CN114085304B - 制备直接浇铸成型特厚有机玻璃板材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备直接浇铸成型特厚有机玻璃板材的方法，涉及特厚有机玻璃板材制备技术领域。通过采用不锈钢板材为模具，引发体系采用复合引发体系即AIBN和DCP两种引发剂，先将甲基丙烯酸甲酯（MMA）预聚合，然后在模型中灌满预聚合好的甲基丙烯酸甲酯，通过直接浇铸本体聚合方式进行水浴低温聚合，低温聚合过程采用变温聚合技术，在聚合过程中连续补加预聚合好的甲基丙烯酸甲酯来制备特厚有机玻璃板材的方法，是一种制备特厚有机玻璃板材的新方法。本发明能制备出直接浇铸成型厚度达250mm的有机玻璃板材。

Description

制备直接浇铸成型特厚有机玻璃板材的方法
技术领域
本发明涉及特厚有机玻璃板材制备技术领域，尤其涉及一种制备直接浇铸成型特厚有机玻璃板材的方法。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃、亚格力，是一种透明的高分子材料，具有良好的透光性、耐气候性、电绝缘性和加工性能，使其广泛的应用于航空、汽车、建筑、医学等领域。甲基丙烯酸甲酯本体聚合是先将精甲基丙烯酸甲酯单体在聚合釜中预聚合，再将预聚合好的浆液灌入制备好的模型中进行低温聚合，最后在进行高温处理制得有机玻璃板材。由于甲基丙烯酸甲酯在聚合反应过程中放出大量反应热，尤其是特厚有机玻璃板材反应热大，若热量不及时导出，会使有机玻璃板材聚合反应不均匀产生爆聚。
现有制备有机玻璃工艺一般采用硅玻璃板做模具进行风浴聚合，然而以硅玻璃板做模具及以空气为传热介质的风浴聚合系统，传热系数低，不能把聚合过程中放出的大量反应热及时导出，使有机玻璃板材聚合时产生爆聚。
随着特厚直接浇铸成型有机玻璃板材在核设施、潜水艇的视镜、观察窗等领域的广泛应用，现有聚合方式和传热体系不能及时把聚合体系内放出的热量及时导出，产生爆聚，不能直接浇铸制备出特厚的有机玻璃板材。现国内直接浇铸成型制备出的有机玻璃板材厚度不超过100mm厚度，厚度无法满足特殊行业的要求，因此直接浇铸成型特厚有机玻璃板材的生产迫在眉睫。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制备直接浇铸成型特厚有机玻璃板材的方法，消除聚合时的爆聚现象。
为实现此技术目的，本发明采用如下方案：制备直接浇铸成型特厚有机玻璃板材的方法，按如下步骤进行：
步骤一、将精制合格的甲基丙烯酸甲酯加入耐光剂UVP、引发剂AIBN、引发剂DCP进行预聚合；
步骤二、将预聚合好的浆液灌入模型中进行水浴低温聚合，模型采用不锈钢材质制作，低温聚合时采用变温聚合，聚合过程中连续补加步骤一得到的预聚合好的甲基丙烯酸甲酯浆液至模型中；
步骤三、步骤二得到的有机玻璃板材经过高温处理制成直接浇铸成型特厚有机玻璃板材。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用不锈钢板材做模具，边缘用橡胶垫管包裹涤纶薄膜进行密封，将预聚合好的甲基丙烯酸甲酯浆液灌注到模型中，放入水浴聚合装置中进行低温本体聚合，在聚合过程中进行连续补加预聚合好的浆液，最后再进行高温处理，制备出厚度达250mm的直接浇筑成型有机玻璃板材；由于在甲基丙烯酸甲酯聚合过程中由于体积收缩（约20%），模型内产生真空，使有机板材与不锈钢模具分离，形成真空，不利于聚合反应热快速传出，产生爆聚，因此进行连续补加预聚合好的浆液，使有机玻璃板材与不锈钢模具紧密结合，能使聚合反应热及时有效的导出；板材聚合均匀，无气泡、杂质，光学性能良好，满足特殊行业的要求，易实现工业化生产。
进一步地，预聚合过程中，采用复合引发体系，引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）与甲基丙烯酸甲酯（MMA）的质量配比为0.0007±0.00005：100；引发剂过氧化二异丙苯（DCP）与甲基丙烯酸甲酯（MMA）的质量配比为0.0003±0.00005：100。
进一步地，预聚合过程中，耐光剂UVP与甲基丙烯酸甲酯的质量配比为0.05±0.005：100。
进一步地，低温聚合时采用变温聚合技术，前期诱导温度28℃±1℃，诱导反应40～50小时；之后在降温到23℃维持24小时，再降温到18℃±1℃维持500小时去边。
进一步地，将低温聚合好的有机玻璃板材缓慢升温到140℃维持6小时，然后再缓慢降温到室温，进行脱模。
附图说明
图1为本发明实施例提供的合格产品图片；
图2为本发明对比例提供的爆聚产品图片。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。
本发明提供了一种制备直接浇铸成型特厚有机玻璃板材的方法，具体步骤如下：
步骤一、甲基丙烯酸甲酯单体的预聚合：先将精馏好的、检验合格的甲基丙烯酸甲酯（MMA)按质量比加入耐光剂UVP、引发剂AIBN和DCP，在80℃～85℃反应维持至浆液粘度达到12～20秒时，降温，搅拌至室温待用。
步骤二、
A、模型的制备：将表面处理干净的不锈钢下模具放置在制模台上，用电动葫芦将不锈钢上模具吊起，在下模具边缘上放置包裹好涤纶薄膜的橡胶垫条，在对模型内部进行除杂、除尘后将上模具放下合模夹紧，将制好的模型用电动葫芦立置于水浴聚合装置内。
B、将步骤一预聚合好的甲基丙烯酸甲酯浆液在常温下、0.075～0.085MPa真空度下抽真空处理30分钟。再把浆液灌注于模型内，直至灌满，灌浆口始终与储存预聚合好浆液的浆液计量瓶连接且保持浆液计量瓶内始终有预聚合好的浆液，进行连续补浆液。
C、将水浴聚合温度升至28℃（±1℃）维持反应40～50小时，之后在降温到23℃维持24小时，再降温到18℃（±1℃）维持500小时去边。
步骤三、去边后再进行140℃高温处理6小时，之后降温脱模，再将制得的有机玻璃板材进行切割、研磨抛光处理，制得直接浇铸成型特厚有机玻璃板材。
实施例（板材厚度：250mm，采用不锈钢板材为模具，连续补浆液方式水浴低温聚合）
将精制合格的甲基丙烯酸甲酯MMA 100份（质量，以下均为质量份数）、耐光剂UVP0.05份、引发剂AIBN 0.0007份、引发剂DCP 0.0003份，按比例加入到聚合釜中，搅拌升温到80～85℃反应。反应维持至浆液粘度达到12～20秒时，降温，制成MMA预聚合浆液后待用。
模型的制备：将表面处理干净的不锈钢下模具放置在制模台上，用电动葫芦将不锈钢上模具吊起，在下模具边缘上放置包裹好涤纶薄膜的橡胶垫条，在对模型内部进行除杂、除尘后将上模具放下合模夹紧，将制好的模型用电动葫芦立置于水浴聚合装置内。
将预聚合好的甲基丙烯酸甲酯（MMA）浆液在常温下、0.075～0.085MPa真空度下抽真空处理30分钟后灌注于模型内，直至灌满，灌浆口始终与浆液计量瓶连接且保持计量瓶内始终有预聚合好的浆液，进行连续补浆液。将水浴聚合温度升至28℃（±1℃）维持反应40～50小时，之后在降温到23℃维持24小时，再降温到18℃（±1℃）维持500小时去边。去边后转入高温烘房进行140℃高温维持处理6h ，之后降温脱模，再将制得的有机玻璃板材进行切割、研磨抛光处理，制得直接浇筑成型特厚有机玻璃板材。板材聚合均匀，无气泡、杂质，光学性能良好。
对比例1（板材厚度：250mm，采用硅玻璃板为模具，传统风浴低温聚合）
按实施例制备出甲基丙烯酸甲酯（MMA）浆液，待用。
模型的制备：将洗涤干净的硅玻璃板材在制模室制备模型，先将下面硅玻璃平放在制模台上，在把包裹好涤纶薄膜的橡胶垫条放在模具四周，在对模型内部进行吹风除杂、除尘后将上硅玻璃放下合模夹紧，将制备好的模型平放置在风浴聚合车上。
将预聚合好的甲基丙烯酸甲酯（MMA）浆液在常温下、0.075～0.085MPa真空度下抽真空处理30分钟后灌注于模型内，直至灌满浆液为止，封口，排除模型内部空气。将灌满浆液的模型推入风浴聚合装置，将风浴聚合温度升至28℃（±1℃）维持，待模型边部出现聚合圈时降温到23℃维持24h，再降温到18℃（±1℃）维持500小时，在低温聚合维持过程中有机玻璃板材发生爆聚，不能制备出特厚有机玻璃板材。
对比例2（板材厚度：250mm，采用硅玻璃板为模具，水浴低温聚合）
按实施例制备出甲基丙烯酸甲酯（MMA）浆液，待用。
模型的制备：将洗涤干净的硅玻璃板材在制模室制备模型，先将下面硅玻璃平放在制模台上，在把包裹好涤纶薄膜的橡胶垫条放在模具四周，在对模型内部进行吹风除杂、除尘后将上硅玻璃放下合模夹紧，将制备好的模型用电动葫芦立置于水浴聚合装置内。
将预聚合好的甲基丙烯酸甲酯（MMA）浆液在常温下、0.075～0.085MPa真空度下抽真空处理30分钟后灌注于模型内，直至灌满浆液为止，封口。将水浴聚合温度升至28℃（±1℃）维持40～50小时，之后在降温到23℃维持24小时，再降温到18℃（±1℃）维持500小时，在水浴低温聚合后期有机玻璃板材发生爆聚。不能制备出特厚有机玻璃板材。
对比例3（板材厚度：250mm，采用不锈钢板材模具，水浴低温聚合）
按实施例制备出甲基丙烯酸甲酯（MMA）浆液，待用。
模型的制备：将表面处理干净的不锈钢下模具放置在制模台上，用电动葫芦将不锈钢上模具吊起，在下模具边缘上放置包裹好涤纶薄膜的橡胶垫条，在对模型内部进行除杂、除尘后将上模具放下合模夹紧，将制好的模型用电动葫芦立置于水浴聚合装置内。
将预聚合好的甲基丙烯酸甲酯（MMA）浆液在常温下、0.075～0.085MPa真空度下抽真空处理30分钟后灌注于模型内，直至灌满，封口。将水浴聚合温度升至28℃（±1℃）维持40～50小时，之后在降温到23℃维持24小时，再降温到18℃（±1℃）维持500小时，出水浴槽，出水浴槽后去边发现有机玻璃板材发生爆聚。不能制备出特厚有机玻璃板材。
实施例与比较例比较见表：
实施例 对比例1 对比例2 对比例3
模具 不锈钢 硅玻璃 硅玻璃 不锈钢
聚合方式 水浴聚合连续补浆液 风浴聚合 水浴聚合 水浴聚合
厚度规格 250mm 250mm 250mm 250mm
产品情况 合格（如图1） 爆聚（如图2） 爆聚 爆聚
（1）实施例按工艺要求能制备出聚合均匀，无气泡、杂质，光学性能良好（透过率≥90%）的特厚有机玻璃板材。
（2）对比例1由于硅玻璃和空气介质传热系数低，不能及时将聚合反应热导出，产生爆聚。不能制备出特厚的有机玻璃板材。
（3）对比例2改用水为传热介质的水浴聚合，聚合反应热也不能完全及时导出，产生爆聚。不能制备出特厚的有机玻璃板材。
（4）对比例3采用不锈钢为模具水浴聚合，甲基丙烯酸甲酯聚合过程中由于体积收缩（约20%），模型内产生真空，使有机板材与不锈钢模具分离，形成真空，不利于聚合热快速导出，也产生爆聚，不能制备出特厚的有机玻璃板材。
最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种制备直接浇铸成型特厚有机玻璃板材的方法，其特征在于，按如下步骤进行：
步骤一、将精制合格的甲基丙烯酸甲酯加入耐光剂UVP、引发剂AIBN、引发剂DCP进行预聚合；
步骤二、将预聚合好的浆液灌入模型中进行水浴聚合，模型采用不锈钢材质制作，聚合时采用变温聚合，聚合过程中连续补加步骤一得到的预聚合好的甲基丙烯酸甲酯浆液至模型中；
步骤三、步骤二得到的有机玻璃板材经过高温处理制成直接浇筑成型特厚有机玻璃板材；
引发剂AIBN与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.0007±0.00005：100；引发剂DCP与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.0003±0.00005：100；
耐光剂UVP与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.05±0.005：100；
步骤一预聚合温度为80℃～85℃，得到的浆液粘度在12～20秒；
在常温下、0.075～0.085MPa真空度下抽真空处理30分钟后灌注于模型内，直至灌满，灌浆口始终与浆液计量瓶连接且保持计量瓶内始终有预聚合好的浆液，进行连续补浆液；
变温聚合的前期诱导温度28℃±1℃，诱导反应40～50小时；之后在降温到23℃维持24小时，再降温到18℃±1℃维持500小时去边；
步骤三中高温处理温度为140℃，时间为6小时。
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JP7166154B2 (ja) * 2018-11-30 2022-11-07 株式会社クラレ メタクリル系樹脂注型板およびその製造方法
CN110938166B (zh) * 2019-12-16 2022-04-05 锦西化工研究院有限公司 一种制备复合型大厚度航空有机玻璃板材的方法
CN112497778A (zh) * 2020-12-07 2021-03-16 锦西化工研究院有限公司 制备特殊形状航空有机玻璃板材的方法
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