CN106117940A - 一种抗老化可红外穿透的复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及树脂组合物制备技术领域，尤其涉及一种抗老化可红外穿透的复合材料及其制备方法，所述复合材料包括以下重量份的原料组份：PMMA树脂 80‑92份;抗氧剂 0.2‑8份;分散剂 0.2‑2份;防紫外线剂1‑8份;色粉1‑5份。本发明制得的一种抗老化可红外穿透的复合材料，不仅符合环保要求，还具有优异的红外线穿透效果、高透明度和抗老化性能和优异的注塑加工性能;在安防、感应、摄像头等领域拥有广泛的用途，可适用于户外使用的场合，可替代市场上通用的红外穿透聚碳酸酯材料。
Description
技术领域
本发明涉及树脂组合物制备技术领域，特别涉及一种抗老化可红外穿透的复合材料及其制备方法。
背景技术
红外线透过材料能够允许某一特定波长范围内的红外线穿过，而且不会产生吸收和反射。作为红外技术中的关键材料，红外线透过材料广泛用于红外线遥控器接收，红外线感应器、眼镜、夜视仪器、红外线等。传统红外线透过材料一般为PC、PMMA、MABS和PS等透明材料制成，虽然PC具有高的透明度和阻燃性能，但是易老化。而 PMMA、MABS、PS 虽然同样具有高透明度，易加工的优势，但是这些材料均易老化，严重限制了这些材料在户外的使用。
金发专利 CN103289293 和 CN103289294 中分别提供了一种透明阻燃 ABS 材料和透明阻燃抗静电材料。但是这两种材料均易老化，不适合户外使用。因此，业内亟需开发一种环保的、不易老化和可红外穿透的复合材料。
发明内容
针对上述现有技术，本发明所要解决的技术问题是提供一种环保，不易老化，可红外穿透，适合户外使用的抗老化可红外穿透的复合材料及其制备方法。本发明的目的在于针对现有材料的红外透过率不高，受可见光干扰，户外设备不能有效工作，提供一种可红外穿透的透明复合材料及其制备方法，制得PMMA复合材料中的透光率可达到93%,完全符合环保要求，红外线穿透效果好，高透光率和优异的注塑加工性能;广泛用于红外线摇控器，红外感应器、摄像像头等户外使用的场合。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种抗老化可红外穿透的复合材料，包括以下重量份的原料组份 ：
PMMA树脂 80-92份;
抗氧剂 0.2-8份;
分散剂 0.2-2份;
防紫外线剂1-8份;
色粉1.3-4.6份。
本发明制得的材料的透明，透明度越高，红外穿透性能越好，且本发明选用的抗氧剂、分散剂、防紫外线剂以及色粉等均为透明的小颗粒材料，对光线和红外线的散射与阻隔效果强，制得的材料的透明度高，红外穿透性能好。
优选地，一种抗老化可红外穿透的复合材料，包括以下重量份的原料组份 ：
PMMA树脂 80-88份;
抗氧剂 0.5-7份;
分散剂 0.4-1.6份;
防紫外线剂2-7份;
色粉1.6-4.3份。
更优选地，一种抗老化可红外穿透的复合材料，包括以下重量份的原料组份 ：
PMMA树脂 80-92份;
抗氧剂 0.2-8份;
分散剂 0.2-2份;
防紫外线剂1-8份;
色粉1.2-5份。
更进一步优选地，一种抗老化可红外穿透的复合材料，包括以下重量份的原料组份 ：
PMMA树脂 80-88份;
抗氧剂 0.5-7份;
分散剂 0.4-1.6份;
防紫外线剂2-7份;
色粉1.5-5份。
所述色粉为各种颜色的染料;因为颜料是以物理分散方式混和于媒体中，染料是溶解于媒体中。颜料存在媒体里是粒子状，染料是分子状。这些色粉在塑胶基体中的存在方式，直接影响材料的透明度和红外线穿透率。具体地，所述色粉包括 BLUE RRFG、G 绿、3G橙、 5B 紫、H3G 红、136 黄的一种或多种。根据客户颜色需求调整色粉种类与添加量。
其中，所述PMMA树脂的熔融指数为10-30g/10min，缺口冲击强度大于 15KJ/M2 ，透明度大于92。PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯） 英文名称：PolymethylMethacrylate。 PMMA树脂是无毒环保的材料，可用于生产餐具，卫生洁具等，具有良好的化学稳定性、和耐候性。具有高透明度，易加工的优势，其熔融指数高达 10-30 g/10min，制得的材料具有高流动性，免喷涂效果好，另外，材料的强度高、透明度高达92以上，确保制得的复合材料具有高透明度和优异的注塑加工性能，可广泛用于红外线遥控器接收，红外线感应器、眼镜、夜视仪器、红外线等。
其中，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂按质量百分比为1:1的混合物，主抗氧剂为抗氧剂 1010或抗氧剂1076，辅助抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂626。双 (2,4-二叔丁基苯基 )季戊四醇二亚磷酸酯简称抗氧剂626，不仅对氢过氧化物分解能力强、含有有效磷量高、符合抗氧剂高分子量化的趋势 , 而且在改善制品加工稳定性、提高耐候性、赋予优良色泽等方面都表现出优异的效果。本发明采用主抗氧剂和辅抗氧剂以特定质量比配置而成的抗氧剂可以提高材料的抗氧化性能，且不影响材料的红外穿透性能和激光雕刻性能，抗氧化效果好，制得的复合材料的加工性能更优异。
其中，所述抗氧剂由巴斯夫IRGANOX1010和IRGANOX168按重量比 1:1 的比例混合而成。巴斯夫IRGANOX1010和IRGANOX168配置成的抗氧剂能够延缓或抑制本发明氧化过程的进行，从而阻止本发明的老化并延长其使用寿命。
其中，所述分散剂采用分散剂5040。
其中，所述防紫外线剂为能抑制和延缓紫外线对聚合物造成光老化的物质。
一种抗老化可红外穿透的复合材料的制作方法，包括以下步骤 ：
步骤（1）：将上述原材料按比例准确称量，并将其放入高速混合机中充分搅拌20-30分钟形成混合料，物料混拌转速为190-230转/min;
步骤（2）：将混合料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒和干燥后，即得成品;其中，挤出机包括九个加工区，每个加工区的加工温度为 180-200℃，挤出机的真空度 ≥0.09MPa，挤出机的长径比为 30-38，挤出机的螺杆转速为 320-580转/分钟;
步骤（3）：通过高速切粒机切成粒、包装。
与现有技术相比，本发明在PMMA树脂基材的基础上按重量比增加抗氧剂、分散剂、防紫外线剂等，进行充分混合后加入到双螺杆挤出机中经模具挤出，由此形成该抗老化可红外穿透的复合材料。本发明环保，不易老化，可红外穿透，适合户外使用。
附图说明
图1是本发明的实施例1-4性能测试表。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例 1：
将 82.0重量份的PMMA树脂，6.4重量份的抗氧剂，2.0重量份的分散剂，5.9重量份的防紫外线剂，3.7重量份的色粉，在高速混合器中将上述组分在室温下混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：190转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：185℃，三区温度：190℃，四区温度：195℃，五区温度：200℃，六区温度：200℃，七区温度：195℃，八区温度：195℃，九区温度：200℃，螺杆转速：400转/分钟，挤出机的真空度为0.09MPa，挤出机的长径比为30。
其中，所述PMMA树脂的熔融指数为12g/10min，缺口冲击强度 19KJ/M2 ，透明度95;所述抗氧剂由巴斯夫 IRGANOX1010和IRGANOX168按重量比1:1的比例混合而成。所述分散剂采用分散剂5040。所述防紫外线剂为能抑制和延缓紫外线对聚合物造成光老化的物质。所述色粉为红色。
实施例 2：
将 86.0重量份的PMMA树脂，5.6重量份的抗氧剂，1.6重量份的分散剂，4.4重量份的防紫外线剂，2.6重量份的色粉，在高速混合器中将上述组分在室温下混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：210转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：190℃，三区温度：190℃，四区温度：195℃，五区温度：200℃，六区温度：200℃，七区温度：195℃，八区温度：195℃，九区温度：200℃，螺杆转速：400转/分钟，挤出机的真空度为0.11MPa，挤出机的长径比为34。
其中，所述PMMA树脂的熔融指数为12g/10min，缺口冲击强度 19KJ/M2 ，透明度95;所述抗氧剂由巴斯夫 IRGANOX1010和IRGANOX168按重量比1:1的比例混合而成。所述分散剂采用分散剂5040。所述防紫外线剂为能抑制和延缓紫外线对聚合物造成光老化的物质。所述色粉为紫红色。
实施例 3。
将 87.2重量份的PMMA树脂，4.8重量份的抗氧剂，1.5重量份的分散剂，4.2重量份的防紫外线剂，2.3重量份的色粉，在高速混合器中将上述组分在室温下混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：220转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：190℃，三区温度：195℃，四区温度：195℃，五区温度：200℃，六区温度：200℃，七区温度：195℃，八区温度：195℃，九区温度：200℃，螺杆转速：500转/分钟，挤出机的真空度为0.1MPa，挤出机的长径比为36。
其中，所述PMMA树脂的熔融指数为12g/10min，缺口冲击强度 19KJ/M2 ，透明度93;所述抗氧剂由巴斯夫 IRGANOX1010和IRGANOX168按重量比1:1的比例混合而成。所述分散剂采用分散剂5040。所述防紫外线剂为能抑制和延缓紫外线对聚合物造成光老化的物质。所述色粉为黑色。
实施例 4。
将 90.0重量份的PMMA树脂，3.3重量份的抗氧剂，1.2重量份的分散剂，3.6重量份的防紫外线剂，1.9重量份的色粉，在高速混合器中将上述组分在室温下混合均匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件：物料混拌转速为：230转/分钟；一区温度：180℃，二区温度：185℃，三区温度：190℃，四区温度：195℃，五区温度：200℃，六区温度：200℃，七区温度：195℃，八区温度：195℃，九区温度：200℃，螺杆转速：550转/分钟，挤出机的真空度为0.12MPa，挤出机的长径比为38。
其中，所述PMMA树脂的熔融指数为12g/10min，缺口冲击强度 19KJ/M2 ，透明度93;所述抗氧剂由巴斯夫 IRGANOX1010和IRGANOX168按重量比1:1的比例混合而成。所述分散剂采用分散剂5040。所述防紫外线剂为能抑制和延缓紫外线对聚合物造成光老化的物质。所述色粉黑色。
实施例1-4性能测试表如图1所示。从上图1可以看出，本发明制得的复合材料的透明度高达 93-95%，且复合材料在具有高透明度的同时也兼具较高的红外线穿透率和较低的老化率，红外线穿透率为85-88%，老化率<3%。另外，抗氧剂、防紫外线剂的加入对具有红外穿透功能的透明复合材料的力学性能没有太大影响，主要提高了它的抗老化发性能。
本发明整体创意构思，使本发明可以克服现有技术的红外穿透材料易老化、不适合户外使用的缺点，达成前述说明书预期的目的和效果。
本发明的优点在于，本发明在PMMA树脂基材的基础上按重量比增加抗氧剂、分散剂、防紫外线剂等，进行充分混合后加入到双螺杆挤出机中经模具挤出，由此形成该抗老化可红外穿透的复合材料。本发明环保，不易老化，可红外穿透，适合户外使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种抗老化可红外穿透的复合材料，其特征在于 ：包括以下重量份的原料组份 ：
PMMA树脂 80-92份;
抗氧剂 0.2-8份;
分散剂 0.2-2份;
防紫外线剂1-8份;
色粉1-5份。
2.根据权利要求1所述的抗老化可红外穿透的复合材料，其特征在于 ：所述PMMA树脂的熔融指数为10-30g/10min，缺口冲击强度大于 15KJ/M2 ，透明度大于92。
3.根据权利要求1所述的抗老化可红外穿透的复合材料，其特征在于 ：所述抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂按质量百分比为 1:1 的混合物，主抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076，辅助抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂626。
4.根据权利要求 1所述的抗老化可红外穿透的复合材料，其特征在于 ：所述抗氧剂由巴斯夫IRGANOX1010和IRGANOX168按重量比 1:1 的比例混合而成。
5.根据权利要求 1所述的抗老化可红外穿透的复合材料，其特征在于 ：所述分散剂采用分散剂5040。
6.根据权利要求 1-5中任一项所述的一种抗老化可红外穿透的复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤（1）：将上述原材料按比例准确称量，并将其放入高速混合机中充分搅拌20-30分钟形成混合料，物料混拌转速为190-230转/min;
步骤（2）：将混合料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒和干燥后，即得成品;其中，挤出机包括九个加工区，每个加工区的加工温度为 180-200℃，挤出机的真空度 ≥0.09MPa，挤出机的长径比为 30-38，挤出机的螺杆转速为 320-580转/分钟;
步骤（3）：通过高速切粒机切成粒、包装。
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