專利名稱:一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，具體涉及一種紫外防護(hù)透明塑料 塑料制備方法。
背景技術(shù)：
紫外防護(hù)材料是一個(gè)較為重要的功能性材料類型，特別賦予有機(jī)透明材料紫外變 色防護(hù)功能。在塑料的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，透明塑料有著十分廣泛的用途，特別是在汽車工業(yè) 以及防護(hù)設(shè)備方面有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其中以甲基丙烯酸甲基(有機(jī)玻璃，以下簡(jiǎn)稱為PMMA)歷 史最為悠久也最為廣泛，聚碳酸酯(以下簡(jiǎn)稱為PC)綜合性能最為優(yōu)良，透明ABS則最為特 別。利用這些透明塑料制備紫外光防護(hù)材料的方法也有多種，其中最為常見(jiàn)的就是通過(guò)表 面涂膜的方式賦予其紫外光變色層，用于制造有透光要求的紫外防護(hù)裝備。在汽車工業(yè)發(fā) 展迅速的時(shí)代，車窗有機(jī)化是必然趨勢(shì)，其紫外防護(hù)性能也是一個(gè)較為重要的技術(shù)性問(wèn)題。
但是目前的涂膜方法有諸多缺陷，由于變色層在透明塑料的表層易于磨損剝落， 同時(shí)直接暴露在表層易于發(fā)生老化失效。另一種利用輔助高分子膜覆蓋的方法又存在粘接 不夠牢固等不利因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種融為一體，耐老化的紫外防護(hù)透明塑料的制備方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在 于，其步驟為
步驟1、按下述重量百分配比備料
透明樹(shù)脂95%-^ 99%,[0008]熱穩(wěn)定劑0. 2%- 1. 5%,[0009]光穩(wěn)定劑0. 3%- 1. 5%,[0010]助劑0. 2%- 1%,[0011]紫外變色防護(hù)劑0. 3%- 1%,[0012]色粉0 0.01% ；
步驟2、將步驟1中的所有原料投入高速混合機(jī)中混合均勻；
步驟3、經(jīng)低剪切分散型雙螺桿機(jī)擠出造粒，在80 110°C干燥后得到紫外防護(hù)透 明塑料。
其中，步驟1所述透明樹(shù)脂為聚碳酸酯(以下簡(jiǎn)稱為PC)、甲基丙烯酸甲基(以下 簡(jiǎn)稱為PMMA)、或透明ABS中的一種。
步驟1所述熱穩(wěn)定劑為四(β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯 (以下簡(jiǎn)稱為抗氧劑1010)和(ο，4 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯)(以下簡(jiǎn)稱為抗氧劑168) 的一種或混合物。
所述混合物中，四(β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯和G2，4二叔丁基苯基)亞磷酸三酯)的重量比為1 3 1 1。
步驟1所述光穩(wěn)定劑為2- ’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑(以下簡(jiǎn)稱為UV-P) 和/或雙0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(使用的是CIBA公司生產(chǎn)的N-烷基化 類光穩(wěn)定劑TINUV 770)。
步驟1所述助劑為助劑為N，N'-亞乙基雙硬脂酰胺(以下簡(jiǎn)稱為EBS)和/或 硬脂酸四季戊四醇酯(以下簡(jiǎn)稱為GLYC0LUBE-P)的一種或其混合物。其主要作用是提高 加工性能。
步驟1所述紫外變色防護(hù)劑選自螺吡喃類接枝物，其主要針對(duì)三種不同透明體系 來(lái)制備。通過(guò)溶液共聚得到含基體樹(shù)脂相同結(jié)構(gòu)單元的丙烯酸二元共聚物。然后通過(guò)縮合 得到，含有螺吡喃生色團(tuán)的紫外變色防護(hù)劑，具體通過(guò)以下步驟制得
步驟1. 1、稱甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯的單體3克，丙烯酸3克，溶解于40毫升經(jīng) 分子篩浸泡M小時(shí)的無(wú)水四氫呋喃中，形成溶液；
步驟1.2、將溶液倒入250毫升三口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，甘油浴加熱至70°C，添 加偶氮二異丁腈0. 25克，升溫至75°C進(jìn)行聚合反應(yīng)M小時(shí)，在此過(guò)程中連續(xù)電磁攪拌；
步驟1. 3加入帶羧基的螺吡喃化合物2g，繼續(xù)反應(yīng)M小時(shí)；
步驟1.4將溶液倒入到IOOOml去離子水中，過(guò)濾固體干燥即可得到紫外光防護(hù) 劑；為制得不同克數(shù)的紫外光防護(hù)劑上述步驟中的參數(shù)可等比例放大或縮小。
步驟1.3所述帶羧基的螺吡喃化合物的制備方法可參考文獻(xiàn)Shuizhu Wu, Jiarong Lu, Fang Zeng, Yanan Chen, and Zhen Tong, ((Photoinduced Formationof Microscopic Ordering and Macroscopic Pattern in Spiropyran-ContainingPolya cryIate-Tetraoctylammonium Bromide Films》，Macromolecules, Vol. 40, No. 14,2007 5060-5066
步驟1所述色粉為碳黑，或鐵紅，或靛蘭，或鉻黃。主要作用是使制品獲得商業(yè)品 需要的底色。
步驟2所述混合均勻是指在100 400rpm/min條件下充分?jǐn)嚢?0 40s。
步驟3所述低剪切分散型雙螺桿機(jī)為40 1，螺桿轉(zhuǎn)速在100 500轉(zhuǎn)/分鐘，其 雙螺桿擠出工作溫度為一區(qū)130°C 洸0°C，二區(qū)140°C 270°C，三區(qū)150°C ，四區(qū) 150°C 280°C，五區(qū) 150°C 280°C，六區(qū) 150°C 280°C，七區(qū) 150°C 280°C，八區(qū) 150°C 280°C，停留時(shí)間1 2分鐘。
本發(fā)明提供的方法與傳統(tǒng)的覆膜方式不同，本發(fā)明在不影響透明塑料的力學(xué)性 能，通過(guò)添加少量的紫外變色防護(hù)劑到基體樹(shù)脂中，使其獲得永久性紫外變色防護(hù)效果，同 時(shí)其紫外變色防護(hù)通過(guò)混煉的方式與基材能很好的相容，不會(huì)出現(xiàn)脫落、析出等問(wèn)題。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)本發(fā)明制備得到的紫外防護(hù)透明塑料由于紫外變色防護(hù)劑 滲透在透明塑料的內(nèi)，因此不會(huì)磨損剝落，也不會(huì)發(fā)生老化失效，同時(shí)不存在粘接不夠牢固 的問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明。以下實(shí)施例中使用的分子篩皆為上海恒業(yè)生 產(chǎn)的IOX分子篩。[0032]實(shí)施例1
步驟1、制備紫外變色防護(hù)劑
步驟1. 1、稱甲基丙烯酸甲酯的單體3克，丙烯酸3克，溶解于40毫升經(jīng)分子篩浸 泡M小時(shí)的無(wú)水四氫呋喃中，形成溶液；
步驟1.2、將溶液倒入250毫升三口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，甘油浴加熱至70°C，添 加偶氮二異丁腈0. 25克，升溫至75°C進(jìn)行聚合反應(yīng)M小時(shí)，在此過(guò)程中連續(xù)電磁攪拌；
步驟1. 3加入帶羧基的螺吡喃化合物2g，繼續(xù)反應(yīng)M小時(shí)；
步驟1. 4將溶液倒入到IOOOml去離子水中，過(guò)濾固體干燥即可得到紫外變色防護(hù) 劑6克；
步驟2、按下述重量百分配比備料
PMMA(國(guó)喬 PMMA CM 205) 98%,
熱穩(wěn)定劑0.4%，
光穩(wěn)定劑0.4%，
EBS0. 2%,
紫外變色防護(hù)劑0.99%，
碳黑0.01%;
所述熱穩(wěn)定劑為抗氧劑1010和抗氧劑168以重量比1 3混合而成的混合物。所 述光穩(wěn)定機(jī)為UV-P和CIBA公司生產(chǎn)的N-烷基化類光穩(wěn)定劑TINUV 770的混合物。
步驟3、將步驟1中的所有原料投入高速混合機(jī)中在lOOrpm/min條件下充分?jǐn)嚢?40s，混合均勻。
步驟4、經(jīng)低剪切分散型雙螺桿機(jī)擠出造粒，在80°C干燥后得到紫外防護(hù)透明塑 料。所述低剪切分散型雙螺桿機(jī)為40 1，螺桿轉(zhuǎn)速在100轉(zhuǎn)/分鐘，其雙螺桿擠出工作溫 度為一區(qū) 130°C，二區(qū) 140°C，三區(qū) 150°C，四區(qū) 150°C，五區(qū) 150°C，六區(qū) 150°C，七區(qū) 150°C， 八區(qū)150°C，停留時(shí)間2分鐘。
所得的塑料粒子可通過(guò)注射，擠出，吹塑等工藝得到滿足各種外形需求的紫外變 色防護(hù)制件。
力學(xué)性能
權(quán)利要求
1. 一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，步驟為 步驟1、按下述重量百分配比備料透明樹(shù)脂95%-^ 99%,熱穩(wěn)定劑0.2%- 1. 5%,光穩(wěn)定劑0.3%- 1. 5%,助劑0.2%- 1%,紫外變色防護(hù)劑0.3%- 1%,色粉0 0.01% ；步驟2、將步驟1中的所有原料投入高速混合機(jī)中混合均勻；步驟3、經(jīng)低剪切分散型雙螺桿機(jī)擠出造粒，在80 110°C干燥后得到紫外防護(hù)透明塑 料，其中，步驟1所述紫外變色防護(hù)劑通過(guò)以下步驟制得步驟1. 1、稱取甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯的單體3克，丙烯酸3克，溶解于40毫升經(jīng)分 子篩浸泡M小時(shí)的無(wú)水四氫呋喃中，形成溶液；步驟1.2、將步驟1. 1所述溶液倒入250毫升三口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，甘油浴加熱至 70°C，添加偶氮二異丁腈0. 25克，升溫至75°C進(jìn)行聚合反應(yīng)M小時(shí)，在此過(guò)程中連續(xù)電磁 攪拌；步驟1. 3、加入帶羧基的螺吡喃化合物2g，繼續(xù)反應(yīng)M小時(shí)；步驟1. 4、將步驟1. 3所述溶液倒入到IOOOml去離子水中，過(guò)濾固體干燥即可得到紫外 變色防護(hù)劑。
2.如權(quán)利要求
1所述的一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，步驟1所述透 明樹(shù)脂為聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯、或透明ABS中的一種。
3.如權(quán)利要求
1所述的一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，步驟1所述熱 穩(wěn)定劑為四(β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯和0，4 二叔丁基苯基) 亞磷酸三酯的一種或混合物。
4.如權(quán)利要求
3所述的一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，所述混合物 中，四(β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯和0，4 二叔丁基苯基)亞磷 酸三酯的重量比為1 3 1 1。
5.如權(quán)利要求
1所述的一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，所述光穩(wěn)定 劑為2-O，-羥基-5，-甲基苯基)苯并三唑和/或雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸 二酸酯。
6.如權(quán)利要求
1所述的一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，步驟1所述助 劑為N，N'-亞乙基雙硬脂酰胺和/或硬脂酸四季戊四醇酯。
7.如權(quán)利要求
1所述的一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，步驟1所述色 粉為碳黑，或鐵紅，或靛蘭，或鉻黃。
8.如權(quán)利要求
1所述的一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，步驟2所述混 合均勻是指在100 400rpm/min條件下充分?jǐn)嚢?0 40s。
9.如權(quán)利要求
1所述的一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，步驟3所述 低剪切分散型雙螺桿機(jī)為40 1，螺桿轉(zhuǎn)速在100 500轉(zhuǎn)/分鐘，其雙螺桿擠出工作溫 度為一區(qū) 130°C 260°C，二區(qū) 140°C 270°C，三區(qū) 150°C 280°C，四區(qū) 150°C 280°C，五區(qū)150°C ^0°C，六區(qū)150°C ^0°C，七區(qū)150°C ，八區(qū)150°C ，停留時(shí)間 1 2分鐘。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種紫外防護(hù)透明塑料的制備方法，其特征在于，其步驟為按下述重量百分配比備料透明樹(shù)脂95％～99％，熱穩(wěn)定劑0.2％～1.5％，光穩(wěn)定劑0.3％～1.5％，助劑0.2％～1％，紫外變色防護(hù)劑0.3％～1％，色粉0～0.01％；將步驟1中的所有原料投入高速混合機(jī)中混合均勻；經(jīng)低剪切分散型雙螺桿機(jī)擠出造粒，在80～110℃干燥后得到紫外防護(hù)透明塑料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)本發(fā)明制備得到的紫外防護(hù)透明塑料由于紫外變色防護(hù)劑滲透在透明塑料的內(nèi)，因此不會(huì)磨損剝落，也不會(huì)發(fā)生老化失效，同時(shí)不存在粘接不夠牢固的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B29B7/00GKCN101367989 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200810041483
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2008年8月7日
發(fā)明者丁超, 周英輝, 李志平, 袁紹彥, 陳廣強(qiáng), 陳延安 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3), 非專利引用 (1),