專利名稱：聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金及其制備方法， 尤其涉及一種在表面光澤、耐刮擦性、耐碰撞破碎性、以及透明性的綜合性能上改進(jìn)的聚甲 基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑料材料已廣泛地應(yīng)用于人們的日常生活以及工業(yè)技術(shù)中。隨著產(chǎn)品的使用及應(yīng)用環(huán)境的要求的提高，對所使用的塑料的性能提出了更高的 要求。例如，高檔的家用電器和數(shù)碼產(chǎn)品的外殼以及設(shè)備防護(hù)罩的觀察窗等需要材料能夠 抗碰撞破碎以及抗刮擦，即，材料相應(yīng)地應(yīng)具有高的抗沖擊性能以及高的表面硬度這種優(yōu) 良的綜合力學(xué)性能，同時還需兼具透明性(即材料應(yīng)具有高的透光率這一物理性能)。此 外，有時還要求所應(yīng)用的材料具有高的表面光澤。當(dāng)塑料為單一組分的均聚物材料時，難以同時滿足上述使用中的多種性能要求以 及性/價比要求。例如，聚碳酸酯(PC)塑料具有高的表面光澤、高的透明度、高的抗沖擊 性能，但其材料的表面硬度低，不耐刮擦，價格也較高；甲基丙烯酸甲酯(MMA)以及聚甲基 丙烯酸甲酯(PMMA)塑料具有高的表面硬度、高的表面光澤以及高的透明度，但其材料脆性 大，受碰撞后易破碎，價格也較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯 腈_苯乙烯共聚物合金及其制備方法，所述聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合 金能具有高的表面光澤、極佳的耐刮擦性、高的耐碰撞破碎性、以及高透明的綜合性能。針對本發(fā)明的目的，在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種聚甲基丙烯酸甲酯 /丙烯腈-苯乙烯共聚物合金，包括聚甲基丙烯酸甲酯，含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯 腈-苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的25 70%、分子量在70000 250000之間且透光率 為92% ；丙烯腈_苯乙烯共聚物，含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金 材料總質(zhì)量的20 70%，其折射率為1. 55 1. 58 ；增韌劑，為核-殼結(jié)構(gòu)材料，其中核屬 于橡膠相且為丁二烯，殼為甲基丙烯酸甲酯，所述增韌劑的含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙 烯腈_苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的4 20%、且折射率為1. 53 1. 57 ；潤滑劑，其含 量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的0. 1 ；以及抗氧 化劑，其含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的0. 2 1%。針對本發(fā)明的目的，在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種聚甲基丙烯酸甲酯 /丙烯腈_苯乙烯共聚物合金的制備方法，包括步驟稱量依據(jù)前述第一方面所述聚甲基 丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中的組分；在混料機(jī)中混合均勻；以及將混合好 的原料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融混合、擠出造粒，其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度控制1區(qū)為180 2250C，2 區(qū)為 185 230°C，3 區(qū)為 185 230°C，4 區(qū)為 185 230°C，5 區(qū)為 185 230°C， 6區(qū)為185 230°C，7區(qū)為185 230°C，8區(qū)為185 225°C，機(jī)頭溫度為185 225°C，熔 體溫度控制在185 230°C。通過本發(fā)明提供的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金及其制備方 法，所獲得的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金具有高的表面光澤、極佳的耐 刮擦性、高的耐碰撞破碎性、以及高透明的綜合性能。依據(jù)本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙 烯腈-苯乙烯共聚物合金，可適用于電器、數(shù)碼產(chǎn)品、設(shè)備防護(hù)罩的觀察窗等需要透明、高 光澤、抗刮擦耐碰撞的制品。
具體實施例方式下面詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/丙烯腈_苯乙烯(SAN)共 聚物合金及其制備方法。首先，說明依據(jù)本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金。在依據(jù)本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金中，本發(fā)明以 PMMA/SAN作為聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金基材，所述PMMA/SAN基材具 有高的表面硬度和高的透明度。如前所述PMMA塑料材料脆性大，受碰撞后易破碎，而SAN也是非常脆的樹脂，為了 滿足實際應(yīng)用的韌性要求，通過向聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金基材中 添加增韌劑來提高聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金的韌性。為了保證最終聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金的透明性，可使 SAN.PMMA以及增韌劑三者的折射率相匹配，從而保證聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯 共聚物合金的透明性。依據(jù)本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合 金材料總質(zhì)量的25 70%，透光率為92% (ASTMD1003標(biāo)準(zhǔn)測試)；丙烯腈-苯乙烯共聚物(SAN)，含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物 合金材料總質(zhì)量的20 70%，其折射率為1. 55 1. 58 ；增韌劑，其含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的 4 20%，其折射率為1. 53 1. 57 ；潤滑劑，其含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的 0. 1 ；以及抗氧化劑，其含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量 的0. 2 1 %。在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中，所述增韌劑選自 甲基丙烯酸甲酯_ 丁二烯_苯乙烯。在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中，PMMA的分子量在 70000 250000 之間。在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金中，PMMA的含量占聚 甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金總質(zhì)量優(yōu)選25 60%，更優(yōu)選35 45%。
在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中，SAN的含量占聚 甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金總質(zhì)量優(yōu)選40 75%，更優(yōu)選55 65%。 SAN的折射率優(yōu)選為1. 555 1. 575，此時，其透光率為89%。在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中，增韌劑優(yōu)選 核-殼結(jié)構(gòu)的材料，核屬于橡膠相，起到吸收沖擊能量，外殼是MMA，與聚甲基丙烯酸甲酯/ 丙烯腈-苯乙烯共聚物合金的相容性比較好同時保證聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯 共聚物合金的表面硬度。核的成分是丁二烯橡膠。在一個實施例中，所述增韌劑可為MBS， 其中M代表甲基丙烯酸甲酯(MMA)，起到增加與基體樹脂相容作用；B代表丁二烯，平均粒徑 優(yōu)選小于200nm ；S代表苯乙烯，苯乙烯的起到的作用是調(diào)節(jié)折射率作為丁二烯與MMA的過 渡層(即使MMA與丁二烯的相容作用)。在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中，增韌劑的含量占 聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量優(yōu)選8 15%，更優(yōu)選10 13%。在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中，增韌劑的折射率 優(yōu)選1. 54 1. 56。在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中，所述抗氧劑為包 括亞磷酸酯、亞磷酸三苯酯、受阻酚的一種或一種以上的混合物。在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中，所述潤滑劑為乙 撐雙硬脂酰胺。此外，在本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中，還可以通過 添加著色劑，以做出帶顏色的透明的高光澤抗刮擦抗碰撞破碎的材料及其制品。所述著色 劑可為有機(jī)著色劑或其他的不影響合金透明性的著色劑。比如巴斯夫公司的紅色著色劑 336，加入0. 0Iwt %可以制得紅色透明的PMMA/SAN合金材料。其次，給出本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金的制備方法。依據(jù)本發(fā)明的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金的制備方法，包括 步驟稱量前述聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金各組分原料；將稱量好的 各組分原料在混料機(jī)中混合均勻；將混合好的原料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)八區(qū)熔融混合、擠出造 粒。在雙螺桿擠出機(jī)八區(qū)熔融混合、擠出造粒過程中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度控制1區(qū) 為 180 225°C，2 區(qū)為 185 230°C，3 區(qū)為 185 230°C，4 區(qū)為 185 230°C，5 區(qū)為 185 2300C,6區(qū)為185 230°C，7區(qū)為185 230°C，8區(qū)為185 225°C，機(jī)頭溫度為185 225°C，熔體溫度控制在185 230°C。最后，給出本發(fā)明的實施例和對比例。表1給出了實施例和對比例。在表1中，PMMA的透光率為92%，洛氏硬度為M_95 ； SAN的折射率為1. 568，透光率87%，洛氏硬度M-83 ；增韌劑是根據(jù)折射率為1. 568的SAN與 PMMA比例為60 40時的折射率所選用與之相近的MBS;其他助劑為抗氧劑與潤滑劑，(潤 滑劑為乙撐雙硬脂酰胺；抗氧劑為亞磷酸酯及受阻酚的混合物，二者的比例為1 1。在表 1中，各成分的含量以公斤為單位。表 1
針對表1給出的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金通過雙螺桿擠出 機(jī)擠出獲得相應(yīng)塑料合金粒料，并制備測試試樣。針對試樣，在23°C、50% R.H的環(huán)境條件 下進(jìn)行測試。其中，拉伸強(qiáng)度以ASTM D638標(biāo)準(zhǔn)測試，單位MPa ；彎曲模量以ASTM D790標(biāo) 準(zhǔn)測試，單位MPa ；懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度以ASTM D256標(biāo)準(zhǔn)測試，單位J/m ；鉛筆硬度以GB/T 6739-1996標(biāo)準(zhǔn)測試，砝碼質(zhì)量Ikg ；透光率以ASTM D1003標(biāo)準(zhǔn)測試；光澤度以ASTM D523 標(biāo)準(zhǔn)測試。表 2 通過實施例與比較例說明通過選擇合適的SAN、調(diào)節(jié)SAN與PMMA的比例、選用合 適的增韌劑以及添加比例，可以得到具有高光澤、極佳的耐刮擦性、同時具有透明性的聚甲 基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金材料。另外，當(dāng)聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯 乙烯共聚物比例在65 55 35 45時，聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合 金的綜合性能最佳。
權(quán)利要求
一種聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈 苯乙烯共聚物合金，包括聚甲基丙烯酸甲酯，含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈 苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的25～70％、分子量在70000～250000之間且透光率為92％；丙烯腈 苯乙烯共聚物，含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈 苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的20～70％，其折射率為1.55～1.58；增韌劑，為核 殼結(jié)構(gòu)材料，其中核屬于橡膠相且為丁二烯，殼為甲基丙烯酸甲酯，所述增韌劑的含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈 苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的4～20％、且折射率為1.53～1.57；潤滑劑，其含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈 苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的0.1～1％；以及抗氧化劑，其含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈 苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的0.2～1％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金，其特征在 于，聚甲基丙烯酸甲酯的含量在占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金材料總 質(zhì)量的25 60%，優(yōu)選35 45%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金，其特征在 于，丙烯腈-苯乙烯共聚物的含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金材料 總質(zhì)量的40 75%，優(yōu)選55 65%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金，其特征在 于，丙烯腈-苯乙烯共聚物的折射率優(yōu)選1. 555 1. 575。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金，其特征 在于，增韌劑的含量占聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金材料總質(zhì)量的8 15%，優(yōu)選 10 13%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金，其特征在 于，增韌劑的的折射率優(yōu)選為1. 54 1. 56。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金，其特征在 于，所述抗氧劑為亞磷酸酯、亞磷酸三苯酯、受阻酚的一種或一種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金，其特征在 于，所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺。
9.一種聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金的制備方法，包括步驟稱量依據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈_苯乙烯共聚物合金中的組分；在混料機(jī)中混合均勻；以及將混合好的原料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融混合、擠出造粒，其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度控制 1區(qū)為180 225°C，2區(qū)為185 230°C，3區(qū)為185 230°C，4區(qū)為185 230°C，5區(qū)為 185 230°C，6區(qū)為185 230°C，7區(qū)為185 230°C，8區(qū)為185 225°C，機(jī)頭溫度為 185 225°C，熔體溫度控制在185 230°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金及其制備方法，所述合金包括聚甲基丙烯酸甲酯，含量占25～70％，其分子量在70000～250000之間、且透光率為92％；丙烯腈-苯乙烯共聚物，含量占20～70％，其折射率為1.55～1.58；增韌劑，含量占4～20％，其折射率為1.53～1.57，所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯；潤滑劑，含量占0.1～1％；以及抗氧化劑，含量占0.2～1％。所述制備方法包括稱量所述合金中的組分；在混料機(jī)中混合均勻；以及將混合好的原料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融混合、擠出造粒。所得聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈-苯乙烯共聚物合金具有高光澤、耐刮擦、耐碰撞破碎、以及高透明的綜合性能。
文檔編號C08L33/12GK101914249SQ201010252200
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者朱懷才 申請人:東莞市信諾橡塑工業(yè)有限公司