CN107880469A - 一种耐热高强度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热高强度有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯120‑150份、邻笨二甲酸二丁酯10‑15份、酚醛树脂9‑12份、改性金属颜料6‑10份、钢珠粉8‑12份、无卤阻燃尼龙4‑6份、甲基丙烯酸钐2‑4份、丙烯酸二乙基己酯1‑3份、过氧化二苯甲酰1‑2份、高岭土1.5‑3份、正丁醇0.5‑0.9份、过氧化二叔丁基0.3‑0.7份、叔丁基过氧化氢0.3‑0.6份。本发明还公开了所述耐热高强度有机玻璃的制备方法。本发明的有机玻璃具有优异的耐热和力学性能，提高了企业效益。

Description

一种耐热高强度有机玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机玻璃，尤其涉及一种耐热高强度有机玻璃及其制备方法。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃，具有优异的光学性能、耐候和耐化学腐蚀性、电绝缘性和生物相容性好，易于加工成型，力学强度大学硅酸盐无机玻璃，广泛应用于航空、航海、建筑以及日常生活等方面。目前的有机玻璃还存在耐热和力学性能不好的缺陷，且这些缺陷严重影响了有机玻璃的使用。
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热高强度有机玻璃，本发明的有机玻璃具有优异的耐热和力学性能，提高了企业效益。
本发明提出的一种耐热高强度有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯120-150份、邻笨二甲酸二丁酯10-15份、酚醛树脂9-12份、改性金属颜料6-10份、钢珠粉8-12份、无卤阻燃尼龙4-6份、甲基丙烯酸钐2-4份、丙烯酸二乙基己酯1-3份、过氧化二苯甲酰1-2份、高岭土1.5-3份、正丁醇0.5-0.9份、过氧化二叔丁基0.3-0.7份、叔丁基过氧化氢0.3-0.6份。
优选地，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯125-145份、邻笨二甲酸二丁酯11-14份、酚醛树脂9.5-11份、改性金属颜料7-9份、钢珠粉9-11份、无卤阻燃尼龙4.5-5.5份、甲基丙烯酸钐2.5-3.5份、丙烯酸二乙基己酯1.5-2.5份、过氧化二苯甲酰1.2-1.7份、稀土1.8-2.5份、正丁醇0.6-0.8份、过氧化二叔丁基0.4-0.6份、叔丁基过氧化氢0.35-0.5份。
优选地，改性金属颜料的制备方法为：将将铝粉制成质量分数为40-55wt％的悬浊液，然后加入硅丙乳液和质量分数为20-40wt％的氯化钠水溶液，在40-60℃下搅拌50-60min，降温至室温，加入空心玻璃微珠，升温至30-50℃，恒温搅拌1-2h，得到反应物；对反应物进行抽滤，将得到的沉淀在200-300℃下研磨5-6h，过300-400目筛得到改性金属颜料。
优选地，改性金属颜料的制备方法为：将铝粉制成质量分数为45-52wt％的悬浊液，然后加入硅丙乳液和质量分数为25-35wt％的氯化钠水溶液，在45-55℃下搅拌52-57min，降温至室温，加入空心玻璃微珠，升温至35-45℃，恒温搅拌1-2h，得到反应物；对反应物进行抽滤，将得到的沉淀在230-280℃下研磨6h，过400目筛得到改性金属颜料。
优选地，铝粉、硅丙乳液、氯化钠水溶液、空心玻璃微珠的重量比为1：0.3-0.7：0.2-0.5：2-3。
优选地，钢珠粉的粒径为2-15μm。
优选地，高岭土的粒径为50-90nm。
本发明还提供一种所述耐热高强度有机玻璃的制备方法，包括下述步骤：将甲基丙烯酸甲酯、邻笨二甲酸二丁酯、酚醛树脂、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基混合均匀，在40-60℃下搅拌反应10-20h，然后升温至80-90℃，恒温搅拌反应3-5h，再降温至40-50℃，加入钢珠粉、无卤阻燃尼龙、甲基丙烯酸钐、丙烯酸二乙基己酯、改性金属颜料、高岭土、正丁醇，搅拌反应2-3h，经浇注、脱模、拉伸、切割抛光后得到耐热高强度有机玻璃。
优选地，包括下述步骤：将甲基丙烯酸甲酯、邻笨二甲酸二丁酯、酚醛树脂、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基混合均匀，在45-55℃下搅拌反应12-18h，然后升温至83-87℃，恒温搅拌反应3.5-4.5h，再降温至42-48℃，加入钢珠粉、无卤阻燃尼龙、甲基丙烯酸钐、丙烯酸二乙基己酯、改性金属颜料、高岭土、正丁醇，搅拌反应2.5h，经浇注、脱模、拉伸、切割抛光后得到耐热高强度有机玻璃。
本发明中选用叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁醇作为引发剂，促进甲基丙烯酸甲酯与邻笨二甲酸二丁酯、丙烯酸二乙基己酯、酚醛树脂之间发生聚合反应得到聚甲基丙烯酸甲酯，形成体型结构，使本发明的有机玻璃具有较好的耐热、防辐射和力学等性能；加入改性金属颜料，且在改性金属颜料的制备过程中，使用氯化钠水溶液和空心玻璃微珠协同对铝粉进行改性，提高改性金属颜料的耐热性能，同时提升改性金属颜料的热反射能力和强度，其分散在聚甲基丙烯酸甲酯中，能够大大提高本发明有机玻璃的耐热和力学性能；加入高岭土，使其均匀分布在甲基丙烯酸甲酯中，有效改善有机玻璃的防辐射性和耐热性；加入钢珠粉，其分散在聚甲基丙烯酸甲酯中，改善了本发明的抗裂性和韧性；加入的甲基丙烯酸钐、无卤阻燃尼龙与邻笨二甲酸二丁酯、丙烯酸二乙基己酯配合，在本发明中与其他物料相容性好，强化了界面黏结，起到很好的增容作用，在进一步提高本发明有机玻璃耐热性的同时，还改善了本发明的柔韧性、抗裂性与尺寸稳定性，进一步提高了本发明的强度，延长了本发明的使用寿命。
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
一种耐热高强度有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯120份、邻笨二甲酸二丁酯15份、酚醛树脂9份、改性金属颜料10份、钢珠粉8份、无卤阻燃尼龙6份、甲基丙烯酸钐2份、丙烯酸二乙基己酯3份、过氧化二苯甲酰1份、高岭土3份、正丁醇0.5份、过氧化二叔丁基0.7份、叔丁基过氧化氢0.3份。
所述耐热高强度有机玻璃的制备方法，包括下述步骤：将甲基丙烯酸甲酯、邻笨二甲酸二丁酯、酚醛树脂、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基混合均匀，在60℃下搅拌反应10h，然后升温至90℃，恒温搅拌反应3h，再降温至50℃，加入钢珠粉、无卤阻燃尼龙、甲基丙烯酸钐、丙烯酸二乙基己酯、改性金属颜料、高岭土、正丁醇，搅拌反应2h，经浇注、脱模、拉伸、切割抛光后得到耐热高强度有机玻璃。
实施例2
一种耐热高强度有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯150份、邻笨二甲酸二丁酯10份、酚醛树脂12份、改性金属颜料6份、钢珠粉12份、无卤阻燃尼龙4份、甲基丙烯酸钐4份、丙烯酸二乙基己酯1份、过氧化二苯甲酰2份、高岭土1.5份、正丁醇0.9份、过氧化二叔丁基0.3份、叔丁基过氧化氢0.6份；
其中，改性金属颜料的制备方法为：将铝粉制成质量分数为40wt％的悬浊液，然后加入硅丙乳液和质量分数为40wt％的氯化钠水溶液，在40℃下搅拌60min，降温至室温，加入空心玻璃微珠，升温至30℃，恒温搅拌2h，得到反应物；对反应物进行抽滤，将得到的沉淀在200℃下研磨6h，过300目筛得到改性金属颜料。
所述耐热高强度有机玻璃的制备方法，包括下述步骤：将甲基丙烯酸甲酯、邻笨二甲酸二丁酯、酚醛树脂、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基混合均匀，在40℃下搅拌反应20h，然后升温至80℃，恒温搅拌反应5h，再降温至40℃，加入钢珠粉、无卤阻燃尼龙、甲基丙烯酸钐、丙烯酸二乙基己酯、改性金属颜料、高岭土、正丁醇，搅拌反应3h，经浇注、脱模、拉伸、切割抛光后得到耐热高强度有机玻璃。
实施例3
一种耐热高强度有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯130份、邻笨二甲酸二丁酯13份、酚醛树脂10份、改性金属颜料8份、钢珠粉10份、无卤阻燃尼龙5份、甲基丙烯酸钐3份、丙烯酸二乙基己酯2份、过氧化二苯甲酰1.5份、高岭土2份、正丁醇0.7份、过氧化二叔丁基0.5份、叔丁基过氧化氢0.4份；
其中，改性金属颜料的制备方法为：将铝粉制成质量分数为55wt％的悬浊液，然后加入硅丙乳液和质量分数为20wt％的氯化钠水溶液，在60℃下搅拌50min，降温至室温，加入空心玻璃微珠，升温至50℃，恒温搅拌1h，得到反应物；对反应物进行抽滤，将得到的沉淀在300℃下研磨5h，过400目筛得到改性金属颜料；
铝粉、硅丙乳液、氯化钠水溶液、空心玻璃微珠的重量比为1：0.3：0.5：2。
所述耐热高强度有机玻璃的制备方法，包括下述步骤：将甲基丙烯酸甲酯、邻笨二甲酸二丁酯、酚醛树脂、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基混合均匀，在50℃下搅拌反应15h，然后升温至85℃，恒温搅拌反应4h，再降温至45℃，加入钢珠粉、无卤阻燃尼龙、甲基丙烯酸钐、丙烯酸二乙基己酯、改性金属颜料、高岭土、正丁醇，搅拌反应2h，经浇注、脱模、拉伸、切割抛光后得到耐热高强度有机玻璃。
实施例4
一种耐热高强度有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯125份、邻笨二甲酸二丁酯14份、酚醛树脂9.5份、改性金属颜料9份、钢珠粉9份、无卤阻燃尼龙5.5份、甲基丙烯酸钐2.5份、丙烯酸二乙基己酯2.5份、过氧化二苯甲酰1.2份、稀土2.5份、正丁醇0.6份、过氧化二叔丁基0.6份、叔丁基过氧化氢0.35份；
其中，改性金属颜料的制备方法为：将铝粉制成质量分数为45wt％的悬浊液，然后加入硅丙乳液和质量分数为35wt％的氯化钠水溶液，在45℃下搅拌57min，降温至室温，加入空心玻璃微珠，升温至35℃，恒温搅拌2h，得到反应物；对反应物进行抽滤，将得到的沉淀在230℃下研磨6h，过400目筛得到改性金属颜料；
铝粉、硅丙乳液、氯化钠水溶液、空心玻璃微珠的重量比为1：0.7：0.2：3；
钢珠粉的粒径为15μm；
高岭土的粒径为50nm。
所述耐热高强度有机玻璃的制备方法，包括下述步骤：将甲基丙烯酸甲酯、邻笨二甲酸二丁酯、酚醛树脂、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基混合均匀，在45℃下搅拌反应18h，然后升温至83℃，恒温搅拌反应4.5h，再降温至42℃，加入钢珠粉、无卤阻燃尼龙、甲基丙烯酸钐、丙烯酸二乙基己酯、改性金属颜料、高岭土、正丁醇，搅拌反应3h，经浇注、脱模、拉伸、切割抛光后得到耐热高强度有机玻璃。
实施例5
一种耐热高强度有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯145份、邻笨二甲酸二丁酯11份、酚醛树脂11份、改性金属颜料7份、钢珠粉11份、无卤阻燃尼龙4.5份、甲基丙烯酸钐3.5份、丙烯酸二乙基己酯1.5份、过氧化二苯甲酰1.7份、稀土1.8份、正丁醇0.8份、过氧化二叔丁基0.4份、叔丁基过氧化氢0.5份；
其中，改性金属颜料的制备方法为：将铝粉制成质量分数为52wt％的悬浊液，然后加入硅丙乳液和质量分数为25wt％的氯化钠水溶液，在55℃下搅拌52min，降温至室温，加入空心玻璃微珠，升温至45℃，恒温搅拌1h，得到反应物；对反应物进行抽滤，将得到的沉淀在280℃下研磨6h，过400目筛得到改性金属颜料；
铝粉、硅丙乳液、氯化钠水溶液、空心玻璃微珠的重量比为1：0.5：0.3：2.5；
钢珠粉的粒径为2μm；
高岭土的粒径为90nm。
所述耐热高强度有机玻璃的制备方法，包括下述步骤：将甲基丙烯酸甲酯、邻笨二甲酸二丁酯、酚醛树脂、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基混合均匀，在55℃下搅拌反应12h，然后升温至87℃，恒温搅拌反应3.5h，再降温至48℃，加入钢珠粉、无卤阻燃尼龙、甲基丙烯酸钐、丙烯酸二乙基己酯、改性金属颜料、高岭土、正丁醇，搅拌反应2.5h，经浇注、脱模、拉伸、切割抛光后得到耐热高强度有机玻璃。
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 (9)

1.一种耐热高强度有机玻璃，其特征在于，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯120-150份、邻笨二甲酸二丁酯10-15份、酚醛树脂9-12份、改性金属颜料6-10份、钢珠粉8-12份、无卤阻燃尼龙4-6份、甲基丙烯酸钐2-4份、丙烯酸二乙基己酯1-3份、过氧化二苯甲酰1-2份、高岭土1.5-3份、正丁醇0.5-0.9份、过氧化二叔丁基0.3-0.7份、叔丁基过氧化氢0.3-0.6份。
2.根据权利要求1所述耐热高强度有机玻璃，其特征在于，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯125-145份、邻笨二甲酸二丁酯11-14份、酚醛树脂9.5-11份、改性金属颜料7-9份、钢珠粉9-11份、无卤阻燃尼龙4.5-5.5份、甲基丙烯酸钐2.5-3.5份、丙烯酸二乙基己酯1.5-2.5份、过氧化二苯甲酰1.2-1.7份、稀土1.8-2.5份、正丁醇0.6-0.8份、过氧化二叔丁基0.4-0.6份、叔丁基过氧化氢0.35-0.5份。
3.根据权利要求1或2所述耐热高强度有机玻璃，其特征在于，改性金属颜料的制备方法为：将铝粉制成质量分数为40-55wt％的悬浊液，然后加入硅丙乳液和质量分数为20-40wt％的氯化钠水溶液，在40-60℃下搅拌50-60min，降温至室温，加入空心玻璃微珠，升温至30-50℃，恒温搅拌1-2h，得到反应物；对反应物进行抽滤，将得到的沉淀在200-300℃下研磨5-6h，过300-400目筛得到改性金属颜料。
4.根据权利要求3所述耐热高强度有机玻璃，其特征在于，改性金属颜料的制备方法为：将铝粉制成质量分数为45-52wt％的悬浊液，然后加入硅丙乳液和质量分数为25-35wt％的氯化钠水溶液，在45-55℃下搅拌52-57min，降温至室温，加入空心玻璃微珠，升温至35-45℃，恒温搅拌1-2h，得到反应物；对反应物进行抽滤，将得到的沉淀在230-280℃下研磨6h，过400目筛得到改性金属颜料。
5.根据权利要求3或4所述耐热高强度有机玻璃，其特征在于，铝粉、硅丙乳液、氯化钠水溶液、空心玻璃微珠的重量比为1：0.3-0.7：0.2-0.5：2-3。
6.根据权利要求1或2所述耐热高强度有机玻璃，其特征在于，钢珠粉的粒径为2-15μm。
7.根据权利要求1或2所述耐热高强度有机玻璃，其特征在于，高岭土的粒径为50-90nm。
8.一种基于根据权利要求1-7任一项所述耐热高强度有机玻璃的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将甲基丙烯酸甲酯、邻笨二甲酸二丁酯、酚醛树脂、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基混合均匀，在40-60℃下搅拌反应10-20h，然后升温至80-90℃，恒温搅拌反应3-5h，再降温至40-50℃，加入钢珠粉、无卤阻燃尼龙、甲基丙烯酸钐、丙烯酸二乙基己酯、改性金属颜料、高岭土、正丁醇，搅拌反应2-3h，经浇注、脱模、拉伸、切割抛光后得到耐热高强度有机玻璃。
9.根据权利要求8所述耐热高强度有机玻璃的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将甲基丙烯酸甲酯、邻笨二甲酸二丁酯、酚醛树脂、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基混合均匀，在45-55℃下搅拌反应12-18h，然后升温至83-87℃，恒温搅拌反应3.5-4.5h，再降温至42-48℃，加入钢珠粉、无卤阻燃尼龙、甲基丙烯酸钐、丙烯酸二乙基己酯、改性金属颜料、高岭土、正丁醇，搅拌反应2.5h，经浇注、脱模、拉伸、切割抛光后得到耐热高强度有机玻璃。
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