CN112063146A - Pc/pmma合金及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PC/PMMA合金及其制备方法和应用。该合金由包括如下重量份数的原料制备而成：PC60‑95份、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物8‑40份、相容剂0.1‑1份；所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由主体单体和共聚单体按摩尔比(1.5:1)‑(4:1)共聚而成；所述主体单体为甲基丙烯酸甲酯；所述共聚单体选自甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苯基酯和甲基苯基丙烯酸甲酯中的至少一种。其中，聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和PC的折射率相近，相容剂可改善二者的相容性，协同使PC/PMMA合金兼具高透明，高透光率，硬度大，耐刮擦的优点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种PC/PMMA合金及其制备方法和应用。
背景技术
随着5G时代的到来，手机背板去金属化已是大势所趋，但3D玻璃、陶瓷等透明材料价格昂贵，集中于高端机型，塑料则凭借容易加工、低成本优势，加速向中低端机型渗透。
聚甲基丙烯酸酯(简称PMMA)表面硬度高，透光率更好，但是力学性能差，易发生应力发白以及开裂等，影响其使用。聚碳酸酯(简称PC)作为常见的透明工程塑料，由于价格低廉，冲击强度高，透光率高，电气特性优，绝缘性优异，蠕变小，在手机后盖领域有着得天独厚的优势。但是，由于PC的表面硬度低，在使用和运输储存过程中，容易产生划痕而影响美观。在实际使用过程中，常用有机涂料进行表面加硬，一般而言，材料原始表面硬度越高，涂层加硬后的硬度也就越高，因此研究PC/PMMA透明合金很有市场前景。
但是，由于均聚PMMA的折射率1.49与PC的折射率1.586相差很大，同时二者也是部分相容体系，所以若是直接将均聚PMMA和PC混合，得到的是不透明的材料，会因为双折射而产生珠光现象。并且，现有PMMA与PC的结合一般是采用制作复合板材的方式进行结合，工艺复杂。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种透明，硬度高，透光率高，耐刮擦，冲击强度高，电气特性优，绝缘性优异，强度高，耐疲劳性好，尺寸稳定，蠕变小的PC/PMMA合金及其制备方法和应用。
技术方案如下：
一种PC/PMMA合金，由包括如下重量份数的原料制备而成：
聚碳酸酯 60-95份、
聚甲基丙烯酸甲酯共聚物 8-40份、
相容剂 0.1-1份；
所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由主体单体和共聚单体按摩尔比(1.5:1)-(4:1)共聚而成；
所述主体单体为甲基丙烯酸甲酯；
所述共聚单体选自甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苯基酯和甲基苯基丙烯酸甲酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述的PC/PMMA合金，由包括如下重量份数的原料制备而成：
聚碳酸酯 70-90份、
聚甲基丙烯酸甲酯共聚物 10-30份、
相容剂 0.1-0.5份。
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述的PC/PMMA合金，由包括如下重量份数的原料制备而成：
聚碳酸酯 70份、
聚甲基丙烯酸甲酯共聚物 30份、
相容剂 0.2份。
在其中一个实施例中，所述甲基丙烯酸甲酯与共聚单体的摩尔比为(60-65)：(35-40)。
在其中一个实施例中，所述共聚单体为甲基丙烯酸苯基酯。
在其中一个实施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的制备方法包括如下步骤：
将主体单体、共聚单体、溶剂和引发剂混合，反应。
优选地，所述溶剂为水、THF、DMF；及/或，所述引发剂选自偶氮二异丁氰或过氧化二苯甲酰；及/或，所述反应的温度为60-100℃。
在其中一个实施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的重均分子量为 10000g/mol-50000g/mol。
在其中一个较为优选的实施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的重均分子量为10000g/mol-30000g/mol。
在其中一个实施例中，所述聚碳酸酯的重均分子量约为30000g/mol- 100000g/mol。
在其中一个较为优选的实施例中，所述聚碳酸酯的重均分子量约为 30000g/mol-50000g/mol。
在其中一个实施例中，所述PC为双酚A型聚碳酸酯。
在其中一个实施例中，所述的相容剂选自苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈中的至少一种。
在其中一个实施例中，以重量份数计，制备所述的PC/PMMA合金的原料还包括助剂0.1-2份；所述助剂选自抗氧剂和扩链剂中的至少一种。
在其中一个较为优选的实施例中，以重量份数计，所述助剂包括：抗氧剂 0.2-0.8份，扩链剂0.2-0.8份。
在其中一个实施例中，所述抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010和抗氧剂 264中的至少一种。
在其中一个实施例中，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
本发明还提供上述的PC/PMMA合金的制备方法，包括如下步骤：
将所述的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和相容剂混合，挤出。
在其中一个实施例中，所述挤出的温度为240℃-260℃。
本发明还提供一种电子产品，其制备原料包括上述的PC/PMMA合金；或包括根据上述的制备方法制备得到的PC/PMMA合金。
优选地，所述电子产品包括手机，iPad，电脑和手表。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明以甲基丙烯酸甲酯为主体单体，以甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苯基酯和甲基苯基丙烯酸甲酯中的至少一种丙烯酸酯类单体作为共聚单体，通过调节主体单体和共聚单体的投料摩尔比，制得折射率和PC的折射率相匹配的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物。将该聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和PC混合，由于二者皆为透明材料，且折射率相近，可达到共混透明的效果。同时，配合使用相容剂，进一步提高聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和PC的相容性，进一步增强PC/PMMA合金透明和高透光率的效果。进一步地，聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的加入，可提高 PC的硬度，使得到的PC/PMMA合金兼具透明，硬度大，透光率高，耐刮擦的优点。
其次，本发明提供的PC/PMMA合金还具有冲击强度高，电气特性优，绝缘性优异，强度高，耐疲劳性好，尺寸稳定，蠕变小的优点，特别适合用于制备电子产品，如手机，iPad，电脑和手表。
此外，与复合板材的方式相比，本发明的PC/PMMA合金可以以直接共混挤出的方式获得，共混合金具有成本低，加工简洁，设备要求低等优点，可以通过简单的注塑就可以形成各种结构，可操作性强，非常适合工业化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了提供一种透明，硬度高，透光率高，耐刮擦，冲击强度高，电气特性优，绝缘性优异，强度高，耐疲劳性好，尺寸稳定，蠕变小的PC/PMMA 合金及其制备方法和应用。
技术方案如下：
一种PC/PMMA合金，由包括如下重量份数的原料制备而成：
聚碳酸酯 60-95份、
聚甲基丙烯酸甲酯共聚物 8-40份、
相容剂 0.1-1份；
所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由主体单体和共聚单体按摩尔比(1.5:1)-(4:1)共聚而成；
所述主体单体为甲基丙烯酸甲酯；
所述共聚单体选自甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苯基酯和甲基苯基丙烯酸甲酯中的至少一种。
以甲基丙烯酸甲酯为主体单体，以甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苯基酯甲基、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基苯基丙烯酸甲酯中的至少一种丙烯酸酯类单体作为共聚单体，通过调节主体单体和共聚单体的投料摩尔比，制得折射率和PC的折射率相匹配的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物。将该聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和PC混合，由于二者皆为透明材料，且折射率相近，可达到共混透明的效果。同时，配合使用相容剂，进一步提高聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和PC的相容性，进一步增强PC/PMMA合金透明和高透光率的效果。进一步地，聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的加入，可提高PC的硬度，使得到的PC/PMMA合金兼具透明，硬度大，透光率高，耐刮擦的优点。
其次，本发明提供的PC/PMMA合金还具有冲击强度高，电气特性优，绝缘性优异，强度高，耐疲劳性好，尺寸稳定，蠕变小的优点。
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述的PC/PMMA合金，由包括如下重量份数的原料制备而成：
聚碳酸酯 70-90份、
聚甲基丙烯酸甲酯共聚物 10-30份、
相容剂 0.1-0.5份。
在其中一个较为优选的实施例中，以重量份数计，所述的PC/PMMA合金，由包括如下重量份数的原料制备而成：
聚碳酸酯 70份、
聚甲基丙烯酸甲酯共聚物 30份、
相容剂 0.2份。
在本发明中，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由主体单体和共聚单体按摩尔比(1.5:1)-(4:1)共聚而成。例如，主体单体和共聚单体的总物质的量为100 mol，所述主体单体的投料量可设置为60-80mol，所述共聚单体的投料量可设置为20-40mol。在这样的范围内，制得的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的折射率和PC 的折射率相匹配。若是主体单体的含量超过本发明所述的范围，将导致聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的折射率与PC相差太远，出现双折射现象，材料透明性下降，透光率下降。
在其中一个较为优选的实施例中，所述甲基丙烯酸甲酯与共聚单体的摩尔比为(60-65)：(35-40)。更为优选地，所述共聚单体为甲基丙烯酸苯基酯。
在本发明中，根据主体单体和共聚单体的排列方式，所述的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物可选自无规共聚物，交替共聚物，接枝共聚物和嵌段共聚物。优选地，所述的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物为无规共聚物。
优选地，在本发明中，所述的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物可通过自由基聚合的方式制备而成，比如溶液聚合、悬浮聚合，乳液聚合等聚合方法。优选地，所述的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物是通过悬浮聚合制备得到。
在其中一个实施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的制备方法包括如下步骤：
将主体单体、共聚单体、溶剂和引发剂混合，反应。
优选地，所述溶剂为水、THF、DMF；及/或，所述引发剂选自偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化二苯甲酰；及/或，所述反应的温度为60-100℃。优选地，所述引发剂为AIBN，所述反应温度为70-90℃。
优选地，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的制备方法包括如下步骤：
将所述主体单体按比例混合，记为100份(重量份数)、加入0.1-0.2份引发剂，再加入8-12倍体积的水，机械搅拌下混合，搅拌速度为500r/min，在80℃下反应4小时。反应后得到球形粒子，在70℃下真空干燥4小时，备用。
在其中一个实施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的重均分子量为 10000g/mol-50000g/mol。这个分子量范围内的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的折射率与PC相近，且硬度大，若是超出这个范围，与PC相容性变差，易出现双折射现象，透光率降低，以及透明度变差。
在其中一个较为优选的实施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的重均分子量为10000g/mol-30000g/mol。这个分子量范围内的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的折射率与PC更相近，且硬度大。
在其中一个实施例中，所述PC的重均分子量约为30000g/mol-100000g/mol。这个分子量的PC加工性能好，冲击强度高。
在其中一个较为优选的实施例中，所述聚碳酸酯的重均分子量约为 30000g/mol-50000g/mol。
在其中一个较为优选的实施例中，所述聚碳酸酯为双酚A型PC。双酚A型 PC具有较好的机械强度、优异的耐热性能、耐冲击强度高等优点。外观透明，折射率为1.586，熔融温度为220-230℃，玻璃化温度为145-150℃，溶解度好，易溶于氯化物溶剂，加工性能良好，且原料易得。
在其中一个实施例中，所述的相容剂选自苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈中的至少一种。相容剂的加入可以增加聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和PC之间的相容性，进一步增强PC/PMMA合金透明的效果。优选地，所述相容剂可采用MBS。
在其中一个实施例中，以重量份数计，制备所述的PC/PMMA合金的原料原料还包括助剂0.1-2份；所述助剂选自抗氧剂和扩链剂中的至少一种。抗氧剂有利于提高PC/PMMA合金的稳定性，防止或减缓PC/PMMA合金的老化。扩链剂的加入能直接与低分子质量齐聚物反应，在两聚合物链间形成“架桥”，显著增加分子质量，提高体系的粘度和加工性能。
在其中一个较为优选的实施例中，以重量份数计，所述助剂包括：抗氧剂 0.2-0.8份，扩链剂0.2-0.8份。更优选地，所述助剂包括：抗氧剂0.2-0.5份，扩链剂0.2-0.5份。
在其中一个实施例中，所述抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010和抗氧剂 264中的至少一种。优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168。
在其中一个实施例中，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯-甲基丙 烯酸甲酯中的至少一种。优选地，所述扩链剂为SAG。
在其中一个较为优选的实施例中，所述的PC/PMMA合金由包括如下重量份数的原料制备而成：
本发明还提供上述的PC/PMMA合金的制备方法，包括如下步骤：
将所述的PC、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和相容剂混合，挤出。
在其中一个实施例中，所述挤出的温度为240℃-260℃。
与复合板材的方式相比，本发明的PC/PMMA合金可以以直接共混挤出的方式获得，共混合金具有成本低，加工简洁，设备要求低等优点，可以通过简单的注塑就可以形成各种结构，可操作性强，非常适合工业化生产。
本发明还提供上述的PC/PMMA合金的应用。技术方案如下：
一种电子产品，其制备原料包括上述的PC/PMMA合金；或包括根据上述的制备方法制备得到的PC/PMMA合金。
优选地，所述电子产品包括手机，iPad，电脑和手表。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1-8和对比例1-5中引发剂为AIBN；抗氧剂为168；相容剂为MBS；扩链剂为SAG，均聚PMMA：中国台湾奇美cm205。若无特殊说明，所有原料均来源于市售。
实施例1
本实施例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。
(1)本实施例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯基酯按摩尔比65：35通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为20000g/mol； PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：将两种单体按照摩尔比65:35的比例混合，记为100份(重量份数)，再加入0.2份引发剂以及10倍体积的水，机械搅拌下混合，搅拌速度为500r/min，在80℃下反应4小时。反应后得到球形粒子，在70℃下真空干燥4小时，备用。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金1。
实施例2
本实施例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。
(1)本实施例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯基酯按摩尔比65：35通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为20000g/mol； PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：同实施例1。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金2。
实施例3
本实施例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。
(1)本实施例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基苯基丙烯酸甲酯按摩尔比65：35通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为20000g/mol； PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：将两种单体按照摩尔比65:35的比例混合，记为100份(重量份数)，再加入0.2份引发剂以及10倍体积的水，机械搅拌下混合，搅拌速度为500r/min，在80℃下反应4小时。反应后得到球形粒子，在70℃下真空干燥4小时，备用。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金3。
实施例4
本实施例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例1相比，区别在于，实施例4使用的共聚单体是甲基丙烯酸苄基酯。
(1)本实施例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苄基酯按摩尔比65：35通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为20000g/mol； PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：将两种单体按照摩尔比65:35的比例混合，记为100份(重量份数)，再加入0.2份引发剂以及10倍体积的水，机械搅拌下混合，搅拌速度为500r/min，在80℃下反应4小时。反应后得到球形粒子，在70℃下真空干燥4小时，备用。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金4。
实施例5
本实施例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例1相比，区别在于，实施例5使用的共聚单体是甲基苯基丙烯酸甲酯。
(1)本实施例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基苯基丙烯酸甲酯按摩尔比65：35通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为20000g/mol； PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：将两种单体按照摩尔比65:35的比例混合，记为100份(重量份数)，再加入0.2份引发剂以及10倍体积的水，机械搅拌下混合，搅拌速度为500r/min，在80℃下反应4小时。反应后得到球形粒子，在70℃下真空干燥4小时，备用。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金5。
实施例6
本实施例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例1相比，区别在于，实施例6中主体单体占80％。
(1)本实施例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯基酯按摩尔比80：20通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为20000g/mol；PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：将两种单体按照摩尔比80:20的比例混合，记为100份(重量份数)，再加入0.2份引发剂以及10倍体积的水，机械搅拌下混合，搅拌速度为500r/min，在80℃下反应4小时。反应后得到球形粒子，在70℃下真空干燥4小时，备用。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金6。
实施例7
本实施例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例1相比，区别在于，实施例7中聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的分子量约为65000g/mol。
(1)本实施例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯基酯按摩尔比65：35通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为65000g/mol； PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：将两种单体按照摩尔比65:35的比例混合，记为100份(重量份数)，再加入0.1份引发剂以及10倍体积的水，机械搅拌下混合，搅拌速度为500r/min，在80℃下反应4小时。反应后得到球形粒子，在70℃下真空干燥4小时，备用。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金7。
实施例8
本实施例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例1相比，区别在于，实施例8中共聚PC的分子量约为15000g/mol。
(1)本实施例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯基酯按摩尔比65：35通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为20000g/mol； PC为双酚A型PC，分子量约为15000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：同实施例1。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金8。
对比例1
本对比例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例1相比，区别在于对比例1采用的是均聚PMMA。
(1)本对比例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的均聚PMMA分子量约为20000g/mol；PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
制备PC/PMMA合金：将上述均聚PMMA与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃-260℃，得到 PC/PMMA合金9。
对比例2
本对比例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例2相比，区别在于，对比例2采用的是均聚PMMA。
(1)本对比例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本对比例中的均聚PMMA分子量约为20000g/mol；PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
制备PC/PMMA合金：将上述均聚PMMA与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃-260℃，得到 PC/PMMA合金10。
对比例3
本对比例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例3相比，区别在于，对比例3采用的是均聚PMMA。
(1)本对比例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本对比例中的均聚PMMA分子量约为20000g/mol；PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
制备PC/PMMA合金：将上述均聚PMMA与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃-260℃，得到 PC/PMMA合金11。
对比例4
本对比例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例1相比，对比例4采用甲基丙烯酸丁酯作为共聚单体。
(1)本对比例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯按摩尔比65：35通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为20000g/mol； PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：将两种单体按照摩尔比65:35的比例混合，记为100份(重量份数)，再加入0.2份引发剂以及10倍体积的水，机械搅拌下混合，搅拌速度为500r/min，在80℃下反应4小时。反应后得到球形粒子，在70℃下真空干燥4小时，备用。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金12。
对比例5
本对比例提供一种PC/PMMA合金及其制备方法。与实施例1相比，对比例5改变了主体单体和共聚单体的投料比例。
(1)本对比例中PC/PMMA合金由如下质量份数的原料制备而成：
本实施例中的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯基酯按摩尔比50：50通过自由基共聚的方式制备得到，分子量约为20000g/mol； PC为双酚A型PC，分子量约为30000g/mol。
(2)制备方法如下：
S1制备聚甲基丙烯酸甲酯共聚物：将两种单体按照摩尔比50:50的比例混合，记为100份(重量份数)，再加入0.2份引发剂以及10倍体积的水，机械搅拌下混合，搅拌速度为500r/min，在80℃下反应4小时。反应后得到球形粒子，在70℃下真空干燥4小时，备用。
S2制备PC/PMMA合金：将上述S1聚甲基丙烯酸甲酯共聚物与PC，相容剂，抗氧剂，扩链剂充分混合后通过35同向双螺杆挤出机挤出，挤出温度：240℃- 260℃，得到PC/PMMA合金13。
测试
(1)实施例1-8和对比例1-5中自制的聚甲基丙烯酸甲酯共聚物或购买的均聚PMMA的折射率和透光率如表1所示：
表1
(2)对上述实施例1-8及对比例1-5所得PC/PMMA合金进行测试，其性能结果如表2所示：
表2
从表2中可看出，实施例1-8采用本发明的技术方案制备的PC/PMMA合金透明度高，透光率高，硬度大，效果优于对比例1-5。比较实施例1和对比例 1的结果可知，由于均聚PMMA的折射率与PC的折射率差距太大，相容性也不好，将二者直接混合，制得的PC/PMMA合金透明度和透光率很低，且硬度不够。同样地，比较实施例2和对比例2的结果，以及比较实施例3和对比例3的结果可知，由于均聚PMMA的折射率与PC的折射率差距太大，相容性也不好，将二者直接混合，制得的PC/PMMA合金透明度和透光率很低，且硬度不够，说明即使改变PC和均聚PMMA的比例，也无法制得透明度高、透光率高和硬度大的PC/PMMA合金，充分体现了聚甲基丙烯酸甲酯共聚物在制备透明度高、透光率高和硬度大的PC/PMMA合金时的重要性。比较实施例1和对比例4的结果可知，本发明对共聚单体种类的选择在制备透明度高和硬度大的PC/PMMA 合金时非常重要。比较实施例1和对比例5的结果可知，主体单体和共聚单体的比例在制备透明度高、透光率高和硬度大的PC/PMMA合金时非常重要。
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 (10)
1.一种PC/PMMA合金，其特征在于，由包括如下重量份数的原料制备而成：
聚碳酸酯 60-95份、
聚甲基丙烯酸甲酯共聚物 8-40份、
相容剂 0.1-1份；
所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物由主体单体和共聚单体按摩尔比(1.5:1)-(4:1)共聚而成；
所述主体单体为甲基丙烯酸甲酯；
所述共聚单体选自甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苯基酯和甲基苯基丙烯酸甲酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的PC/PMMA合金，其特征在于，由包括如下重量份数的原料制备而成：
聚碳酸酯 70-90份、
聚甲基丙烯酸甲酯共聚物 10-30份、
相容剂 0.1-0.5份。
3.根据权利要求1-2任一项所述的PC/PMMA合金，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯与共聚单体的摩尔比为(60-65)：(35-40)。
4.根据权利要求1-2任一项所述的PC/PMMA合金，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的制备方法包括如下步骤：
将所述主体单体、所述共聚单体、引发剂和溶剂混合，反应。
5.根据权利要求1-2任一项所述的PC/PMMA合金，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的重均分子量为10000g/mol-50000g/mol；及/或，
所述聚碳酸酯的重均分子量约为30000g/mol-100000g/mol。
6.根据权利要求1-2任一项所述的PC/PMMA合金，其特征在于，所述的相容剂选自苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈中的一种或两种。
7.根据权利要求1-2任一项所述的PC/PMMA合金，其特征在于，以重量份数计，制备所述的PC/PMMA合金的原料还包括助剂0.1-2份；所述助剂选自抗氧剂和扩链剂中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的PC/PMMA合金，其特征在于，以重量份数计，所述助剂包括：抗氧剂0.2-0.8份，扩链剂0.2-0.8份；
所述抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010和抗氧剂264中的至少一种；
所述扩链剂选自苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
9.权利要求1-8任一项所述的PC/PMMA合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物和相容剂混合，挤出。
10.一种电子产品，其特征在于，其制备原料包括权利要求1-8任一项所述的PC/PMMA合金；或包括根据权利要求9所述的制备方法制备得到的PC/PMMA合金。
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2020
- 2020-09-02 CN CN202010909660.7A patent/CN112063146A/zh active Pending
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