CN108485163A - 一种耐热有机玻璃及其制备方法 - Google Patents

一种耐热有机玻璃及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐热有机玻璃及其制备方法,由以下成分制备而成:甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯、改性二丙烯酸乙二醇酯、改性N‑羟甲基丙烯酰胺、邻苯二甲酸二辛酯、改性纳米二氧化硅、氧化铝、环氧大豆油、玻璃纤维和抗冲改性剂。本发明制备的有机玻璃具有高韧性、玻璃化温度高、耐热性好的特点,使用寿命长,具有良好的经济效益。

Description

一种耐热有机玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于有机玻璃制备技术领域,具体涉及一种耐热有机玻璃及其制备方法。
背景技术
有机玻璃俗称亚克力、中宣压克力、亚格力,是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合物,是一种重要的热塑性塑料,具有优异的光学性能、耐候和耐化学腐蚀特性、电绝缘性和生物相容性好,易于加工成型,力学强度大,广泛用于航空、航海、建筑以及日常生活等方面。目前有机玻璃还存在玻璃化温度低,耐热性能差,韧性低,这些都影响了有机玻璃的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐热有机玻璃及其制备方法,本发明制备的有机玻璃具有高韧性、玻璃化温度高、耐热性好的特点,使用寿命长,具有良好的经济效益。
本发明提供了如下的技术方案:
一种耐热有机玻璃,包括以下重量份的原料:甲基丙烯酸甲酯35-39份、聚对苯二甲酸丁二酯24-28份、改性二丙烯酸乙二醇酯22-26份、改性N-羟甲基丙烯酰胺18-24份、邻苯二甲酸二辛酯17-24份、改性纳米二氧化硅22-27份、氧化铝16-27份、环氧大豆油12-17份、玻璃纤维24-35份和抗冲改性剂15-22份。
优选的,所述有机玻璃包括以下重量份的原料:甲基丙烯酸甲酯35-37份、聚对苯二甲酸丁二酯25-28份、改性二丙烯酸乙二醇酯24-26份、改性N-羟甲基丙烯酰胺18-21份、邻苯二甲酸二辛酯19-24份、改性纳米二氧化硅22-25份、氧化铝16-23份、环氧大豆油13-17份、玻璃纤维28-35份和抗冲改性剂18-22份。
优选的,所述有机玻璃包括以下重量份的原料:甲基丙烯酸甲酯37份、聚对苯二甲酸丁二酯28份、改性二丙烯酸乙二醇酯24份、改性N-羟甲基丙烯酰胺21份、邻苯二甲酸二辛酯19份、改性纳米二氧化硅22份、氧化铝18份、环氧大豆油13份、玻璃纤维35份和抗冲改性剂22份。
一种耐热有机玻璃的制备方法,包括以下制备步骤:
a、将甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯、邻苯二甲酸二辛酯和改性二丙烯酸乙二醇酯混合投入到反应釜中,升温至130-145℃,同时加压至3-5MPa,加热并搅拌反应2-3h,再降温至85-90℃,保温得到混合物一;
b、将改性纳米二氧化硅、氧化铝和玻璃纤维导入混料机中,加入到环氧大豆油中,采用机械搅拌并研磨3-4h,得到混合物二;
c、向混合物二中加入改性N-羟甲基丙烯酰胺和抗冲改性剂,升温至68-75℃,反应40-45min,再以5℃/min的速度降至常温,得到混合物三;
d、将混合物一、混合物三混合导入密炼机中,在220-235℃下密炼25-30min,再浇筑到模具中,冷却至常温后,进行抛光、养护,即可得到成品。
优选的,所述步骤a的改性二丙烯酸乙二醇酯的制备方法为:将二丙烯酸乙二醇酯加入反应釜内,升温至80-90℃搅拌反应,边搅拌边加入钯盐、二茂铁,加入完全后再反应2-3h,即可得到改性二丙烯酸乙二醇酯。
优选的,所述步骤b的改性纳米二氧化硅的制备方法为:将纳米二氧化硅、亚麻酸、异佛尔二异氰酸酯、过硫酸铵和乙醇混合,调节pH值为7-8,在60-70℃下搅拌反应1-2h,再加入丙烯酸氨基甲酸酯、丙烯酸,升温至75-80℃,搅拌反应2-3h,冷却至室温,经离心分离、干燥后,即可得到改性纳米二氧化硅。
优选的,所述步骤c的改性N-羟甲基丙烯酰胺的制备方法为:将N-羟甲基丙烯酰胺、镉盐和酒石酸导入反应釜中,加热至60-65℃,搅拌反应20-30min,即可得到改性N-羟甲基丙烯酰胺。
优选的,所述步骤c的抗冲改性剂为ABS抗冲改性剂、ACR抗冲改性剂和SBS抗冲改性剂中的任一种或几种的混合。
本发明的有益效果是:
本发明制备的有机玻璃具有高韧性、玻璃化温度高、耐热性好的特点,使用寿命长,具有良好的经济效益。
本发明中的甲基丙烯酸甲酯具有良好的刚性和柔顺性,可显著提高本发明的韧性、耐热性、抗裂纹增长和抗冲击抗裂性;加入的改性纳米二氧化硅可提高本发明体系整体的分散性,纳米二氧化硅表面接枝有碳碳双键,可以与甲基丙烯酸甲酯发生进一步交联,形成复杂的网络空间结构,改善体系中的交联密度,大大提高本发明的韧性、耐温性、耐候性与耐腐蚀性,与氧化铝、玻璃纤维等成分配合,显著提高本发明的韧性、强度、耐磨性与抗疲劳性;添加的环氧大豆油可使得本发明不易发生吸湿变形,抑制本发明表面产生龟裂皱纹。
具体实施方式
实施例1
一种耐热有机玻璃,包括以下重量份的原料:甲基丙烯酸甲酯39份、聚对苯二甲酸丁二酯28份、改性二丙烯酸乙二醇酯22份、改性N-羟甲基丙烯酰胺18份、邻苯二甲酸二辛酯17份、改性纳米二氧化硅27份、氧化铝17份、环氧大豆油12份、玻璃纤维35份和抗冲改性剂15份。
一种耐热有机玻璃的制备方法,包括以下制备步骤:
a、将甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯、邻苯二甲酸二辛酯和改性二丙烯酸乙二醇酯混合投入到反应釜中,升温至130℃,同时加压至5MPa,加热并搅拌反应3h,再降温至90℃,保温得到混合物一;
b、将改性纳米二氧化硅、氧化铝和玻璃纤维导入混料机中,加入到环氧大豆油中,采用机械搅拌并研磨3h,得到混合物二;
c、向混合物二中加入改性N-羟甲基丙烯酰胺和抗冲改性剂,升温至68℃,反应45min,再以5℃/min的速度降至常温,得到混合物三;
d、将混合物一、混合物三混合导入密炼机中,在220℃下密炼25min,再浇筑到模具中,冷却至常温后,进行抛光、养护,即可得到成品。
步骤a的改性二丙烯酸乙二醇酯的制备方法为:将二丙烯酸乙二醇酯加入反应釜内,升温至90℃搅拌反应,边搅拌边加入钯盐、二茂铁,加入完全后再反应3h,即可得到改性二丙烯酸乙二醇酯。
步骤b的改性纳米二氧化硅的制备方法为:将纳米二氧化硅、亚麻酸、异佛尔二异氰酸酯、过硫酸铵和乙醇混合,调节pH值为7,在60℃下搅拌反应2h,再加入丙烯酸氨基甲酸酯、丙烯酸,升温至80℃,搅拌反应3h,冷却至室温,经离心分离、干燥后,即可得到改性纳米二氧化硅。
步骤c的改性N-羟甲基丙烯酰胺的制备方法为:将N-羟甲基丙烯酰胺、镉盐和酒石酸导入反应釜中,加热至60℃,搅拌反应30min,即可得到改性N-羟甲基丙烯酰胺。
步骤c的抗冲改性剂为ACR抗冲改性剂和SBS抗冲改性剂的混合。
实施例2
一种耐热有机玻璃,包括以下重量份的原料:甲基丙烯酸甲酯35份、聚对苯二甲酸丁二酯25份、改性二丙烯酸乙二醇酯24份、改性N-羟甲基丙烯酰胺18份、邻苯二甲酸二辛酯19份、改性纳米二氧化硅22份、氧化铝16份、环氧大豆油13份、玻璃纤维35份和抗冲改性剂18份。
一种耐热有机玻璃的制备方法,包括以下制备步骤:
a、将甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯、邻苯二甲酸二辛酯和改性二丙烯酸乙二醇酯混合投入到反应釜中,升温至130℃,同时加压至3MPa,加热并搅拌反应2h,再降温至85℃,保温得到混合物一;
b、将改性纳米二氧化硅、氧化铝和玻璃纤维导入混料机中,加入到环氧大豆油中,采用机械搅拌并研磨3h,得到混合物二;
c、向混合物二中加入改性N-羟甲基丙烯酰胺和抗冲改性剂,升温至68℃,反应40min,再以5℃/min的速度降至常温,得到混合物三;
d、将混合物一、混合物三混合导入密炼机中,在220℃下密炼25min,再浇筑到模具中,冷却至常温后,进行抛光、养护,即可得到成品。
步骤a的改性二丙烯酸乙二醇酯的制备方法为:将二丙烯酸乙二醇酯加入反应釜内,升温至80℃搅拌反应,边搅拌边加入钯盐、二茂铁,加入完全后再反应2h,即可得到改性二丙烯酸乙二醇酯。
步骤b的改性纳米二氧化硅的制备方法为:将纳米二氧化硅、亚麻酸、异佛尔二异氰酸酯、过硫酸铵和乙醇混合,调节pH值为7,在60℃下搅拌反应1h,再加入丙烯酸氨基甲酸酯、丙烯酸,升温至75℃,搅拌反应2h,冷却至室温,经离心分离、干燥后,即可得到改性纳米二氧化硅。
步骤c的改性N-羟甲基丙烯酰胺的制备方法为:将N-羟甲基丙烯酰胺、镉盐和酒石酸导入反应釜中,加热至60℃,搅拌反应20min,即可得到改性N-羟甲基丙烯酰胺。
步骤c的抗冲改性剂为ABS抗冲改性剂和SBS抗冲改性剂的混合。
实施例3
一种耐热有机玻璃,包括以下重量份的原料:甲基丙烯酸甲酯37份、聚对苯二甲酸丁二酯28份、改性二丙烯酸乙二醇酯24份、改性N-羟甲基丙烯酰胺21份、邻苯二甲酸二辛酯19份、改性纳米二氧化硅22份、氧化铝18份、环氧大豆油13份、玻璃纤维35份和抗冲改性剂22份。
一种耐热有机玻璃的制备方法,包括以下制备步骤:
a、将甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯、邻苯二甲酸二辛酯和改性二丙烯酸乙二醇酯混合投入到反应釜中,升温至145℃,同时加压至5MPa,加热并搅拌反应3h,再降温至90℃,保温得到混合物一;
b、将改性纳米二氧化硅、氧化铝和玻璃纤维导入混料机中,加入到环氧大豆油中,采用机械搅拌并研磨4h,得到混合物二;
c、向混合物二中加入改性N-羟甲基丙烯酰胺和抗冲改性剂,升温至75℃,反应45min,再以5℃/min的速度降至常温,得到混合物三;
d、将混合物一、混合物三混合导入密炼机中,在235℃下密炼30min,再浇筑到模具中,冷却至常温后,进行抛光、养护,即可得到成品。
步骤a的改性二丙烯酸乙二醇酯的制备方法为:将二丙烯酸乙二醇酯加入反应釜内,升温至90℃搅拌反应,边搅拌边加入钯盐、二茂铁,加入完全后再反应3h,即可得到改性二丙烯酸乙二醇酯。
步骤b的改性纳米二氧化硅的制备方法为:将纳米二氧化硅、亚麻酸、异佛尔二异氰酸酯、过硫酸铵和乙醇混合,调节pH值为7,在70℃下搅拌反应2h,再加入丙烯酸氨基甲酸酯、丙烯酸,升温至80℃,搅拌反应3h,冷却至室温,经离心分离、干燥后,即可得到改性纳米二氧化硅。
步骤c的改性N-羟甲基丙烯酰胺的制备方法为:将N-羟甲基丙烯酰胺、镉盐和酒石酸导入反应釜中,加热至65℃,搅拌反应30min,即可得到改性N-羟甲基丙烯酰胺。
步骤c的抗冲改性剂为ABS抗冲改性剂和SBS抗冲改性剂的混合。
检测以上实施例制备的成品,得到以下实验数据:
表一:
项目 实施例1 实施例2 实施例3
软化点(℃) 810 800 820
抗热震性(℃) 220 250 230
玻璃强度(MPa) 560 480 490
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐热有机玻璃,其特征在于,包括以下重量份的原料:甲基丙烯酸甲酯35-39份、聚对苯二甲酸丁二酯24-28份、改性二丙烯酸乙二醇酯22-26份、改性N-羟甲基丙烯酰胺18-24份、邻苯二甲酸二辛酯17-24份、改性纳米二氧化硅22-27份、氧化铝16-27份、环氧大豆油12-17份、玻璃纤维24-35份和抗冲改性剂15-22份。
2.根据权利要求1所述的一种耐热有机玻璃,其特征在于,所述有机玻璃包括以下重量份的原料:甲基丙烯酸甲酯35-37份、聚对苯二甲酸丁二酯25-28份、改性二丙烯酸乙二醇酯24-26份、改性N-羟甲基丙烯酰胺18-21份、邻苯二甲酸二辛酯19-24份、改性纳米二氧化硅22-25份、氧化铝16-23份、环氧大豆油13-17份、玻璃纤维28-35份和抗冲改性剂18-22份。
3.根据权利要求1所述的一种耐热有机玻璃,其特征在于,所述有机玻璃包括以下重量份的原料:甲基丙烯酸甲酯37份、聚对苯二甲酸丁二酯28份、改性二丙烯酸乙二醇酯24份、改性N-羟甲基丙烯酰胺21份、邻苯二甲酸二辛酯19份、改性纳米二氧化硅22份、氧化铝18份、环氧大豆油13份、玻璃纤维35份和抗冲改性剂22份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种耐热有机玻璃的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:
a、将甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯、邻苯二甲酸二辛酯和改性二丙烯酸乙二醇酯混合投入到反应釜中,升温至130-145℃,同时加压至3-5MPa,加热并搅拌反应2-3h,再降温至85-90℃,保温得到混合物一;
b、将改性纳米二氧化硅、氧化铝和玻璃纤维导入混料机中,加入到环氧大豆油中,采用机械搅拌并研磨3-4h,得到混合物二;
c、向混合物二中加入改性N-羟甲基丙烯酰胺和抗冲改性剂,升温至68-75℃,反应40-45min,再以5℃/min的速度降至常温,得到混合物三;
d、将混合物一、混合物三混合导入密炼机中,在220-235℃下密炼25-30min,再浇筑到模具中,冷却至常温后,进行抛光、养护,即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种耐热有机玻璃的制备方法,其特征在于,所述步骤a的改性二丙烯酸乙二醇酯的制备方法为:将二丙烯酸乙二醇酯加入反应釜内,升温至80-90℃搅拌反应,边搅拌边加入钯盐、二茂铁,加入完全后再反应2-3h,即可得到改性二丙烯酸乙二醇酯。
6.根据权利要求4所述的一种耐热有机玻璃的制备方法,其特征在于,所述步骤b的改性纳米二氧化硅的制备方法为:将纳米二氧化硅、亚麻酸、异佛尔二异氰酸酯、过硫酸铵和乙醇混合,调节pH值为7-8,在60-70℃下搅拌反应1-2h,再加入丙烯酸氨基甲酸酯、丙烯酸,升温至75-80℃,搅拌反应2-3h,冷却至室温,经离心分离、干燥后,即可得到改性纳米二氧化硅。
7.根据权利要求4所述的一种耐热有机玻璃的制备方法,其特征在于,所述步骤c的改性N-羟甲基丙烯酰胺的制备方法为:将N-羟甲基丙烯酰胺、镉盐和酒石酸导入反应釜中,加热至60-65℃,搅拌反应20-30min,即可得到改性N-羟甲基丙烯酰胺。
8.根据权利要求4所述的一种耐热有机玻璃的制备方法,其特征在于,所述步骤c的抗冲改性剂为ABS抗冲改性剂、ACR抗冲改性剂和SBS抗冲改性剂中的任一种或几种的混合。
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