CN109454962A - 一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材，包括以下组分：AS；PETG。本发明通过将AS和PETG两种原料复合起来，通过性能互补，可以制备得到韧性好、可塑性成形灯罩且稳定性好的、热变形温度高的高强度高韧性高透明度的光学复合板材，其中，该板材的热变形温度达85‑95℃，且该复合板材制造成本较低，经济实用。

Description

一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材及制备方法

技术领域

本发明涉及一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材及其制备方法。

背景技术

现有的用于制造灯罩等的光学板材因耐热性能较差，在长期使用下，光源热度下容易使其造成变形等现象，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材，以及该板材的制备方法。

本发明的方案是这样实现的：

一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材，包括以下组分：

PETG

AS。

进一步地，所述AS与所述PETG的配比为：

PETG 10-90重量份

AS 10-90重量份。

进一步地，还包括抗氧剂。

进一步地，还包括耐老化剂。

进一步地，包括至少一个A层板材和至少一个B层板材，所述A层板材与所述B层板材叠配设置，所述A层板材含有PETG，所述B层板材含有AS。

进一步地，包括两个所述A层板材和一个所述B层板材，所述B层板材设置于两个所述A层板材之间。

一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材的制备方法，包括如下步骤：

将PETG、抗氧剂和耐老化剂通过配混仪按照设定好的比例，自动混合均匀，得到配混料A；

将AS、抗氧剂和耐老化剂通过配混仪按照设定好的比例，自动混合均匀，得到配混料B；

通过挤出设备将所述配混料A熔融挤出，形成A层物料；

通过挤出设备将所述配混料B熔融挤出，形成B层物料；

通过分配器对所述A层物料和所述B层物料进行分配叠配后经辊压设备压延成型，得到高强度高韧性高透明度的光学复合板材。

本发明的有益效果是：

本发明通过将AS和PETG两种原料复合起来，通过性能互补，可以制备得到韧性好、可塑性成形灯罩且稳定性好的、热变形温度高的高强度高韧性高透明度的光学复合板材，其中，该板材的热变形温度达85-95℃，且该复合板材制造成本较低，经济实用。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下将对本发明的技术方案做进一步描述，本发明不仅限于以下具体实施方式。

本发明提供一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材，包括以下组分：

AS(acrylonitrile-styrene copolymer，丙烯腈-苯乙烯)

PETG(ethylene terephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)

也就是说，本发明提供的高强度高韧性高透明度的光学复合板材为原料AS 与PETG的复合板材。

本发明提供的高强度高韧性高透明度的光学复合板材可用于制备光学灯罩，具有良好的光学特性，它克服了现有光学透明板材中热变形温度较低的问题，将光学板材的热变形温度提高至80摄氏度以上，使得由该板材制备得到的灯罩在长期使用中可耐高温不变形，提高了使用寿命。

其中，AS是以丙烯腈和苯乙烯为原料用悬浮法聚合而得到的，刚性大，具有优良的硬度、尺寸稳定性和较高的承载能力，且其耐高温能力出色，热变形温度达82-105℃，但AS的韧性较差，较脆，容易碎，以其为原料制备光学板材不能满足后期加工中板材塑形成灯罩的要求，其中，PETG具有优秀的机械性能和加工性能，它具有突出的韧性和高抗冲击强度，其抗冲击强度是改性聚丙烯酸酯类的3～10倍，并具有很宽的加工范围，高的机械强度和优异的柔性，但其热变形温度较低(在70℃以下)。因此，本发明中，通过将AS和PETG两种原料复合起来，通过性能互补，可以制备得到韧性好、可塑性成形灯罩且稳定性好的、热变形温度高的高强度高韧性高透明度的光学复合板材，其中，该板材的热变形温度达85-95℃，且该复合板材制造成本较低，经济实用。

其中，选取作为高强度高韧性高透明度的光学复合板材的主体原料以实现性能互补的AS和PETG，两者的相容性非常好，且AS的折射率和PETG的折射率均为1.57，通过将AS和PETG复合起来，使得制备出来的高强度高韧性高透明度的光学复合板材透光性能优秀，透光率可达89％～91％(仅比PMMA板材低1％-2％)，但该高强度高韧性高透明度的光学复合板材具有优于PMMA板材的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度，其综合性能优于现有的光学透明板材。

具体地，该板材的组分还包括如抗氧剂、耐老化剂等助剂，其中抗氧剂用于延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，例如，所述抗氧剂为抗氧剂DLTP，例如，所述抗氧剂为抗氧剂1076，例如，所述抗氧剂为多种抗氧剂的混合物，其中耐老化剂与抗氧剂复配使用可以有效减缓塑料的老化，例如，所述耐老化剂为紫外吸收剂，例如，紫外线吸收剂UV-P，使得制品长期曝置于光和热中仍可保持原有透明度或色泽，为高效的防老剂。

其中，本发明提供的高强度高韧性高透明度的光学复合板材包括至少一个A 层板材和至少一个B层板材，所述A层板材与所述B层板材叠配设置，所述A 层板材含有PETG，所述B层板材含有AS。

也就是说，本发明提供的高强度高韧性高透明度的光学复合板材可以有多种组合结构，在一个实施例中，该板材为双层结构，也就是说，该高强度高韧性高透明度的光学复合板材为A层板材复合B层板材的透明板材，包括一个A 层板材和一个B层板材，A层板材与B层板材叠配，为AB结构或BA结构，在另一个实施例中，该板材为三层结构，也就是说，该高强度高韧性高透明度的光学复合板材为两个A层板材复合一个B层板材的透明板材，包括两个所述 A层板材和一个所述B层板材，所述B层板材设置于两个所述A层板材之间，为ABA结构。

其中，上述所述的PETG材料为A层板材组分，所述的AS材料为B层板材组分，由于AS的折射率和PETG的折射率相同，且PETG和AS的透明度非常高，使得由A层板材与B层板材叠配组成、且A层板材的材料不同于B层板材的材料的高强度高韧性高透明度的光学复合板材能够达到非常高的透光率。

进一步地，为了实现制备该高强度高韧性高透明度的光学复合板材，以下提供制备该高强度高韧性高透明度的光学复合板材的组分及配比：

PETG 10-90重量份

AS 10-90重量份

进一步，还包括抗氧剂和耐老化剂：

本发明还提供上述所述的一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材的制备方法，包括如下步骤：

(1)将PETG、抗氧剂和耐老化剂通过配混仪按照设定好的比例，自动混合均匀，得到配混料A。

该配混料A为后续形成A层板材的原料。

(2)将AS、抗氧剂和耐老化剂通过配混仪按照设定好的比例，自动混合均匀，得到配混料B；

该配混料B为后续形成B层板材的原料。

(3)通过挤出设备将所述配混料A熔融挤出，形成A层物料。

其中，通过单螺杆挤出机将配混料A熔融挤出，得到A层物料。

(4)通过挤出设备将所述配混料B熔融挤出，形成B层物料。

其中，通过单螺杆挤出机将配混料B熔融挤出，得到B层物料。

(5)通过分配器对所述A层物料和所述B层物料进行分配叠配后经辊压设备压延成型，得到高强度高韧性高透明度的光学复合板材。

其中，通过分配器对所述A层物料和所述B层物料进行分配叠配，可分配叠配成AB、BA或ABA等结构，经三辊压延机压延复合，得到该高强度高韧性高透明度的光学复合板材。

应该理解的是，为了提高板材整体的韧性，具体地，将PETG、抗氧剂、耐老化剂和增韧剂混合，通过配混仪自动搅拌均匀后，得配混料A，可使得A层板材的韧性更好、均匀度更佳。值得一提的是，本实施例中加入的相容剂和增韧剂为不影响板材透明度的相容剂和增韧剂。

应该理解的是，为了提高板材整体的韧性，具体地，将AS、抗氧剂、耐老化剂和增韧剂混合，通过配混仪自动搅拌均匀后，得配混料B，可使得B层板材的韧性更好、均匀度更佳。值得一提的是，本实施例中加入的相容剂和增韧剂为不影响板材透明度的相容剂和增韧剂。

进一步地，为了提高A层板材、B层板材之间的粘结力，避免A层板材与 B层板材脱离，具体地，在所述配混料A、所述配混料B中均添加相容剂，以增加其粘结力，通过增加A层板材与B层板材之间的相容性，使其粘结力更好，以形成稳定的板材结构。

实施例1

将10重量份的PETG、0.5重量份的抗氧剂和0.2重量份的耐老化剂通过配混仪自动混合均匀后，得配混料A。

将90重量份的AS、0.5重量份的抗氧剂和0.2重量份的耐老化剂通过配混仪自动混合均匀后，得配混料B。

通过挤出设备将配混料A熔融挤出，形成A层物料。

通过挤出设备将配混料B熔融挤出，形成B层物料。

通过分配器将A层物料和所述B层物料分配叠配成ABA结构，经三辊压延机压延复合，冷却固化得到该高强度高韧性高透明度的光学复合板材。

经测试，本实施例制备得到的高强度高韧性高透明度的光学复合板材的透光性能优秀，透光率达87％，热变形温度最高达95℃，弯曲强度达115MPa且具有优秀的拉伸强度和缺口冲击强度。

实施例2

将90重量份的PETG、0.5重量份的抗氧剂和0.2重量份的耐老化剂通过配混仪自动混合均匀后，得配混料A。

将10重量份的AS、0.5重量份的抗氧剂和0.2重量份的耐老化剂通过配混仪自动混合均匀后，得配混料B。

通过挤出设备将配混料A熔融挤出，形成A层物料。

通过挤出设备将配混料B熔融挤出，形成B层物料。

通过分配器将A层物料和所述B层物料分配叠配成ABA结构，经三辊压延机压延复合，冷却固化得到该高强度高韧性高透明度的光学复合板材。

经测试，本实施例制备得到的高强度高韧性高透明度的光学复合板材的透光性能优秀，透光率达88％，热变形温度最高达89℃，弯曲强度达130MPa且具有优秀的拉伸强度和缺口冲击强度。

与实施例一相比，实施例二中制备得到的板材热变形温度较实施例一中的稍低，但其具有更优异的韧性和抗冲击强度。由于AS具有较高的热变形温度，而PETG具有优异的韧性和抗冲击强度，通过调节配方中AS与PETG的比例(即调节板材各A层板材、B层板材厚度比例)可以得到不同性能的板材，具体根据生产需要进行调节。以上实施例为本发明提供的两个较佳实施例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材，其特征在于，包括以下组分：

PETG

AS。

2.根据权利要求1所述的高强度高韧性高透明度的光学复合板材，其特征在于，所述AS与所述PETG的配比为：

PETG 10-90重量份

AS 10-90重量份。

3.根据权利要求1所述的高强度高韧性高透明度的光学复合板材，其特征在于，还包括抗氧剂。

4.根据权利要求1所述的高强度高韧性高透明度的光学复合板材，其特征在于，还包括耐老化剂。

5.根据权利要求1所述的高强度高韧性高透明度的光学复合板材，其特征在于，包括至少一个A层板材和至少一个B层板材，所述A层板材与所述B层板材叠配设置，所述A层板材含有PETG，所述B层板材含有AS。

6.根据权利要求1所述的高强度高韧性高透明度的光学复合板材，其特征在于，包括两个所述A层板材和一个所述B层板材，所述B层板材设置于两个所述A层板材之间。

7.一种高强度高韧性高透明度的光学复合板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将PETG、抗氧剂和耐老化剂通过配混仪按照设定好的比例，自动混合均匀，得到配混料A；

将AS、抗氧剂和耐老化剂通过配混仪按照设定好的比例，自动混合均匀，得到配混料B；

通过挤出设备将所述配混料A熔融挤出，形成A层物料；

通过挤出设备将所述配混料B熔融挤出，形成B层物料；

通过分配器对所述A层物料和所述B层物料进行分配叠配后经辊压设备压延成型，得到高强度高韧性高透明度的光学复合板材。