本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種PP/PMMA合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)是半透明結(jié)晶型聚合物，具有可塑性，且無(wú)臭無(wú)毒。由于PP結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化，故熔點(diǎn)可高達(dá)167℃，具有良好的常溫抗沖擊性能，且耐熱、耐腐蝕，密度小，是目前最輕的通用塑料。然而，由于PP的分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，使得PP韌性較差，且PP表面硬度不高，容易擦毛。另外，目前純PP材料在使用中易受光、熱和氧的作用而老化，且著色性不好不能滿足市場(chǎng)的需求。聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)是一種綜合性能優(yōu)異的透明材料，其相對(duì)分子質(zhì)量約為200萬(wàn)，且形成的分子鏈很柔軟，因此，PMMA機(jī)械強(qiáng)度較高，硬度較好。而且，PMMA具有極好的透光性，有一定的耐熱性、抗寒性、耐候性和耐腐蝕性，且絕緣性能良好，但其熱穩(wěn)定性能較差，常溫抗沖擊性不佳，易老化因此限制了他在許多領(lǐng)域中的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種具有優(yōu)異的光澤度、硬度和常溫抗沖擊性能，且相容性好的PP/PMMA合金材料。本發(fā)明的另一目的是提供該P(yáng)P/PMMA合金材料的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種PP/PMMA合金材料，按重量百分比包括如下組分：以及，一種PP/PMMA合金材料的制備方法，包括以下步驟：按照上述的PP/PMMA合金材料的配方稱取各組分；將上述PP、PMMA、相容劑、抗氧劑和潤(rùn)滑劑進(jìn)行混料處理，得混合物料；將上述混合物料熔融擠出、造粒、干燥，得到PP/PMMA合金材料。上述PP/PMMA合金材料以PP為基體，通過(guò)在PP中摻雜組分PMMA不僅提高PP的表面硬度，耐刮擦，且增強(qiáng)PMMA的常溫抗沖擊強(qiáng)度，協(xié)同增強(qiáng)PP/PMMA合金材料的硬度、耐刮性能和常溫抗沖擊性能，且使得材料具有良好的光澤。同時(shí)，還通過(guò)在PP/PMMA合金材料中添加相容劑和抗氧劑，不僅有效防止PMMA在高溫條件下發(fā)生降解，并使得結(jié)晶型PP與非結(jié)晶型PMMA兩種不相容的聚合物實(shí)現(xiàn)相容，從而形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。上述PP/PMMA合金材料的制備方法操作簡(jiǎn)便，成本低廉，適于PP/PMMA合金材料的工業(yè)化生產(chǎn)。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例PP/PMMA合金材料制備方法的工藝流程示意圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例與附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述 的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供一種具有優(yōu)異的光澤度、硬度和常溫抗沖擊性能，且相容性好的PP/PMMA合金材料，按重量百分比包括如下組分：具體地，上述PP/PMMA合金材料通過(guò)在PP基體組分中摻雜機(jī)械強(qiáng)度較高且透光性極好的組分PMMA增強(qiáng)PP的表面硬度、光澤度和力學(xué)性能，且由于PP分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，高度結(jié)晶化，可有效增強(qiáng)材料的常溫抗沖擊性。因此，PP、PMMA具有以下優(yōu)選實(shí)施例：作為優(yōu)選實(shí)施例，上述基體組分PP為均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物中的任一種，其熔融指數(shù)為20～50g/10min（230℃/2.16Kg），缺口沖擊強(qiáng)度為50～150J/M。由于均聚聚丙烯僅以丙烯為單體，其對(duì)稱性好，有利于提高材料的常溫抗沖擊性，由此，進(jìn)一步優(yōu)選地，該基體組分PP為均聚聚丙烯。作為另一優(yōu)選實(shí)施例，上述PMMA的熔融指數(shù)優(yōu)選為10～20g/10min（200℃/5Kg），該數(shù)值范圍內(nèi)的PMMA在加工過(guò)程中流動(dòng)性好，有利于材料的加工成型。由于PP為結(jié)晶型聚合物，PMMA為非結(jié)晶型聚合物，PMMA和PP呈現(xiàn)不同的兩相，因此PP與PMMA不相容。為實(shí)現(xiàn)PMMA和PP相容，提高材料的穩(wěn)定性能，本實(shí)施例優(yōu)選聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐為相容劑，其接枝率為0.3-1%。其中，進(jìn)一步優(yōu)選地，該聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐的制備方法包括以下步驟：(1)按重量百分比稱取聚乙烯94.2～97.3%、苯乙烯1～2%、馬來(lái)酸酐1.5～3%、交聯(lián)劑BIBP0.2～0.8%；(2)將交聯(lián)劑BIBP溶解到苯乙烯中，后與PP進(jìn)行混合，得混合物料；(3)將馬來(lái)酸酐加入混合物料中熔融擠出，得到聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐。上述制備方法以苯乙烯為相容劑，在交聯(lián)劑BIBP的引發(fā)作用下，使得聚乙烯(PE)接枝馬來(lái)酸酐(MAH)的側(cè)基酸酐鍵，后與PMMA的酯基進(jìn)一步結(jié)合，且PE與PP完全相容，這樣，使得PP、PMMA共混物的界面自由能和PE-MAH的自由熵降低，最終降低共混物的自由能，從而達(dá)到PP、PMMA、PE-MAH的完全相容的目的。在具體實(shí)施例中，上述步驟(1)中，以聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐重量百分比為100%計(jì)算，該聚乙烯為96%、苯乙烯為1.6%、馬來(lái)酸酐為2%、交聯(lián)劑為BIBP0.4%；步驟(3)的熔融擠出步驟為：在擠出溫度為170-190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300-400r/min的條件下，通過(guò)螺桿擠出機(jī)的螺桿剪切、混合、熔融物料，后依次進(jìn)行擠出、造粒、干燥處理，獲得聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐。由于PP、PMMA組分在使用中易受光、熱和氧的作用而老化，且PP和PMMA這兩種高聚物在高溫條件下易降解，導(dǎo)致材料的力學(xué)性能和透明度明顯下降，色澤變差，因此，上述PP/PMMA合金材料中加入抗氧劑。作為優(yōu)選實(shí)施例，上述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的任意一種或兩種以上的混合物，選擇該類(lèi)抗氧劑有利于其與合金材料的各組分相容，從而可提高PP/PMMA合金材料性能的穩(wěn)定性能。進(jìn)一步優(yōu)選地，該抗氧劑為以上三種抗氧劑按照質(zhì)量比1:1:1-2進(jìn)行復(fù)配獲得。為改善加工中材料的流動(dòng)性和脫模性，防止材料在機(jī)內(nèi)或模具內(nèi)粘附而產(chǎn)生魚(yú)眼等缺陷，以及為提高上述各組分在制備過(guò)程中如熔融擠出過(guò)程中的分散均勻性，上述實(shí)施例中加入潤(rùn)滑劑。優(yōu)選地，該潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、乙撐雙硬脂酰胺的任意一種或兩種以上的混合物。進(jìn)一步優(yōu)選地，該潤(rùn)滑劑為以上三種潤(rùn)滑劑按照質(zhì)量比1:1:1.5-3進(jìn)行復(fù)配獲得。上述PP/PMMA合金材料以PP為基體，通過(guò)在PP中摻雜組分PMMA不僅提高PP的表面硬度，耐刮擦，且增強(qiáng)PMMA的常溫抗沖擊強(qiáng)度，協(xié)同增強(qiáng)PP/PMMA合金材料的硬度、耐刮性能和常溫抗沖擊性能，且使得材料具有良好的光澤。同時(shí)，還通過(guò)在PP/PMMA合金材料中添加抗氧劑、相容劑和潤(rùn)滑劑有效防止PP和PMMA在高溫條件下發(fā)生降解，改善結(jié)晶型PP與非結(jié)晶型PMMA不相容性能，且促進(jìn)各組分在加工過(guò)程中的均勻分散和流動(dòng)性，從而形成穩(wěn)定的PP/PMMA合金材料。相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供上述PP/PMMA合金材料的制備方法，其工藝流程如圖1所示。該方法包括以下步驟：S01.稱取PP/PMMA合金材料的各組分：按上述PP/PMMA合金材料的配方稱取各組分；S02.將各組分進(jìn)行混料處理：將步驟S01中稱取的各組分進(jìn)行混料處理，得混合物料；S03.對(duì)混合物料進(jìn)行熔融擠出處理：將混合物料熔融擠出、造粒、干燥，得到PP/PMMA合金材料。上述步驟S03中，熔融擠出的工藝參數(shù)優(yōu)選為：一區(qū)溫度為100-120℃，二區(qū)溫度為200-220℃，三區(qū)溫度為200-220℃，四區(qū)溫度為200-220℃，模具溫度為100-120℃。其中，只要能實(shí)現(xiàn)上述熔融擠出過(guò)程，具體擠出機(jī)的總類(lèi)在此不加以限定。通過(guò)上述PP/PMMA合金材料的制備方法即可獲得光澤度高、硬度大、常溫抗沖擊性能優(yōu)異，且相容性好的PP/PMMA合金材料，提高其良品率。另外，該制備方法操作簡(jiǎn)便，成本低廉，適于PP/PMMA合金材料的工業(yè)化生產(chǎn)?，F(xiàn)以PP/PMMA合金材料的配方和制備方法為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。下述所有實(shí)施例中PP為均聚聚丙烯PPH，選自中國(guó)石化V30G；PMMA選自臺(tái)灣鎮(zhèn)江奇美CM205；相容劑為聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐，其制備方法如上所 述，在此不再贅述；抗氧劑由四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三(2.4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯三種抗氧劑按照質(zhì)量比為1:1:2進(jìn)行復(fù)配獲得；潤(rùn)滑劑潤(rùn)由硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、乙撐雙硬脂酰胺三種潤(rùn)滑劑按照質(zhì)量比1:1:1.5進(jìn)行復(fù)配獲得。實(shí)施例1～5實(shí)施例1～5中各PP/PMMA合金材料按重量百分比的具體組分見(jiàn)下表1。上述實(shí)施例1～5中各PP/PMMA合金材料的制備方法相同，均包括以下步驟：S1.將上述實(shí)施例1～5中各PP/PMMA合金材料的全部組分分別按表1中的具體比例稱取各組分；S2.將上述各組分在混合器中進(jìn)行混料處理，得混合物料；S3.將混合物料置于螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出、造粒、干燥和冷卻，得到PP/PMMA合金材料。其中，擠出機(jī)各區(qū)段溫度為：一區(qū)120℃，二區(qū)200℃，三區(qū)210℃，四區(qū)220℃；熔體壓力為20MPa，模具溫度為100℃，螺桿轉(zhuǎn)速130-150轉(zhuǎn)/分鐘，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速50-80轉(zhuǎn)/分鐘。對(duì)比例1～2對(duì)比例1～2中合金材料按重量百分比的具體組分見(jiàn)下表1。對(duì)比例1～2中各合金材料的制備方法與上述實(shí)施例1～5中各PP/PMMA合金材料的制備方法相同。性能測(cè)試：將上述實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1～2制備得到的PP/PMMA合金材料在70-90℃的鼓風(fēng)烘箱中干燥4-6小時(shí)，再將干燥的材料按照同樣的注塑條件在80T注塑機(jī)上制備測(cè)試樣條，具體的注塑條件為，注塑溫度：220-250℃，注塑壓力：70-120Mpa，模具溫度：40-70℃。具體的物理性能檢測(cè)項(xiàng)目如下：拉伸強(qiáng)度按照ASTMD638標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；懸臂梁沖擊強(qiáng)度按照ASTMD256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按ASTMD790標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；耐鉛筆刮擦等級(jí)按照ISO15194標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量。上述實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1～2制備得到的PP/PMMA合金材料的性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表1。表1由上表1可知，在實(shí)施例1～5制備的PP/PMMA合金材料中，PP的加入，有利于上述合金材料的常溫抗沖擊性能的提高，但其硬度降低；PMMA與相容劑含量的增加，合金材料的耐刮擦性能及硬度增強(qiáng)，但其常溫抗沖擊性能降低，因此需要調(diào)整PP、PMMA及相容劑之間的復(fù)配比例，才能協(xié)同提高上述合金材料的力學(xué)性能；而當(dāng)無(wú)PMMA和相容劑存在時(shí)(對(duì)比例1)，合金材料的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量較差，且材料非常不耐刮擦；當(dāng)無(wú)PP和相容劑存在時(shí)(對(duì)比例 2)，合金材料的常溫抗沖擊性能差，也限制了該合金材料的應(yīng)用。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。