羟基，得到PC溴化物。
使用的抗氧剂为市售抗氧剂1076和抗氧剂168的混合物，润滑剂为季戊四醇酯和乙撑双硬酯酰胺的混合物。
高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物的制备方法，采用以下步骤：
(a)将聚碳酸酯溴化物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂抗氧剂和润滑剂加入搅拌机中进行混合；
(b)将步骤(a)所得混合物通过长径比为60的双螺杆挤出机共混造粒，控制螺杆挤出机转速为800rpm，挤出温度为280℃，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即可制得高透明的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，其特征在于，组合物采用以下组分及重量份的原料制备得到：
聚碳酸酯溴化物10～60，聚甲基丙烯酸甲酯90～40；抗氧剂0.1～1；润滑剂0.1～1；
采用以下方法制备得到：
(a)将聚碳酸酯溴化物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、 抗氧剂和润滑剂加入搅拌机中进行混合；
(b)将步骤(a)所得混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入进行共混造粒，控制双螺杆挤出机采用的挤出机螺杆的长径比为44～60，螺杆挤出机转速为600～800rpm，挤出温度为240～280℃，压力为2～4MPa，经过熔融挤出，造粒即可制得高透明的聚甲基丙烯酸甲酯合金材料。
2.根据权利要求1所述的一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯溴化物为端羟基化的聚碳酸酯与溴代异丁酰溴反应制得聚碳酸酯溴化物。
3.根据权利要求1或2所述的一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯溴化物采用以下方法制备得到：聚碳酸酯和双酚A通过酯交换反应制得端羟基化的PC树脂，再与溴代异丁酰溴发生酯化反应，取代PC的端羟基，得到PC溴化物。
4.根据权利要求3所述的一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯的重均分子量为30000-45000。
5.根据权利要求1所述的一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，其特征在于，所述的聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为800000～150000。
6.根据权利要求1所述的一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，其特征在于，所述的抗氧剂包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种高透明的聚甲基丙烯酸甲酯组合物，其特征在于，所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
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