[发明专利]一种高抗冲、高耐热透明光学材料及其制备方法

说明书

本申请属于改性高分子材料技术领域，本申请提供了一种高抗冲、高耐热透明光学材料及其制备方法，其熔融共混的制备原料包括：60～80重量份PMMA树脂，15～26重量份PC树脂，4.5～12重量份增容剂和0.5～2重量份润滑剂；所述增容剂为聚甲基丙烯酸甲酯‑聚芳酯嵌段共聚物。本申请实施例提供的该光学材料不仅具有优异的光学特性和耐刮擦性，而且具备良好的抗冲击性能、热稳定性能和阻燃性，即使不拉伸取向，也具有良好的韧性。所述光学材料的制备包括原料的预处理、混合和熔融等步骤，该方法设备便宜、工艺简单、能耗低、易于实现产业化。其中，所述高抗冲、高耐热透明光学材料，3mm透光率≥90％，3mm雾度≤1.0％。

技术领域

本申请属于改性高分子材料技术领域，尤其涉及一种高抗冲、高耐热透明光学材料及其制备方法。

背景技术

在众多高分子材料中，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)因其优异的光学性能和综合力学性能，而在光学、电子等领域得到广泛的应用。但PMMA自身存在折射率较小，抗冲击性能差等缺点，使其在特定领域的应用受到了限制。聚碳酸酯(PC)具有透明性好、耐热性佳、韧性好等优良性能，但其流动性差、难加工，且表面硬度低、耐磨性差(通常需要做表面处理)。可见，PMMA是PC光学材料的理想增硬改性材料，而PC是PMMA光学材料潜在的理想耐热增韧改性材料。因此，PMMA/PC共混物光学材料不仅具有PMMA的基本特性，而且具备良好的耐热稳定性、韧性(耐屈挠)，具有广阔的应用前景。

工业生产应用中，PMMA/PC共混物材料的制备方法主要分为溶液共混法和熔融共混法。虽然PMMA和PC都含有酯基基团，但PC的溶解度参数δ_PC约为20.3(J/cm³)^1/2，PMMA的溶解度参数δ_PMMA约为18.8(J/cm³)^1/2，相差约1.5，因此两者为部分相容体系，导致在聚合物共混物微观结构中，PMMA相与PC相之间的界面张力较大，界面相容性较差，两相会发生相分离。另一方面，PC的折射率约为1.582，PMMA的折射率为1.492，如果两相相容性不好，光透过共混物时不可避免发生光散射，表面有珠光现象，雾度较大。

申请号为202011371198.6的中国专利文献中，采用溶液共混法制备出具有优异的光学特性和热稳定性，较低的雾度和黄度的PMMA/PC共混物透明光学材料，其即使在高温环境中也不会出现相分离现象。该溶液法虽然制备的光学薄膜光学性能优异，但溶剂回收成本高、加工成型设备价格昂贵，工艺相对复杂，尺寸稳定性相对较差，生产效率较低，不利于产业化。相对地，熔融共混法的生产设备和工艺简单，生产效率高，更适于PMMA与PC共混物材料的工业生产。如申请号为201410282352.0的中国专利文献中，以MMA单体与苯乙烯、马来酸酐的三元接枝共聚物(MMA-g-St/MAH)作为主要改性剂，使用双螺杆挤出机中挤出造粒，可制得力学性能良好的PC/PMMA共混物。但是，由于未达到分子级分散，该PC/PMMA共混物并非透明材料，影响应用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高抗冲、高耐热透明光学材料及其制备方法，该光学材料为PC/PMMA共混物材料，不仅具有优异的光学特性，而且具备良好的抗冲击性能、热稳定性能，易于实现产业化。

本发明提供了一种高抗冲、高耐热透明光学材料，其熔融共混的制备原料包括：60～80重量份的PMMA树脂，15～26重量份的PC树脂、4.5～12重量份的增容剂和0.5～2重量份的润滑剂；所述增容剂为聚甲基丙烯酸甲酯-聚芳酯嵌段共聚物；所述润滑剂为碳原子数C₁₅～C₃₈的液态饱和烷烃混合物。

优选的，本发明所述高抗冲、高耐热透明光学材料的制备原料包括70～75重量份的PMMA树脂、17～20重量份的PC树脂、6.5～9重量份的增容剂和1～1.5重量份的润滑剂。