CN103030915A - 一种增塑共聚改性有机玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种增塑共聚改性有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯与共聚单体及增塑剂经本体聚合，浇铸成型工艺制备而成的。所选用的共聚单体为丙烯酸丁酯类，包括丙烯酸正丁酯或甲基丙烯酸正丁酯等，增塑剂为邻苯二甲酸酯类，包括邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二异辛酯（DIOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）等。制备出了具有超韧性、高透光率的有机玻璃浇铸板材。

Description

一种增塑共聚改性有机玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及一种增塑共聚改性的有机玻璃，尤其是一种经本体聚合浇铸成型的超韧性高透光率有机玻璃。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃，是一种高拉伸强度高透光率的通用塑料。主要应用于灯具、光学玻璃、仪器仪表表盘、广告橱窗及各种医用、军用、建筑用玻璃。但是由于PMMA的刚性链结构，在外界应力和低温环境作用下，易产生银纹和裂纹，现在使用经过增塑共聚改性的有机玻璃可以改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备具有超韧性、高透光率的改性有机玻璃浇铸板材的方法。
本发明的增塑共聚改性有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯与共聚单体及增塑剂经本体聚合，浇铸成型工艺制备而成的。所选用的共聚单体为丙烯酸丁酯类，可以是一种或多种，增塑剂为邻苯二甲酸酯类，可以是一种或多种。
丙烯酸丁酯类有：丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯。
邻苯二甲酸酯类结构式为：
Figure BDA00002528788200011
其中R、R'代表碳链，例如，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）的碳链分别为-(CH2)7CH3和-(CH2)3CH3，并且R和R'相同。
本发明甲基丙烯酸甲酯与共聚单体及增塑剂的质量比为7:3:0~1，根据对产品冲击强度要求的不同，在0-1之间改变增塑剂的用量。
本发明的具体方案是：
一种增塑共聚改性有机玻璃的制备方法，其特征在于采用本体聚合，浇铸成型得到有机玻璃板材；增塑共聚改性有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯与共聚单体及增塑剂共聚反应制得；所选用的共聚单体为丙烯酸丁酯类，增塑剂为邻苯二甲酸酯类。
所述增塑共聚改性有机玻璃的制备方法，其中共聚单体选自丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯，可以是一种或多种。
所述增塑共聚改性有机玻璃的制备方法，其中增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二异辛酯（DIOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）等，可以是一种或多种。
所述增塑共聚改性有机玻璃的制备方法，其中甲基丙烯酸甲酯与共聚单体及增塑剂的质量比为7:3:0~1。
采用本发明制备的增塑共聚改性有机玻璃的冲击强度比未改性的有机玻璃提高至少91%；添加共聚单体或增塑剂对板材透光率没有影响。
本发明增塑共聚改性有机玻璃的性能测试方法：
拉伸强度：使用深圳凯强利机械有限公司WDT30型微机控制电子万能试验机，按GB/T 1040-92测试材料拉伸强度，拉伸速率50mm/min测试。
冲击强度：使用承德试验机有限公司XJJ-50型冲击实验机，按GB/T 1043-93测试材料简支梁无缺口冲击性能，摆锤速度为2.9m/s测试。
透光率及雾度：使用上海精科有限公司WGT-S型透光率雾度测定仪，按GB 2410-80测试材料透光率及雾度，试样大小50×50×3mm测试。
洛氏硬度：使用上海材料试验机厂XHR-150型塑料洛氏硬度计，按GB9342-38测试板材洛氏硬度，选择M标尺，两块3mm板叠加。
具体实施方式
实例1
步骤1：将两块120x120x3mm的硅玻璃洗净烘干，用锡箔纸将一正方形橡胶条包好，内部型腔大小为8x8x3mm，用玻璃胶将橡胶条的一面粘在一块硅玻璃上，然后盖上另一块玻璃，用夹子夹好，待用。
步骤2：将10g经过减压蒸馏的甲基丙烯酸甲酯（MMA）与0.01g的引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，用玻璃棒搅拌混匀后，倒入洁净的100ml圆底烧瓶，搅拌并升温到85℃，当溶液变得粘稠时停止加热，冷却至室温，即为预聚体。
步骤3：将预聚体灌入步骤1制作的模具中，夹好密封，放入50℃烘箱缓慢聚合24h，当聚合物变为固体胶状时，升温到100℃再聚合1~2h，使其充分聚合，而后渐冷至室温，脱模即得3mm厚透明板材。
实例2：
操作与实例1相同，不同之处在于在步骤2加入单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）时，加入共聚单体丙烯酸正丁酯（BA），引发剂和其他试剂的用量不变。
实例3：
操作与实例2相同，不同之处在于加入在步骤2加入单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）和共聚单体丙烯酸正丁酯（BA）时，同时加入增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP），引发剂和其他试剂的用量不变。
实例4~8：
操作与实例3相同，不同之处在于在步骤2加入MMA、BA、iBA、DOP、DIOP和DBP的质量比不同，如表1。
表1实例1~7的物料配比
Figure BDA00002528788200031
表2板材性能
Figure BDA00002528788200032
冲击强度由14.4KJ/m2增加到27.5KJ/m2，增加了91%，再添加0.2gDOP，冲击强度又增加了21%；拉伸强度下降较为明显，DOP大于0.2g后冲击强度小于30MPa；透光率保持在92%，雾度有所增加；洛氏硬度也随DOP的增加而减小。总之，共聚单体及增塑剂的加入能大幅提高板材冲击强度，并且对板材透光率没有影响；可以根据产品对拉伸强度和冲击强度的的要求，调节单体、共聚单体和增塑剂的量，得到最佳的综合性能。

Claims (4)

1.一种增塑共聚改性有机玻璃的制备方法，其特征在于采用本体聚合，浇铸成型得到有机玻璃板材；增塑共聚改性有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯与共聚单体共聚反应并加入增塑剂制得；所选用的共聚单体为丙烯酸丁酯类，增塑剂为邻苯二甲酸酯类。
2.根据权利要求书1所述增塑共聚改性有机玻璃的制备方法，其特征在于共聚单体选自丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯中的一种或多种。
3.根据权利要求书1所述增塑共聚改性有机玻璃的制备方法，其特征在于增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种。
4.根据权利要求书1所述增塑共聚改性有机玻璃的制备方法，其特征在于甲基丙烯酸甲酯与共聚单体及增塑剂的质量比为7:3:0～1。
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