1.本发明涉及c08l 33/12，具体涉及一种高性能亚克力板材及其制备方法。
背景技术：
2.灯光是人类生活不可缺少的一部分，照明能为人们创造良好可见度的同时，为人类提供舒适愉快的环境。其中灯箱的材料是良好灯光的重要影响因素。碳酸酯板材、玻璃是人们常用的透光度较好的材料，但聚碳酸酯的耐候性差，影响产品的使用寿命，玻璃的抗冲击性能差，应用范围有限。除此之外传统的日光灯源主要以点光源的形式进行工作，空间照明分布不均匀。随着社会的发展，现今一般会采用聚甲基丙烯酸甲酯和其树脂为基材制备复合板材。
3.专利201610271925.9公开了一种导光材料及一种导光板，通过多种树脂和添加剂共同作用来改善光扩散效果，但其制备方法复杂，各种树脂的相容性差，对板材的光扩散的改良效果也有限。
4.专利cn201910136275.0提供了一种高强度高透光亚克力板材及其制备方法通过纳米碳酸钙，纳米石墨烯，纳米碳化硅与萤石粉的作用下结合玻璃纤维片具有强度高，透明性高的优点，但其价格昂贵，不适合大规模推广使用。
技术实现要素：
5.为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种高性能亚克力板材，原料包括：按重量份计，聚甲基丙烯酸甲酯82-95份，有机纳米微球4-8份，丙烯酸酯5-10份，聚合磷酸铝0.05-0.08份，偶氮二异丁腈0.5-1份，色素3-7份，助剂2-5份。
6.聚甲基丙烯酸甲酯
7.所述聚甲基丙烯酸甲酯又称有机玻璃，常用作玻璃的替代品，但由于其抗冲击性能强、自重轻等优异性能，其使用范围更广。被广泛应用于标牌灯箱等方面。
8.优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯平均分子量为60000-150000。
9.更优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯包括第一聚甲基丙烯酸甲酯和第二聚甲基丙烯酸甲酯。所述第一聚甲基丙烯酸甲酯和第二聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为(3-5)：(5-8)。
10.优选的，所述第一聚甲基丙烯酸甲酯的平均分子量为65000-80000。
11.优选的，所述第二聚甲基丙烯酸甲酯的平均分子量为120000-140000。
12.有机纳米微球
13.优选的，所述有机纳米微球为有机硅纳米微球与聚苯乙烯交联微球复配。
14.作为更进一步的一种优选的技术方案，所述有机硅纳米微球与聚苯乙烯交联微球复配质量比为(0.5-1)：1。
15.优选的，所述有机硅纳米微球为笼型聚倍半硅氧烷。
16.所述有机纳米微球能够调节的聚甲基丙烯酸甲酯扩散层，使产品获得更好的透光率、雾度和光扩散效果。所述有机纳米微球细小透明球体，射入的光线经过其多次的光线折
射，均匀的分散，降低光的损失，起到了匀光，透光的作用。
17.丙烯酸酯
18.优选的，所述丙烯酸酯包括甲基丙烯酸乙酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸丙烯酯。所述甲基丙烯酸乙酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸丙烯酯的质量比为(5-7)：(3-5)：(0.1-0.3)。
19.聚合磷酸铝
20.优选的，所述聚合磷酸铝为改性三聚磷酸铝。
21.优选的，所述改性三聚磷酸铝中p2o5含量为45-55％，所述al2o3含量为10-15％，所述zno含量为15-25％。
22.色素
23.优选的，所述色素为有机天然色素。
24.所述色素来源于天然成分，不仅无毒且着色力优越，上色效果好，染色均匀。
25.助剂
26.优选的，所述助剂包括光稳定剂，热稳定剂，分散剂。
27.作为更进一步的一种优选的技术方案所述光稳定剂：热稳定剂：分散剂按质量比(3-4)：(2-3)：(1-2)复配。
28.优选的，所述光稳定剂包括苯丙三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类、邻羟基二苯甲酮类的一种或几种。
29.作为更进一步的一种优选的技术方案，所述光稳定剂为苯丙三唑类光稳定剂。
30.优选的，所述热稳定剂包括金属皂类、有机锡类、亚磷酸酯类中的一种或几种。
31.作为更进一步的一种优选的技术方案，所述热稳定剂为硫醇型有机锡类热稳定剂。
32.优选的，所述分散剂包括乙烯基双硬脂酰胺、乙烯共聚物、硬脂酸镁、季戊四醇硬脂酸酯的一种或几种。
33.作为更进一步的一种优选的技术方案，所述分散剂为乙烯共聚物。
34.优选的，所述乙烯共聚物为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。
35.优选的，所述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物中vac含量为12-17wt％，所述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物在120℃下的熔体粘度为1200-1500mm2/s。
36.所述助剂一方面能够降低产品的制备难度，另一方面还能帮助提高产品性能，延长产品的使用周期，改善产品质量。
37.优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯和分散剂的质量比为(82-87)：(0.7-0.9)。
38.本发明的第二个方面提供了一种高性能亚克力板材的制备方法，包括以下步骤：按配方称取各个组分，分别干燥混合均匀，将混合物放入双螺杆挤出机注塑成光扩散板，对光扩散板进行去毛刺抛光处理得到高性能亚克力板材。
39.优选的，所述挤出机的温度为200-300℃，所述挤出机的转速为30-50r/min。
40.作为更进一步的一种优选的技术方案，所述挤出机的温度为230-280℃。
41.本发明通过选择特定的组分和含量制备的一种高性能亚克力板材不仅具有很好的雾度，极高的透光率和良好的光扩散效果；而且其抗冲击性能和耐热性能也极为优异。推测是由于射入的光线穿过有机纳米微球，利用有机纳米微球本身材质的折射率与基材的折
射率的差异，扩大了发光面，使点光源变成面光源，降低了光的损失极少，起到了匀光，透光的效果。除此之外，si-o交替连接的硅氧骨架组成的无机内核，能抑制聚合物分子的链运动而赋予材料良好的热稳定性、力学性能。另一方面特定分散剂等助剂的选择也进一步辅助有机纳米微球提高其光扩散效果，改善了其综合性能。
42.有益效果：
43.1)本发明制备的一种高性能亚克力板材具有很好的雾度，极高的透光率和良好的光扩散效果。
44.2)本发明制备的一种高性能亚克力板材不仅具备良好的光学性能，而且其力学性能尤其是抗冲击性能和耐热性能也极为优异。
45.3)本发明制备的一种高性能亚克力板材及其制备方法采用有机天然色素，不仅无毒且着色力优越，而且从内到外颜色一致，可进行各种机械及人工加工。
46.4)本发明制备的一种高性能亚克力板材及其制备方法制作简单，成本低，延续性好。
具体实施方式
47.下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
48.另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
49.实施例
50.实施例1
51.一种高性能亚克力板材，原料包括：按重量份计，聚甲基丙烯酸甲酯85份，有机纳米微球6.5份，丙烯酸酯8份，聚合磷酸铝0.07份，偶氮二异丁腈0.7份，色素5.5份，助剂3份。
52.所述聚甲基丙烯酸甲酯包括第一聚甲基丙烯酸甲酯和第二聚甲基丙烯酸甲酯。所述第一聚甲基丙烯酸甲酯的平均分子量为70000。所述第二聚甲基丙烯酸甲酯的平均分子量为130000。所述第一聚甲基丙烯酸甲酯和第二聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为4：7。所述聚甲基丙烯酸甲酯均购自安捷伦有限公司。
53.所述有机纳米微球为有机硅纳米微球与聚苯乙烯交联微球复配。
54.所述有机硅纳米微球与聚苯乙烯交联微球复配质量比为0.8：1。
55.所述有机硅纳米微球为笼型聚倍半硅氧烷。所述笼型聚倍半硅氧烷为十二苯基笼型聚倍半硅氧烷(cas号：18923-59-6)。
56.所述有机硅纳米微球购自西安齐岳生物；所述聚苯乙烯交联微球上海谱振生物科技有限公司。
57.所述丙烯酸酯包括甲基丙烯酸乙酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸丙烯酯。所述甲基丙烯酸乙酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸丙烯酯的质量比为6：4：0.2。
58.所述聚合磷酸铝为改性三聚磷酸铝。所述改性三聚磷酸铝中p2o5含量为48-52％，所述al2o3含量为11-15％，所述zno含量为18-22％。所述聚合磷酸铝购自石家庄市鑫盛化工有限公司，型号：modifiedepmc-ii。
59.所述色素为有机天然色素。所述有机天然色素为姜黄色素。
60.所述助剂包括光稳定剂，热稳定剂，分散剂。所述光稳定剂：热稳定剂：分散剂按质量比3：3：2复配。
61.所述光稳定剂为苯丙三唑类光稳定剂。所述光稳定剂为1,2,3-苯并三唑。
62.所述热稳定剂为硫醇型有机锡类热稳定剂。所述热稳定剂为硫醇甲基锡。
63.所述分散剂为乙烯共聚物。所述乙烯共聚物为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。所述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物中vac含量为14wt％，所述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物在120℃下的熔体粘度为1300mm2/s。所述分散剂购自上海粒诺新材料科技有限公司。
64.一种高性能亚克力板材的制备方法，包括以下步骤：按配方称取各个组分，分别干燥混合均匀，将混合物放入双螺杆挤出机注塑成光扩散板，对光扩散板进行去毛刺抛光处理得到高性能亚克力板材。
65.所述挤出机一段、二段、三段的温度为275℃，所述挤出机四段、五段的温度为235℃，所述挤出机的转速为52r/min。
66.实施例2
67.一种高性能亚克力板材，原料包括：按重量份计，聚甲基丙烯酸甲酯82份，有机纳米微球4份，丙烯酸酯5份，聚合磷酸铝0.05份，偶氮二异丁腈0.5份，色素5份，助剂5份。
68.所述聚甲基丙烯酸甲酯包括第一聚甲基丙烯酸甲酯和第二聚甲基丙烯酸甲酯。所述第一聚甲基丙烯酸甲酯的平均分子量为70000。所述第二聚甲基丙烯酸甲酯的平均分子量为130000。所述第一聚甲基丙烯酸甲酯和第二聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为4：7。所述聚甲基丙烯酸甲酯均购自安捷伦有限公司。
69.所述有机纳米微球为有机硅纳米微球与聚苯乙烯交联微球复配。
70.所述有机硅纳米微球与聚苯乙烯交联微球复配质量比为0.5：1。
71.所述有机硅纳米微球为笼型聚倍半硅氧烷。所述笼型聚倍半硅氧烷为十二苯基笼型聚倍半硅氧烷(cas号：18923-59-6)。
72.所述有机硅纳米微球购自西安齐岳生物；所述聚苯乙烯交联微球上海谱振生物科技有限公司。
73.所述丙烯酸酯包括甲基丙烯酸乙酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸丙烯酯。所述甲基丙烯酸乙酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸丙烯酯的质量比为6：4：0.2。
74.所述聚合磷酸铝为改性三聚磷酸铝。所述改性三聚磷酸铝中p2o5含量为48-52％，所述al2o3含量为11-15％，所述zno含量为18-22％。所述聚合磷酸铝购自石家庄市鑫盛化工有限公司，型号：modifiedepmc-ii。
75.所述色素为有机天然色素。所述有机天然色素为姜黄色素。
76.所述助剂包括光稳定剂，热稳定剂，分散剂。所述光稳定剂：热稳定剂：分散剂按质量比4：2：1复配。
77.所述光稳定剂为苯丙三唑类光稳定剂。所述光稳定剂为1,2,3-苯并三唑。
78.所述热稳定剂为硫醇型有机锡类热稳定剂。所述热稳定剂为硫醇甲基锡。
79.所述分散剂为乙烯共聚物。所述乙烯共聚物为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。所述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物中vac含量为14wt％，所述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物在120℃下的熔体粘度为1300mm2/s。所述分散剂购自上海粒诺新材料科技有限公司。
80.一种高性能亚克力板材的制备方法，包括以下步骤：按配方称取各个组分，分别干
燥混合均匀，将混合物放入双螺杆挤出机注塑成光扩散板，对光扩散板进行去毛刺抛光处理得到高性能亚克力板材。
81.所述挤出机一段、二段、三段的温度为275℃，所述挤出机四段、五段的温度为235℃，所述挤出机的转速为52r/min。
82.实施例3
83.一种高性能亚克力板材，原料包括：按重量份计，聚甲基丙烯酸甲酯88份，有机纳米微球8份，丙烯酸酯10份，聚合磷酸铝0.08份，偶氮二异丁腈1份，色素7份，助剂4份。
84.所述聚甲基丙烯酸甲酯包括第一聚甲基丙烯酸甲酯和第二聚甲基丙烯酸甲酯。所述第一聚甲基丙烯酸甲酯的平均分子量为70000。所述第二聚甲基丙烯酸甲酯的平均分子量为130000。所述第一聚甲基丙烯酸甲酯和第二聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为4：7。所述聚甲基丙烯酸甲酯均购自安捷伦有限公司。
85.所述有机纳米微球为有机硅纳米微球与聚苯乙烯交联微球复配。
86.所述有机硅纳米微球与聚苯乙烯交联微球复配质量比为1：1。
87.所述有机硅纳米微球为笼型聚倍半硅氧烷。所述笼型聚倍半硅氧烷为十二苯基笼型聚倍半硅氧烷(cas号：18923-59-6)。
88.所述有机硅纳米微球购自西安齐岳生物；所述聚苯乙烯交联微球上海谱振生物科技有限公司。
89.所述丙烯酸酯包括甲基丙烯酸乙酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸丙烯酯。所述甲基丙烯酸乙酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸丙烯酯的质量比为6：4：0.2。
90.所述聚合磷酸铝为改性三聚磷酸铝。所述改性三聚磷酸铝中p2o5含量为48-52％，所述al2o3含量为11-15％，所述zno含量为18-22％。所述聚合磷酸铝购自石家庄市鑫盛化工有限公司，型号：modifiedepmc-ii。
91.所述色素为有机天然色素。所述有机天然色素为姜黄色素。
92.所述助剂包括光稳定剂，热稳定剂，分散剂。所述光稳定剂：热稳定剂：分散剂按质量比3：4：2复配。
93.所述光稳定剂为苯丙三唑类光稳定剂。所述光稳定剂为1,2,3-苯并三唑。
94.所述热稳定剂为硫醇型有机锡类热稳定剂。所述热稳定剂为硫醇甲基锡。
95.所述分散剂为乙烯共聚物。所述乙烯共聚物为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。所述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物中vac含量为14wt％，所述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物在120℃下的熔体粘度为1300mm2/s。所述分散剂购自上海粒诺新材料科技有限公司。
96.一种高性能亚克力板材的制备方法，包括以下步骤：按配方称取各个组分，分别干燥混合均匀，将混合物放入双螺杆挤出机注塑成光扩散板，对光扩散板进行去毛刺抛光处理得到高性能亚克力板材。
97.所述挤出机一段、二段、三段的温度为275℃，所述挤出机四段、五段的温度为235℃，所述挤出机的转速为52r/min。
98.实施例4
99.一种高性能亚克力板材，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述热稳定剂为月桂酸二丁基锡。
100.对比例1
101.一种高性能亚克力板材，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述有机纳米微球为聚苯乙烯交联微球。
102.对比例2
103.一种高性能亚克力板材，具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于所述分散剂为石蜡。
104.性能测试
105.1.光学行性能:透光率和雾度均采用astmd1003标准，选用c光源，用积分球透光率雾度仪测试。
106.2.抗冲击强度采用iso6603-2标准，测试制品落球冲击强度。
107.3.热变形温度采用astmd648标准，测试设备为热变形/维卡试验机。
108.表1
[0109] 透光率(％)雾度(％)抗冲击强度(j/m)热变形温度实施例1978932122实施例2968730120实施例3958830121实施例4938527116对比例1857921109对比例2888324118
[0110]
通过上述性能测试结果可知本发明实施例1-4一种高性能亚克力板材不仅具有很好的雾度，极高的透光率和良好的光扩散效果；而且其抗冲击性能和耐热性能也极为优异。对比实施例1与对比例可知，本发明优选的各种组分之间相互配合，不仅有效改善了其光学性能，还提升了其力学性能。
[0111]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。