專利名稱：改性聚甲基丙烯酸甲酯透明材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料科學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種高分子材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗稱有機(jī)玻璃，是目前塑料中透明性最好的品種之一，具有突出的耐老化性和化學(xué)穩(wěn)定性，良好的絕緣性和加工性，沒(méi)有殘余應(yīng)力，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、航空、建筑、光學(xué)儀器、燈具裝飾等領(lǐng)域。但與其他透明塑料相比，PMMA沖擊強(qiáng)度低，耐熱、耐磨及耐劃傷性差，使其應(yīng)用受到了限制。對(duì)PMMA共混改性的大量工作集中在共混和共聚之上。有人用甲基丙烯酸甲酯原位聚合的方法制備得到了 EVA/PMMA透光復(fù)合材料；摻入第二相粒子是共混改性的重要形式，也是塑料增韌最重要的一條途徑，除了橡膠增韌，國(guó)內(nèi)外眾多研究者也對(duì)其它第二相粒 子填充PMMA復(fù)合材料進(jìn)行了廣泛的研究，考慮到復(fù)合材料的透光性能，一般均選用納米粒子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改性聚甲基丙烯酸甲酯材料及其制備方法，它具有優(yōu)良的透明性和沖擊韌性，且成本低廉，耐熱性也有較大提高，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的改性聚甲基丙烯酸甲酯材料，按重量份數(shù)計(jì)算，包括20 80份PMMA，20 80份SAN以及5 30份MBS ；PMMA與SAN的份數(shù)總和為100份。優(yōu)選的方案有四個(gè)
I、按重量份數(shù)計(jì)算，包括40份PMMA，60份SAN以及5 30份MBS。2、按重量份數(shù)計(jì)算，包括45份PMMA，55份SAN以及5 30份MBS。3、按重量份數(shù)計(jì)算，包括50份PMMA，50份SAN以及5 30份MBS。4、按重量份數(shù)計(jì)算，包括55份PMMA，45份SAN以及5 30份MBS。PMMA 熔融指數(shù)為 16g/10min。SAN中丙烯腈含量為16 20%。改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備方法，將PMMA，SAN以及MBS混合均勻后，獲得混合物料；將混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混擠出，并將擠出的物料經(jīng)冷卻、干燥、切粒，獲得成品。擠出溫度為190 230°C，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為300rad/min。在PMMA的應(yīng)用中，其成本和沖擊韌性常常是一個(gè)值得考慮的重要因素，而苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)樹(shù)脂的透明度、硬度均接近于PMMA，尤其強(qiáng)度，耐熱性，生產(chǎn)成本等方面均優(yōu)于PMMA。MBS是由甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(ST)接枝于聚丁二烯(PB)或丁苯膠(SBR)大分子鏈上而形成的接枝共聚物。在MBS中，含有橡膠小球和塑料成分。其中，橡膠小球可起到明顯的增韌改性作用，且MBS與PMMA和SAN均具有良好地相容性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將PMMA、SAN及MBS通過(guò)熔融共混擠出的方式制備獲得產(chǎn)品，MBS作為一種改性劑加入到PMMA/SAN共混物中不僅提高了它們的相容性，而且在大大提高其沖擊韌性的同時(shí)對(duì)其透明性卻并無(wú)較大影響。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單、易操作，非常適宜工業(yè)化生產(chǎn)。


附圖I 為 PMMA/SAN 為 30/70、40/60、50/50、70/30 時(shí)，MBS 含量對(duì) PMMA/SAN/MBS共混物透光率的影響；
附圖 2 為 PMMA/SAN 為 30/70、40/60、50/50、70/30 時(shí)，MBS 含量對(duì) PMMA/SAN/MBS 共混物沖擊韌性的影響；；
附圖3為MBS含量為30份時(shí)，PMMA/SAN配比對(duì)PMMA/SAN/MBS共混物透光率的影響； 附圖4為MBS含量為30份時(shí)，PMMA/SAN配比對(duì)PMMA/SAN/MBS共混物沖擊韌性的影·響；
附圖5為PMMA/SAN為50/50時(shí)，MBS對(duì)PMMA/SAN/MBS共混物耐熱性的影響；
附圖6為MBS含量為30份時(shí)，不同PMMA/SAN配比對(duì)PMMA/SAN/MBS共混物耐熱性的影響。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例I :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取50份PMMA.50份SAN以及30份MBS，將三者充分混合均勻，然后將混合后的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混擠出，擠出溫度為190°C 230°C，雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為300rad/min ;將擠出的物料冷卻、干燥、切粒即得成品。得到產(chǎn)品沖擊韌性為10. 322KJ/m2，透光率為 82. 5%ο實(shí)施例2 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取50份PMMA、50份SAN以及15份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為5. 686KJ/m2,透光率為85. 3%。實(shí)施例3 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取50份PMMA、50份SAN以及5份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為2. 840KJ/m2,透光率為86. 9%。實(shí)施例4 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取40份PMMA、60份SAN以及30份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為11. 00KJ/m2,透光率為82. 0%。實(shí)施例5 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取45份PMMA、55份SAN以及30份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為11. 89KJ/m2,透光率為84. 9%。實(shí)施例6 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取55份PMMA、45份SAN以及30份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為12. 75KJ/m2,透光率為77. 4%。實(shí)施例7 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取60份PMMA、40份SAN以及30份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為12.66KJ/m2，透光率為65.8%。實(shí)施例8 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取70份PMMA、30份SAN以及30份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為10. 726KJ/m2,透光率為29. 7%。實(shí)施例9 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取30份PMMA、70份SAN以及30份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為9. 191KJ/m2,透光率為48. 4%。實(shí)施例10 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取80份PMMA、20份SAN以及30份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為11. 53KJ/m2,透光率為29. 5%。
實(shí)施例11 :改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備，按重量百分比稱取20份PMMA、80份SAN以及30份MBS，將三者充分混合均勻，采用與實(shí)施例I相同的制備方法，制備獲得產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定得知，產(chǎn)品的沖擊韌性為8. 527KJ/m2,透光率為38. 1%。為了進(jìn)一步驗(yàn)證本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)效果，對(duì)不同的用量配比方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定產(chǎn)品的透光性能，其結(jié)果如圖I及圖3所示；根據(jù)圖I及圖3的結(jié)果可以得知，本發(fā)明的產(chǎn)品的透光性，受到PMMA與SAN比例的影響，當(dāng)PMMA與SAN比例相同(即PMMA/SAN為50/50)和PMMA/SAN為40/60時(shí)，無(wú)論MBS的加入量為多少份(5phr 30phr)其透光性與其它比例的共混物相比都是最優(yōu)的，且受MBS加入量的影響很小，當(dāng)PMMA比例增加或降低后，產(chǎn)品的透光性均有所下降，且加入的MBS越多，透光性越差。將不同配比的產(chǎn)品進(jìn)行沖擊韌性測(cè)試，其結(jié)果如圖2及圖4所示；從圖中可以得知，產(chǎn)品的沖擊韌性主要受MBS用量的影響，隨著MBS用量的增加，產(chǎn)品的沖擊韌性會(huì)有明顯提高。但是隨著PMMA用量的增加，產(chǎn)品的沖擊韌性變化不大。再將不同配比的產(chǎn)品進(jìn)行耐熱性能的測(cè)試，其結(jié)果如圖5及圖6所示；從圖中可以看出，產(chǎn)品的熱變形溫度隨MBS用量的增加略有下降，但是SAN的加入?yún)s使共混物的熱變形溫度得到了明顯的提高。SAN含量越高，其耐熱性能也越好。
權(quán)利要求
1.一種改性聚甲基丙烯酸甲酯透明材料，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，包括20 80份PMMA，20 80份SAN以及5 30份MBS ；PMMA與SAN的份數(shù)總和為100份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯材料，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，包括40份PMMA，60份SAN以及5 30份MBS。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯材料，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，包括45份PMMA，55份SAN以及5 30份MBS。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯材料，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，包括50份PMMA，50份SAN以及5 30份MBS。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯材料，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，包括55份PMMA，45份SAN以及5 30份MBS。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯材料，其特征在于PMMA熔融指數(shù)為 16g/10mino
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯材料，其特征在于SAN中丙烯腈含量為16 20%o
8.—種如權(quán)利要求I所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備方法，其特征在于將PMMA, SAN以及MBS混合均勻后，獲得混合物料；將混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混擠出，并將擠出的物料經(jīng)冷卻、干燥、切粒，獲得成品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改性聚甲基丙烯酸甲酯材料的制備方法，其特征在于擠出溫度為190 230°C，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為300rad/min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改性聚甲基丙烯酸甲酯透明材料，按重量份數(shù)計(jì)算，包括20～80份PMMA，20～80份SAN以及5～30份MBS；PMMA與SAN的份數(shù)總和為100份。本發(fā)明將PMMA、SAN及MBS通過(guò)熔融共混擠出的方式制備獲得產(chǎn)品，MBS作為一種改性劑加入到PMMA/SAN共混物中不僅提高了它們的相容性，而且當(dāng)PMMA/SAN處于40/60到55/45范圍內(nèi)時(shí)，MBS在大大提高其沖擊韌性的同時(shí)幾乎不影響它的透明性，從而使其兼具相對(duì)較高的沖擊韌性和透明性。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單、易操作，非常適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08L33/12GK102796336SQ201210322908
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者宋亞平, 于杰, 秦舒浩, 何敏, 魯圣軍, 粟多文, 張家寶, 劉渝, 劉躍謀, 吳兵 申請(qǐng)人:貴州凱科特材料有限公司