[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于激光打標(biāo)的PMMA抗沖材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910027042.3
• 申請日: 2009-05-25
• 公開（公告）號: CN101575464A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張明祖;余林華;倪沛紅;聞荻江
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: C09C1/28
• 分類號: C09C1/28;C09C3/12;C09C3/10;C08L33/12;C08K9/06;B29C45/78;B41M5/26
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料增韌改性領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于激光打標(biāo)的PMMA抗沖材料的制備方法。

背景技術(shù)

在塑料件上進(jìn)行激光打標(biāo)，近些年來已得到越來越廣泛的應(yīng)用，目前常用的激光打標(biāo)塑料有PP、PVC、ABS等，但這些塑料卻各自都存在著這樣那樣的缺點(diǎn)，例如，PP分子主鏈上交替存在叔碳原子，在熱、氧、光等因素的作用下，極易發(fā)生各類熱氧老化和光降解反應(yīng)；PVC不僅抗沖性差(純硬質(zhì)PVC制品缺口沖擊強(qiáng)度只有2-3kJ/m2)，而且熱穩(wěn)定性差，在較低溫度下即開始明顯分解、降解；而ABS樹脂則是耐候性和耐紫外線較差，其樹脂表層的PB含C＝C雙鍵，雙鍵在老化過程中發(fā)生斷鏈和交聯(lián)而變脆。這些材料進(jìn)行激光打標(biāo)時(shí)，標(biāo)記顏色不純正，且與底板色的對比度偏低。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)除在沖擊強(qiáng)度偏低外，其他力學(xué)性能以及耐候性等方面均較好。除此之外，PMMA材料進(jìn)行激光打標(biāo)時(shí)，標(biāo)記顏色純正，且與底板色的對比度高。因此，對PMMA進(jìn)行增韌改性，將有利于PMMA激光打標(biāo)產(chǎn)品的開發(fā)。

目前，PMMA增韌改性常用的方法有共聚增韌和共混增韌等方法。例如：

①李志科等采用了丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯三元共聚的方法，制備了增韌透明的有機(jī)玻璃(參見：李志科，胡玉杰，于杰等.貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，35(3)，74-77)；

②Qu?Xiongwei等通過本體澆注聚合方法制備了PMMA/蒙脫土(MTT)納米復(fù)合材料(參見：Qu?X?W，Guan?T?Ha，Liu?G?D，She?Q?Y，Zhang?L?C.Journalof?Applied?Polymer?Science，2005，97：348-357)；

上述兩篇參考文獻(xiàn)所述的方案，所得的改性PMMA的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能都相應(yīng)增強(qiáng)，但這些方法均以不太改變PMMA的光學(xué)性質(zhì)為目的，生產(chǎn)方法較為復(fù)雜，無法進(jìn)行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

另外，也有人采用納米二氧化硅粒子作為增韌劑來改性PMMA，例如：

(1)房春燕等用MMA與苯乙烯共聚到一定的時(shí)候，然后加入交聯(lián)劑二乙烯苯與SiO₂交聯(lián)固化，通過改變單體組分的比例和交聯(lián)劑二乙烯苯的百分含量，使其達(dá)到要求(參見：房春燕，曾舒，薛濤等.化工新型材料，2007，35(11)，61-62)；

(2)郭衛(wèi)紅等將納米二氧化硅處理之后，分散于MMA單體中形成膠體，在適當(dāng)?shù)臈l件下引發(fā)聚合，制成PMMA/SiO₂納米復(fù)合材料(參見：郭衛(wèi)紅，唐頌超，唐頌超等.材料導(dǎo)報(bào)，2000，14(10)，71-72)；

(3)張淑梅等就以甲基丙烯酸甲酯，納米二氧化硅為主要原料，以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，以硬脂酸為脫模劑，采用本體聚合法制備了PMMA/SiO₂納米復(fù)合材料，對PMMA進(jìn)行改性(參見：張淑梅，王井志.化學(xué)工程師，2004，103(4)，61-62)；

但這些方法制得的PMMA/SiO₂納米復(fù)合材料，要么沖擊性能提高幅度不大(僅20％-30％)，要么沖擊強(qiáng)度雖有較大提升但拉伸性能也大幅下降，無法滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種PMMA的增韌劑，對聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料進(jìn)行增韌改性，使改性后的PMMA在聚合物中可以分散均勻，從而改善PMMA材料的抗沖擊性能，使之適用于激光打標(biāo)；同時(shí)，簡化改性PMMA材料的制備方法，使之便于工業(yè)化生產(chǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明具體技術(shù)方案是，一種增韌劑，所述增韌劑為以納米二氧化硅粒子為核，以聚丙烯酸酯或聚醋酸乙烯酯為殼層的改性納米二氧化硅粒子，所述殼層通過硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷與納米二氧化硅表面相連，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷脫去β-甲氧基乙氧基與納米二氧化硅粒子的氧形成硅氧鍵相連，聚丙烯酸酯或聚醋酸乙烯酯與乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的雙鍵相連；所述增韌劑的制備方法包括以下步驟：

(1)使用硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷對納米二氧化硅粒子進(jìn)行表面烷基化改性，得到烷基化納米二氧化硅粒子；