[发明专利]一种改性聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法

说明书

一种改性聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法，其侧链上具有聚氨酯结构，本发明采用改性的方法将聚氨酯链段引入到聚甲基丙烯酸甲酯结构中，不仅具有优异的抗冲击性和机械强度，而且具有优异的耐热性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种改性聚合物领域，具体的涉及一种聚氨酯增韧改性聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)由于具有优异的透光率、耐候性及外观，被广泛应用于汽车、显示器、电子电器、照明、广告牌等领域。然而，由于PMMA的抗冲击性不足，使其在许多方面应用受到限制。为了提高PMMA的抗冲击性能，扩大其应用领域，需要对PMMA进行改性。

PMMA通常使用的抗冲击改性方法是在PMMA基础树脂中添加抗冲击改性剂进行共混改性。此类抗冲击改性剂一般为核壳结构聚(甲基)丙烯酸酯组合物，可以通过乳液聚合或悬浮聚合工艺制备。

CN 1950412A往PMMA基础树脂中混入一种至少三层结构的抗冲击改性剂，内层为甲基丙烯酸烷基酯聚合物，中间层为丙烯酸烷基酯聚合物，外层为Tg范围20-80℃的甲基丙烯酸烷基酯聚合物。该技术在不损失透明性的前提下改善了树脂的耐冲击性及耐冲击白化性。

CN 1950409A中抗冲击改性剂为至少两层结构，内层为丙烯酸烷基酯与多官能单体共聚物，粒径200-300nm，外层主要为甲基丙烯酸烷基酯聚合物且Tg在20-80℃范围。

CN 101296960A选用双峰分布的抗冲击改性剂来实现抗冲击性及外观的平衡，大颗粒250-400nm，小颗粒100-200nm，抗冲改性剂为核壳结构，内层核部分主要是丙烯酸丁酯聚合物。外层壳部分主要为甲基丙烯酸酯聚合物。

也有专利报道通过添加嵌段共聚物来改善聚甲基丙烯酸甲酯的抗冲击性。

CN 103180382 A通过往PMMA基体树脂中共混嵌段共聚物改善甲基丙烯酸树脂的可挠性、耐弯曲性、耐冲击性、柔软性的方法。该嵌段共聚物由MMA共聚部分及丙烯酸烷基酯(BA)共聚部分组成。

CN 102391601 A通过星型嵌段共聚物与MMA共聚对PMMA进行改性。星型嵌段共聚物由丙烯酸丁酯嵌段和1,3-丁二烯嵌段组成，在聚合前配料阶段加入单体中。该方法在改善抗冲击的同时保持较好的透明性。

以上抗冲击改性方法可以有效提高聚甲基丙烯酸甲酯的抗冲击性能，但仍存在下述问题：(1)改性后的PMMA树脂低温抗冲击性能不理想。(2)抗冲击改性剂(核壳结构粒子和嵌段共聚物)的制备工艺复杂。

聚氨酯(PU)由于其分子链上有独特的软硬段结构，可以形成软相区和硬相区，能有效地吸收能量，在常温和低温下均具有很好的柔韧性及抗冲击性能。从结构上来看，聚氨酯或许是一类有效的抗冲击改性剂。

关于聚氨酯改性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，目前已有相关专利报道。CN101977994A通过热塑性聚氨酯弹性体(TPU)与抗冲击改性PMMA共混，提高了PMMA的耐应力发白及伸长率。CN 101291988A将TPU与PMMA共混，改善了PMMA的低温抗冲击性能。

由于TPU与PMMA的相容性问题，通过共混方法制备的产品在透明性方面往往不是很理想，应用领域受限。因此有必要开发一种新的改性PMMA，使其在改善聚合物抗冲击性的同时仍能具有良好的透光率及较低的雾度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法，通过引入聚氨酯组分与(甲基)丙烯酸酯单体共聚，使得到的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)不仅具有优异的低温抗冲击性能，而且还有良好的透光率和较低的雾度。

一种改性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其侧链上具有聚氨酯结构。

所述的聚氨酯结构系分子链中含氨基甲酸酯或脲基甲酸酯的结构，一般为异氰酸酯与醇组分或胺组分反应得到。