CN106749943A - 一种耐磨有机玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯60‑80份，甲基丙烯酸异冰片酯20‑40份，2,4‑甲苯二异氰酸酯50‑60份，聚乙二醇70‑80份，季戊四醇二丙烯酸酯3‑5份，改性硅藻土3‑5份，耐磨剂12‑14份，阻燃剂8‑12份，邻苯二甲酸二丁酯4‑6份，橡胶粒子10‑12份，马来酸酐接枝相容剂3‑5份，偶氮二异丁腈0.48‑0.64份，二月桂酸二丁基锡0.3‑0.5份，乙硫醇6‑8份。本发明还公开了上述耐磨有机玻璃的制备方法。本发明耐磨性好，硬度高，机械性能好。

Description

一种耐磨有机玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机玻璃技术领域，尤其涉及一种耐磨有机玻璃及其制备方法。
背景技术
有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合物是，简称为聚甲基丙烯酸甲酯，缩写为PMMA。有机玻璃广泛应用于日常生活、工业、建筑、航天等方面。有机玻璃分为无色透明、有色透明、珠光、压花有机玻璃四种。有机玻璃俗称亚克力、中宣压克力、亚格力，有机玻璃表面光滑，色彩艳丽，比重小，强度较大，耐腐蚀，耐湿，耐晒，绝缘性能好，隔声性好；但是有机玻璃的表面硬度不够，容易擦毛，不耐磨，限制了其广泛应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐磨有机玻璃及其制备方法，本发明耐磨性好，硬度高，机械性能好。
本发明提出的一种耐磨有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯60-80份，甲基丙烯酸异冰片酯20-40份，2,4-甲苯二异氰酸酯50-60份，聚乙二醇70-80份，季戊四醇二丙烯酸酯3-5份，改性硅藻土3-5份，耐磨剂12-14份，阻燃剂8-12份，邻苯二甲酸二丁酯4-6份，橡胶粒子10-12份，马来酸酐接枝相容剂3-5份，偶氮二异丁腈0.48-0.64份，二月桂酸二丁基锡0.3-0.5份，乙硫醇6-8份。
优选地，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯65-75份，甲基丙烯酸异冰片酯25-35份，2,4-甲苯二异氰酸酯52-58份，聚乙二醇73-77份，季戊四醇二丙烯酸酯3.5-4.5份，改性硅藻土3.5-4.5份，耐磨剂12.5-13.5份，阻燃剂9-11份，邻苯二甲酸二丁酯4.5-5.5份，橡胶粒子10.5-11.5份，马来酸酐接枝相容剂3.5-4.5份，偶氮二异丁腈0.52-0.6份，二月桂酸二丁基锡0.35-0.45份，乙硫醇6.5-7.5份。
优选地，改性硅藻土为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅藻土，其粒径为400-600目。
优选地，耐磨剂为氮化硅，其粒径为800-1000目。
优选地，阻燃剂的原料包括纳米氢氧化镁、微胶囊化红磷、聚磷酸铵。
优选地，橡胶粒子为丁苯橡胶粒子，其粒径为600-800目。
本发明还提出了上述耐磨有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：在氮气氛围中，将聚乙二醇、季戊四醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二月桂酸二丁基锡混匀，搅拌1-2h，然后升温至70-80℃，加入2,4-甲苯二异氰酸酯、改性硅藻土、耐磨剂、阻燃剂、邻苯二甲酸二丁酯、橡胶粒子、马来酸酐接枝相容剂、乙硫醇和偶氮二异丁腈混匀，接着加入温度为70-80℃的模具中，保温12-14h，然后升温至100-110℃，保温12-14h得到耐磨有机玻璃。
本发明通过选用合适配比的聚乙二醇、季戊四醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、2,4-甲苯二异氰酸酯，并配以合适比例的引发剂偶氮二异丁腈和催化剂二月桂酸二丁基锡发生反应，聚乙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯反应并通过季戊四醇二丙烯酸酯扩链得到聚氨酯预聚体，季戊四醇二丙烯酸酯中的双键可以参与甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯的缩合共聚得到聚甲基丙烯酸甲酯，从而使得聚氨酯与聚甲基丙烯酸甲酯形成交联互穿网络，聚氨酯具有优异的耐磨性，硬度大、强度高、弹性好，聚氨酯与聚甲基丙烯酸甲酯形成交联互穿网络，从而大大增加本发明的耐磨性、硬度和强度；改性硅藻土中含有双键可参与甲基丙烯酸甲酯的缩合共聚，进一步增加本发明的机械性能；改性硅藻土与耐磨剂相互配合可以进一步增加本发明的耐磨性；阻燃剂增加本发明的阻燃性；邻苯二甲酸二丁酯、橡胶粒子、改性硅藻土与耐磨剂相互配合，进一步增加本发明的机械性能；马来酸酐接枝相容剂可以促进各物质均匀分散；各物质按合适比例相互配合，使得本发明具有良好的耐磨性、硬度和机械性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种耐磨有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯70份，甲基丙烯酸异冰片酯30份，2,4-甲苯二异氰酸酯55份，聚乙二醇75份，季戊四醇二丙烯酸酯4份，改性硅藻土4份，耐磨剂13份，阻燃剂10份，邻苯二甲酸二丁酯5份，橡胶粒子11份，马来酸酐接枝相容剂4份，偶氮二异丁腈0.56份，二月桂酸二丁基锡0.4份，乙硫醇7份。
上述耐磨有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：在氮气氛围中，将聚乙二醇、季戊四醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二月桂酸二丁基锡混匀，搅拌1.5h，然后升温至75℃，加入2,4-甲苯二异氰酸酯、改性硅藻土、耐磨剂、阻燃剂、邻苯二甲酸二丁酯、橡胶粒子、马来酸酐接枝相容剂、乙硫醇和偶氮二异丁腈混匀，接着加入温度为75℃的模具中，保温13h，然后升温至105℃，保温13h得到耐磨有机玻璃。
实施例2
一种耐磨有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯60份，甲基丙烯酸异冰片酯40份，2,4-甲苯二异氰酸酯50份，聚乙二醇80份，季戊四醇二丙烯酸酯3份，600目γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅藻土3份，1000目氮化硅12份，阻燃剂12份，邻苯二甲酸二丁酯4份，800目丁苯橡胶粒子10份，马来酸酐接枝相容剂5份，偶氮二异丁腈0.48份，二月桂酸二丁基锡0.5份，乙硫醇6份；
其中，阻燃剂的原料包括纳米氢氧化镁、微胶囊化红磷、聚磷酸铵。
上述耐磨有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：在氮气氛围中，将聚乙二醇、季戊四醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二月桂酸二丁基锡混匀，搅拌2h，然后升温至70℃，加入2,4-甲苯二异氰酸酯、改性硅藻土、耐磨剂、阻燃剂、邻苯二甲酸二丁酯、橡胶粒子、马来酸酐接枝相容剂、乙硫醇和偶氮二异丁腈混匀，接着加入温度为70℃的模具中，保温14h，然后升温至100℃，保温14h得到耐磨有机玻璃。
实施例3
一种耐磨有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯80份，甲基丙烯酸异冰片酯20份，2,4-甲苯二异氰酸酯60份，聚乙二醇70份，季戊四醇二丙烯酸酯5份，400目γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅藻土5份，800目氮化硅14份，阻燃剂8份，邻苯二甲酸二丁酯6份，600目丁苯橡胶粒子12份，马来酸酐接枝相容剂3份，偶氮二异丁腈0.64份，二月桂酸二丁基锡0.3份，乙硫醇8份；
其中，阻燃剂的原料包括纳米氢氧化镁、微胶囊化红磷、聚磷酸铵。
上述耐磨有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：在氮气氛围中，将聚乙二醇、季戊四醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二月桂酸二丁基锡混匀，搅拌1h，然后升温至80℃，加入2,4-甲苯二异氰酸酯、改性硅藻土、耐磨剂、阻燃剂、邻苯二甲酸二丁酯、橡胶粒子、马来酸酐接枝相容剂、乙硫醇和偶氮二异丁腈混匀，接着加入温度为80℃的模具中，保温12h，然后升温至110℃，保温12h得到耐磨有机玻璃。
实施例4
一种耐磨有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯65份，甲基丙烯酸异冰片酯35份，2,4-甲苯二异氰酸酯52份，聚乙二醇77份，季戊四醇二丙烯酸酯3.5份，600目γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅藻土3.5份，1000目氮化硅12.5份，阻燃剂11份，邻苯二甲酸二丁酯4.5份，800目丁苯橡胶粒子10.5份，马来酸酐接枝相容剂4.5份，偶氮二异丁腈0.52份，二月桂酸二丁基锡0.45份，乙硫醇6.5份；
其中，阻燃剂的原料包括纳米氢氧化镁、微胶囊化红磷、聚磷酸铵。
上述耐磨有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：在氮气氛围中，将聚乙二醇、季戊四醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二月桂酸二丁基锡混匀，搅拌1.8h，然后升温至72℃，加入2,4-甲苯二异氰酸酯、改性硅藻土、耐磨剂、阻燃剂、邻苯二甲酸二丁酯、橡胶粒子、马来酸酐接枝相容剂、乙硫醇和偶氮二异丁腈混匀，接着加入温度为72℃的模具中，保温13.5h，然后升温至103℃，保温13.5h得到耐磨有机玻璃。
实施例5
一种耐磨有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯75份，甲基丙烯酸异冰片酯25份，2,4-甲苯二异氰酸酯58份，聚乙二醇73份，季戊四醇二丙烯酸酯4.5份，500目γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅藻土4.5份，800目氮化硅13.5份，阻燃剂9份，邻苯二甲酸二丁酯5.5份，600目丁苯橡胶粒子11.5份，马来酸酐接枝相容剂3.5份，偶氮二异丁腈0.6份，二月桂酸二丁基锡0.35份，乙硫醇7.5份；
其中，阻燃剂的原料包括纳米氢氧化镁、微胶囊化红磷、聚磷酸铵。
上述耐磨有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：在氮气氛围中，将聚乙二醇、季戊四醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二月桂酸二丁基锡混匀，搅拌1.2h，然后升温至78℃，加入2,4-甲苯二异氰酸酯、改性硅藻土、耐磨剂、阻燃剂、邻苯二甲酸二丁酯、橡胶粒子、马来酸酐接枝相容剂、乙硫醇和偶氮二异丁腈混匀，接着加入温度为78℃的模具中，保温12.5h，然后升温至107℃，保温12.5h得到耐磨有机玻璃。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐磨有机玻璃，其特征在于，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯60-80份，甲基丙烯酸异冰片酯20-40份，2,4-甲苯二异氰酸酯50-60份，聚乙二醇70-80份，季戊四醇二丙烯酸酯3-5份，改性硅藻土3-5份，耐磨剂12-14份，阻燃剂8-12份，邻苯二甲酸二丁酯4-6份，橡胶粒子10-12份，马来酸酐接枝相容剂3-5份，偶氮二异丁腈0.48-0.64份，二月桂酸二丁基锡0.3-0.5份，乙硫醇6-8份。
2.根据权利要求1所述耐磨有机玻璃，其特征在于，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯65-75份，甲基丙烯酸异冰片酯25-35份，2,4-甲苯二异氰酸酯52-58份，聚乙二醇73-77份，季戊四醇二丙烯酸酯3.5-4.5份，改性硅藻土3.5-4.5份，耐磨剂12.5-13.5份，阻燃剂9-11份，邻苯二甲酸二丁酯4.5-5.5份，橡胶粒子10.5-11.5份，马来酸酐接枝相容剂3.5-4.5份，偶氮二异丁腈0.52-0.6份，二月桂酸二丁基锡0.35-0.45份，乙硫醇6.5-7.5份。
3.根据权利要求1或2所述耐磨有机玻璃，其特征在于，改性硅藻土为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性硅藻土，其粒径为400-600目。
4.根据权利要求1-3任一项所述耐磨有机玻璃，其特征在于，耐磨剂为氮化硅，其粒径为800-1000目。
5.根据权利要求1-4任一项所述耐磨有机玻璃，其特征在于，阻燃剂的原料包括纳米氢氧化镁、微胶囊化红磷、聚磷酸铵。
6.根据权利要求1-5任一项所述耐磨有机玻璃，其特征在于，橡胶粒子为丁苯橡胶粒子，其粒径为600-800目。
7.一种如权利要求1-6任一项所述耐磨有机玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在氮气氛围中，将聚乙二醇、季戊四醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二月桂酸二丁基锡混匀，搅拌1-2h，然后升温至70-80℃，加入2,4-甲苯二异氰酸酯、改性硅藻土、耐磨剂、阻燃剂、邻苯二甲酸二丁酯、橡胶粒子、马来酸酐接枝相容剂、乙硫醇和偶氮二异丁腈混匀，接着加入温度为70-80℃的模具中，保温12-14h，然后升温至100-110℃，保温12-14h得到耐磨有机玻璃。
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