CN114316125B - 高耐热性有机玻璃配方及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种高耐热性有机玻璃配方及其制备方法。该配方包括以下重量百分比的成分：80％‑85％的单体；10％‑15％的预反应液剂；1％‑3％的交联剂；1％‑2％的引发剂。该制备方法包括以下步骤：将预反应液剂加入反应釜中，搅拌至澄清透明；将的单体加入反应釜中，在65‑75℃下加热搅拌10‑30min；降温至40℃以下，将引发剂和交联剂加入到反应釜中，搅拌10‑20min，得到澄清透明的混合料；将混合料浇注到模具中，预固化；阶段高温固化，并拆模，得到高耐热性有机玻璃。本申请所制备的高耐热性有机玻璃相较于现有普通有机玻璃的弯曲变形温度提升34.95％左右，抗拉强度提升16.34％左右。

Description

高耐热性有机玻璃配方及其制备方法

技术领域

本申请涉及一种有机玻璃，特别是涉及一种高耐热性有机玻璃配方及其制备方法。

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，缩写为PMMA。有机玻璃在塑料中透光性最佳，可透过92％以上的太阳光，紫外线达73.5％；并且具有良好的耐候性、耐酸碱性、尺寸稳定性、绝缘性和良好的热塑加工性能等，易于加工成型，被广泛地应用于建筑、文教、航海、航空和日常生活等方面。但是，有机玻璃也存在耐热性、耐磨性、韧性较差、耐有机溶剂性差、吸水率较高、易划伤、易产生银纹等缺点。

PMMA是典型的无定型高分子材料，改善其耐热性的最有效方法是使大分子链段活动性减小。根据这一原理，在保持有机玻璃原有性能，特别是透明性的前提下，传统有机玻璃通过采用在PMMA主链上引入大体积基团，在PMMA主链上引入环状结构以及加入交联剂等方法来进行改善其耐热性。

因此，改善有机玻璃耐磨性能、耐热性能、韧性及力学性能，成为有机玻璃大面积推广使用亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本申请实施例提供一种高耐热性有机玻璃配方及其制备方法。具体的技术方案如下：

为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，提供一种高耐热性有机玻璃配方，其包括以下重量百分比的成分：80％-85％的单体；10％-15％的预反应液剂；1％-3％的交联剂；1％-2％的引发剂。

在第一方面的第一种可能实现方式中，单体包括甲基丙烯酸甲酯。

在第一方面的第二种可能实现方式中，交联剂包括甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和N-(甲氧基甲基)甲基丙烯酸胺中的一种或多种。

在第一方面的第三种可能实现方式中，交联剂包括TAC和新戊二醇二甲基丙烯酸酯中的一种。

在第一方面的第四种可能实现方式中，引发剂包括过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯和过氧化特戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯中的一种或多种。

第二方面，提供一种高耐热性有机玻璃制备方法，其包括以下步骤：将10％-15％的预反应液剂加入反应釜中，搅拌至澄清透明；将80％-85％的单体加入反应釜中，在65-75℃下加热搅拌10-30min；降温至40℃以下，将1％-2％的引发剂和1％-3％的交联剂加入到反应釜中，搅拌10-20min，得到澄清透明的混合料；将混合料浇注到模具中，预固化；阶段高温固化，并拆模，得到高耐热性有机玻璃。

在第二方面的第一种可能实现方式中，单体包括甲基丙烯酸甲酯；交联剂包括甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和N-(甲氧基甲基)甲基丙烯酸胺中的一种或多种；交联剂包括TAC和新戊二醇二甲基丙烯酸酯中的一种；引发剂包括过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯和过氧化特戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯中的一种或多种。

在第二方面的第二种可能实现方式中，预反应液剂是在40-50℃下，以300-500r/min的速度搅拌至澄清透明。

在第二方面的第三种可能实现方式中，预固化的温度为50-60℃，固化时间为48h。

在第二方面的第四种可能实现方式中，阶段高温固化时，依次在65℃下固化48h，在85℃下固化12h，在100℃下固化12h，在120℃下固化24h。

本申请与现有技术相比具有的优点有：

本申请的高耐热性有机玻璃配方及其制备方法，所述制备的高耐热性有机玻璃的抗拉强度≥95MPa，弯曲变形温度≥129℃，其相较于现有普通有机玻璃的弯曲变形温度提升34.95％左右，抗拉强度提升16.34％左右。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一实施例的高耐热性有机玻璃制备方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

按配方组成成分的重量百分比分别称取：82.63％的甲基丙烯酸甲酯，7.5％的N-(甲氧基甲基)甲基丙烯酸胺和7.5％的甲基丙烯酸，2％的TAC，0.12％的过氧化乙酸叔丁酯和0.25％的过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯。

请参阅图1，其是本申请一实施例的高耐热性有机玻璃制备方法的步骤流程示意图。高耐热性有机玻璃制备方法1包括以下步骤101至步骤104，其中：

步骤101，制备预反应液剂。将上述称取的7.5％的N-(甲氧基甲基)甲基丙烯酸胺和7.5％的甲基丙烯酸加入反应釜中，在40-50℃下，以300-500r/min的速度搅拌至澄清透明，得到预反应液剂。

步骤102，加入单体。将上述称取的82.63％的甲基丙烯酸甲酯加入反应釜中，在65-75℃下加热搅拌10-30min。

步骤103，加入交联剂和引发剂。待反应釜温度降至40℃以下，将上述称取的2％的TAC、0.12％的过氧化乙酸叔丁酯和0.25％的过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯加入到反应釜中，搅拌10-20min，得到澄清透明的混合料。

步骤104，浇注及固化。将混合料浇注到600*600*10mm模具中在50-60℃预固化48小时。

步骤105，阶段高温固化及拆模。将模具放入到烘箱中，依次在65℃下固化48h，在85℃下固化12h，在100℃下固化12h，在120℃下固化24h，然后冷却拆模，得到高耐热性有机玻璃。

实施例2

按配方组成成分的重量百分比分别称取：82.69％的甲基丙烯酸甲酯，5％的甲基丙烯酸羟乙酯、5％的甲基丙烯酸和5％的甲基丙烯酰胺，2％的TAC，0.13％的过氧化特戊酸叔丁酯和0.18％的过氧化异丁酸叔丁酯。

请参阅图1，其是本申请一实施例的高耐热性有机玻璃制备方法的步骤流程示意图。高耐热性有机玻璃制备方法1包括以下步骤101至步骤104，其中：

步骤101，制备预反应液剂。将上述称取的5％的甲基丙烯酸羟乙酯、5％的甲基丙烯酸和5％的甲基丙烯酰胺加入反应釜中，在40-50℃下，以300-500r/min的速度搅拌至澄清透明，得到预反应液剂。

步骤102，加入单体。将上述称取的82.69％的甲基丙烯酸甲酯加入反应釜中，在65-75℃下加热搅拌10-30min。

步骤103，加入交联剂和引发剂。待反应釜温度降至40℃以下，将上述称取的2％的TAC、0.13％的过氧化特戊酸叔丁酯和0.18％的过氧化异丁酸叔丁酯加入到反应釜中，搅拌10-20min，得到澄清透明的混合料。

步骤104，浇注及固化。将混合料浇注到600*600*10mm模具中在50-60℃预固化48小时。

步骤105，阶段高温固化及拆模。将模具放入到烘箱中，依次在65℃下固化48h，在85℃下固化12h，在100℃下固化12h，在120℃下固化24h，然后冷却拆模，得到高耐热性有机玻璃。

实施例3

按配方组成成分的重量百分比分别称取：82.47％的甲基丙烯酸甲酯，5％的甲基丙烯酸羟乙酯、5％的甲基丙烯酸和5％的甲基丙烯酰胺，2％的新戊二醇二甲基丙烯酸酯，0.38％的过氧化新戊酸叔丁酯和0.15％的过氧化特戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯。

请参阅图1，其是本申请一实施例的高耐热性有机玻璃制备方法的步骤流程示意图。高耐热性有机玻璃制备方法1包括以下步骤101至步骤104，其中：

步骤101，制备预反应液剂。将上述称取的5％的甲基丙烯酸羟乙酯、5％的甲基丙烯酸和5％的甲基丙烯酰胺加入反应釜中，在40-50℃下，以300-500r/min的速度搅拌至澄清透明，得到预反应液剂。

步骤102，加入单体。将上述称取的82.47％的甲基丙烯酸甲酯加入反应釜中，在65-75℃下加热搅拌10-30min。

步骤103，加入交联剂和引发剂。待反应釜温度降至40℃以下，将上述称取的2％的新戊二醇二甲基丙烯酸酯、0.38％的过氧化新戊酸叔丁酯和0.15％的过氧化特戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯加入到反应釜中，搅拌10-20min，得到澄清透明的混合料。

步骤104，浇注及固化。将混合料浇注到600*600*10mm模具中在50-60℃预固化48小时。

步骤105，阶段高温固化及拆模。将模具放入到烘箱中，依次在65℃下固化48h，在85℃下固化12h，在100℃下固化12h，在120℃下固化24h，然后冷却拆模，得到高耐热性有机玻璃。

分别测试上述实施例1至实施例3制备的高耐热性有机玻璃的拉伸强度和弯曲变形温度，并将其与现有普通有机玻璃的拉伸强度和弯曲变形温度对比，结果如下所示：

结合上述实施例1至实施例3的测试结果可知，本实施例高耐热性有机玻璃制备方法所制备的高耐热性有机玻璃，其平均抗拉强度为95.95MPa，平均弯曲变形温度为133℃，其与现有普通有机玻璃相对比，抗拉强度提升16.34％，弯曲变形温度提升34.95％。因此，本实施例高耐热性有机玻璃制备方法所制备的高耐热性有机玻璃可大幅提高有机玻璃的耐热性，同时其抗拉强度也有较大提升。

综上所述，本申请提供了一种高耐热性有机玻璃配方及其制备方法，所述制备的高耐热性有机玻璃的抗拉强度≥95MPa，弯曲变形温度≥129℃，其相较于现有普通有机玻璃的弯曲变形温度提升34.95％左右，抗拉强度提升16.34％左右。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (5)

1.一种高耐热性有机玻璃，其特征在于，配方包括以下重量百分比的成分：

80％-85％的单体，所述单体为甲基丙烯酸甲酯；

10％-15％的预反应液剂，所述预反应液剂为N-(甲氧基甲基)甲基丙烯酸胺和甲基丙烯酸，或者甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酰胺；

1％-3％的交联剂，所述交联剂为TAC或者新戊二醇二甲基丙烯酸酯；

1％-2％的引发剂，所述引发剂为过氧化乙酸叔丁酯和过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯，或者过氧化特戊酸叔丁酯和过氧化异丁酸叔丁酯，或者过氧化新戊酸叔丁酯和过氧化特戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯。

2.一种高耐热性有机玻璃制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照权利要求1所述的高耐热性有机玻璃的配方称取原料；

将10％-15％的预反应液剂加入反应釜中，搅拌至澄清透明；

将80％-85％的单体加入所述反应釜中，在65-75℃下加热搅拌10-30min；

降温至40℃以下，将1％-2％的引发剂和1％-3％的交联剂加入到所述反应釜中，搅拌10-20min，得到澄清透明的混合料；

将所述混合料浇注到模具中，预固化；

阶段高温固化，并拆模，得到高耐热性有机玻璃。

3.根据权利要求2所述的高耐热性有机玻璃制备方法，其特征在于，所述预反应液剂是在40-50℃下，以300-500r/min的速度搅拌至澄清透明。

4.根据权利要求2所述的高耐热性有机玻璃制备方法，其特征在于，所述预固化的温度为50-60℃，固化时间为48h。

5.根据权利要求2所述的高耐热性有机玻璃制备方法，其特征在于，所述阶段高温固化时，依次在65℃下固化48h，在85℃下固化12h，在100℃下固化12h，在120℃下固化24h。

Images