本發(fā)明屬于高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種pmma/asa復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：pmma(polymericmethylmethacrylate)即聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱“有機(jī)玻璃”、“亞克力”，具有極佳的透光性能、力學(xué)性能和高著色性，優(yōu)異的耐老化性和耐候性，化學(xué)性能穩(wěn)定，能耐低濃度的酸、堿等一般化學(xué)腐蝕；pmma還具有質(zhì)輕、價(jià)廉，易于成型等優(yōu)點(diǎn)。它的成型方法有澆鑄，射出成型，機(jī)械加工、熱成型等。尤其射出成型，可以大批量生產(chǎn)，制程簡(jiǎn)單，成本低。因此，它的應(yīng)用日趨廣泛，可用于儀器儀表零件、汽車車燈、光學(xué)鏡片、透明管道等領(lǐng)域。但pmma性脆，磕碰或鋸切時(shí)切口易造成大塊裂紋和崩角，落錘沖擊性能較低，表面硬度低，易于被擦傷而失去光澤。asa(acrylonitrile-styrene-acrylatecopolymer)，也稱aas樹脂，是一種由丙烯腈(acrylonitile)、苯乙烯(styrene)、丙烯酸酯橡膠(acrylatematerial，acm)組成的無定型三元聚合物，屬于抗沖改性樹脂，其化學(xué)結(jié)構(gòu)與abs樹脂相似，由于引入不含雙鍵的丙烯酸酯橡膠取代了丁二烯橡膠，因此asa在保持優(yōu)異的柔韌性時(shí)還擁有優(yōu)良的耐候性，只有波長(zhǎng)在300nm以下的光波才能對(duì)asa樹脂起老化作用，其耐候性有了本質(zhì)的改善(比abs高出10倍左右)，且由于其結(jié)構(gòu)中含有腈基，因此具有極強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性。但是asa的缺點(diǎn)是表面硬度不夠高，耐劃傷性和耐磨擦性不好。由于pmma樹脂和asa樹脂皆具有優(yōu)異的耐候性能，兩者的合金材料同樣也具有優(yōu)異的耐候性。但現(xiàn)有技術(shù)中，該合金材料具有強(qiáng)度低、不耐刮擦，光澤度差的缺點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種pmma/asa復(fù)合材料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有pmma/asa復(fù)合材料的強(qiáng)度、耐磨擦性和韌性差，整體性能不平衡的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：本發(fā)明一方面提供一種pmma/asa復(fù)合材料，以所述pmma/asa復(fù)合材料的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述pmma/asa復(fù)合材料包括如下質(zhì)量百分含量的成分：本發(fā)明另一方面提供一種上述pmma/asa復(fù)合材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟：按照上述pmma/asa復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料；將所述混合物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出造粒。本發(fā)明提供的pmma/asa復(fù)合材料，pmma可與asa性能互補(bǔ)，保持原有的耐化學(xué)腐蝕性、耐候性，同時(shí)使得復(fù)合材料整體性能剛韌平衡，而光穩(wěn)定劑與色粉的加入可起到很大的防老化的作用，增韌劑和耐刮擦劑的加入使本復(fù)合材料既具有高強(qiáng)度高耐刮擦性，又具有一定的韌性?？傊?，該pmma/asa復(fù)合材料的配方中所含的成分及其含量之間通過協(xié)同作用，共同使該復(fù)合材料即最大限度地保持良好的光澤度和透光度，同時(shí)整體性能剛韌平衡、強(qiáng)度高、耐刮擦性、有韌性、外觀靚麗，非常適合用于汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)和其它戶外用品等領(lǐng)域。本發(fā)明提供的pmma/asa復(fù)合材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單易行，成本低，最終制得的pmma/asa復(fù)合材料整體性能剛韌平衡，強(qiáng)度高、耐刮擦性、有韌性，外觀靚麗，非常適合用于汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)和其它戶外用品等領(lǐng)域。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種pmma/asa復(fù)合材料，以該pmma/asa復(fù)合材料的總質(zhì)量為100％計(jì)，其包括如下質(zhì)量百分含量的成分：該pmma/asa復(fù)合材料的配方中所含的成分及其含量之間通過協(xié)同作用，共同使該復(fù)合材料即最大限度地保持良好的光澤度和透光度，同時(shí)整體性能剛韌平衡、強(qiáng)度高、耐刮擦性、有韌性、外觀靚麗，非常適合用于汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)和其它戶外用品等領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的pmma/asa復(fù)合材料中，pmma含量為49-82％，具體可為49％、50％、55％、60％、70％、82％；在該范圍內(nèi)的pmma，使pmma/asa復(fù)合材料既保持應(yīng)有的力學(xué)強(qiáng)度，變形小，又使其耐候性能達(dá)到最佳。優(yōu)選地，pmma的平均分子量為10-30萬，且pmma中的甲基丙烯酸甲酯(mma)含量為98-100％。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，pmma的分子量在一定范圍內(nèi)時(shí)可提供最佳的性能，在本發(fā)明實(shí)施例的pmma平均分子量和mma含量條件下，pmma的透明度優(yōu)良，有突出的耐老化性。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的pmma/asa復(fù)合材料中，asa含量為10-25％，具體可為10％、15％、20％、25％；在該范圍內(nèi)的asa，可與pmma充分互補(bǔ)，顯著提高復(fù)合材料的柔韌性和耐候性兩種特性。優(yōu)選地，asa的粒徑范圍為300nm-500nm，且asa中的丙烯酸酯橡膠含量為5-25％。在該粒徑范圍和丙烯酸酯橡膠含量范圍內(nèi)，asa與pmma以及其他輔助材料充分分散，使asa和pmma性能互補(bǔ)狀態(tài)達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的pmma/asa復(fù)合材料中，增韌劑含量為5-20％，具體可為5％、10％、15、20％；在該含量范圍內(nèi)的增韌劑，顯著提高pmma/asa復(fù)合材料韌性和承載強(qiáng)度，以及抗沖擊性能。優(yōu)選地，增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(mbs)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)中的至少一種。mbs和abs都是三元聚合物的抗沖擊改性劑，折光系數(shù)與pmma相近，該優(yōu)選的增韌劑，既使pmma/asa復(fù)合材料抗沖擊性能達(dá)到最優(yōu)，又不影響其光澤度。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的pmma/asa復(fù)合材料中，抗氧劑含量為0.2-0.4％，具體可為0.2％、0.3％、0.4％；在該含量范圍內(nèi)的抗氧劑，可顯著阻止pmma/asa復(fù)合材料的老化并延長(zhǎng)其使用壽命。優(yōu)選地，該抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯和亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，且β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯和亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的質(zhì)量比范圍為：(1:1)-(3:1)，該優(yōu)選的抗氧劑，使pmma/asa復(fù)合材料的抗氧化性能達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的pmma/asa復(fù)合材料中，光穩(wěn)定劑含量為0.3-0.6％，具體為0.3％、0.4％、0.5％、0.6％；在該范圍內(nèi)的光穩(wěn)定劑，可顯著排除或減緩光pmma/asa復(fù)合材料的化學(xué)反應(yīng)可能性，阻止或延遲光老化的過程。優(yōu)選地，光穩(wěn)定劑為紫外線吸收劑，且紫外線吸收劑包括鄰羥基二苯甲酮類、苯并三唑類、水楊酸酯類、三嗪類和取代丙烯腈類中的至少一種。該優(yōu)選的光穩(wěn)定劑，使pmma/asa復(fù)合材料的穩(wěn)定性達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的pmma/asa復(fù)合材料中，耐刮擦劑的含量為1-2％，具體為1％、1.5％、2％；在該范圍內(nèi)的耐刮擦劑，可顯著提高pmma/asa復(fù)合材料的耐刮擦性能。優(yōu)選地，耐刮擦劑為硅酮母粒，其使pmma/asa復(fù)合材料的耐刮擦性能最佳。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的pmma/asa復(fù)合材料中，色粉的含量為1-2％，具體為1％、1.5％、2％；在該范圍內(nèi)的色粉，即保持pmma/asa復(fù)合材料的美觀和商品價(jià)值，又顯著提高其性能穩(wěn)定性。優(yōu)選地，色粉選擇炭黑，國(guó)際上，根據(jù)炭黑的著色能力，通常分為三類，即高色素炭黑，中色素炭黑和低色素炭黑；本實(shí)施例炭黑為高色素炭黑，高色素炭黑可使pmma/asa復(fù)合材料的光澤度和黑度更優(yōu)。具體地，本發(fā)明實(shí)施例的pmma/asa復(fù)合材料中，加工助劑含量0.5-1％，具體為0.5％、0.7％、0.8％、1％；在該范圍內(nèi)的加工助劑，即可保持pmma/asa復(fù)合材料制備時(shí)良好的熔體強(qiáng)度和熔體粘度。工業(yè)化使用的加工助劑可以分為四大類：通用型、高效型、高熔體強(qiáng)度型以及潤(rùn)滑型。通用型加工助劑可以提供平衡的熔體強(qiáng)度和熔體粘度。高效型加工助劑要比通用型加工助劑產(chǎn)生更高的熔體強(qiáng)度，這主要緣于它們更高的聚合物分子量。除此之外，這種類型的加工助劑能改善熔體的均一性和加工速率，即使在高充氣體系如管道產(chǎn)品配方中，這種加工助劑也能夠提供給最終制品更好的表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性控制。聚合物類型的潤(rùn)滑劑也就是我們所說的潤(rùn)滑型加工助劑，它可以改善熔體加工性能、金屬熱脫模、減少熔體破裂以及提高加工效率。本實(shí)施例中，優(yōu)選潤(rùn)滑型加工助劑。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種pmma/asa復(fù)合材料的制備方法。該制備方法包括如下步驟：s01：按照上述pmma/asa復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料；s02：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出造粒。該pmma/asa復(fù)合材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單易行，成本低，最終制得的pmma/asa復(fù)合材料整體性能剛韌平衡，強(qiáng)度高、耐刮擦性、有韌性，外觀靚麗，非常適合用于汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)和其它戶外用品等領(lǐng)域。優(yōu)選地，上述步驟s02中，該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度為160℃-190℃，二區(qū)溫度為180℃-200℃，三區(qū)溫度為180℃-200℃，四區(qū)溫度為170℃-200℃，機(jī)頭溫度為190℃-210℃，停留時(shí)間為3min-4min，壓力為12mpa-18mpa。在該工藝條件下制得的免噴涂高黑度耐刮擦pmma/asa復(fù)合材料的綜合性能達(dá)到最佳。本發(fā)明先后進(jìn)行過多次試驗(yàn)，現(xiàn)舉一部分試驗(yàn)結(jié)果作為參考對(duì)發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1一種pmma/asa復(fù)合材料，其配方見表1中的實(shí)施例1。該pmma/asa復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：s11：按照表1中實(shí)施例1的pmma/asa復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料。s12：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為180℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為170℃，機(jī)頭溫度為190℃，停留時(shí)間為3min-4min，壓力為15mpa。實(shí)施例2一種pmma/asa復(fù)合材料，其配方見表1中的實(shí)施例2。該pmma/asa復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：s21：按照表1中實(shí)施例2的pmma/asa復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料。s22：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度為170℃，二區(qū)溫度為190℃，三區(qū)溫度為190℃，四區(qū)溫度為180℃，機(jī)頭溫度為200℃，停留時(shí)間為3min-4min，壓力為15mpa。實(shí)施例3一種pmma/asa復(fù)合材料，其配方見表1中的實(shí)施例3。該pmma/asa復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：s31：按照表1中實(shí)施例3的pmma/asa復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料。s32：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度為180℃，二區(qū)溫度為200℃，三區(qū)溫度為200℃，四區(qū)溫度為190℃，機(jī)頭溫度為210℃，停留時(shí)間為3min-4min，壓力為15mpa。實(shí)施例4一種pmma/asa復(fù)合材料，其配方見表1中的實(shí)施例4。該pmma/asa復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：s41：按照表1中實(shí)施例4的pmma/asa復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料。s42：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。該雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度為190℃，二區(qū)溫度為200℃，三區(qū)溫度為200℃，四區(qū)溫度為190℃，機(jī)頭溫度為210℃，停留時(shí)間為3min-4min，壓力為15mpa。表1成分(質(zhì)量百分比)實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4pmma(％)8270.660.449asa(％)10152025增韌劑(％)5101520抗氧劑(％)0.20.30.30.4光穩(wěn)定劑(％)0.30.40.50.6耐刮擦劑(％)11.51.52色粉(％)11.51.52加工助劑(％)0.50.70.81性能測(cè)試將上述實(shí)施例1-實(shí)施例4獲得的pmma/asa復(fù)合材料與對(duì)比例(市面上常規(guī)的pmma/asa)按著下述方法進(jìn)行性能測(cè)試，最后的測(cè)試結(jié)果如表2所示。懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按astmd-256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為i型，試樣尺寸(mm)：(63±2)×(12.45±0.2)×(3.1±0.2)；缺口類型為a類，缺口剩余厚度為1.9mm。拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率按astmd-638標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為i型，樣條尺寸(mm)：(176±2)(長(zhǎng))×(12.6±0.2)(端部寬度)×(3.05±0.2)(厚度)，拉伸速度為50mm/min。彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按astmd-790標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為試樣尺寸(mm)：(128±2)×(12.67±0.2)×(3.11±0.2)，彎曲速度為20mm/min。光澤度測(cè)試按gb/t8807-88標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。黑度(l值)測(cè)試按gb/t7921-2008標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。l值越低，my值越高，即黑度值也就越高。表2測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對(duì)比例缺口沖擊強(qiáng)度(j/m)4053758060拉伸強(qiáng)度(mpa)7068625842伸長(zhǎng)率(％)1526303820彎曲強(qiáng)度(mpa)10098908966光澤度(％)9897959490黑度(l值)24.825.125.225.427由表2的數(shù)據(jù)可以看出，本實(shí)施例的pmma/asa復(fù)合材料整體性能剛韌平衡，既具有高強(qiáng)度高耐刮擦性，又具有一定的韌性，與市面上的pmma/asa(對(duì)比例)相比，本實(shí)施例提供的pmma/asa復(fù)合材料強(qiáng)度和韌性更好，同時(shí)具有高光澤高黑度，外觀靚麗，非常適合用于汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)和其它戶外用品等領(lǐng)域。綜合成本和整體性能考慮，按重量配比：pmma60.4％；asa20％；增韌劑15％；抗氧劑0.3％；光穩(wěn)定劑0.5％；耐刮擦劑1.5％；色粉1.5％；加工助劑0.8％；進(jìn)行混合制得的pmma/asa整體性能最佳。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12