[发明专利]一种交联共聚有机玻璃的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及交联共聚改性有机玻璃技术领域，尤其是一种经本体聚合浇铸成型的高抗冲耐擦伤高透光率有机玻璃。

 

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是硬质无定型的热塑性塑料，俗称有机玻璃，在塑料中透光性最好，全光透射率超过90％，雾度小于2%，相对密度为1.19g/cm³，仅为普通玻璃的一半，韧性为普通玻璃的10倍以上，而且聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸强度和弯曲强度达到工程塑料级别，是优质有机透明塑料。主要应用于灯具、光学玻璃、仪器仪表表盘、广告橱窗及各种医用、军用、建筑用玻璃。聚光透镜是聚光型太阳能光伏电池的重要部件，可以说聚光透镜的质量和价格，将决定今后几年聚光型太阳能电站竞争的胜负。与普通玻璃相比，有机玻璃聚光透镜具有重量轻、抗冲击强度高、透过率高、成型工艺简单、产品成本低廉等优点。可极大地提高了单位电池片产生的电量，大大降低了发电成本，提高了太阳能光伏发电的竞争力。

但是，但是有机玻璃也有其明显的不足，其断裂伸长率几乎无法测量，属于脆性塑料，且具有缺口敏感性，在应力下易开裂，产生银纹和裂纹，在外界应力和低温环境作用下，易在室外使用中容易发白和表面擦伤，所以解决聚甲基丙烯酸甲酯脆性问题，提高有机玻璃的韧性和耐擦伤性能，是本发明的研究重点与难点。

本发明采用引入柔性结构单元，降低有机玻璃大分子链的刚性，采用交联的方法来改善材料的耐磨性能，制备韧性抗擦伤有机玻璃。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种制备具有高冲击强度、高透光率的耐擦伤交联有机玻璃浇铸板材的方法。

一种交联共聚有机玻璃的制备方法，由甲基丙烯酸甲酯与共聚单体及交联剂经本体聚合，浇铸成型工艺制备而成的，反应先在75-85℃进行，时间1小时，然后在 50℃继续反应24小时，聚合反应中引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)。

其中所述的共聚单体为丙烯酸丁酯类，具体选自丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯的一种或多种。

其中所述的交联剂为二甲基丙烯酸聚乙二醇酯类，具体选自二甲基丙烯酸聚乙二醇酯-330、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯-550、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯-875的一种或多种。

其中所述的甲基丙烯酸甲酯与共聚单体及交联剂的质量比为75:25:0.5~3；最佳质量比为75:25:2.5。

其中所述的引发剂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.1：75。

其中所述的丙烯酸丁酯类有：丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯。

其中所述的二甲基丙烯酸聚乙二醇酯类结构式为：

；

其中n代表乙二醇重复单元数，例如，二甲基丙烯酸聚乙二醇酯-330、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯-550、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯-875代表乙二醇重复单元数为4、9、16。

本发明的优点：采用本发明制备的交联共聚改性有机玻璃的冲击强度比未改性的有机玻璃提高至少30%；耐擦伤性比未改性的有机玻璃提高至少10%，比未加交联剂的共聚有机玻璃提高6-18%，添加共聚单体或交联剂对板材透光率没有影响。

具体实施方法

   本发明交联共聚改性有机玻璃的性能测试方法：

拉伸强度：使用深圳凯强利机械有限公司WDT30型微机控制电子万能试验机，按GB/T 1040-92测试材料拉伸强度，拉伸速率50mm/min测试。

冲击强度：使用承德试验机有限公司XJJ-50型冲击实验机，按GB/T 1043-93测试材料简支梁无缺口冲击性能，摆锤速度为2.9m/s测试。

透光率：使用上海精科有限公司WGT-S型透光率雾度测定仪，按GB 2410-80测试材料透光率及雾度，试样大小50x50x3mm测试。

洛氏硬度：使用上海材料试验机厂XHR-150型塑料洛氏硬度计，按GB9342-38测试板材洛氏硬度，选择M标尺，两块3mm板叠加。

耐擦伤性能：采用金属喷砂试验机对有机玻璃板材进行打磨，由试验前后透光率差值计算透光率损失反映耐擦伤性能，喷砂材质为AL₂O₃，压力为2Mpa。

 

对比例1