CN112724568A - 一种弯曲性能优良的亚克力板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弯曲性能优良的亚克力板及其制备方法,涉及亚克力板技术领域,为解决现有的亚克力板质脆、抗冲强度低以及弯曲性能较差的问题。包括聚合单体、引发剂、稳定剂、增塑剂、增强纤维以及阻燃剂,所述聚合单体由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、已二酸二丙烯酯四元共聚,所述增强纤维包括单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维,所述引发剂为偶氮二异戊腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中一种或几种的组合,所述稳定剂为氯化亚铜和甲基锡,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯、癸二酸酯、氯化石蜡及樟脑中一种或几种的组合,所述阻燃剂为溴代磷酸酯,甲基膦酸二甲酯,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯中一种或几种的组合。
Description
技术领域
本发明涉及亚克力板技术领域,具体为一种弯曲性能优良的亚克力板及其制备方法。
背景技术
亚克力又称特殊处理的有机玻璃,是有机玻璃换代产品,用亚克力制作的板体具有透光性能好、颜色纯正、色彩丰富、美观平整、使用寿命长、不影响使用等特点。此外,亚克力板材与铝塑板型材、高级丝网印等可以完美结合,它是一种化学材料。化学名为“PMMA”属聚丙烯酸酯,亚克力板具有水晶一般的透明度,透光率达92%以上,用染料着色的亚克力板又有很好的展色效果,此外,亚克力板具有极佳的耐候性,较高的表面硬度和表面光泽以及较好的耐高温性能,亚克力板有良好的加工性能,按生产工艺可分为浇铸型和挤压型两种。既可采用热成型(包括模压,吹塑和真空吸塑),也可用机械加工方式如钻、车、洗、切割等。
但是,现有的亚克力板因其质脆,抗冲强度低,应用于某些场合时,本身的弯曲性能不能够满足使用的需要,因此不满足现有的需求,对此我们提出了一种弯曲性能优良的亚克力板及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弯曲性能优良的亚克力板及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的亚克力板质脆、抗冲强度低以及弯曲性能较差的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种弯曲性能优良的亚克力板及其制备方法,包括聚合单体、引发剂、稳定剂、增塑剂、增强纤维以及阻燃剂,所述聚合单体由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、已二酸二丙烯酯四元共聚,所述增强纤维包括单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维,其中:
所述聚合单体的含量为甲基丙烯酸甲酯100份、丙烯酸0-30份、丙烯酸丁酯0-50份、已二酸二丙烯酯0-40份,所述增强纤维的成分为单向硼硅酸盐玻璃纤维1-12份、短碳纤维1-6份。
优选的,所述引发剂为偶氮二异戊腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中一种或几种的组合,其中:所述引发剂的含量为偶氮二异戊腈10-20份、偶氮二异丁腈5-15份、过氧化苯甲酰10-20份。
优选的,所述稳定剂为氯化亚铜、甲基锡中一种或几种的组合,其中:所述稳定剂的含量为氯化亚铜5-20份,甲基锡5-20份。
优选的,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯、癸二酸酯、氯化石蜡及樟脑中一种或几种的组合,其中:所述增塑剂的含量为邻苯二甲酸二丁酯0-5份、苯二甲酸酯0-3份、癸二酸酯0-3份、氯化石蜡0-5份、樟脑0-3份。
优选的,所述阻燃剂为溴代磷酸酯,甲基膦酸二甲酯,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯中一种或几种的组合,其中:所述阻燃剂的含量为溴代磷酸酯1-6份,甲基膦酸二甲酯2-8份,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯2-6份。
一种弯曲性能优良的亚克力板的制备方法,包括如下步骤:
步骤1:将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和已二酸二丙烯酯按照一定量放入至反应釜中,并加入一定量的稳定剂,加热至150-260℃,令甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和已二酸二丙烯酯在稳定剂受热融化形成胶液;
步骤2:对单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维进行处理,使用研磨粉碎设备将单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维加工成粉末,并通过100目数的筛网进行筛选;
步骤3:反应釜冷却至一定温度后,按照顺序依次添加引发剂和增塑剂后,开启反应釜再次搅拌并加热至300℃;
步骤4:待引发剂和增塑剂完全与胶液混合后,按照配比添加增强纤维粉末,此时保持反应釜内部温度,令胶液与增强纤维粉末进行搅拌混合;
步骤5:胶液与增强纤维粉末混合一定时间后,按照配比添加阻燃剂,反应釜温度加热至360℃,令胶液与阻燃剂进行搅拌混合;
步骤6:对混合完成后的胶液通过浇铸机进行浇铸成型,冷却后,得到亚克力板坯件;
步骤7:将步骤6制得的亚克力板坯件通过抛光机进行表面抛光,可得弯曲性能优良的亚克力板。
优选的,所述步骤3-5中反应釜搅拌转速为2000r/min。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明通过采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、已二酸二丙烯酯四元共聚的方式进行制备,聚甲基丙烯酸甲酯的无缺口冲击强度随着丙烯酸和丙烯酸丁酯的增加而增加,随丙烯酸丁酯的加入,冲击强度快速上升,随后趋于平缓,超过一定量后又快速上升;对于丙烯酸的加入,反应效果与丙烯酸丁酯接近,都能够对其冲击强度进行提高,对比两者的增韧效果,在加入一定量的丙烯酸丁酯的增韧效果要比丙烯酸明显,丙烯酸丁酯增韧的原因主要是丙烯酸丁酯中的丁酯基和甲基丙烯酸甲酯中的甲酯基虽都属于极性基团,但丁酯基的极性要小于甲酯基的极性,所以侧基间的相互作用减小,单键的内旋转变得容易,链的柔顺性较好;甲基丙烯酸甲酯中的甲基属于非极性基团,对链的影响主要考虑其侧基体积的大小和对称性,而丙烯酸丁酯中不含甲基,所以减小了侧基体积,从而减小了空向位阻,链的旋转变得容易,链的柔顺性增加,另外在已二酸二丙烯酯的辅助下,进一步提高整体的抗冲击强度、抗拉强度、布氏硬度以及软化点。
2、本发明通过在制备过程中加入增强纤维,增强纤维由单向硼硅酸盐玻璃纤维以及短碳纤维组成,单向硼硅酸盐玻璃纤维在增强韧性的同时调整材料的折光指数,短碳纤维其抗拉弹性模量和抗冲击强度比正常亚克力板提高了2倍,硬度高,线膨胀系数常温时相当于正常亚克力板在-400℃的数值,耐介质试验在常温下350h,几乎无明显增重、增容,其内部随机走向的纤维,可阻止裂纹的扩展,具有重量轻、有良好的抗冲击能力,不释放毒性物质。
附图说明
图1为本发明的亚克力板制备步骤图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,
实施例1:
一种弯曲性能优良的亚克力板及其制备方法,取下列份数的物质:聚合单体、引发剂、稳定剂、增塑剂、增强纤维以及阻燃剂,聚合单体由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、已二酸二丙烯酯四元共聚,增强纤维包括单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维,其中:
聚合单体的含量为甲基丙烯酸甲酯100份、丙烯酸0份、丙烯酸丁酯10份、已二酸二丙烯酯10份,增强纤维的成分为单向硼硅酸盐玻璃纤维2份、短碳纤维2份。
进一步,引发剂为偶氮二异戊腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中一种或几种的组合,其中:
引发剂为偶氮二异戊腈10份、偶氮二异丁腈5份、过氧化苯甲酰10份。
进一步,稳定剂为氯化亚铜、甲基锡中一种或几种的组合,其中:
稳定剂的含量为氯化亚铜5份,甲基锡5份。
进一步,增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯、癸二酸酯、氯化石蜡及樟脑中一种或几种的组合,其中:
增塑剂的含量为邻苯二甲酸二丁酯2份、苯二甲酸酯1份、癸二酸酯1份、氯化石蜡2份、樟脑1份。
进一步,阻燃剂为溴代磷酸酯,甲基膦酸二甲酯,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯中一种或几种的组合,其中:
阻燃剂的含量为溴代磷酸酯1份,甲基膦酸二甲酯2份,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯2份。
弯曲性能优良的亚克力板的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将100份甲基丙烯酸甲酯、10份丙烯酸丁酯和10份已二酸二丙烯酯放入至反应釜中,并加入5份氯化亚铜和5份甲基锡,加热至150℃,令甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和已二酸二丙烯酯在稳定剂受热融化形成胶液;
步骤2:对单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维进行处理,使用研磨粉碎设备将单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维加工成粉末,并通过100目数的筛网进行筛选;
步骤3:反应釜冷却至150℃时,按照顺序依次添加10份偶氮二异戊腈、5份偶氮二异丁腈、10份过氧化苯甲酰和2份邻苯二甲酸二丁酯、1份苯二甲酸酯、1份癸二酸酯、2份氯化石蜡、1份樟脑后,开启反应釜再次搅拌并加热至300℃;
步骤4:待引发剂和增塑剂完全与胶液混合后,添加2份单向硼硅酸盐玻璃纤维、2份短碳纤维粉末,此时保持反应釜内部温度,令胶液与增强纤维粉末进行搅拌混合;
步骤5:胶液与增强纤维粉末混合一定时间后,添加1份溴代磷酸酯,2份甲基膦酸二甲酯,2份二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯,反应釜温度加热至360℃,令胶液与阻燃剂进行搅拌混合;
步骤6:对混合完成后的胶液通过浇铸机进行浇铸成型,冷却后,得到亚克力板坯件;
步骤7:将步骤6制得的亚克力板坯件通过抛光机进行表面抛光,可得弯曲性能优良的亚克力板。
进一步,步骤3-5中反应釜搅拌转速为2000r/min。
在该步骤中可获得无缺口冲击强度为15.40/KJm-1,软化点98.7℃,增韧强度为85%的亚克力板。
实施例2:
一种弯曲性能优良的亚克力板及其制备方法,取下列份数的物质:聚合单体、引发剂、稳定剂、增塑剂、增强纤维以及阻燃剂,聚合单体由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、已二酸二丙烯酯四元共聚,增强纤维包括单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维,其中:
聚合单体的含量为甲基丙烯酸甲酯100份、丙烯酸15份、丙烯酸丁酯30份、已二酸二丙烯酯30份,增强纤维的成分为单向硼硅酸盐玻璃纤维6份、短碳纤维4份。
进一步,引发剂为偶氮二异戊腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中一种或几种的组合,其中:
引发剂为偶氮二异戊腈15份、偶氮二异丁腈10份、过氧化苯甲酰15份。
进一步,稳定剂为氯化亚铜、甲基锡中一种或几种的组合,其中:
稳定剂的含量为氯化亚铜10份,甲基锡10份。
进一步,增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯、癸二酸酯、氯化石蜡及樟脑中一种或几种的组合,其中:
增塑剂的含量为邻苯二甲酸二丁酯3份、苯二甲酸酯2份、癸二酸酯2份、氯化石蜡3份、樟脑2份。
进一步,阻燃剂为溴代磷酸酯,甲基膦酸二甲酯,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯中一种或几种的组合,其中:
阻燃剂的含量为溴代磷酸酯4份,甲基膦酸二甲酯6份,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯4份。
弯曲性能优良的亚克力板的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将100份甲基丙烯酸甲酯、15份丙烯酸、15份丙烯酸丁酯和30份已二酸二丙烯酯放入至反应釜中,并加入10份氯化亚铜和10份甲基锡,加热至150℃,令甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和已二酸二丙烯酯在稳定剂受热融化形成胶液;
步骤2:对单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维进行处理,使用研磨粉碎设备将单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维加工成粉末,并通过100目数的筛网进行筛选;
步骤3:反应釜冷却至150℃时,按照顺序依次添加15份偶氮二异戊腈、10份偶氮二异丁腈、15份过氧化苯甲酰和3份邻苯二甲酸二丁酯、2份苯二甲酸酯、2份癸二酸酯、3份氯化石蜡、2份樟脑,开启反应釜再次搅拌并加热至300℃;
步骤4:待引发剂和增塑剂完全与胶液混合后,添加6份单向硼硅酸盐玻璃纤维、4份短碳纤维粉末,此时保持反应釜内部温度,令胶液与增强纤维粉末进行搅拌混合;
步骤5:胶液与增强纤维粉末混合一定时间后,添加4份溴代磷酸酯,6份甲基膦酸二甲酯,4份二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯,反应釜温度加热至360℃,令胶液与阻燃剂进行搅拌混合;
步骤6:对混合完成后的胶液通过浇铸机进行浇铸成型,冷却后,得到亚克力板坯件;
步骤7:将步骤6制得的亚克力板坯件通过抛光机进行表面抛光,可得弯曲性能优良的亚克力板。
进一步,步骤3-5中反应釜搅拌转速为2000r/min。
在该步骤中可获得无缺口冲击强度为17.90/KJm-1,软化点101.24.7℃,增韧强度为88.5%的亚克力板。
实施例3:
一种弯曲性能优良的亚克力板及其制备方法,取下列份数的物质:聚合单体、引发剂、稳定剂、增塑剂、增强纤维以及阻燃剂,聚合单体由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、已二酸二丙烯酯四元共聚,增强纤维包括单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维,其中:
聚合单体的含量为甲基丙烯酸甲酯100份、丙烯酸10份、丙烯酸丁酯20份、已二酸二丙烯酯15份,增强纤维的成分为单向硼硅酸盐玻璃纤维12份、短碳纤维2份。
进一步,引发剂为偶氮二异戊腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中一种或几种的组合,其中:
引发剂为偶氮二异戊腈20份、偶氮二异丁腈2份、过氧化苯甲酰10份。
进一步,稳定剂为氯化亚铜、甲基锡中一种或几种的组合,其中:
稳定剂的含量为氯化亚铜0份,甲基锡20份。
进一步,增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯、癸二酸酯、氯化石蜡及樟脑中一种或几种的组合,其中:
增塑剂的含量为邻苯二甲酸二丁酯4份、苯二甲酸酯3份、癸二酸酯3份、氯化石蜡0份、樟脑0份。
进一步,阻燃剂为溴代磷酸酯,甲基膦酸二甲酯,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯中一种或几种的组合,其中:
阻燃剂的含量为溴代磷酸酯6份,甲基膦酸二甲酯2份,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯0份。
弯曲性能优良的亚克力板的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:将100份甲基丙烯酸甲酯、10份丙烯酸、20份丙烯酸丁酯和15份已二酸二丙烯酯放入至反应釜中,并加入20份甲基锡,加热至150℃,令甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和已二酸二丙烯酯在稳定剂受热融化形成胶液;
步骤2:对单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维进行处理,使用研磨粉碎设备将单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维加工成粉末,并通过100目数的筛网进行筛选;
步骤3:反应釜冷却至150℃时,按照顺序依次添加20份偶氮二异戊腈、2份偶氮二异丁腈、10份过氧化苯甲酰和4份邻苯二甲酸二丁酯、3份苯二甲酸酯、3份癸二酸酯后,开启反应釜再次搅拌并加热至300℃;
步骤4:待引发剂和增塑剂完全与胶液混合后,添加12份单向硼硅酸盐玻璃纤维、2份短碳纤维,此时保持反应釜内部温度,令胶液与增强纤维粉末进行搅拌混合;
步骤5:胶液与增强纤维粉末混合一定时间后,添加6份溴代磷酸酯,2份甲基膦酸二甲酯,反应釜温度加热至360℃,令胶液与阻燃剂进行搅拌混合;
步骤6:对混合完成后的胶液通过浇铸机进行浇铸成型,冷却后,得到亚克力板坯件;
步骤7:将步骤6制得的亚克力板坯件通过抛光机进行表面抛光,可得弯曲性能优良的亚克力板。
进一步,步骤3-5中反应釜搅拌转速为2000r/min,加热时间为3h。在该步骤中可获得无缺口冲击强度为20.11/KJm-1,软化点75.7℃,增韧强度为92%的亚克力板。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明,因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (7)
1.一种弯曲性能优良的亚克力板,其特征在于:包括聚合单体、引发剂、稳定剂、增塑剂、增强纤维以及阻燃剂,所述聚合单体由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、已二酸二丙烯酯四元共聚,所述增强纤维包括单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维,其中:
所述聚合单体的含量为甲基丙烯酸甲酯100份、丙烯酸0-30份、丙烯酸丁酯0-50份、已二酸二丙烯酯0-40份,所述增强纤维的成分为单向硼硅酸盐玻璃纤维1-12份、短碳纤维1-6份。
2.根据权利要求1所述的一种弯曲性能优良的亚克力板,其特征在于:所述引发剂为偶氮二异戊腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中一种或几种的组合,其中:
所述引发剂的含量为偶氮二异戊腈10-20份、偶氮二异丁腈5-15份、过氧化苯甲酰10-20份。
3.根据权利要求1所述的一种弯曲性能优良的亚克力板,其特征在于:所述稳定剂为氯化亚铜、甲基锡中一种或几种的组合,其中:
所述稳定剂的含量为氯化亚铜5-20份,甲基锡5-20份。
4.根据权利要求1所述的一种弯曲性能优良的亚克力板,其特征在于:所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸酯、癸二酸酯、氯化石蜡及樟脑中一种或几种的组合,其中:
所述增塑剂的含量为邻苯二甲酸二丁酯0-5份、苯二甲酸酯0-3份、癸二酸酯0-3份、氯化石蜡0-5份、樟脑0-3份。
5.根据权利要求1所述的一种弯曲性能优良的亚克力板,其特征在于:所述阻燃剂为溴代磷酸酯,甲基膦酸二甲酯,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯中一种或几种的组合,其中:
所述阻燃剂的含量为溴代磷酸酯1-6份,甲基膦酸二甲酯2-8份,二乙基己基四溴邻苯二甲酸酯2-6份。
6.基于权利要求1-5任意一项所述弯曲性能优良的亚克力板的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和已二酸二丙烯酯按照一定量放入至反应釜中,并加入一定量的稳定剂,加热至150-260℃,令甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和已二酸二丙烯酯在稳定剂受热融化形成胶液;
步骤2:对单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维进行处理,使用研磨粉碎设备将单向硼硅酸盐玻璃纤维和短碳纤维加工成粉末,并通过100目数的筛网进行筛选;
步骤3:反应釜冷却至一定温度后,按照顺序依次添加引发剂和增塑剂后,开启反应釜再次搅拌并加热至300℃;
步骤4:待引发剂和增塑剂完全与胶液混合后,按照配比添加增强纤维粉末,此时保持反应釜内部温度,令胶液与增强纤维粉末进行搅拌混合;
步骤5:胶液与增强纤维粉末混合一定时间后,按照配比添加阻燃剂,反应釜温度加热至360℃,令胶液与阻燃剂进行搅拌混合;
步骤6:对混合完成后的胶液通过浇铸机进行浇铸成型,冷却后,得到亚克力板坯件;
步骤7:将步骤6制得的亚克力板坯件通过抛光机进行表面抛光,可得弯曲性能优良的亚克力板。
7.根据权利要求6所述的一种弯曲性能优良的亚克力板的制备方法,其特征在于:所述步骤3-5中反应釜搅拌转速为2000r/min。
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