专利名称：一种高透明复合材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及塑料材料，具体地说，涉及一种高透明塑料复合材料及其制造方法。
背景技术：
ABS树脂具有优异的综合性能，自问世以来得到了广泛的应用，普通ABS由两个不相容的相，即聚丁二烯橡胶接枝共聚物相和SAN树脂相所组成，其不同微相之间折射率的差别造成的光散射效应使材料丧失了透明性。如果粒径足够小，小到可与可见波长相比，则可认为二相在光学上是均一的，于是产品表现为半透明。
为了进一步拓宽ABS树脂的应用范围，在基本保证其原有的优良综合性能的基础上，通过对组成及微结构的设计提高其透明性，制备透明ABS/PMMA树脂。透明ABS/PMMA树脂有着优秀的透光率和良好的加工性能及物理特性，如抗冲击强度和可模塑性。透明ABS/PMMA树脂的综合性能优异，所以能被广泛地用于同时要求透明和强度的产品上，如电子器件、办公自动化设备和玩具。近年来，国内外透明ABS/PMMA树脂的需求增长很快，目前国内透明ABS/PMMA树脂全部依赖进口，潜在市场需求量在8万吨/年以上，随着我国经济的持续高速发展，今后几年我国透明ABS/PMMA树脂市场需求潜力较大，并且将成为世界上透明ABS/PMMA树脂最大的进口国家。
透明ABS/PMMA树脂的设计原理在于保持其微观相分离的高级结构的前提下，通过共混、共聚等手段调节材料的化学结构，降低橡/塑相的折射率差。从而消除光散射效应而实现可见光区透明。一般情况下，当两相折射率相差小于0.009时就可以达到足够的透明度。
近年来，人们对聚甲基丙烯酸甲酯的研究日益加深。聚甲基丙烯酸甲酯具有高度的透明性，制品比同体积无机玻璃制品轻得多。同时又具有一定的耐冲击强度及良好的低温性能，是航空业与光学仪器制造业的重要原料，用其作ABS的透明改性剂，可提高ABS的透明度。
现有技术方案虽然提供了合成生产透明ABS/PMMA的方法，但对生产条件要求比较高，透明效果尚不理想，应需进一步提高。
发明内容
本发明提供了一种高透明复合材料及其制造方法，它可以解决现有技术存在的透明效果尚需进一步提高，以及生产成本高等问题。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种高透明复合材料，其特征在于所述材料包括以下组分，按重量份计，聚甲基丙烯酸甲酯35-50份，丙烯腈-苯乙烯35-40份，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯20-30份，聚乙烯醇0.2-0.8份；分散剂0.1-0.2份，正十二碳硫醇2-6份，增塑剂0.5-1.0份。
在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述的分散剂为十二烷基硫酸钠、亚甲基二萘磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。
在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述的增塑剂为聚乙二醇脂肪酸酯、己二醇二(2-乙基)己酯或聚乙二醇二硬脂酸酯中的一种或几种。
一种高透明复合材料的制造方法，所述方法按下述步骤进行 (1)干燥 将PMMA在为90～100℃的条件下干燥2～4小时，丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯分别在在80～90℃条件下干燥3～5小时。
(2)初混 将聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，以及聚乙烯醇、分散剂、正十二碳硫醇和增塑剂按照规定重量份数比加入到高速混合机中，高速搅拌混料，将各种原辅料混合均匀。
(3)挤出造粒 将上述步骤(2)中所得到的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出料条经过水槽冷却到室温，经过吹风干燥机干燥后，通过切粒机造粒。
所述高速混合机为搅拌式高速混合机。
所述挤出机为挤出机为双螺杆挤出机。
所述挤出机各温区温度为；一段140-170℃；二段180-210℃；三段200-240℃；机头180-230℃。
添加的物质与原材料相容而且折光率相近，如果两款材料的折光率小于0.009，这两款材料共混后一般是透明的。PMMA的折光指数为1.492，AS的折光指数1.56左右，MABS 1.54PMMA、三款材料的折光指数折中在1.54左右。普通ABS由两个不相容的相，即聚丁二烯橡胶共聚物相和SAN树脂相所组成，其不同微相之间折射率的差别造成的光散射效应使材料丧失了透明性。橡胶相粒径大小和两相折射率的差值，决定了ABS的透明性。如果橡胶相粒径足够小，小到可与可见波长相比，则可认为二相在光学上是均一的，于是产品表现为透明。透明ABS树脂的设计原理在于保持其微观相分离的高级结构的前提下，通过共混的手段调节材料的化学结构，降低橡/塑相的折射率差。从而消除光散射效应而实现可见光区透明。一般情况下，当两相折射率相差小于0.009时就可以达到足够的透明度。本发明中利用MABS来作为ABS的基础组成成分，降低了橡胶相含量，利用MABS来作为ABS的基础组成成分。采用AS、PMMA和MABS三组分共混的方式，将折光指数相近的三种原料结合在一起制造透明材料。在加工过程中利用分散剂以及增塑剂，改善混合体系的流动性和加工稳定性，提高材料的加工性能，并使材料的混合均匀，使透明ABS/PMMA的制备方法更加简单实用，而且材料的性能变化不大。本发明是采用共混方法制备，可以适用于现在有双螺杆挤出机的客户直接上线生产，因而降低了成本。与传统的生产方法相比，工艺、设备简单，减少了生产成本。
图1是本发明高透明复合材料及其制造流程示意图。
具体实施例方式 实施例1 PMMA35份、AS40份、MABS25份、聚乙烯醇0.5份、十二烷基硫酸钠0.2份、正十二碳硫醇4份、PEG 400DS 0.8份。
实施例2 PMMA37份、AS37份、MABS26份、聚乙烯醇0.5份、亚甲基二萘磺酸钠0.15份、正十二碳硫醇5份、PEG 400DS 0.8份。
实施例3 PMMA40份、AS40份、MABS20份、聚乙烯醇0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.1份、正十二碳硫醇4份、PEG 400D S 0.8份。
实施例4 PMMA42份、AS25份、MABS25份、聚乙烯醇0.5份、十二烷基硫酸钠0.2份、正十二碳硫醇4份、聚乙二醇二硬脂酸酯0.5份。
实施例5 PMMA48份、AS20份、MABS30份、聚乙烯醇0.5份、十二烷基硫酸钠0.185份、正十二碳硫醇4份、己二醇二(2-乙基)己酯1.0份。
实施例6 PMMA50份、AS20份、MABS30份、聚乙烯醇0.6份、十二烷基硫酸钠0.175份、正十二碳硫醇6份、PEG 400DS 0.75份。
实施例7 PMMA50份、AS20份、MABS30份、聚乙烯醇0.6份、十二烷基硫酸钠0.1份、正十二碳硫醇4.8份、PEG 400DS 0.65份。
实施例8 PMMA45份、AS25份、MABS25份、聚乙烯醇0.4份、十二烷基硫酸钠0.1份、正十二碳硫醇3.75份、PEG 400DS 0.85份。
参见图1，上述实施例的制造方法按下述步骤进行 (1)干燥 将PMMA在为90～100℃的条件下干燥2～4小时，丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯分别在在80～90℃条件下干燥3～5小时。
(2)初混 将聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，以及聚乙烯醇、分散剂、正十二碳硫醇和增塑剂按照规定重量份数比加入到高速混合机中，高速搅拌混料，将各种原辅料混合均匀。
(3)挤出造粒 将上述步骤(2)中所得到的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出料条经过水槽冷却到室温，经过吹风干燥机干燥后，通过切粒机造粒。
所述高速混合机为搅拌式高速混合机。
所述挤出机为挤出机为双螺杆挤出机。
所述挤出机各温区温度为；一段140-170℃；二段180-210℃；三段200-240℃；机头180-230℃。
实施例1-8的性能指标 相关测试标准 拉仲强度ISO 527，断裂伸长率ISO 527，弯曲强度ISO 178，简支梁无缺口冲击强度ISO 179，透光率GB 2140-80。
从上述实验数据表明，本发明的透光率在75-88之间，明显优于现有技术。
本发明的材料主要是采用共混方法制备，可以在现在有的双螺杆挤出机上直接上线生产，可以降低生产成本。
上述英文简写表示对应 PMMA聚甲基丙烯酸甲酯 AS丙烯腈-苯乙烯 MABS甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 PEG聚乙二醇脂肪酸酯 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，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改型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。
权利要求
1.一种高透明复合材料，其特征在于所述材料包括以下组分，按重量份计，聚甲基丙烯酸甲酯35-50份，丙烯腈-苯乙烯35-40份，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯20-30份，聚乙烯醇0.2-0.8份，分散剂0.1-0.2份，正十二碳硫醇2-6份，增塑剂0.5-1.0份。
2.根据权利要求1所述的一种透明ABS/PMMA材料，其特征在于所述的分散剂为十二烷基硫酸钠、亚甲基二萘磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种高透明复合材料，其特征在于所述的增塑剂为聚乙二醇脂肪酸酯、己二醇二(2-乙基)己酯或聚乙二醇二硬脂酸酯中的一种或几种。
4.一种高透明复合材料的制造方法，其特征在于所述方法按下述步骤进行，
(1)干燥
将PMMA在90～100℃的条件下干燥2～4小时，丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯分别在在80～90℃条件下干燥3～5小时；
(2)初混
将聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，以及聚乙烯醇、分散剂、正十二碳硫醇和增塑剂按照规定重量份数比加入到高速混合机中，高速搅拌混料，将各种原辅料混合均匀；
(3)挤出造粒
将上述步骤(2)中所得到的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出料条经过水槽冷却到室温，经过吹风干燥机干燥后，通过切粒机造粒。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述高速混合机为搅拌式高速混合机。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述挤出机为挤出机为双螺杆挤出机。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述挤出机各温区温度为；一段140-170℃；二段180-210℃；三段200-240℃；机头180-230℃。
全文摘要
本发明提供了一种高透明复合材料及其制造方法，它可以解决现有技术存在的透明效果尚需进一步提高，以及生产成本高等问题。本发明的技术方案是，所述材料包括以下组分，按重量份计，聚甲基丙烯酸甲酯35-50份，丙烯腈-苯乙烯35-40份，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯20-30份，聚乙烯醇0.2-0.8份；分散剂0.1-0.2份，正十二碳硫醇2-6份，增塑剂0.5-1.0份。实验数据表明，本发明的透光率为75-88之间，大大优于现有技术。
文档编号B29B9/06GK101781438SQ20101010800
公开日2010年7月21日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者王爱国, 陈广龙, 王龙 申请人:青岛国恩科技发展有限公司