CN107936436A - 一种耐刮擦的pmma材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐刮擦的pmma材料及其制备方法 Download PDF

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    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
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Abstract

本发明公开了一种耐刮擦的PMMA材料及其制备方法。所述PMMA材料包括以下重量份数的原料：PMMA 50‑100份、羧甲淀粉钠20‑35份、胆酸钠15‑22份、3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵10‑15份、吲哚丁酸钾5‑13份、柠檬酸铁5‑10份。本发明的PMMA材料以PMMA、羧甲淀粉钠、胆酸钠、3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁为原料制备而成，具有较好的耐刮擦性能和抗冲击强度，制备工艺简单，有利于工业化生产。

Description

一种耐刮擦的PMMA材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PMMA材料，具体是一种耐刮擦的PMMA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，其中以聚甲基丙烯酸甲酯应用最广泛。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，可用于生产餐具，卫生洁具等，具有良好的化学稳定性、和耐候性。但是PMMA存在耐刮擦性能差等缺点，因此一般需要对PMMA进行改性。如甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚，PMMA与PC的共混等。如何对PBT材料的本身进行改良，提高PMMA材料的耐刮擦性能，成为目前亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐刮擦的PMMA材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐刮擦的PMMA材料，包括以下重量份数的原料：PMMA 50-100份、羧甲淀粉钠20-35份、胆酸钠15-22份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵10-15份、吲哚丁酸钾5-13份、柠檬酸铁5-10份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的原料：PMMA 75-92份、羧甲淀粉钠24-31份、胆酸钠18-20份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵11-14份、吲哚丁酸钾7-10份、柠檬酸铁6-9份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的原料：PMMA 85份、羧甲淀粉钠28份、胆酸钠19份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵13份、吲哚丁酸钾8份、柠檬酸铁7份。
一种耐刮擦的PMMA材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配方称取PMMA、羧甲淀粉钠、胆酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；(2)将羧甲淀粉钠、柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入40-60份水，在65-80℃下混合搅拌30-50min；(3)将PMMA、胆酸钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在80-95℃下混合10-20min后，加入步骤(2)所得物，升温至155-185℃，混合搅拌30-40min；然后升温至250-270℃，混合搅拌30-50min；然后通过挤出机挤出即得。
作为本发明进一步的方案：挤出机转速为800-1000rpm。
作为本发明进一步的方案：步骤(2)搅拌速度为250-600转/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的PMMA材料以PMMA、羧甲淀粉钠、胆酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁为原料制备而成，具有较好的耐刮擦性能和抗冲击强度，制备工艺简单，有利于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种耐刮擦的PMMA材料，包括以下重量份数的原料：PMMA 50份、羧甲淀粉钠20份、胆酸钠15份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵10份、吲哚丁酸钾5份、柠檬酸铁5份。
一种耐刮擦的PMMA材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配方称取PMMA、羧甲淀粉钠、胆酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；(2)将羧甲淀粉钠、柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入40份水，在65℃下混合搅拌30min，搅拌速度为250转/min；(3)将PMMA、胆酸钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在80℃下混合10min后，加入步骤(2)所得物，升温至155℃，混合搅拌30min；然后升温至250℃，混合搅拌30min；然后通过挤出机挤出即得。挤出机转速为800rpm。
实施例2
一种耐刮擦的PMMA材料，包括以下重量份数的原料：PMMA 100份、羧甲淀粉钠35份、胆酸钠22份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵15份、吲哚丁酸钾13份、柠檬酸铁10份。
一种耐刮擦的PMMA材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配方称取PMMA、羧甲淀粉钠、胆酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；(2)将羧甲淀粉钠、柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入60份水，在80℃下混合搅拌50min，搅拌速度为600转/min；(3)将PMMA、胆酸钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在95℃下混合20min后，加入步骤(2)所得物，升温至185℃，混合搅拌40min；然后升温至270℃，混合搅拌50min；然后通过挤出机挤出即得。挤出机转速为1000rpm。
实施例3
一种耐刮擦的PMMA材料，包括以下重量份数的原料：PMMA 85份、羧甲淀粉钠28份、胆酸钠19份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵13份、吲哚丁酸钾8份、柠檬酸铁7份。
一种耐刮擦的PMMA材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配方称取PMMA、羧甲淀粉钠、胆酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；(2)将羧甲淀粉钠、柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入50份水，在72℃下混合搅拌45min，搅拌速度为450转/min；(3)将PMMA、胆酸钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在85℃下混合16min后，加入步骤(2)所得物，升温至165℃，混合搅拌38min；然后升温至260℃，混合搅拌40min；然后通过挤出机挤出即得。挤出机转速为900rpm。
实施例4
一种耐刮擦的PMMA材料，包括以下重量份数的原料：PMMA 75份、羧甲淀粉钠24份、胆酸钠18份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵11份、吲哚丁酸钾7份、柠檬酸铁6份。
一种耐刮擦的PMMA材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配方称取PMMA、羧甲淀粉钠、胆酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；(2)将羧甲淀粉钠、柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入42份水，在68℃下混合搅拌35min，搅拌速度为280转/min；(3)将PMMA、胆酸钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在82℃下混合14min后，加入步骤(2)所得物，升温至162℃，混合搅拌34min；然后升温至260℃，混合搅拌32min；然后通过挤出机挤出即得。挤出机转速为850rpm。
实施例5
一种耐刮擦的PMMA材料，包括以下重量份数的原料：PMMA 92份、羧甲淀粉钠31份、胆酸钠20份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵14份、吲哚丁酸钾10份、柠檬酸铁9份。
一种耐刮擦的PMMA材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配方称取PMMA、羧甲淀粉钠、胆酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；(2)将羧甲淀粉钠、柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入55份水，在75℃下混合搅拌46min，搅拌速度为580转/min；(3)将PMMA、胆酸钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在92℃下混合18min后，加入步骤(2)所得物，升温至182℃，混合搅拌37min；然后升温至258℃，混合搅拌46min；然后通过挤出机挤出即得。挤出机转速为980rpm。
对比例1
一种耐刮擦的PMMA材料，包括以下重量份数的原料：PMMA 85份、胆酸钠19份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵13份、吲哚丁酸钾8份、柠檬酸铁7份。
一种耐刮擦的PMMA材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配方称取PMMA、胆酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；(2)将柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入50份水，在72℃下混合搅拌45min，搅拌速度为450转/min；(3)将PMMA、胆酸钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在85℃下混合16min后，加入步骤(2)所得物，升温至165℃，混合搅拌38min；然后升温至260℃，混合搅拌40min；然后通过挤出机挤出即得。挤出机转速为900rpm。
对比例2
一种耐刮擦的PMMA材料，包括以下重量份数的原料：PMMA 85份、羧甲淀粉钠28份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵13份、吲哚丁酸钾8份、柠檬酸铁7份。
一种耐刮擦的PMMA材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配方称取PMMA、羧甲淀粉钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；(2)将羧甲淀粉钠、柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入50份水，在72℃下混合搅拌45min，搅拌速度为450转/min；(3)将PMMA和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在85℃下混合16min后，加入步骤(2)所得物，升温至165℃，混合搅拌38min；然后升温至260℃，混合搅拌40min；然后通过挤出机挤出即得。挤出机转速为900rpm。
对比例3
一种耐刮擦的PMMA材料，包括以下重量份数的原料：PMMA 85份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵13份、吲哚丁酸钾8份、柠檬酸铁7份。
一种耐刮擦的PMMA材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配方称取PMMA、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；(2)将柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入50份水，在72℃下混合搅拌45min，搅拌速度为450转/min；(3)将PMMA和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在85℃下混合16min后，加入步骤(2)所得物，升温至165℃，混合搅拌38min；然后升温至260℃，混合搅拌40min；然后通过挤出机挤出即得。挤出机转速为900rpm。
实验例1
将实施例1-3和对比例1-3制得的PMMA材料注塑后制作尺寸为200mm×150mm×2mm的样板，进行FLTMBO162-01实验，视觉评估样品表面符合等级，其中1级为表面没有明显刮痕，5级为表面严重刮痕；仪器评估外力产生的刮痕百分比。结果见表1。
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
透光率 75 68 70 32 28 25
耐刮-表面等级(级别) 1 1 1 5 3 4
耐刮-刮痕百分比(％) 2-3 3-4 2-3 85-90 75-85 80-85
实验例2
实施例1-3以及对比例1-3制备的PMMA材料的性能测试结果见表2。
表2
项目 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
缺口冲击强度(J/m) 62 30 28 25
拉伸强度(MPa) 55 22 20 18
断裂伸长率(％) 0.5 0.2 0.3 0.2
弯曲模量(MPa) 1456 808 602 553
弯曲强度(MPa) 1015 512 453 428
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种耐刮擦的PMMA材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：PMMA 50-100份、羧甲淀粉钠20-35份、胆酸钠15-22份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵10-15份、吲哚丁酸钾5-13份、柠檬酸铁5-10份。
2.根据权利要求1所述的耐刮擦的PMMA材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：PMMA 75-92份、羧甲淀粉钠24-31份、胆酸钠18-20份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵11-14份、吲哚丁酸钾7-10份、柠檬酸铁6-9份。
3.根据权利要求1所述的耐刮擦的PMMA材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：PMMA 85份、羧甲淀粉钠28份、胆酸钠19份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵13份、吲哚丁酸钾8份、柠檬酸铁7份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的耐刮擦的PMMA材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照上述配方称取PMMA、羧甲淀粉钠、胆酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、吲哚丁酸钾和柠檬酸铁；（2）将羧甲淀粉钠、柠檬酸铁和吲哚丁酸钾混合，加入40-60份水，在65-80℃下混合搅拌30-50min；（3）将PMMA、胆酸钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合，在80-95℃下混合10-20min后，加入步骤（2）所得物，升温至155-185℃，混合搅拌30-40min；然后升温至250-270℃，混合搅拌30-50min；然后通过挤出机挤出即得。
5.根据权利要求4所述的耐刮擦的PMMA材料的制备方法，其特征在于，挤出机转速为800-1000rpm。
6.根据权利要求4所述的耐刮擦的PMMA材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）搅拌速度为250-600转/min。
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