CN114736327B - 耐候性有机玻璃的配方及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种耐候性有机玻璃的配方及其制备方法。配方包括以下重量百分比的成分：50％‑75％的聚合单体；24％‑48％的改性剂；0.1％‑5％的引发剂。制备方法包括以下步骤：(a)按照上述配方称取原料；(b)将聚合单体与改性剂混合搅拌，得到第一透明液体；(c)于第一透明液体中加入引发剂，并搅拌，得到第二透明液体；(d)将第二透明液体浇注到模具中，固化处理；(e)冷却、拆模，得到耐候性有机玻璃。本申请所制备的耐候性有机玻璃可以提高有机玻璃耐候性，且保留有机玻璃本身透光度高，硬度大等优点。

Description

耐候性有机玻璃的配方及其制备方法

技术领域

本申请涉及一种有机玻璃，特别是涉及一种耐候性有机玻璃的配方及其制备方法。

背景技术

有机玻璃是一种通俗的名称，缩写为PMMA。此高分子透明材料的化学名称叫聚甲丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合物。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、耐候性较差、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，改善其耐溶剂性能,单纯的从物理角度上看,只能增大其分子量,分子量越高,耐溶剂性能越强。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有机溶剂性及吸水性。

因此，改善有机玻璃耐候性能，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技术问题，本申请实施例提供一种耐候性有机玻璃的配方及其制备方法。具体的技术方案如下：

第一方面，提供一种耐候性有机玻璃的配方，其包括以下重量百分比的成分：50％-75％的聚合单体；24％-48％的改性剂；0.1％-5％的引发剂。

在第一方面的第一种可能实现方式中，聚合单体使用甲基丙烯酸甲酯。

在第一方面的第二种可能实现方式中，改性剂包括甘油单甲基丙烯酸酯、碳酸乙烯亚乙酯、3-羟基丙腈、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯、三聚氰酸三烯丙酯、丙二烯酸二乙酯、丙烯酸羟乙酯、多库脂钠、醌茜兰中的一种或多种。

在第一方面的第三种可能实现方式中，引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化十二酰、过氧化新癸酸叔丁酯、、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，提供一种耐候性有机玻璃的制备方法，其包括以下步骤：(a)按照上述第一方面中任意一项的耐候性有机玻璃的配方称取原料；(b)将聚合单体与改性剂混合搅拌，得到第一透明液体；(c)于第一透明液体中加入引发剂，并搅拌，得到第二透明液体；(d)将第二透明液体浇注到模具中，固化处理；(e)冷却、拆模，得到耐候性有机玻璃。

在第二方面的第一种可能实现方式中，在步骤(b)中，先将聚合单体加入到反应釜中，并搅拌，接着将引发剂加入到反应釜中，加热搅拌，得到第一透明液体。

结合第二方面的第一种可能实现方式中，在第二方面的第二种可能实现方式中，加热搅拌的温度为50-60℃。

结合第二方面的第二种可能实现方式中，在第二方面的第三种可能实现方式中，在步骤(c)中，待第一透明液体的温度降温至20-30℃之后，再将引发剂加入到反应釜中。

在第二方面的第四种可能实现方式中，在步骤(d)中，在固化处理时，先将模具置于55-65℃下固化18-20h，再将模具置于115-125℃下固化6-8h。

在第二方面的第五种可能实现方式中，模具的尺寸为600*600*10mm。

本申请与现有技术相比具有的优点有：

本申请的耐候性有机玻璃的配方及其制备方法，其所制备的耐候性有机玻璃可以提高有机玻璃耐候性，且保留有机玻璃本身透光度高，硬度大等优点。

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耐候性有机玻璃的制备方法的步骤流程图。

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。

请参阅图1，其是本申请一实施例的耐候性有机玻璃的制备方法的步骤流程图。如图所示，耐候性有机玻璃的制备方法S包括以下步骤S1至步骤S5。首先，在步骤S1中，称取原料。按配方组成成分的重量百分比分别称取50％-75％的聚合单体、24％-48％的改性剂和0.1％-5％的引发剂。在本实施例中，聚合单体使用甲基丙烯酸甲酯，改性剂包括甘油单甲基丙烯酸酯、碳酸乙烯亚乙酯、3-羟基丙腈、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯、三聚氰酸三烯丙酯、丙二烯酸二乙酯、丙烯酸羟乙酯、多库脂钠、醌茜兰中的一种或多种，引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化十二酰、过氧化新癸酸叔丁酯、、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、过氧化特戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯中的一种或多种。

然后，在步骤S2中，将聚合单体与改性剂混合。将聚合单体与改性剂混合搅拌，得到第一透明液体。具体的，先将聚合单体加入到反应釜中，常温开启搅拌，接着将改性剂加入到反应釜中，在50-60℃下加热搅拌至澄清透明，得到第一透明液体。接着，在步骤S3中，添加引发剂。于第一透明液体中加入引发剂，并搅拌，得到第二透明液体。具体的，待第一透明液体的温度降温至20-30℃之后，再将引发剂加入到反应釜中，搅拌得到澄清透明的第二透明液体。

然后，在步骤S4中，浇注及固化第二透明液体。将第二透明液体浇注到模具中，固化处理。具体的，将第二透明液体浇注到600*600*10mm模具中，先将模具置于55-65℃下固化18-20h，再将模具置于防爆烘箱内，在115-125℃下固化6-8h。最后，在步骤S5中，拆除模具。冷却、拆模，得到耐候性有机玻璃。

以下将结合具体实施例及对照例来说明本申请耐候性有机玻璃的配方及其制备方法的有益效果。

实施例1

步骤1，称取原料：按配方组成成分的重量百分比分别称取：53.8％的甲基丙烯酸甲酯；5.2％的甘油单甲基丙烯酸酯、0.4％的碳酸乙烯亚乙酯、10.2％的3-羟基丙腈、19.9％的丙烯酸羟乙酯；0.5％的偶氮二异丁腈。

步骤2，先将甲基丙烯酸甲酯加入到反应釜中，常温开启搅拌，接着将甘油单甲基丙烯酸酯、碳酸乙烯亚乙酯、3-羟基丙腈和丙烯酸羟乙酯加入到反应釜中，在50-60℃下加热搅拌至澄清透明，得到第一透明液体。

步骤3，待第一透明液体的温度降温至20-30℃之后，再将偶氮二异丁腈加入到反应釜中，搅拌得到澄清透明的第二透明液体。

步骤4，将第二透明液体浇注到600*600*10mm模具中，先将模具置于55-65℃下固化18-20h，再将模具置于防爆烘箱内，在115-125℃下固化6-8h。

步骤5，冷却、拆模，得到耐候性有机玻璃。

测试上述制备的耐候性有机玻璃的性能，其拉伸强度为75Mpa，拉伸模量3120Mpa，热变形温度为114℃，透光度为92.05％，雾度为0.12％，热稳定性为无气泡裂纹，老化后透光度为91.05％，老化后雾度为0.15％。

实施例2

本实施例与上述实施例1的区别在于，步骤1中的原料组分及配比和步骤2中改性剂组分不同。本实施例的步骤1是按配方组成成分的重量百分比分别称取：53％的甲基丙烯酸甲酯；7.2％的甘油单甲基丙烯酸酯、0.6％的多库脂钠、15.3％的3-羟基丙腈、5.2％的异佛尔酮二异氰酸酯、18.2％的丙烯酸羟乙酯；0.5％的偶氮二异丁腈。

本实施例的步骤2是将甘油单甲基丙烯酸酯、多库脂钠、3-羟基丙腈、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯加入到反应釜中，其余步骤与上述实施例1相同，因此本实施例在此不再进行赘述。

测试本实施例制备的耐候性有机玻璃的性能，其拉伸强度为78Mpa，拉伸模量3380Mpa，热变形温度为113℃，透光度为92.6％，雾度为0.3％，热稳定性为无气泡裂纹，老化后透光度为92.30％，老化后雾度为0.16％。

实施例3

本实施例与上述实施例1的区别在于，步骤1中的原料组分及配比、步骤2中改性剂组分和步骤3中引发剂组分不同。本实施例的步骤1是按配方组成成分的重量百分比分别称取：63.8％的甲基丙烯酸甲酯；9.9％的甘油单甲基丙烯酸酯、9.8％的三聚氰酸三烯丙酯、8.5％的3-羟基丙腈、7.3％的丙烯酸羟乙酯、0.1％的醌茜兰；0.1％的过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、0.5％的过氧化乙酸叔丁酯。

本实施例的步骤2是将甘油单甲基丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、3-羟基丙腈、丙烯酸羟乙酯、醌茜兰加入到反应釜中。本实施例的步骤3是将过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯加入到反应釜中。其余步骤与上述实施例1相同，因此本实施例在此不再进行赘述。

测试本实施例制备的耐候性有机玻璃的性能，其拉伸强度为77Mpa，拉伸模量3050Mpa，热变形温度为114℃，透光度为92.72％，雾度为0.18％，热稳定性为无气泡裂纹，老化后透光度为92.62％，老化后雾度为0.18％。

对照例

测试现有市场有机玻璃的性能，其拉伸强度为74Mpa，拉伸模量2900Mpa，热变形温度为105℃，透光度为92.35％，雾度为0.22％，热稳定性为无，老化后透光度为82％，老化后雾度为0.68％。

结合上述实施例1至实施例3及对照例的测试数据可知，本实施例所制备的耐候性有机玻璃相较于现有市场有机玻璃，可大幅降低使用发生老化现象，耐候性较好，同时拉伸强度、拉伸模量、热变形温度、透光度、雾度和老化后透光度均有小幅提升。

因此本申请所制备的耐候性有机玻璃可以提高有机玻璃耐候性，且保留有机玻璃本身透光度高，硬度大等优点。

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 (6)

1.一种耐候性有机玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)按照耐候性有机玻璃的配方称取原料，所述耐候性有机玻璃的配方包括以下重量百分比的成分50％-75％的聚合单体、24％-48％的改性剂和0.1％-5％的引发剂，其中所述聚合单体使用甲基丙烯酸甲酯；

(b)将所述聚合单体与所述改性剂混合搅拌，得到第一透明液体，其中所述改性剂使用甘油单甲基丙烯酸酯、碳酸乙烯亚乙酯、3-羟基丙腈和丙烯酸羟乙酯的混合物，或者甘油单甲基丙烯酸酯、多库脂钠、3-羟基丙腈、异佛尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的混合物，或者甘油单甲基丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、3-羟基丙腈、丙烯酸羟乙酯和醌茜兰的混合物；

(c)于所述第一透明液体中加入所述引发剂，并搅拌，得到第二透明液体，其中所述引发剂使用偶氮二异丁腈或者过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯和过氧化乙酸叔丁酯；

(d)将所述第二透明液体浇注到模具中，固化处理；

(e)冷却、拆模，得到所述耐候性有机玻璃。

2.根据权利要求1所述的耐候性有机玻璃的制备方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，先将所述聚合单体加入到反应釜中，并搅拌，接着将所述引发剂加入到所述反应釜中，加热搅拌，得到所述第一透明液体。

3.根据权利要求2所述的耐候性有机玻璃的制备方法，其特征在于，加热搅拌的温度为50-60℃。

4.根据权利要求3所述的耐候性有机玻璃的制备方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，待所述第一透明液体的温度降温至20-30℃之后，再将所述引发剂加入到所述反应釜中。

5.根据权利要求1所述的耐候性有机玻璃的制备方法，其特征在于，在所述步骤(d)中，在固化处理时，先将所述模具置于55-65℃下固化18-20h，再将所述模具置于115-125℃下固化6-8h。

6.根据权利要求1所述的耐候性有机玻璃的制备方法，其特征在于，所述模具的尺寸为600*600*10mm。

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