一种PP/PMMA合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PP/PMMA合金材料及其制备方法。该PP/PMMA合金材料按重量百分比包括如下组分：PP70～90%、PMMA2～15%、相容剂2～15%、抗氧剂0.1～0.3%、润滑剂0.1～5%。本发明专利技术以PP为基体，通过在PP中掺杂组分PMMA协同增强合金材料的硬度、耐刮擦性能和常温抗冲击性能，且使得材料具有良好的光泽。同时，还通过在PP/PMMA合金材料中添加相容剂和抗氧剂，不仅防止PMMA在高温下发生降解，并使得结晶型PP与非结晶型PMMA两种不相容的聚合物实现相容，从而形成稳定结构。

【技术实现步骤摘要】
一种PP/PMMA合金材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种PP/PMMA合金材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯(PP)是半透明结晶型聚合物，具有可塑性，且无臭无毒。由于PP结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃，具有良好的常温抗冲击性能，且耐热、耐腐蚀，密度小，是目前最轻的通用塑料。然而，由于PP的分子结构规整，使得PP韧性较差，且PP表面硬度不高，容易擦毛。另外，目前纯PP材料在使用中易受光、热和氧的作用而老化，且着色性不好不能满足市场的需求。聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)是一种综合性能优异的透明材料，其相对分子质量约为200万，且形成的分子链很柔软，因此，PMMA机械强度较高，硬度较好。而且，PMMA具有极好的透光性，有一定的耐热性、抗寒性、耐候性和耐腐蚀性，且绝缘性能良好，但其热稳定性能较差，常温抗冲击性不佳，易老化因此限制了他在许多领域中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种具有优异的光泽度、硬度和常温抗冲击性能，且相容性好的PP/PMMA合金材料。本专利技术的另一目的是提供该PP/PMMA合金材料的制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种PP/PMMA合金材料，按重量百分比包括如下组分：以及，一种PP/PMMA合金材料的制备方法，包括以下步骤：按照上述的PP/PMMA合金材料的配方称取各组分；将上述PP、PMMA、相容剂、抗氧剂和润滑剂进行混料处理，得混合物料；将上述混合物料熔融挤出、造粒、干燥，得到PP/PMMA合金材料。上述PP/PMMA合金材料以PP为基体，通过在PP中掺杂组分PMMA不仅提高PP的表面硬度，耐刮擦，且增强PMMA的常温抗冲击强度，协同增强PP/PMMA合金材料的硬度、耐刮性能和常温抗冲击性能，且使得材料具有良好的光泽。同时，还通过在PP/PMMA合金材料中添加相容剂和抗氧剂，不仅有效防止PMMA在高温条件下发生降解，并使得结晶型PP与非结晶型PMMA两种不相容的聚合物实现相容，从而形成稳定结构。上述PP/PMMA合金材料的制备方法操作简便，成本低廉，适于PP/PMMA合金材料的工业化生产。附图说明图1为本专利技术实施例PP/PMMA合金材料制备方法的工艺流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种具有优异的光泽度、硬度和常温抗冲击性能，且相容性好的PP/PMMA合金材料，按重量百分比包括如下组分：具体地，上述PP/PMMA合金材料通过在PP基体组分中掺杂机械强度较高且透光性极好的组分PMMA增强PP的表面硬度、光泽度和力学性能，且由于PP分子结构规整，高度结晶化，可有效增强材料的常温抗冲击性。因此，PP、PMMA具有以下优选实施例：作为优选实施例，上述基体组分PP为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物中的任一种，其熔融指数为20～50g/10min（230℃/2.16Kg），缺口冲击强度为50～150J/M。由于均聚聚丙烯仅以丙烯为单体，其对称性好，有利于提高材料的常温抗冲击性，由此，进一步优选地，该基体组分PP为均聚聚丙烯。作为另一优选实施例，上述PMMA的熔融指数优选为10～20g/10min（200℃/5Kg），该数值范围内的PMMA在加工过程中流动性好，有利于材料的加工成型。由于PP为结晶型聚合物，PMMA为非结晶型聚合物，PMMA和PP呈现不同的两相，因此PP与PMMA不相容。为实现PMMA和PP相容，提高材料的稳定性能，本实施例优选聚乙烯接枝马来酸酐为相容剂，其接枝率为0.3-1%。其中，进一步优选地，该聚乙烯接枝马来酸酐的制备方法包括以下步骤：(1)按重量百分比称取聚乙烯94.2～97.3%、苯乙烯1～2%、马来酸酐1.5～3%、交联剂BIBP0.2～0.8%；(2)将交联剂BIBP溶解到苯乙烯中，后与PP进行混合，得混合物料；(3)将马来酸酐加入混合物料中熔融挤出，得到聚乙烯接枝马来酸酐。上述制备方法以苯乙烯为相容剂，在交联剂BIBP的引发作用下，使得聚乙烯(PE)接枝马来酸酐(MAH)的侧基酸酐键，后与PMMA的酯基进一步结合，且PE与PP完全相容，这样，使得PP、PMMA共混物的界面自由能和PE-MAH的自由熵降低，最终降低共混物的自由能，从而达到PP、PMMA、PE-MAH的完全相容的目的。在具体实施例中，上述步骤(1)中，以聚乙烯接枝马来酸酐重量百分比为100%计算，该聚乙烯为96%、苯乙烯为1.6%、马来酸酐为2%、交联剂为BIBP0.4%；步骤(3)的熔融挤出步骤为：在挤出温度为170-190℃，螺杆转速为300-400r/min的条件下，通过螺杆挤出机的螺杆剪切、混合、熔融物料，后依次进行挤出、造粒、干燥处理，获得聚乙烯接枝马来酸酐。由于PP、PMMA组分在使用中易受光、热和氧的作用而老化，且PP和PMMA这两种高聚物在高温条件下易降解，导致材料的力学性能和透明度明显下降，色泽变差，因此，上述PP/PMMA合金材料中加入抗氧剂。作为优选实施例，上述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的任意一种或两种以上的混合物，选择该类抗氧剂有利于其与合金材料的各组分相容，从而可提高PP/PMMA合金材料性能的稳定性能。进一步优选地，该抗氧剂为以上三种抗氧剂按照质量比1:1:1-2进行复配获得。为改善加工中材料的流动性和脱模性，防止材料在机内或模具内粘附而产生鱼眼等缺陷，以及为提高上述各组分在制备过程中如熔融挤出过程中的分散均匀性，上述实施例中加入润滑剂。优选地，该润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺的任意一种或两种以上的混合物。进一步优选地，该润滑剂为以上三种润滑剂按照质量比1:1:1.5-3进行复配获得。上述PP/PMMA合金材料以PP为基体，通过在PP中掺杂组分PMMA不仅提高PP的表面硬度，耐刮擦，且增强PMMA的常温抗冲击强度，协同增强PP/PMMA合金材料的硬度、耐刮性能和常温抗冲击性能，且使得材料具有良好的光泽。同时，还通过在PP/PMMA合金材料中添加抗氧剂、相容剂和润滑剂有效防止PP和PMMA在高温条件下发生降解，改善结晶型PP与非结晶型PMMA不相容性能，且促进各组分在加工过程中的均匀分散和流动性，从而形成稳定的PP/PMMA合金材料。相应地，本专利技术实施例还提供上述PP/PMMA合金材料的制备方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括以下步骤：S01.称取PP/PMMA合金材料的各组分：按上述PP/PMMA合金材料的配方称取各组分；S02.将各组分进行混料处理：将步骤S01中称取的各组分进行混料处理，得混合物料；S03.对混合物料进行熔融挤出处理：将混合物料熔融挤出、造粒、干燥，得到PP/PMMA合金材料。上述步骤S03中，熔融挤出的工艺参数优选为：一区温度为100-120℃，二区温度为200-220℃，三区温度为200-22本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PP/PMMA合金材料，按重量百分比包括如下组分：FDA0000448516350000011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种PP/PMMA合金材料，按重量百分比包括如下组分：PP72.5％；PMMA12.5％；相容剂13.75％；抗氧剂0.25％；润滑剂1％，所述润滑剂由硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺按照质量比1：1：1.5复配获得。2.如权利要求1所述的PP/PMMA合金材料，其特征在于，所述PP为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物中的任一种，其熔融指数为20～50g/10min，测试条件为230℃/2.16Kg，缺口冲击强度为50～150J/M。3.根据权利要求1所述的PP/PMMA合金材料，其特征在于，所述PMMA的熔融指数为10～20g/10min，测试条件为230℃/5Kg。4.根据权利要求1所述的PP/PMMA合金材料，其特征在于，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐，其接枝率为0.3～1％。5.根据权利要求4所述的PP/PMMA合金材料，其特征在于，所述聚乙烯接枝马来酸酐由以下步骤制备得来：以所述聚乙烯接枝马来酸酐重量百分比为100％计算，称取聚乙烯94.2～97.3％、苯乙烯1～2％、马来酸酐1.5～3％、交...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，张乐福，
申请(专利权)人：安徽科聚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34