CN106749850A - 一种耐划伤、高抗冲pmma材料的制备方法 - Google Patents

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沈斌君
沈伟
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Abstract

本发明涉及一种耐划伤、高抗冲PMMA材料的制备方法，取主单体甲基丙烯酸甲酯70‑100份，丙烯酸丁酯5‑10份，苯乙烯5‑15份，引发剂15×10‑4‑35×10‑4份、链转移剂0.1～0.3份，充分搅拌至其混合均匀，加入装有回流冷凝装置的三口烧瓶中，搅拌速度为300～500r/min，温度为108‑112℃，经过后处理得到甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯共聚物。本发明制备方法简单，步骤易于操作，采用本体聚合方法，一次性投料，整个反应体系稳定可控，制备出的甲基丙烯酸甲酯‑苯乙烯‑丙烯酸丁酯共聚物，纯度高且具有较好的耐表面划伤、耐冲击性。

Description

一种耐划伤、高抗冲PMMA材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐划伤、高抗冲PMMA材料的制备方法，属于高分子聚合物制备技术领域。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯俗称压克力或有机玻璃，具有极高的透明度，耐腐蚀，有一定的抗紫外线，抗候性，易于加工。广泛应用于汽车、广告标牌、卫生洁具、灯具、医药等众多领域，应用领域几乎深入生活各个层面，在全球市场上一直是最重要的高分子材料之一。近年由于LED平板电视的急速成长，促使PMMA强劲的市场需求，但由于PMMA表面硬度不高、抗冲击性能低等缺点，限制了PMMA材料在相关领域的应用。
PMMA聚合技术有悬浮聚合、溶液聚合和本体聚合。其中悬浮聚合和溶液聚合技术成熟，被绝大多数厂商使用。本体聚合得到的聚合物较纯淨，无杂质，且能耗低，无污染，但技术门槛较高。
发明内容
本发明的目的是为了解决PMMA表面硬度不高、抗冲击性能低的问题，提供了一种方法简单，步骤易于控制的耐划伤、高抗冲PMMA材料的制备方法。
本发明采用如下技术方案：一种耐划伤、高抗冲PMMA材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)配料：取主单体甲基丙烯酸甲酯70-100份，丙烯酸丁酯5-10份，苯乙烯5-15份，引发剂15×10-4-35×10-4份、链转移剂0.1～0.3份，充分搅拌至其混合均匀，加入装有回流冷凝装置的三口烧瓶中，搅拌速度为300～500r/min，油浴温度为108-112℃，得到共聚产物；
(2)材料后处理：用丙酮将共聚产物溶解，再用甲醇进行沉降，过滤，放入烘箱中烘干，得到甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物。
进一步的，所述引发剂为二月桂酰过氧化物或过氧化3.5.5-三甲基已酸叔丁酯。
进一步的，所述链转移剂为正丁硫醇、异丁硫醇、正己硫醇、正十二烷基硫醇或叔十二烷基硫醇。
进一步的，所述步骤(2)中烘干温度为60～100℃，烘干时间为3～8h。本发明制备方法简单，步骤易于操作，采用本体聚合方法，一次性投料，整个反应体系稳定可控，制备出的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，纯度高且具有较好的耐表面划伤、耐冲击性。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一：
按重量份数称取主单体MMA80份，丙烯酸丁酯5份，苯乙烯15份，引发剂15×10-4份，链转移剂0.2份，置于带有回流冷凝装置、温度计、搅拌棒的三口烧瓶中搅拌均匀，油浴加热升温至110℃，搅拌速度为350r/min，随着反应进行，体系粘度逐渐增大，反应时间为4h50min时，提高搅拌速度至450r/min，继续恒温反应3h40min，形成粘稠状的共聚产物；停止反应，待体系冷却后取出共聚产物，用丙酮完全溶解，再用甲醇沉降出共聚物，过滤，置于烘箱中在烘干温度为100℃条件下烘干3h，得到甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物。
实施例二：
按重量份数称取主单体MMA70份，丙烯酸丁酯10份，苯乙烯15份，引发剂25×10-4份，链转移剂0.2份，置于带有回流冷凝装置、温度计、搅拌棒的三口烧瓶中搅拌均匀，油浴加热升温至108℃，搅拌速度为350r/min，随着反应进行，体系粘度逐渐增大，反应时间为3h20min时，提高搅拌速度至450r/min，继续恒温反应3h20min，形成粘稠状的共聚产物；停止反应，待体系冷却后取出共聚产物，用丙酮完全溶解，再用甲醇沉降出共聚物，过滤，置于烘箱中在烘干温度为100℃条件下烘干3h，得到甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物。
实施例三：
按重量份数称取主单体MMA100份，丙烯酸丁酯10份，苯乙烯5份，引发剂35×10-4份，链转移剂0.3份，置于带有回流冷凝装置、温度计、搅拌棒的三口烧瓶中搅拌均匀，油浴加热升温至112℃，搅拌速度为500r/min，随着反应进行，体系粘度逐渐增大，反应时间为3h20min时，提高搅拌速度至450r/min，继续恒温反应3h20min，形成粘稠状的共聚产物；停止反应，待体系冷却后取出共聚产物，用丙酮完全溶解，再用甲醇沉降出共聚物，过滤，置于烘箱中在烘干温度为60℃条件下烘干8h，得到甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物。
对比例一：
按质量份数称取主单体MMA95份，苯乙烯5份，引发剂15×10-4份，链转移剂0.15份，置于带有回流冷凝装置、温度计、搅拌棒的三口烧瓶中搅拌均匀，油浴加热升温至110℃，搅拌速度为300r/min，随着反应进行，体系粘度逐渐增大，反应时间为5h20min时，提高搅拌速度至400r/min，继续恒温反应2h，形成粘稠状的共聚产物；停止反应，待体系冷却后取出共聚产物，用丙酮完全溶解，再用甲醇沉降出共聚物，过滤，置于烘箱中在烘干温度为90℃条件下烘干5h，得到甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物。
对比例二：
按质量份数称取主单体MMA90份，苯乙烯10份，引发剂17×10-4份，链转移剂0.18份，置于带有回流冷凝装置、温度计、搅拌棒的三口烧瓶中搅拌均匀，油浴加热升温至110℃，搅拌速度为300r/min，随着反应进行，体系粘度逐渐增大，反应时间为4h30min时，提高搅拌速度至400r/min，继续恒温反应4h，形成粘稠状的共聚产物；停止反应，待体系冷却取出共聚产物，用丙酮完全溶解，再用甲醇沉降出共聚物，过滤，置于烘箱中在烘干温度为90℃条件下烘干5h，得到甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物。
对比例三：
按质量份数称取主单体MMA85份，苯乙烯15份，引发剂20×10-4份，链转移剂0.2份，置于带有回流冷凝装置、温度计、搅拌棒的三口烧瓶中搅拌均匀，油浴加热升温至110℃，搅拌速度为300r/min，随着反应进行，体系粘度逐渐增大，反应时间为3h40min时，提高搅拌速度至450r/min，继续恒温反应3h，形成粘稠状的共聚产物；停止反应，待体系冷却后取出共聚产物，用丙酮完全溶解，再用甲醇沉降出共聚物，过滤，置于烘箱中在烘干温度为90℃条件下烘干5h30min，得到甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物。
上述实施例中，拉伸强度按照国标GB/T1040.1-2006进行测试；熔体流动速度按照ISO1133进行测试；负荷变形温度按GB/T1634.1-2004进行测试；无缺口冲击强度按GB/T1043.1-2008进行测试；透光率按照国标GB/T2410-2008进行测试；洛氏硬度按照ISO2039-2：
结果如表1所示：
由表1可知，引入丙烯酸丁酯，明显缩短了反应时间，有效的提升了PMMA的力学性能、负荷变形温度、表面硬度及耐划伤性能，并且材料保持较高的纯净度和透光率，可以丰富PMMA在透明、耐热、对硬度有较高要求领域的应用范围，具有良好的应用前景。

Claims (4)

1.一种耐划伤、高抗冲PMMA材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）配料：取主单体甲基丙烯酸甲酯70-100份，丙烯酸丁酯5-10份，苯乙烯5-15份，引发剂15×10-4-35×10-4份、链转移剂0.1～0.3份，充分搅拌至其混合均匀，加入装有回流冷凝装置的三口烧瓶中，搅拌速度为300～500r/min，油浴温度为108-112℃，得到共聚产物；
（2）材料后处理：用丙酮将共聚产物溶解，再用甲醇进行沉降，过滤，放入烘箱中烘干，得到甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物。
2.如权利要求1所述的划伤、高抗冲PMMA材料的制备方法，其特征在于：所述引发剂为二月桂酰过氧化物或过氧化3.5.5-三甲基已酸叔丁酯。
3.如权利要求1所述的划伤、高抗冲PMMA材料的制备方法，其特征在于：所述链转移剂为正丁硫醇、异丁硫醇、正己硫醇、正十二烷基硫醇或叔十二烷基硫醇。
4.如权利要求1所述的划伤、高抗冲PMMA材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中烘干温度为60～100℃，烘干时间为3～8h。
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