CN109096672A - 一种耐高温阻燃有机玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温阻燃有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯80‑100份，苯乙烯10‑15份，α‑氟代丙烯酸甲酯15‑20份，橡胶粒子20‑25份，复合阻燃剂10‑15份，引发剂1‑2份，交联剂2‑3份。本发明通过引入氟元素、苯乙烯，加入改性硅橡胶增加本发明的耐高温性能，加入合适的阻燃体系增加本发明的阻燃性，并且经改性硅橡胶、硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、交联剂共同作用增加本发明的抗冲击性能，避免了有机玻璃机械性能降低的问题。

Description

一种耐高温阻燃有机玻璃
技术领域
本发明涉及有机玻璃技术领域，尤其涉及一种耐高温阻燃有机玻璃。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗称“有机玻璃”，是一种典型的透明聚合物材料。由于具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性，易染色，易加工，外表优美、质量轻、加工适应性等优点，近年来得到迅速发展并广泛应用到航空、建筑、农业、光学仪器等领域。但是聚甲基丙烯酸甲酯极易燃烧且耐热性差，限制了聚甲基丙烯酸甲酯的应用。
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高温阻燃有机玻璃，本发明耐高温、阻燃性能好，抗冲击性能高。
本发明提出的一种耐高温阻燃有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯80-100份，苯乙烯10-15份，α-氟代丙烯酸甲酯15-20份，橡胶粒子20-25份，复合阻燃剂10-15份，引发剂1-2份，交联剂2-3份。
优选地，橡胶粒子为改性硅橡胶粒子。
优选地，在改性硅橡胶的制备过程中，将端羟基聚二甲基硅氧烷和过氧化二异丙苯混匀，升温至85-90℃，滴加甲基丙烯酸甲酯，保温搅拌6-7h，滴加过程中不断搅拌，减压浓缩除去未反应的甲基丙烯酸甲酯得到中间物料；将中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡混匀，真空干燥，室温硫化5-6天，真空干燥12-18h，粉碎得到改性硅橡胶粒子。
优选地，在改性硅橡胶的制备过程中，端羟基聚二甲基硅氧烷、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸甲酯的重量比为8-10：0.1-0.2：1-2。
优选地，在改性硅橡胶的制备过程中，中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡的重量比为8-10：1-2：0.2-0.4：0.05-0.1。
优选地，复合阻燃剂为硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷。
优选地，硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷的重量比3-4：1-1.5：0.5-1。
优选地，引发剂为过氧化苯甲酰，交联剂为二乙烯基苯。
本发明的制备方法为：将苯乙烯、α-氟代丙烯酸甲酯、复合阻燃剂、引发剂加入甲基丙烯酸甲酯中混匀，升温至75℃，保温搅拌40min，降温至50℃，加入交联剂混匀，保温24h，升温至100℃，保温1h得到共聚物；将共聚物、橡胶粒子塑炼混匀，硫化得到耐高温阻燃有机玻璃。
本发明选用苯乙烯、α-氟代丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸甲酯共聚，在共聚物中引入氟元素、苯乙烯，提高本发明的耐高温性能，但其机械性能有所降低；选用硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷组成阻燃体系，增加本发明的阻燃性，并且硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁与共聚物混匀后，可以增加共聚物的交联点，从而阻止裂纹的扩展，进一步增加本发明的抗冲击性能，避免了添加阻燃剂降低机械性能的问题；添加交联剂使得共聚物从线型结构逐步转变成网状结构，进一步增加本发明的抗冲击性能；通过将端羟基聚二甲基硅氧烷和甲基丙烯酸甲酯混匀发生共聚，再室温硫化硅橡胶得到聚甲基丙烯酸甲酯与硅橡胶均匀分布的改性硅橡胶得到橡胶粒子，增加硅橡胶和共聚物的相容性，使得橡胶粒子均匀分布在共聚物中，在受到外力时，在粒子周围产生微裂纹，吸收冲击能，增加本发明的抗冲击性能，且硅橡胶具有良好的耐高温性能，可以进一步增加本发明的耐高温性能；本发明通过引入氟元素、苯乙烯，加入改性硅橡胶增加本发明的耐高温性能，加入合适的阻燃体系增加本发明的阻燃性，并且经改性硅橡胶、硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、交联剂共同作用增加本发明的抗冲击性能，避免了有机玻璃机械性能降低的问题。
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
一种耐高温阻燃有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯90份，苯乙烯12份，α-氟代丙烯酸甲酯17份，橡胶粒子22份，复合阻燃剂12份，引发剂1.5份，交联剂2.5份。
实施例2
一种耐高温阻燃有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯80份，苯乙烯15份，α-氟代丙烯酸甲酯15份，改性硅橡胶粒子25份，复合阻燃剂10份，过氧化苯甲酰2份，二乙烯基苯2份；
其中，复合阻燃剂为硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷，其中，硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷的重量比4：1：1。
实施例3
一种耐高温阻燃有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯100份，苯乙烯10份，α-氟代丙烯酸甲酯20份，改性硅橡胶粒子20份，复合阻燃剂15份，过氧化苯甲酰1份，二乙烯基苯3份；
其中，复合阻燃剂为硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷，其中，硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷的重量比3：1.5：0.5；
在改性硅橡胶的制备过程中，将端羟基聚二甲基硅氧烷和过氧化二异丙苯混匀，升温至90℃，滴加甲基丙烯酸甲酯，保温搅拌6h，滴加过程中不断搅拌，减压浓缩除去未反应的甲基丙烯酸甲酯得到中间物料；将中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡混匀，真空干燥，室温硫化6天，真空干燥12h，粉碎得到改性硅橡胶粒子，其中，端羟基聚二甲基硅氧烷、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸甲酯的重量比为10：0.1：2，中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡的重量比为10：1：0.4：0.05。
实施例4
一种耐高温阻燃有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯85份，苯乙烯13份，α-氟代丙烯酸甲酯16份，改性硅橡胶粒子23份，复合阻燃剂11份，过氧化苯甲酰1.8份，二乙烯基苯2.3份；
其中，复合阻燃剂为硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷，其中，硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷的重量比3.7：1.1：0.8；
在改性硅橡胶的制备过程中，将端羟基聚二甲基硅氧烷和过氧化二异丙苯混匀，升温至85℃，滴加甲基丙烯酸甲酯，保温搅拌7h，滴加过程中不断搅拌，减压浓缩除去未反应的甲基丙烯酸甲酯得到中间物料；将中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡混匀，真空干燥，室温硫化5天，真空干燥18h，粉碎得到改性硅橡胶粒子，其中，端羟基聚二甲基硅氧烷、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸甲酯的重量比为8：0.2：1，中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡的重量比为8：2：0.2：0.1。
实施例5
一种耐高温阻燃有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯95份，苯乙烯11份，α-氟代丙烯酸甲酯18份，改性硅橡胶粒子21份，复合阻燃剂13份，过氧化苯甲酰1.2份，二乙烯基苯2.7份；
其中，复合阻燃剂为硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷，其中，硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷的重量比3.3：1.3：0.6；
在改性硅橡胶的制备过程中，将端羟基聚二甲基硅氧烷和过氧化二异丙苯混匀，升温至88℃，滴加甲基丙烯酸甲酯，保温搅拌6.5h，滴加过程中不断搅拌，减压浓缩除去未反应的甲基丙烯酸甲酯得到中间物料；将中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡混匀，真空干燥，室温硫化5.5天，真空干燥15h，粉碎得到改性硅橡胶粒子，其中，端羟基聚二甲基硅氧烷、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸甲酯的重量比为9：0.15：1.5，中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡的重量比为9：1.5：0.3：0.07。
试验例1
对实施例5进行性能测试，并以普通有机玻璃为对照组，结果如下：
项目 对照组 实施例5
冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) 11.2 15.6
卡维软化点(℃) 109 153
极限氧指数(％) 17 23
由上表可以看出本发明具有良好的耐高温性能和阻燃性能，且抗冲击性能较好。
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 (8)

1.一种耐高温阻燃有机玻璃，其特征在于，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯80-100份，苯乙烯10-15份，α-氟代丙烯酸甲酯15-20份，橡胶粒子20-25份，复合阻燃剂10-15份，引发剂1-2份，交联剂2-3份。
2.根据权利要求1所述耐高温阻燃有机玻璃，其特征在于，橡胶粒子为改性硅橡胶粒子。
3.根据权利要求2所述耐高温阻燃有机玻璃，其特征在于，在改性硅橡胶的制备过程中，将端羟基聚二甲基硅氧烷和过氧化二异丙苯混匀，升温至85-90℃，滴加甲基丙烯酸甲酯，保温搅拌6-7h，滴加过程中不断搅拌，减压浓缩除去未反应的甲基丙烯酸甲酯得到中间物料；将中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡混匀，真空干燥，室温硫化5-6天，真空干燥12-18h，粉碎得到改性硅橡胶粒子。
4.根据权利要求3所述耐高温阻燃有机玻璃，其特征在于，在改性硅橡胶的制备过程中，端羟基聚二甲基硅氧烷、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸甲酯的重量比为8-10：0.1-0.2：1-2。
5.根据权利要求3所述耐高温阻燃有机玻璃，其特征在于，在改性硅橡胶的制备过程中，中间物料、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯三甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡的重量比为8-10：1-2：0.2-0.4：0.05-0.1。
6.根据权利要求1-5任一项所述耐高温阻燃有机玻璃，其特征在于，复合阻燃剂为硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷。
7.根据权利要求1-6任一项所述耐高温阻燃有机玻璃，其特征在于，硅烷偶联剂改性纳米氢氧化镁、有机硅阻燃剂FS2000、红磷的重量比3-4：1-1.5：0.5-1。
8.根据权利要求1-7任一项所述耐高温阻燃有机玻璃，其特征在于，引发剂为过氧化苯甲酰，交联剂为二乙烯基苯。
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