CN102863709B - 菲涅尔透镜用pvc组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种菲涅尔透镜用PVC组合物及其制备方法。菲涅尔透镜用PVC组合物，由如下重量份数的物料制成：PVC树脂100.0份、热稳定剂0.6～2.0份、加工改性剂0.3～4.0份、抗冲改性剂2.0～10.0份、润滑剂0.5～2.0份和着色剂0～0.1份。其制备方法如下：将原料按配方量称量，加入高速混合机，高速混合至一定温度，放入低速混合机混合，冷却至室温，经过挤出塑化，再经压制，制成一定厚度的透明片材。本发明使用了改性的丙烯酸酯类抗冲改性剂，使制备的菲涅尔透镜用PVC片材无流痕，杂质、晶点少，无折白现象，耐冲击性和耐候性好，透明度高、雾度小且光学性能优异。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种菲涅尔透镜用PVC组合物及其制备方法。
背景技术
菲涅尔透镜是一种应用非常广泛的光学元件，其制造设计到多个技术领域，包括高分子材料工程，光学工程，CNC机械加工，金刚石车削工艺，模压、注塑、浇铸等制造工艺。菲涅尔透镜的特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远，菲涅尔透镜在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。菲涅尔透镜应用领域较广，如投影显示：菲涅尔投影电视，高射投影仪；聚光聚能：太阳能用菲涅尔透镜，菲涅尔放大镜；航空航海：灯塔用菲涅尔透镜；科技研究：激光检测系统等；红外探测：无源移动探测器；照明光学：汽车头灯，交通标志，光学着陆系统。
聚氯乙烯(PVC)塑料是以PVC树脂为基料，通过添加稳定剂、改性剂、增塑剂、填料、着色剂等各种助剂，经塑化、加工成型。PVC塑料具有刚性好、强度高、阻燃、耐腐蚀、电气绝缘性好以及软硬可调等优异性能。PVC作为一种高透明材料，应用于菲涅尔透镜领域，具有较好的效果，本发明所提供的PVC组合物，目前已成功应用于菲涅尔放大镜。
应用于菲涅尔透镜的材料主要有PMMA(亚克力)、PC(聚碳酸酯)等，专利CN 1887566A、JP60218634A、JP63109043A等提到可用PVC材质，但尚无专利涉及菲涅尔透镜用PVC组合物的制备。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种无流痕，杂质、晶点少，无折白现象，耐冲击性和耐候性好，光学性能优异的菲涅尔透镜用PVC组合物及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成：PVC树脂粉100.0份、热稳定剂0.6～2.0份、加工改性剂0.3～4.0份、抗冲改性剂2.0～10.0份、润滑剂0.5～2.0份和着色剂0～0.1份。
所述的PVC树脂粉为平均聚合度600～800的乙烯法聚氯乙烯树脂粉，要求PVC树脂粉为颗粒疏松，粒径分布窄，杂质少，鱼眼数少的优等品，本发明优选平均聚合度700的PVC树脂粉S-700和平均聚合度800的PVC树脂粉QS-800F，两者均由中石化齐鲁分公司生产。
所述的热稳定剂为酯基硫醇锡，优选甲基硫醇锡、丁基硫醇锡或辛基硫醇锡，该类稳定剂具有出色的热稳定性、耐光耐候性、色泽稳定性、高透明性，使制品不泛黄，不变色，无气味，本发明优选辛基锡稳定剂17MOK，由美国Crompton生产。
所述的加工改性剂为丙烯酸酯类，可以改善PVC的加工性能，促进PVC配混物的塑化，提高熔体的强度及均匀性，有效提高制品表面光洁度，本发明优选丙烯酸酯类加工改性剂K-130P，由美国Rohm&Haas公司生产。
所述的抗冲改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的共聚物或改性的丙烯酸酯类，优选改性的丙烯酸酯类，因甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的共聚物中含有双键，耐候性较差，而丙烯酸酯类抗冲改性剂耐候性虽好，但折光指数和PVC不同，透明性差，因此选用了改性的丙烯酸酯类抗冲改性剂，兼具了两者的优点，具有较好的耐候性、高抗冲击性和高透明性，本发明优选改性丙烯酸酯类抗冲改性剂HIA-80和MBS类抗冲改性剂BTA-717，均由美国Rohm&Haas公司生产。
所述的润滑剂为硬脂酸盐类、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡类和酯类润滑剂的混合物，硬脂酸盐类的重量份数为0.1～0.5份、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡类的重量份数为0.1～0.8份，酯类润滑剂的重量份数为0.1～1.0份。酯类润滑剂为适用于压延工艺的酯类高效润滑剂。
氧化聚乙烯蜡类优选氧化聚乙烯蜡类润滑剂AC-316A，由美国Honeywell公司生产。酯类润滑剂优选复合酯类润滑剂E-2102，由美国Rohm&Haas公司生产。
所述的着色剂为群青或分散紫和荧光增白剂的组合物，因为PVC在加工过程中往往伴有少量共扼双键的产生，吸收波长为430～490nm的蓝色光，于是制品往往会呈现它的补色泛浅黄色，不能达到制品的光学性能要求，为此必须加入一些颜料来消除制品中的黄色，使片材亮丽。群青或分散紫与荧光增白剂质量比为1～2∶1。
上述菲涅尔透镜用PVC组合物的制备方法包括以下步骤：
(1)干混料：
将配方量的原料称量好，一同放入高速混合机中，转速为700～1400r/min，高速混合均匀，至温度升至100～120℃时，将高速混合机中的混合料放入低速混合机中，转速为50～100r/min中搅拌冷却，温度降至40～50℃后，放料待用。
(2)成型：
将制备好的干混料，加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化，挤出温度为190～200℃，熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型，温度设定为200～210℃，经牵引、冷却、切割后储存使用。
本发明的有益效果如下：
本发明使用了改性的丙烯酸酯类抗冲改性剂，使制备的菲涅尔透镜用PVC片材无流痕，杂质、晶点少，无折白现象，耐冲击性和耐候性好，透明度高、雾度小且光学性能优异。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明所述的菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成：
将高低速混合机清理干净后，按以下步骤制备：
(1)组合物的干混料：
将配方量的原料称量好，一同放入高速混合机中，转速为1400r/min，高速混合均匀，至温度升至100～120℃时，将高速混合机中的混合料放入低速混合机中，转速为100r/min中搅拌冷却，温度降至40～50℃后，放料待用。
(2)组合物成型：
将制备好的干混料，加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化，挤出温度为190～200℃，熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型，温度设定为200～210℃，经牵引、冷却、切割后储存使用。
实施例2
本发明所述的菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成：
(分散紫与增白剂的质量比为1∶1)
将高低速混合机清理干净后，按以下步骤制备：
(1)组合物的干混料：
将配方量的原料称量好，一同放入高速混合机中，转速为700r/min，高速混合均匀，至温度升至100～120℃时，将高速混合机中的混合料放入低速混合机中，转速为100r/min中搅拌冷却，温度降至40～50℃后，放料待用。
(2)组合物成型：
将制备好的干混料，加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化，挤出温度为190～200℃，熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型，温度设定为200～210℃，经牵引、冷却、切割后储存使用。
实施例3
本发明所述的菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成：
(分散紫与增白剂的质量比为1∶1)
将高低速混合机清理干净后，按以下步骤制备：
(1)组合物的干混料：
将配方量的原料称量好，一同放入高速混合机中，转速为900r/min，高速混合均匀，至温度升至100～120℃时，将高速混合机中的混合料放入低速混合机中，转速为100r/min中搅拌冷却，温度降至40～50℃后，放料待用。
(2)组合物成型：
将制备好的干混料，加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化，挤出温度为190～200℃，熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型，温度设定为200～210℃，经牵引、冷却、切割后储存使用。
实施例4
本发明所述的菲涅尔透镜用PVC组合物由如下重量份数的物料制成：
(分散紫与增白剂的质量比为1∶1)
将高低速混合机清理干净后，按以下步骤制备：
(1)组合物的干混料：
将配方量的原料称量好，一同放入高速混合机中，转速为1000r/min，高速混合均匀，至温度升至100～120℃时，将高速混合机中的混合料放入低速混合机中，转速为100r/min中搅拌冷却，温度降至40～50℃后，放料待用。
(2)组合物成型：
将制备好的干混料，加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化，挤出温度为190～200℃，熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型，温度设定为200～210℃，经牵引、冷却、切割后储存使用。
实施例1～4的菲涅尔透镜用PVC组合物的性能检测结果见表1。
表1菲涅尔透镜用PVC组合物的性能检测结果
从表1实施例性能检测结果可以看出，所制备的菲涅尔透镜用PVC组合物外观无流痕、杂质、晶点，表面平整、光亮，透光率高、雾度小、清晰度高，韧性好，耐光老化能好。尤其是使用改性丙烯酸酯类的抗冲改性剂的实施例耐光老化性能好。
Claims (1)
1.一种菲涅尔透镜用PVC组合物，其特征在于，由如下重量份数的物料制成：
PVC树脂粉S-700 100.0
辛基锡稳定剂17MOK 1.0
丙烯酸酯类加工改性剂K-130P 2.0
改性丙烯酸酯类抗冲改性剂HIA-80 6.0
润滑剂硬脂酸钙 0.3
氧化聚乙烯蜡类润滑剂AC-316A 0.4
复合酯类润滑剂E-2102 0.6
将高低速混合机清理干净后，按以下步骤制备：
（1）组合物的干混料：
将配方量的原料称量好，一同放入高速混合机中，转速为1400r/min，高速混合均匀，至温度升至100～120℃时，将高速混合机中的混合料放入低速混合机中，转速为100r/min中搅拌冷却，温度降至40～50℃后，放料待用；
（2）组合物成型：
将制备好的干混料，加入到双螺杆或者星型螺杆挤出机挤出塑化，挤出温度为190～200℃，熔融塑化好的塑化块进入五辊压延机上压延成型，温度设定为200～210℃，经牵引、冷却、切割后储存使用。
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