一種免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料及其製備方法與流程
2023-10-11 01:49:24 1
本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料及其製備方法。
背景技術：
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)樹脂是重要的合成樹脂，PMMA樹脂是是迄今為止合成透明材料中質地最優異、價格又比較適宜的品種，廣泛用於儀器儀表零件、汽車車燈、光學鏡片、透明管道。PMMA的重量輕，其密度比玻璃低；PMMA的機械強度較高，其相對分子質量大約為200萬，是長鏈的高分子化合物，而且形成分子的鏈很柔軟，因此，其強度比較高、抗拉伸和抗衝擊的能力高、耐衝擊性比聚苯乙烯好和不易破碎的特點。PMMA是目前最優良的高分子透明材料，可見光透過率達到92％，比玻璃的透光度還高。但PMMA的缺點是比較脆，衝擊比較低。
PMMA的成型方法有澆鑄、射出成型、機械加工、熱成型等，其中射出成型可以大批量生產，其製程簡單、成本低。
在崇尚健康、環保的今天，在汽車領域環保性能有了更高的要求，普通的噴塗ABS或者噴塗PC/ABS工藝複雜，同時噴塗對環境汙染嚴重。免噴塗高光耐候PMMA樹脂可用於汽車外格柵、外後視鏡、B柱等。在普通PMMA樹脂中添加增韌劑是生產免噴塗高光耐候PMMA樹脂的主要方法。其中，較為常用的方法是在PMMA樹脂中加入丙烯酸酯類增韌劑，從而達到增韌的目的。但是單獨使用丙烯酸酯類增韌劑，材料的耐候性損失較多，增韌效率也不高，並且隨著增韌劑的添加量不斷增加，PMMA樹脂的光澤度明顯下降。
技術實現要素：
本發明提供了一種免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料及其製備方法，提高了現有PMMA材料的衝擊性能、耐熱性能、抗氧熱老化性和加工性能，且具有高光免噴塗性。
為了實現上述目的本發明採用如下技術方案：
一種免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料，其由以下組分按重量份製備而成：PMMA樹脂70-75份，復配增韌劑5-20份，耐熱劑0-5份，光穩劑0.2-0.5份，抗氧劑0.3-0.5份，潤滑劑0.2-0.3份，色粉0.5-1.0份；所述PMMA樹脂為純PMMA，在220℃/10kg條件下熔體流動速率為5-20g/10min。
進一步方案，所述復配增韌劑為丙烯酸酯與有機矽樹脂按照質量比為3：1復配而成。
進一步方案，所述耐熱劑為LMPB-g-MAH馬來酸酐接枝大分子表面改性劑。
進一步方案，所述的光穩劑為受阻胺類光穩定劑(HALS)、紫外線吸收劑和光屏蔽劑按照質量比為3：2：2復配而成。
進一步方案，所述潤滑劑選自季戊四醇硬脂酸酯、N,N-已撐雙硬脂醯胺、氧化聚乙稀蠟、甘油單酯酸值、醯胺蠟、丁基硬脂酸酯中的至少一種。
進一步方案，所用抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸脂類或受阻胺類抗氧劑。
本發明的另一個發明目的是提供上述一種新型環保免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料的製備方法，其步驟包括：按配比，將PMMA樹脂、復配增韌劑、耐熱劑、光穩劑、抗氧劑、潤滑劑、色粉混合均勻後，加入到雙螺杆擠出機中，熔融後經擠出、冷卻、風乾、切粒得PMMA合金材料；雙螺杆擠出機的加工溫度為230-240℃、轉速為500轉/分。
本發明中受阻胺類光穩劑(HALS)主要有：光穩劑622、光穩劑944,、光穩劑770等，紫外線吸收劑主要有UV-P苯並三唑類326、327等，光屏蔽劑主要有炭黑、酞青藍、酞青綠等無機顏料。
本發明中色粉是一種有顏色的粉末物質，其與PMMA樹脂混合後，經加熱注塑製成各種不同顏色的PMMA樹脂產品。
受阻酚類抗氧劑、亞磷酸脂類抗氧劑或受阻胺類抗氧劑均是本領域常用的助劑。
本具有以下有益效果：
(1)本發明在PMMA樹脂中加入了丙烯酸和有機矽復配增韌劑，這種復配增韌劑有協同作用，使PMMA樹脂材料具有高衝擊性能，有效地防止PMMA塑料的脆裂，可以解決脆而斷裂等一系列問題，同時可以一次加工注塑成型，縮短注塑周期，提高了生產效率。
(2)本發明加入了由受阻胺類光穩定劑(HALS)、紫外線吸收劑和光屏蔽劑按照質量比為3：2：2復配而成的光穩劑，有效地提高PMMA合金材料的耐候性，並隨著光穩劑的增加其耐候性能性逐漸提高，但是加多了會有析出風險，所以本發明中光穩劑的用量控制在0.2-0.5份。
(3)本發明與現有技術相比，通過添加復配增韌劑與光穩劑，能更好的增加材料的韌性，耐候性能，更容易注塑成型，縮短注塑周期，提高了生產效率，降低了能耗。
(4)本發明與現有技術相比，通過添加耐熱劑，能更好的增加材料的耐熱性能增加了PMMA的耐熱等級。
(5)本發明方法製備方法簡單，配方合理，並省去噴塗工藝，使其加工更環保。
具體實施方式
以下實施例中所使用的復配增韌劑是由丙烯酸酯與有機矽樹脂按照質量比為3：1復配而成；光穩劑為受阻胺類光穩定劑(HALS)、紫外線吸收劑和光屏蔽劑按照質量比為3：2：2復配而成；耐熱劑為LMPB-g-MAH自製馬來酸酐接枝大分子表面改性劑。
實施例1：
一種免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料，其由以下組分按重量份製備而成：PMMA樹脂：75份，復配增韌劑：5份，耐熱劑：0份，光穩劑：0.5份，受阻酚類抗氧劑：0.5份，潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯：0.3份，色粉：1份。
其製備方法包括如下步驟：
將PMMA75份、復配增韌劑5份、受阻酚類抗氧劑0.5份、光穩劑0.5份、潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯0.3份、色粉1份混合均勻後，加入到擠出機中，熔融後進行擠出、冷卻、風乾、切粒得然後在注塑機中在溫度在230℃、轉速500轉/分下進行注塑得到免噴塗、耐候、耐候高光PMMA合金材料。
實施例2：
一種免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料，其由以下組分按重量份製備而成：PMMA樹脂75份，復配增韌劑20份，耐熱劑5份，光穩劑0.5份，亞磷酸脂類抗氧劑0.5份，潤滑劑N,N-已撐雙硬脂醯胺0.1份、潤滑劑氧化聚乙稀蠟0.2份，色粉1份。
其製備方法包括如下步驟：
將PMMA樹脂75份，復配增韌劑20份，耐熱劑5份，光穩劑0.5份，亞磷酸脂類抗氧劑0.5份，潤滑劑N,N-已撐雙硬脂醯胺0.1份、潤滑劑氧化聚乙稀蠟0.2份，色粉1份混合均勻後，加入到擠出機中，熔融後進行擠出、冷卻、風乾、切粒得然後在注塑機中在溫度在240℃、轉速500轉/分下進行注塑得到免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料。
實施例3：
一種免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料，其由以下組分按重量份製備而成：PMMA樹脂75份，復配增韌劑20份，耐熱劑5份，光穩劑0.3份，受阻胺類抗氧劑0.3份，潤滑劑甘油單酯酸值0.1份、潤滑劑醯胺蠟0.1份，色粉1份。
其製備方法包括如下步驟：
將PMMA樹脂75份，復配增韌劑20份，耐熱劑5份，光穩劑0.3份，受阻胺類抗氧劑0.3份，潤滑劑甘油單酯酸值0.1份、潤滑劑醯胺蠟0.1份，色粉1份混合均勻後，加入到擠出機中，熔融後進行擠出、冷卻、風乾、切粒得然後在注塑機中在溫度在240℃、轉速500轉/分下進行注塑得到免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料。
實施例4：
一種免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料，其由以下組分按重量份製備而成：PMMA樹脂70份，復配增韌劑20份，耐熱劑5份，光穩劑0.2份，受阻酚類抗氧劑0.3份，潤滑劑丁基硬脂酸酯0.2份，色粉0.5份。
其製備方法包括如下步驟：
將：PMMA樹脂70份，復配增韌劑20份，耐熱劑5份，光穩劑0.2份，受阻酚類抗氧劑0.3份，潤滑劑丁基硬脂酸酯0.2份，色粉0.5份混合均勻後，加入到擠出機中，熔融後進行擠出、冷卻、風乾、切粒得然後在注塑機中在溫度在240℃、轉速500轉/分下進行注塑得到免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料。
將上述實施例1-4所製備的免噴塗、耐熱、耐候高光PMMA合金材料分別檢測其熔體流動速率、拉伸強度、耐候性等性能，具體如下表所示：
性能指標：
從上表可以看出，由於加入耐熱劑，製備的PMMA合金材料的耐熱性能、拉伸強度，彎曲強度和彎曲模量性能都得到了提高，在不降低其光澤度和其它性能的情況下，耐熱性能得到提高。
上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。