一种pmma/pvc合金材料及其制备方法
一种pmma/pvc合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及功能塑料合金的制备领域，具体涉及一种应用于户外领域的具有高耐 候性、高光泽耐刮擦、阻燃抗静电的PMMA/PVC合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙烯(PVC)材料是目前使用最为广泛的塑料材料之一，它具有价格便宜、软硬 可调、阻燃性能好、耐化学腐蚀好、电气性能优异等优点，因而，广泛应用于人们生活的方方 面面。虽然PVC材料具有诸多优点，但是也存在耐气候老化性能差，光泽度低，表面硬度不高 很容易划伤差等缺点，因此未经特殊处理的PVC塑料很难应用于条件苛刻的户外领域。
[0003] 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗称亚克力，是一种具有高透明、超高耐候、高硬度等特 性的工程塑料。PMMA树脂是目前耐候性最好的塑料之一，其长期暴露于在室外条件下，机械 性能基本不会发生变化。此外，PMMA还具有高光泽度、高表面硬度等特点，未经处理的纯 PMMA树脂表面硬度可达2H级别，因而耐划伤能力优异。PMMA因其独特的性能广泛应用在户 外建筑、交通轨道、园艺设备领域。
[0004] 由于PVC的熔融温度与分解温度比较接近，因此，PVC在加工过程中极易分解。为了 塑化均匀，得到性能优异的产品，目前，主流的PVC产品制造工艺是通过双阶机两步法完成。 两步法制备的改性PVC产品综合性能优异，产品质量较稳定，但是两步法也存在加工过程繁 琐，制造成本过高等缺陷。
[0005] 为了改善PVC长期户外老化性能差、光泽度低、不耐刮擦等缺点，将PVC与其他树脂 进行共混改性，可以改善PVC产品的一些缺陷。目前，在已公开的专利中，如中国专利CN 102875920 A中公开了一种用ABS改善PVC光泽度的方法，但是ABS老化性很差，无法应用于 户外环境。又如中国专利CN 101759942 B公开了一种PMMA改性PVC产品，可以得到光洁度较 高、阻燃较好的产品，但是产品整体的冲击强度偏低，耐候性也没得到特殊改善。此外，由于 PMMA和PVC的溶解度参数相差较大，两者相容性不好，得到的材料性能很差;此外，PMMA的加 工温度在200°C以上，而PVC的分解温度在180°C左右，两者的加工温度存在20°C以上的差 异，两者直接低温下共混过机，普通PMMA很难塑化，得到的材料应用性不高。
[0006] 另外，随着国家对建材阻燃等级的要求越来越高，建筑材料阻燃化是未来发展的 趋势之一，随着人民生活水平的提高，对建筑美学效果越来越重视，具有抗静电效果的建筑 材料可以使建筑起到防尘效果，长期保持较好的美学效果。因此，研究一种具有高耐候性、 高光泽耐刮擦、阻燃抗静电的合金材料具有较好的市场前景。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种PMMA/PVC合金材料，制备得到的合金材料具有较高的 户外长期老化性能、表面光泽度高而且耐刮擦、阻燃抗静电等优点，可以应用于要求较高的 户外建材领域。
[0008] 本发明的另一个目的是在于提供上述合金材料的制备方法，该制备方法与传统的 两步法相比，具有工艺流程简单，制造成本低等优势。
[0009]本发明通过下述技术方案来实现：
[0010] 一种PMMA/PVC合金材料，包括如下重量份数的组分： 聚甲基丙烯酸甲酯 40份-60份 聚氯乙烯 20份-40份
[0011] 光亮剂 10份-20份 阻燃剂 7份-20份 抗静电剂 5份-10份。
[0012] 基于流动性的考虑，本发明选择低聚合度的PVC，所述聚氯乙烯PVC的平均聚合度 为400~900。
[0013] 所述聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的相对密度为1 · 18g/cm3-l .20g/cm3,铅笔硬度为2H/ 500g-3H/500g，在230°C、3.8kg条件下，其熔融流动系数为lg/10min-50g/10min，优选熔融 流动系数为15g/10min-30g/10min。由于高粘PMMA分子量过大，塑化温度要求高而且和PVC 的相容性较差，因此，基于PMMA和PVC相容性的考虑，本发明优选低粘PMMA。
[0014] 所述光亮剂是苯乙烯-丙烯腈的共聚物SAN，其相对密度为1.05g/cm3-1.08g/cm3， 在230°C、3.8kg条件下，其熔融流动系数为25 8/〇113-5(^/1〇1^11，优选熔融流动系数为358/ cm3-45g/10min。本发明经过研究发现，光亮剂SAN的熔融流动系数对体系的力学性能和光 泽度有较大影响。若SAN的熔融流动系数高于50g/cm3，会使体系的力学性能过低;若SAN的 熔融流动系数低于25g/cm3,会使体系的韧性下降，光泽度降低明显。因此，综合考虑，本发 明选用的SAN的熔融流动系数为25g/cm3-50g/10min为宜。
[0015] 所述阻燃剂为环保溴系阻燃剂、锑系阻燃协效剂或磷酸酯类阻燃剂中的一种或多 种混合物。环保溴系阻燃剂包括十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化环氧等;锑系阻燃协效剂主 要为锑白；磷酸酯类阻燃剂主要包括磷酸三苯酯、二苯基磷酸酯等。
[0016] 所述抗静电剂为聚醚类型抗静电剂，主要为聚环氧乙烷嵌段共聚物类。
[0017] 本发明所述的一种PMMA/PVC合金材料，按重量份数计，还包括增韧剂1 -10份;相容 剂1 -3份;热稳定剂2-6份;加工润滑剂3-8份;抗氧剂0.3-0.6份;光稳定剂0.3-1份;填料5-10份。
[0018] 所述增韧剂是EVA型增韧剂、EMA型增韧剂、ASA型增韧剂、AES型增韧剂、SAS型增韧 剂、丙烯酸酯类增韧剂或有机硅增韧剂中的一种或多种混合物。
[0019] 所述相容剂为氯化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯化天然橡胶、马来酸酐接枝SEBS、 苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的至少一 种；
[0020] 所述热稳定剂是有机锡稳定剂、钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂中的一种或多 种的混合物；
[0021] 所述加工润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂、石蜡类润滑 剂、酰胺类润滑剂中的一种或多种混合物；
[0022] 所述抗氧剂是受阻酚抗氧剂与硫醚类辅助抗氧剂的复配物；
[0023]所述光稳定剂是受阻苯甲酸酯类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂、苯并三唑类光稳 定剂、二苯甲酮类光稳定剂中的一种或多种混合物；
[0024]所述填料是硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、高岭土中一种或多种的混合物。 [0025]本发明所述的一种PMMA/PVC合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026] (1)按配比称取各组分，将聚氯乙烯和热稳定剂、加工润滑剂在可控温高混机中50 °C~80°C条件下预混5min~lOmin，得到树脂预混料A;
[0027] (2)将聚甲基丙烯酸甲酯、光亮剂、相容剂、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、抗 静电剂和填料加入高混机中与树脂预混料A混合后在80°C~100°C条件下预混10~20min， 经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到所述高耐候性、高光泽耐刮擦的合金材料。
[0028] 优选的，所述双螺杆挤出机螺杆长径比为40:1-52:1，双螺杆挤出机的各段螺杆温 度为60°C~170°C，螺杆转速为lOOrpm~200rpm，喂料转速为80rpm~200rpm。
[0029] 相对于现有技术，本发明具有如下优点：
[0030] (1)本发明通过使用特殊性能的光亮剂，一方面大大改善了合金材料的表面光泽 度;此外由于光亮剂溶解度参数介于PVC和PMMA之间，加工温度在180度左右，加之较低的熔 体粘度，对解决了PVC与PMMA加工温度差异大、相容性较差的问题起到了辅助改善作用，制 备得到的合金材料具有力学性能均衡、耐候性能优异、耐刮擦、高光泽度、阻燃抗静电等特 点，可以适用于耐气候老化要求高、抗刮擦的户外建材、电子电器、工程机械等产品；
[0031] (2)本发明通过一步法制备得到了性能稳定的合金产品，相比传统的双阶机两步 法更加简易便捷且高效，大大降低了材料的制造成本。
【具体实施方式】
[0032]为更好地理解本发明，下面通过实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是 实施例并不构成对本发明保护范围的限制。
[0033]下述合金材料配方体系中：
[0034] PVC采用日本信越的PVC TK-700,平均聚合度为700;
[0035] PMMA1选用路彩特PMMA CP-41，相对密度为1 · 19g/cm3,铅笔硬度为2H/500g，在230 °C、3.8kg条件下，其熔融流动系数为25g/10min;
[0036] PMMA2选用奇美PMMA CM-205,相对密度为1.20g/cm3,铅笔硬度为2H/500g，在230 °C、3 · 8kg条件下，其熔融流动系数为1 · 8g/10min;
[0037] SAN1选自锦湖的SAN 320，相对密度为1 · 05g/cm3，在230°C、3 · 8kg条件下，其熔融 流动系数为40g/cm3;
[0038] SAN2相对密度为1 · 05g/cm3，在230°C、3 · 8kg条件下，其熔融流动系数为25g/cm3;
[0039] SAN3选自S AN 350N，相对密度为1.05g/cm3，在230°C、3.8kg条件下，其熔融流动系 数为 12g/cm3;
[0040] 溴代三嗪：选自韩国宇进BTAC-245;
[0041 ] 溴化环氧:选自韩国宇进CXB-714C;
[0042]锑白：选自杭州科利有限公司S-12N;
[0043] 磷酸酯类阻燃剂:选自浙江万盛公司CFP-220;
[0044] 抗静电剂:选自三洋化成的PELECTRON PVL。
[0045] 相容剂、热稳定剂、润滑剂、增韧剂、主抗氧剂（THANOX 1010)，辅助抗氧剂为 (ΤΗΑΝ0Χ 168)，光稳定剂A(受阻胺类光稳定剂），光稳定剂B(二苯甲酮类光稳定剂）均选用 的是市售的通用种类。
[0046] 实施例1-8
[0047] 按表1所示配方，将对应重量份数的PVC粉、有机锡稳定剂、钙锌稳定剂、硬脂酸类 润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂加工润滑剂在50°C_80°C条件下在可控温高混机中预 混5min~lOmin，然后再将配方中的PMMA、SAN、CPE、EMA型增韧剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、光稳 定剂A、光稳定剂B、碳酸钙加入到可控温高混机中80°C_100°C条件下充分混合lOmin-20min，混合物待用；
[0048]将上述混合物料加入到长径比为40 :1 -52:1的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的 各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别设置为60°C，100°C，120°C，140°C，150°C，160°C， 165°C，165°C，160°C，165°C，螺杆转速为 lOOrpm ~200rpm，喂料转速为 80rpm ~200。混合物 经双螺杆挤出机熔融塑化、挤出、水冷拉条切粒，得到具有高耐候性、高光泽耐刮擦的合金 材料。
[0049] 对比例1-2
[0050] 采用如表1所示配方，制备工艺同实施例一致。
[0051 ] 对比例3
[0052]配方如表1所示，其中光亮剂用ABS代替SAN，其余同实施例2。
[0053] 对比例4
[0054] 配方如表1所示，其中缺少光亮剂，其余同实施例3。
[0055] 将上述实施例1 -8和对比例1 -4制得的样品在鼓风烘箱中于80°C干燥4小时后，用 塑料注射成型机注塑成标准样条，注塑温度为190°C ;将注塑好的样条在50 %的相对湿度、 23°C放置至少24小时后进行性能测试。进行测试，测试结果如表1所示;其中样条测试方法 按如下方法进行：
[0056] 拉伸性能:按ISO 527方法，拉伸速度50毫米/分钟；
[0057]弯曲性能:按ISO 178方法，试验速度2毫米/分钟；
[0058] 缺口冲击强度:按ISO 180方法，4毫米厚的试样，悬臂梁缺口冲击；
[0059] 光泽度:按ASTM D2457方法，直径为80毫米的圆片；
[0060]铅笔硬度:按GB/T 13448-2006进行，表征材料的耐刮檫性能；
[0061 ] 耐候性按ISO 4892.2标准进行，老化2000小时后，记录材料的色差变化值（ΔΕ)和 性能(缺口冲击强度)保持率；
[0062]阻燃性能:按UL94标准测试1.5mm标准样条的阻燃等级；
[0063]抗静电性能：用材料表面电阻来衡量，按ASTM D257标准，在100V的电压下测试；
[0064] 表1实施例和对比例配方(重量份)及性能测试结果
[0065]
[0067]由表1结果可见:对比例1-2的合金中以PVC为主，没有添加光亮剂、阻燃剂和抗静 电剂，制备得到的合金的老化性、光泽度、力学性能、阻燃性和抗静电性明显低于实施例。对 比例3与实施例2相比，对比例3中选用ABS作为光亮剂，制备得到的合金的老化性、光泽度、 阻燃性和抗静电性也明显低于实施例2。因此，本发明通过选用SAN作为光亮剂，添加一定量 的阻燃剂和抗静电剂，制备的合金材料与对比例相比，不仅具有优异的老化性，同时保持了 良好的光泽度和力学性能，且具有优异的阻燃性和抗静电性，可以广泛应用于户外建材领 域。
【主权项】
1. 一种PMMA/PVC的合金材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分： 聚甲基丙烯酸甲酯 4份-60份 聚氯乙稀 2份-40份 光亮剂 10份-20份 阻燃剂 7份-20份 抗静电剂 5份-10份 其中，所述光亮剂是苯乙烯-丙烯腈的共聚物。2. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述聚氯乙烯的平均聚合 度为400~900。3. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯的 相对密度为 1.18 g/Cm3-1.20g/cm3,铅笔硬度为2H/500g-3H/500g，在 230°C、3.8kg条件 下，其恪融流动系数为1 g/l〇min -50g/10min，优选恪融流动系数为15 g/10min -30g/ 10min〇4. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述光亮剂的相对密度为 1.05g/cm3-1.08 g/cm3,在 230°C、3.8kg条件下，熔融流动系数为 25 g/10min -50g/ lOmin，优选恪融流动系数为35g/10min -45g/10min。5. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述阻燃剂为环保溴系阻 燃剂、锑系阻燃协效剂或磷酸酯类阻燃剂中的一种或多种混合物;所述抗静电剂为聚醚类 型抗静电剂。6. 根据权利要求5所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述环保溴系阻燃剂为十 溴二苯乙烷、溴代三嗪或溴化环氧中的一种或几种;所述锑系阻燃协效剂为锑白；所述磷酸 酯类阻燃剂为磷酸三苯酯或二苯基磷酸酯中的一种或几种;所述聚醚类型抗静电剂为聚环 氧乙烷嵌段共聚物类抗静电剂。7. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，按重量份数计，还包括增 韧剂1份-10份;相容剂1份-3份;热稳定剂2份-6份;加工润滑剂3份-8份;抗氧剂0.3份-0.6 份;光稳定剂〇. 3份-1份;填料5份-10份。8. 根据权利要求7所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述增韧剂是EVA型增韧 剂、EMA型增韧剂、ASA型增韧剂、AES型增韧剂、SAS型增韧剂、丙烯酸酯类增韧剂或有机硅增 韧剂中的一种或多种混合物;所述相容剂为氯化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯化天然橡胶、 马来酸酐接枝SEBS、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元 共聚物中的至少一种;所述热稳定剂是有机锡稳定剂、钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂中 的一种或多种的混合物;所述加工润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑 剂、石蜡类润滑剂、酰胺类润滑剂中的一种或多种混合物;所述抗氧剂是受阻酚抗氧剂与硫 醚类辅助抗氧剂的复配物;所述光稳定剂是受阻苯甲酸酯类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂、 苯并三唑类光稳定剂、二苯甲酮类光稳定剂中的一种或多种混合物;所述填料是硫酸钡、滑 石粉、碳酸钙、二氧化钛、高岭土中一种或多种的混合物。9. 根据权利要求1-8任一项所述一种PMMA/PVC合金材料的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1)按配比称取各组分，将聚氯乙烯和热稳定剂、加工润滑剂在可控温高混机中50°〇 80°C条件下预混5~10 min，得到树脂预混料A; (2)将聚甲基丙烯酸甲酯、光亮剂、相容剂、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、抗静电 剂和填料加入高混机中与树脂预混料A混合后在80°C~100°C条件下预混lOmin~20 min，经 双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到所述高耐候性、高光泽耐刮擦的合金材料。10.根据权利要求9所述的一种PMMA/PVC合金材料的制备方法，其特征在于，所述双螺 杆挤出机螺杆长径比为40:1-52:1，双螺杆挤出机的各段螺杆温度为60°C~170°C，螺杆转速 为 100 rpm ~200rpm，喂料转速为80 rpm ~200 rpm。
【专利摘要】本发明公开了一种PMMA/PVC的合金材料，包括如下重量份数的组分：聚甲基丙烯酸甲酯40份-60份;聚氯乙烯20份-40份;光亮剂10份-20份,阻燃剂7份-20份；抗静电剂5份-10份；其中，所述光亮剂是苯乙烯-丙烯腈的共聚物。其制备方法是将配方组分用高混机在常温下混合均匀后，在合适的工艺条件下用双螺杆挤出机直接挤出造粒得到。本发明的合金材料具有力学性能均衡、耐候性能优异、耐刮擦、高光泽度、阻燃抗静电的特点，适用于耐气候老化要求高、抗刮擦的户外建材、电子电器、工程机械等产品；本发明所述产品的制备方法相比传统PVC双阶机两步法制备更加简单且高效。
【IPC分类】C08L27/06, C08K5/3492, C08L23/28, C08K13/02, C08L25/12, C08L33/12, C08K5/098, C08K5/57
【公开号】CN105504626
【申请号】CN201610012657
【发明人】李斌, 陈平绪, 李玉虎, 魏金刚, 何超雄, 薛子豪, 王林, 程庆, 叶南飚
【申请人】金发科技股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月6日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及功能塑料合金的制备领域，具体涉及一种应用于户外领域的具有高耐 候性、高光泽耐刮擦、阻燃抗静电的PMMA/PVC合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙烯(PVC)材料是目前使用最为广泛的塑料材料之一，它具有价格便宜、软硬 可调、阻燃性能好、耐化学腐蚀好、电气性能优异等优点，因而，广泛应用于人们生活的方方 面面。虽然PVC材料具有诸多优点，但是也存在耐气候老化性能差，光泽度低，表面硬度不高 很容易划伤差等缺点，因此未经特殊处理的PVC塑料很难应用于条件苛刻的户外领域。
[0003] 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗称亚克力，是一种具有高透明、超高耐候、高硬度等特 性的工程塑料。PMMA树脂是目前耐候性最好的塑料之一，其长期暴露于在室外条件下，机械 性能基本不会发生变化。此外，PMMA还具有高光泽度、高表面硬度等特点，未经处理的纯 PMMA树脂表面硬度可达2H级别，因而耐划伤能力优异。PMMA因其独特的性能广泛应用在户 外建筑、交通轨道、园艺设备领域。
[0004] 由于PVC的熔融温度与分解温度比较接近，因此，PVC在加工过程中极易分解。为了 塑化均匀，得到性能优异的产品，目前，主流的PVC产品制造工艺是通过双阶机两步法完成。 两步法制备的改性PVC产品综合性能优异，产品质量较稳定，但是两步法也存在加工过程繁 琐，制造成本过高等缺陷。
[0005] 为了改善PVC长期户外老化性能差、光泽度低、不耐刮擦等缺点，将PVC与其他树脂 进行共混改性，可以改善PVC产品的一些缺陷。目前，在已公开的专利中，如中国专利CN 102875920 A中公开了一种用ABS改善PVC光泽度的方法，但是ABS老化性很差，无法应用于 户外环境。又如中国专利CN 101759942 B公开了一种PMMA改性PVC产品，可以得到光洁度较 高、阻燃较好的产品，但是产品整体的冲击强度偏低，耐候性也没得到特殊改善。此外，由于 PMMA和PVC的溶解度参数相差较大，两者相容性不好，得到的材料性能很差;此外，PMMA的加 工温度在200°C以上，而PVC的分解温度在180°C左右，两者的加工温度存在20°C以上的差 异，两者直接低温下共混过机，普通PMMA很难塑化，得到的材料应用性不高。
[0006] 另外，随着国家对建材阻燃等级的要求越来越高，建筑材料阻燃化是未来发展的 趋势之一，随着人民生活水平的提高，对建筑美学效果越来越重视，具有抗静电效果的建筑 材料可以使建筑起到防尘效果，长期保持较好的美学效果。因此，研究一种具有高耐候性、 高光泽耐刮擦、阻燃抗静电的合金材料具有较好的市场前景。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种PMMA/PVC合金材料，制备得到的合金材料具有较高的 户外长期老化性能、表面光泽度高而且耐刮擦、阻燃抗静电等优点，可以应用于要求较高的 户外建材领域。
[0008] 本发明的另一个目的是在于提供上述合金材料的制备方法，该制备方法与传统的 两步法相比，具有工艺流程简单，制造成本低等优势。
[0009]本发明通过下述技术方案来实现：
[0010] 一种PMMA/PVC合金材料，包括如下重量份数的组分： 聚甲基丙烯酸甲酯 40份-60份 聚氯乙烯 20份-40份
[0011] 光亮剂 10份-20份 阻燃剂 7份-20份 抗静电剂 5份-10份。
[0012] 基于流动性的考虑，本发明选择低聚合度的PVC，所述聚氯乙烯PVC的平均聚合度 为400~900。
[0013] 所述聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的相对密度为1 · 18g/cm3-l .20g/cm3,铅笔硬度为2H/ 500g-3H/500g，在230°C、3.8kg条件下，其熔融流动系数为lg/10min-50g/10min，优选熔融 流动系数为15g/10min-30g/10min。由于高粘PMMA分子量过大，塑化温度要求高而且和PVC 的相容性较差，因此，基于PMMA和PVC相容性的考虑，本发明优选低粘PMMA。
[0014] 所述光亮剂是苯乙烯-丙烯腈的共聚物SAN，其相对密度为1.05g/cm3-1.08g/cm3， 在230°C、3.8kg条件下，其熔融流动系数为25 8/〇113-5(^/1〇1^11，优选熔融流动系数为358/ cm3-45g/10min。本发明经过研究发现，光亮剂SAN的熔融流动系数对体系的力学性能和光 泽度有较大影响。若SAN的熔融流动系数高于50g/cm3，会使体系的力学性能过低;若SAN的 熔融流动系数低于25g/cm3,会使体系的韧性下降，光泽度降低明显。因此，综合考虑，本发 明选用的SAN的熔融流动系数为25g/cm3-50g/10min为宜。
[0015] 所述阻燃剂为环保溴系阻燃剂、锑系阻燃协效剂或磷酸酯类阻燃剂中的一种或多 种混合物。环保溴系阻燃剂包括十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化环氧等;锑系阻燃协效剂主 要为锑白；磷酸酯类阻燃剂主要包括磷酸三苯酯、二苯基磷酸酯等。
[0016] 所述抗静电剂为聚醚类型抗静电剂，主要为聚环氧乙烷嵌段共聚物类。
[0017] 本发明所述的一种PMMA/PVC合金材料，按重量份数计，还包括增韧剂1 -10份;相容 剂1 -3份;热稳定剂2-6份;加工润滑剂3-8份;抗氧剂0.3-0.6份;光稳定剂0.3-1份;填料5-10份。
[0018] 所述增韧剂是EVA型增韧剂、EMA型增韧剂、ASA型增韧剂、AES型增韧剂、SAS型增韧 剂、丙烯酸酯类增韧剂或有机硅增韧剂中的一种或多种混合物。
[0019] 所述相容剂为氯化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯化天然橡胶、马来酸酐接枝SEBS、 苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的至少一 种；
[0020] 所述热稳定剂是有机锡稳定剂、钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂中的一种或多 种的混合物；
[0021] 所述加工润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂、石蜡类润滑 剂、酰胺类润滑剂中的一种或多种混合物；
[0022] 所述抗氧剂是受阻酚抗氧剂与硫醚类辅助抗氧剂的复配物；
[0023]所述光稳定剂是受阻苯甲酸酯类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂、苯并三唑类光稳 定剂、二苯甲酮类光稳定剂中的一种或多种混合物；
[0024]所述填料是硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、高岭土中一种或多种的混合物。 [0025]本发明所述的一种PMMA/PVC合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026] (1)按配比称取各组分，将聚氯乙烯和热稳定剂、加工润滑剂在可控温高混机中50 °C~80°C条件下预混5min~lOmin，得到树脂预混料A;
[0027] (2)将聚甲基丙烯酸甲酯、光亮剂、相容剂、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、抗 静电剂和填料加入高混机中与树脂预混料A混合后在80°C~100°C条件下预混10~20min， 经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到所述高耐候性、高光泽耐刮擦的合金材料。
[0028] 优选的，所述双螺杆挤出机螺杆长径比为40:1-52:1，双螺杆挤出机的各段螺杆温 度为60°C~170°C，螺杆转速为lOOrpm~200rpm，喂料转速为80rpm~200rpm。
[0029] 相对于现有技术，本发明具有如下优点：
[0030] (1)本发明通过使用特殊性能的光亮剂，一方面大大改善了合金材料的表面光泽 度;此外由于光亮剂溶解度参数介于PVC和PMMA之间，加工温度在180度左右，加之较低的熔 体粘度，对解决了PVC与PMMA加工温度差异大、相容性较差的问题起到了辅助改善作用，制 备得到的合金材料具有力学性能均衡、耐候性能优异、耐刮擦、高光泽度、阻燃抗静电等特 点，可以适用于耐气候老化要求高、抗刮擦的户外建材、电子电器、工程机械等产品；
[0031] (2)本发明通过一步法制备得到了性能稳定的合金产品，相比传统的双阶机两步 法更加简易便捷且高效，大大降低了材料的制造成本。
【具体实施方式】
[0032]为更好地理解本发明，下面通过实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是 实施例并不构成对本发明保护范围的限制。
[0033]下述合金材料配方体系中：
[0034] PVC采用日本信越的PVC TK-700,平均聚合度为700;
[0035] PMMA1选用路彩特PMMA CP-41，相对密度为1 · 19g/cm3,铅笔硬度为2H/500g，在230 °C、3.8kg条件下，其熔融流动系数为25g/10min;
[0036] PMMA2选用奇美PMMA CM-205,相对密度为1.20g/cm3,铅笔硬度为2H/500g，在230 °C、3 · 8kg条件下，其熔融流动系数为1 · 8g/10min;
[0037] SAN1选自锦湖的SAN 320，相对密度为1 · 05g/cm3，在230°C、3 · 8kg条件下，其熔融 流动系数为40g/cm3;
[0038] SAN2相对密度为1 · 05g/cm3，在230°C、3 · 8kg条件下，其熔融流动系数为25g/cm3;
[0039] SAN3选自S AN 350N，相对密度为1.05g/cm3，在230°C、3.8kg条件下，其熔融流动系 数为 12g/cm3;
[0040] 溴代三嗪：选自韩国宇进BTAC-245;
[0041 ] 溴化环氧:选自韩国宇进CXB-714C;
[0042]锑白：选自杭州科利有限公司S-12N;
[0043] 磷酸酯类阻燃剂:选自浙江万盛公司CFP-220;
[0044] 抗静电剂:选自三洋化成的PELECTRON PVL。
[0045] 相容剂、热稳定剂、润滑剂、增韧剂、主抗氧剂（THANOX 1010)，辅助抗氧剂为 (ΤΗΑΝ0Χ 168)，光稳定剂A(受阻胺类光稳定剂），光稳定剂B(二苯甲酮类光稳定剂）均选用 的是市售的通用种类。
[0046] 实施例1-8
[0047] 按表1所示配方，将对应重量份数的PVC粉、有机锡稳定剂、钙锌稳定剂、硬脂酸类 润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂加工润滑剂在50°C_80°C条件下在可控温高混机中预 混5min~lOmin，然后再将配方中的PMMA、SAN、CPE、EMA型增韧剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、光稳 定剂A、光稳定剂B、碳酸钙加入到可控温高混机中80°C_100°C条件下充分混合lOmin-20min，混合物待用；
[0048]将上述混合物料加入到长径比为40 :1 -52:1的双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的 各段螺杆温度从加料口到机头的温度分别设置为60°C，100°C，120°C，140°C，150°C，160°C， 165°C，165°C，160°C，165°C，螺杆转速为 lOOrpm ~200rpm，喂料转速为 80rpm ~200。混合物 经双螺杆挤出机熔融塑化、挤出、水冷拉条切粒，得到具有高耐候性、高光泽耐刮擦的合金 材料。
[0049] 对比例1-2
[0050] 采用如表1所示配方，制备工艺同实施例一致。
[0051 ] 对比例3
[0052]配方如表1所示，其中光亮剂用ABS代替SAN，其余同实施例2。
[0053] 对比例4
[0054] 配方如表1所示，其中缺少光亮剂，其余同实施例3。
[0055] 将上述实施例1 -8和对比例1 -4制得的样品在鼓风烘箱中于80°C干燥4小时后，用 塑料注射成型机注塑成标准样条，注塑温度为190°C ;将注塑好的样条在50 %的相对湿度、 23°C放置至少24小时后进行性能测试。进行测试，测试结果如表1所示;其中样条测试方法 按如下方法进行：
[0056] 拉伸性能:按ISO 527方法，拉伸速度50毫米/分钟；
[0057]弯曲性能:按ISO 178方法，试验速度2毫米/分钟；
[0058] 缺口冲击强度:按ISO 180方法，4毫米厚的试样，悬臂梁缺口冲击；
[0059] 光泽度:按ASTM D2457方法，直径为80毫米的圆片；
[0060]铅笔硬度:按GB/T 13448-2006进行，表征材料的耐刮檫性能；
[0061 ] 耐候性按ISO 4892.2标准进行，老化2000小时后，记录材料的色差变化值（ΔΕ)和 性能(缺口冲击强度)保持率；
[0062]阻燃性能:按UL94标准测试1.5mm标准样条的阻燃等级；
[0063]抗静电性能：用材料表面电阻来衡量，按ASTM D257标准，在100V的电压下测试；
[0064] 表1实施例和对比例配方(重量份)及性能测试结果
[0065]
[0067]由表1结果可见:对比例1-2的合金中以PVC为主，没有添加光亮剂、阻燃剂和抗静 电剂，制备得到的合金的老化性、光泽度、力学性能、阻燃性和抗静电性明显低于实施例。对 比例3与实施例2相比，对比例3中选用ABS作为光亮剂，制备得到的合金的老化性、光泽度、 阻燃性和抗静电性也明显低于实施例2。因此，本发明通过选用SAN作为光亮剂，添加一定量 的阻燃剂和抗静电剂，制备的合金材料与对比例相比，不仅具有优异的老化性，同时保持了 良好的光泽度和力学性能，且具有优异的阻燃性和抗静电性，可以广泛应用于户外建材领 域。
【主权项】
1. 一种PMMA/PVC的合金材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分： 聚甲基丙烯酸甲酯 4份-60份 聚氯乙稀 2份-40份 光亮剂 10份-20份 阻燃剂 7份-20份 抗静电剂 5份-10份 其中，所述光亮剂是苯乙烯-丙烯腈的共聚物。2. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述聚氯乙烯的平均聚合 度为400~900。3. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯的 相对密度为 1.18 g/Cm3-1.20g/cm3,铅笔硬度为2H/500g-3H/500g，在 230°C、3.8kg条件 下，其恪融流动系数为1 g/l〇min -50g/10min，优选恪融流动系数为15 g/10min -30g/ 10min〇4. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述光亮剂的相对密度为 1.05g/cm3-1.08 g/cm3,在 230°C、3.8kg条件下，熔融流动系数为 25 g/10min -50g/ lOmin，优选恪融流动系数为35g/10min -45g/10min。5. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述阻燃剂为环保溴系阻 燃剂、锑系阻燃协效剂或磷酸酯类阻燃剂中的一种或多种混合物;所述抗静电剂为聚醚类 型抗静电剂。6. 根据权利要求5所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述环保溴系阻燃剂为十 溴二苯乙烷、溴代三嗪或溴化环氧中的一种或几种;所述锑系阻燃协效剂为锑白；所述磷酸 酯类阻燃剂为磷酸三苯酯或二苯基磷酸酯中的一种或几种;所述聚醚类型抗静电剂为聚环 氧乙烷嵌段共聚物类抗静电剂。7. 根据权利要求1所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，按重量份数计，还包括增 韧剂1份-10份;相容剂1份-3份;热稳定剂2份-6份;加工润滑剂3份-8份;抗氧剂0.3份-0.6 份;光稳定剂〇. 3份-1份;填料5份-10份。8. 根据权利要求7所述一种PMMA/PVC合金材料，其特征在于，所述增韧剂是EVA型增韧 剂、EMA型增韧剂、ASA型增韧剂、AES型增韧剂、SAS型增韧剂、丙烯酸酯类增韧剂或有机硅增 韧剂中的一种或多种混合物;所述相容剂为氯化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯化天然橡胶、 马来酸酐接枝SEBS、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元 共聚物中的至少一种;所述热稳定剂是有机锡稳定剂、钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂中 的一种或多种的混合物;所述加工润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑 剂、石蜡类润滑剂、酰胺类润滑剂中的一种或多种混合物;所述抗氧剂是受阻酚抗氧剂与硫 醚类辅助抗氧剂的复配物;所述光稳定剂是受阻苯甲酸酯类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂、 苯并三唑类光稳定剂、二苯甲酮类光稳定剂中的一种或多种混合物;所述填料是硫酸钡、滑 石粉、碳酸钙、二氧化钛、高岭土中一种或多种的混合物。9. 根据权利要求1-8任一项所述一种PMMA/PVC合金材料的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1)按配比称取各组分，将聚氯乙烯和热稳定剂、加工润滑剂在可控温高混机中50°〇 80°C条件下预混5~10 min，得到树脂预混料A; (2)将聚甲基丙烯酸甲酯、光亮剂、相容剂、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、抗静电 剂和填料加入高混机中与树脂预混料A混合后在80°C~100°C条件下预混lOmin~20 min，经 双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到所述高耐候性、高光泽耐刮擦的合金材料。10.根据权利要求9所述的一种PMMA/PVC合金材料的制备方法，其特征在于，所述双螺 杆挤出机螺杆长径比为40:1-52:1，双螺杆挤出机的各段螺杆温度为60°C~170°C，螺杆转速 为 100 rpm ~200rpm，喂料转速为80 rpm ~200 rpm。
【专利摘要】本发明公开了一种PMMA/PVC的合金材料，包括如下重量份数的组分：聚甲基丙烯酸甲酯40份-60份;聚氯乙烯20份-40份;光亮剂10份-20份,阻燃剂7份-20份；抗静电剂5份-10份；其中，所述光亮剂是苯乙烯-丙烯腈的共聚物。其制备方法是将配方组分用高混机在常温下混合均匀后，在合适的工艺条件下用双螺杆挤出机直接挤出造粒得到。本发明的合金材料具有力学性能均衡、耐候性能优异、耐刮擦、高光泽度、阻燃抗静电的特点，适用于耐气候老化要求高、抗刮擦的户外建材、电子电器、工程机械等产品；本发明所述产品的制备方法相比传统PVC双阶机两步法制备更加简单且高效。
【IPC分类】C08L27/06, C08K5/3492, C08L23/28, C08K13/02, C08L25/12, C08L33/12, C08K5/098, C08K5/57
【公开号】CN105504626
【申请号】CN201610012657
【发明人】李斌, 陈平绪, 李玉虎, 魏金刚, 何超雄, 薛子豪, 王林, 程庆, 叶南飚
【申请人】金发科技股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月6日
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