CN109161142A - 一种低温抗裂有机玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温抗裂有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯100‑120份，甲基丙烯酸辛酯40‑60份，邻苯二甲酸二丁酯3‑5份，填料16‑28份，抗冲击改性剂ACR 10‑15份，过氧化苯甲酰1‑3份，过氧化二异丙苯0.5‑1份，十二烷基硫醇0.1‑0.5份。本发明还公开了上述低温抗裂有机玻璃的制备方法。本发明具有良好的韧性、抗裂性和抗冲击性能。

Description

一种低温抗裂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，尤其涉及一种低温抗裂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；但是有机玻璃的质地较脆，尤其在低温环境中其韧性更低，更容易开裂，从而限制其应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低温抗裂有机玻璃及其制备方法，本发明具有良好的韧性、抗裂性和抗冲击性能。
本发明提出的一种低温抗裂有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯100-120份，甲基丙烯酸辛酯40-60份，邻苯二甲酸二丁酯3-5份，填料16-28份，抗冲击改性剂ACR 10-15份，过氧化苯甲酰1-3份，过氧化二异丙苯0.5-1份，十二烷基硫醇0.1-0.5份。
优选地，填料为改性碳纳米管、改性蒙脱土。
优选地，改性碳纳米管、改性蒙脱土的重量比为1-3：15-25。
优选地，改性碳纳米管为乙烯基三乙氧基改性碳纳米管。
优选地，改性蒙脱土为乙烯基三乙氧基改性蒙脱土。
本发明还提出了上述低温抗裂有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、填料、十二烷基硫醇混匀，升温至60-65℃，加入过氧化苯甲酰，保温搅拌2-3h，降温至25-30℃，然后升温至50-55℃，保温6-7天，再升温至100-110℃，保温30-60min得到中间物料；将中间物料塑炼15-25min，加入抗冲击改性剂ACR、过氧化二异丙苯共混塑炼，交联得到低温抗裂有机玻璃。
本发明选用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸辛酯以合适比例进行聚合，在聚合物中引入长碳链，增加本发明的低温柔韧性和抗冲击性，但是降低了本发明的强度，通过添加适宜比例的均含有碳碳双键的改性碳纳米管、改性蒙脱土，使得改性碳纳米管、改性蒙脱土参与到甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸辛酯的聚合中，在中间物料中引入碳纳米管和蒙脱土，增加本发明的强度，并进一步增加本发明的韧性和抗冲击性，从而增加本发明抗裂性；改性碳纳米管、改性蒙脱土以适宜比例相互配合，可进一步增加本发明的抗冲击性能和韧性；然后与抗冲击改性剂ACR共混塑炼，交联使得碳纳米管、蒙脱土、抗冲击改性剂ACR在均匀分散在中间物料中，从而大大增加本发明的低温韧性和强度，邻苯二甲酸二丁酯可以进一步调节本发明的韧性和强度；选用适宜的制备方法，分段逐步升温制备中间物料，使得各物质充分聚合，增加本发明的机械性能并且降低能耗。
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
一种低温抗裂有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯110份，甲基丙烯酸辛酯50份，邻苯二甲酸二丁酯4份，填料22份，抗冲击改性剂ACR12份，过氧化苯甲酰2份，过氧化二异丙苯0.7份，十二烷基硫醇0.3份。
上述低温抗裂有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、填料、十二烷基硫醇混匀，升温至62℃，加入过氧化苯甲酰，保温搅拌2.5h，降温至27℃，然后升温至52℃，保温6.5天，再升温至105℃，保温45min得到中间物料；将中间物料塑炼20min，加入抗冲击改性剂ACR、过氧化二异丙苯共混塑炼，交联得到低温抗裂有机玻璃。
实施例2
一种低温抗裂有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯100份，甲基丙烯酸辛酯60份，邻苯二甲酸二丁酯3份，填料28份，抗冲击改性剂ACR10份，过氧化苯甲酰3份，过氧化二异丙苯0.5份，十二烷基硫醇0.5份；
其中，填料为乙烯基三乙氧基改性碳纳米管、乙烯基三乙氧基改性蒙脱土。
上述低温抗裂有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、填料、十二烷基硫醇混匀，升温至60℃，加入过氧化苯甲酰，保温搅拌3h，降温至25℃，然后升温至55℃，保温6天，再升温至110℃，保温30min得到中间物料；将中间物料塑炼25min，加入抗冲击改性剂ACR、过氧化二异丙苯共混塑炼，交联得到低温抗裂有机玻璃。
实施例3
一种低温抗裂有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯120份，甲基丙烯酸辛酯40份，邻苯二甲酸二丁酯5份，填料16份，抗冲击改性剂ACR15份，过氧化苯甲酰1份，过氧化二异丙苯1份，十二烷基硫醇0.1份；
其中，填料为乙烯基三乙氧基改性碳纳米管、乙烯基三乙氧基改性蒙脱土，其中，乙烯基三乙氧基改性碳纳米管、乙烯基三乙氧基改性蒙脱土的重量比为3：15。
上述低温抗裂有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、填料、十二烷基硫醇混匀，升温至65℃，加入过氧化苯甲酰，保温搅拌2h，降温至30℃，然后升温至50℃，保温7天，再升温至100℃，保温60min得到中间物料；将中间物料塑炼15min，加入抗冲击改性剂ACR、过氧化二异丙苯共混塑炼，交联得到低温抗裂有机玻璃。
实施例4
一种低温抗裂有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯105份，甲基丙烯酸辛酯55份，邻苯二甲酸二丁酯3.5份，填料24份，抗冲击改性剂ACR 11份，过氧化苯甲酰2.5份，过氧化二异丙苯0.6份，十二烷基硫醇0.4份；
其中，填料为乙烯基三乙氧基改性碳纳米管、乙烯基三乙氧基改性蒙脱土，其中，乙烯基三乙氧基改性碳纳米管、乙烯基三乙氧基改性蒙脱土的重量比为1：25。
上述低温抗裂有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、填料、十二烷基硫醇混匀，升温至61℃，加入过氧化苯甲酰，保温搅拌2.8h，降温至26℃，然后升温至53℃，保温6天，再升温至107℃，保温40min得到中间物料；将中间物料塑炼23min，加入抗冲击改性剂ACR、过氧化二异丙苯共混塑炼，交联得到低温抗裂有机玻璃。
实施例5
一种低温抗裂有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯115份，甲基丙烯酸辛酯45份，邻苯二甲酸二丁酯4.5份，填料20份，抗冲击改性剂ACR 13份，过氧化苯甲酰1.5份，过氧化二异丙苯0.8份，十二烷基硫醇0.2份；
其中，填料为乙烯基三乙氧基改性碳纳米管、乙烯基三乙氧基改性蒙脱土，其中，乙烯基三乙氧基改性碳纳米管、乙烯基三乙氧基改性蒙脱土的重量比为2：20。
上述低温抗裂有机玻璃的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、填料、十二烷基硫醇混匀，升温至63℃，加入过氧化苯甲酰，保温搅拌2.2h，降温至27℃，然后升温至51℃，保温7天，再升温至103℃，保温50min得到中间物料；将中间物料塑炼17min，加入抗冲击改性剂ACR、过氧化二异丙苯共混塑炼，交联得到低温抗裂有机玻璃。
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
抗冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) 11.6 19.2
拉伸强度(MPa) 65.3 73.6
弯曲强度(MPa) 80.4 85.82
由上表可以看出本发明具有良好的抗冲击性、韧性、抗裂性。
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 (6)

1.一种低温抗裂有机玻璃，其特征在于，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯100-120份，甲基丙烯酸辛酯40-60份，邻苯二甲酸二丁酯3-5份，填料16-28份，抗冲击改性剂ACR10-15份，过氧化苯甲酰1-3份，过氧化二异丙苯0.5-1份，十二烷基硫醇0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述低温抗裂有机玻璃，其特征在于，填料为改性碳纳米管、改性蒙脱土。
3.根据权利要求2所述低温抗裂有机玻璃，其特征在于，改性碳纳米管、改性蒙脱土的重量比为1-3：15-25。
4.根据权利要求2所述低温抗裂有机玻璃，其特征在于，改性碳纳米管为乙烯基三乙氧基改性碳纳米管。
5.根据权利要求2所述低温抗裂有机玻璃，其特征在于，改性蒙脱土为乙烯基三乙氧基改性蒙脱土。
6.一种如权利要求1-5任一项所述低温抗裂有机玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、填料、十二烷基硫醇混匀，升温至60-65℃，加入过氧化苯甲酰，保温搅拌2-3h，降温至25-30℃，然后升温至50-55℃，保温6-7天，再升温至100-110℃，保温30-60min得到中间物料；将中间物料塑炼15-25min，加入抗冲击改性剂ACR、过氧化二异丙苯共混塑炼，交联得到低温抗裂有机玻璃。
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