CN110642973A - 一种亚克力浇铸板收缩痕的消除方法 - Google Patents

一种亚克力浇铸板收缩痕的消除方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种亚克力浇铸板收缩痕的消除方法，包括(1)预聚、(2)共聚、(3)灌模、(4)后聚四个步骤。本发明通过控制浇铸工艺，提高反应单体在预聚过程中的反应程度，可以有效减少水相聚合的体积收缩，从而大幅度降低亚克力板出现收缩痕的几率，获得平整的亚克力板材；亲模剂可和玻璃模具之间产生氢键作用，从而可以增加亚克力板与玻璃模板之间的亲和力，避免拉空现象；弹簧夹可以从外部施加作用力，在整个聚合过程中推动玻璃模板挤压密封胶条。

Description

一种亚克力浇铸板收缩痕的消除方法
技术领域
本发明属于亚克力板生产技术领域，特别涉及一种亚克力浇铸板收缩痕的消除方法。
背景技术
亚克力板材，又称平板有机玻璃，主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯，具有透光性佳，色彩艳丽，亮度高，质轻，可塑性强，抗冲击力强等优点，广泛用于建筑、交通、照明、医疗等领域。亚克力板材的生产工艺主要有浇铸法和挤压法两种，浇铸法是指甲基丙烯酸甲酯单体通过本体聚合直接成型的生产方法，与挤压法相比，浇铸法可以制得纯净的、分子量较高的板材，产品具有出色的透明度、刚度和强度。
亚克力浇铸板的收缩痕是指在成品边缘出现的不均匀的、凹凸不平的痕迹，因形状类似水流，也称水纹，会严重影响制品的外观和下游应用性能。收缩痕产生的原因相对复杂，主要原因可描述为以下过程：聚合单体到PMMA成品反应过程产生较大的体积收缩，大约为20％，且这种体积收缩主要表现为纵向高度缩小。在浇铸过程中，当位于模板四周的物料发生聚合收缩时，由于位于模板边缘的密封胶条起到支撑模板的作用，容易在模板四周造成拉空现象，使模板不能随物料的收缩而收缩，从而容易在板材边缘产生收缩痕，也容易出现提前脱模，从而产生收缩痕问题。根据以上描述，解决收缩痕的问题可从两个方面着手，一方面可以通过反应控制，减小聚合过程的体系收缩；另外一个方面，可以通过加入某种助剂，增加板材和玻璃模具之间的咬合力，避免在体积收缩过程中产生拉空现象。
发明内容
本发明针对上述现有技术的存在的问题，提供一种亚克力浇铸板收缩痕的消除方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种亚克力浇铸板收缩痕的消除方法，包括以下步骤：
(1)预聚：向聚合反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯单体、引发剂和脱模剂，并搅拌均匀，加热并维持沸腾状态，直到物料粘度和比重均达到预设值时开始冷却；
(2)共聚：当物料温度冷却至80～40℃时，加入亲模剂，继续搅拌使甲基丙烯酸甲酯与亲模剂共聚，维持搅拌并继续冷却至30℃以下，制得浆液；
(3)灌模：将获得的浆液加入搅拌釜中，并加入增塑剂，搅拌均匀，后灌入硅玻璃模具，排出气体；
(4)后聚：将灌好物料的硅玻璃模具置于水浴中，维持水浴温度40～60℃，至模具内物料硬化；然后将硅玻璃模具放入烘房中，在100～120℃热处理1～3h，自然冷却至室温，除去模具，获得无收缩痕的亚克力板材。
进一步的，在所述的步骤(1)预聚中，当物料粘度增加至1500～2300cp，比重升至0.96～1.0时开始冷却。
进一步的，在所述的步骤(1)预聚中，所述的脱模剂为硬脂酸及其酯类，包括硬脂酸、硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸异丙酯、硬脂酸丁酯、乙二醇二硬脂酸酯或硬脂酸甘油酯，添加量为甲基丙烯酸甲酯单体质量的0.1～3.0％。
进一步的，在所述的步骤(1)预聚中，所述的脱模剂在加热熔融后使用。
进一步的，在所述的步骤(2)共聚中，所述的亲模剂为丙烯酸类单体，包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、2-乙基丙烯酸或2-丙基丙烯酸，添加量为甲基丙烯酸甲酯单体质量的0.01～0.5％。
进一步的，在所述的步骤(3)灌模中，所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物，包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸二甲酯，添加量甲基丙烯酸甲酯单体质量的0.5～10％。
进一步的，在所述的步骤(3)灌模中，所述的硅玻璃模具用弹簧夹夹紧。
本发明的有益效果为：本发明通过控制浇铸工艺，提高反应单体在预聚过程中的反应程度，可以有效减少水相聚合的体积收缩，从而大幅度降低亚克力板出现收缩痕的几率，获得平整的亚克力板材；亲模剂可和玻璃模具之间产生氢键作用，从而可以增加亚克力板与玻璃模板之间的亲和力，避免拉空现象；弹簧夹可以从外部施加作用力，在整个聚合过程中推动玻璃模板挤压密封胶条。
附图说明
图1是亚克力板材收缩痕示意图；
图2是本发明的工艺框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示为带有收缩痕的亚克力板材，图中，1为模具，2为板材，3为收缩痕；图2是本发明消除亚克力浇铸板收缩痕的方法工艺框图。
实施例1
将200kg甲基丙烯酸甲酯单体加入到聚合反应釜中，加入0.3kg偶氮二异丁腈作为引发剂，加入0.2kg熔融的硬脂酸，搅拌均匀，开启蒸汽加热至沸腾，物料粘度达到1500cp左右，比重升至0.96左右时，停止加热并通冷却水进行冷却，冷却至80℃时，加入0.02kg丙烯酸，继续搅拌并冷却至30℃，制得浆液。将浆液转移至搅拌釜，加入1kg邻苯二甲酸二丁酯，搅拌均匀。将计量的物料灌入硅玻璃模具，排出气体，模具用弹簧夹夹紧。将灌好物料的模具置于水浴中，维持水浴温度40℃，至模具内物料硬化。然后将模具放入烘房中，在100℃热处理3h。聚合结束后，将模具自然降温至室温，除去模具，获得亚克力板材。
实施例2
将200kg甲基丙烯酸甲酯单体加入到聚合反应釜中，加入0.3kg偶氮二异丁腈作为引发剂，加入6kg熔融的硬脂酸，搅拌均匀，开启蒸汽加热至沸腾，物料粘度达到2300cp左右，比重升至1左右时，停止加热并通冷却水进行冷却，冷却至40℃时，加入1kg甲基丙烯酸，继续搅拌并冷却至30℃，制得浆液。将浆液转移至搅拌釜，加入20kg邻苯二甲酸二丁酯，搅拌均匀。将计量的物料灌入硅玻璃模具，排出气体，模具用弹簧夹夹紧。将灌好物料的模具置于水浴中，维持水浴温度60℃，至模具内物料硬化。然后将模具放入烘房中，在120℃热处理1h。聚合结束后，将模具自然降温至室温，除去模具，获得亚克力板材。
实施例3
将200kg甲基丙烯酸甲酯单体加入到聚合反应釜中，加入0.3kg偶氮二异丁腈作为引发剂，加入2kg熔融的硬脂酸，搅拌均匀，开启蒸汽加热至沸腾，物料粘度达到1900cp左右，比重升至0.98左右时，停止加热并通冷却水进行冷却，冷却至60℃时，加入0.4kg甲基丙烯酸，继续搅拌并冷却至30℃，制得浆液。将浆液转移至搅拌釜，加入10kg邻苯二甲酸二丁酯，搅拌均匀。将计量的物料灌入硅玻璃模具，排出气体，模具用弹簧夹夹紧。将灌好物料的模具置于水浴中，维持水浴温度55℃，至模具内物料硬化。然后将模具放入烘房中，在110℃热处理1.5h。聚合结束后，将模具自然降温至室温，除去模具，获得亚克力板材。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种亚克力浇铸板收缩痕的消除方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预聚：向聚合反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯单体、引发剂和脱模剂，并搅拌均匀，加热并维持沸腾状态，直到物料粘度和比重均达到预设值时开始冷却；
(2)共聚：当物料温度冷却至80～40℃时，加入亲模剂，继续搅拌使甲基丙烯酸甲酯与亲模剂共聚，维持搅拌并继续冷却至30℃以下，制得浆液；
(3)灌模：将获得的浆液加入搅拌釜中，并加入增塑剂，搅拌均匀，后灌入硅玻璃模具，排出气体；
(4)后聚：将灌好物料的硅玻璃模具置于水浴中，维持水浴温度40～60℃，至模具内物料硬化；然后将硅玻璃模具放入烘房中，在100～120℃热处理1～3h，自然冷却至室温，除去模具，获得无收缩痕的亚克力板材。
2.根据权利要求1所述的亚克力浇铸板收缩痕的解决方法，其特征在于，在所述的步骤(1)预聚中，当物料粘度增加至1500～2300cp，比重升至0.96～1.0时开始冷却。
3.根据权利要求2所述的亚克力浇铸板收缩痕的解决方法，其特征在于，在所述的步骤(1)预聚中，所述的脱模剂为硬脂酸及其酯类，包括硬脂酸、硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸异丙酯、硬脂酸丁酯、乙二醇二硬脂酸酯或硬脂酸甘油酯，添加量为甲基丙烯酸甲酯单体质量的0.1～3.0％。
4.根据权利要求3所述的亚克力浇铸板收缩痕的解决方法，其特征在于，在所述的步骤(1)预聚中，所述的脱模剂在加热熔融后使用。
5.根据权利要求1～4中任一所述的亚克力浇铸板收缩痕的解决方法，其特征在于，在所述的步骤(2)共聚中，所述的亲模剂为丙烯酸类单体，包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、2-乙基丙烯酸或2-丙基丙烯酸，添加量为甲基丙烯酸甲酯单体质量的0.01～0.5％。
6.根据权利要求5所述的亚克力浇铸板收缩痕的解决方法，其特征在于，在所述的步骤(3)灌模中，所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物，包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸二甲酯，添加量甲基丙烯酸甲酯单体质量的0.5～10％。
7.根据权利要求6所述的亚克力浇铸板收缩痕的解决方法，其特征在于，在所述的步骤(3)灌模中，所述的硅玻璃模具用弹簧夹夹紧。
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