[发明专利]一种透明高模量PMMA树脂组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种透明高模量PMMA树脂组合物及其制备方法；该组合物包括：PMMA树脂34～86份，玻纤5～40份,界面改善剂3～8份，浮纤改善剂6～18份。所述界面改善剂为PMMA‑co‑恶唑啉无规共聚物，噁唑啉基数量为0.8～3mmol/g。制备时，将除玻纤外的各组分混合后置于螺杆机中，玻纤侧喂，熔融挤出、冷却造粒，得到高模量透明PMMA树脂组合物。本发明选择了PMMA‑co‑恶唑啉无规共聚物，改善了PMMA和玻纤的相容性和界面；本发明获得的树脂聚合物具有高强度、高模量、高透明性、低CLTE，同时还具有超高的表面硬度，可以替换无机玻璃。

技术领域

本发明涉及PMMA树脂材料，具体地，涉及一种透明高模量PMMA树脂组合物及其制备方法。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯PMMA是一种可以替换无机玻璃的聚合物材料，其具有优异的透明性、低折射率(1.49)、密度低等特点。在很多场景PMMA可以替换无机玻璃，但是在一些要求高的场合，如镜头，PMMA替代无机玻璃会存在有很多的问题，比如表面不耐刮、尺寸稳定性差、材料刚性不足等。PMMA的CLTE为7-8*10^-5K^-1，模量3500MPa，铅笔硬度为2H，在精密的电子设备上，要求CLTE达到10^-6K^-1等级，模量达到5000MPa以上，同时保持PMMA的透过率达到90％以上，表面硬度5H以上。

行业对于改善塑料线性膨胀系数和刚性的方法是通过添加填料。但要保持PMMA的透明性，必须要求增强填料的折射率与PMMA一致，而大部分的填料的折射了都大于1.4，可以实现增强PMMA并保持透明性的方案目前还没有。同时即便找到了折射率与PMMA一致的填料，填料和PMMA基体的界面光散射也会大大降低材料的透明性，同时，填料的加入还会形成粗糙表面，表面散射也会减少材料的透过率。

因此目前上没有成熟的技术可以保持PMMA透明性的同时，提高模量和降低CLTE。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种透明高模量PMMA树脂组合物及其制备方法。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种透高模量PMMA树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：

作为一个实施方案，所述的玻纤为低介电玻纤，折射率为1.49，与PMMA折射率相当。

作为一个实施方案，所述的低介电玻纤，在材料内的长度保持在200～300微米。玻纤过长导致浮纤严重，影响透明度；过短导致增强效果。

作为一个实施方案，所述的界面改善剂为PMMA-co-恶唑啉无规共聚物，噁唑啉基数量为0.8～3mmol/g。接枝量过低，导致界改善有限，材料透过率低；接枝量过高，界面的折射率与基体差异太大，同样也会发生界面光散射，影响材料的透过率。

作为一个实施方案，所述的浮纤改性剂为磷酸酯类阻燃剂。优选双酚A一双(二苯基磷酸酯)BDP、间苯二酚四苯基二磷酸酯RDP的一种或多种。

本发明还涉及一种高模量透明PMMA树脂组合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：

S1、按除玻纤外的各组分混合；

S2、将混合好的原料置于螺杆机中、玻纤侧喂，熔融挤出、冷却造粒，得到高模量透明PMMA树脂组合物。

作为一个实施方案，步骤S1中，所述混合是在高速混合机中进行。

作为一个实施方案，步骤S2中，挤出温度为220-240度，挤出转速为250-500转/分钟。

作为一个实施方案，步骤S2中，玻纤是通过第7节筒体位置侧位喂入；可以保证玻纤的保留长度在200-300微米。