[發明專利]一種增韌改性的有機玻璃平板及其制備方法

無效

• 申請號: 201010030172.5
• 申請日: 2010-01-14
• 公開（公告）號: CN102127280A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 閆煒;呂偉紅;余文輝;王鈺新;陳金才
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一三研究所
• 主分類號: C08L33/12
• 分類號: C08L33/12;C08F220/14;C08F220/18;C08F2/02;C08K5/101
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉

技術領域

本發明涉及一種增韌改性的有機玻璃平板及其制備方法。

背景技術

目前，筒口水密封裝置采用的是自裂式凸膜組件，球殼本體是凸膜組件的重要零件，負責筒口的密封功能，也是凸膜組件各部件的安裝基礎，球殼本體是聚甲基丙烯酸甲酯制成的超大型薄殼結構件，采用金屬夾緊環固定在筒口上。

以丙烯酸及其酯類聚合所得到的聚合物統稱丙烯酸類樹酯，相應的塑料統稱聚丙烯酸類塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯應用最廣泛。聚甲基丙烯酸甲酯縮寫代號為PMMA，俗稱有機玻璃，是由甲基丙烯酸甲酯單體聚合而成。

聚甲基丙烯酸甲酯力學性能特征基本上屬于硬而脆的塑料，常溫下其斷裂伸長率僅2～3％，沖擊韌性較差，一般為12-13kJ/m²，且具有缺口敏感性。同時聚甲基丙烯酸甲酯的耐寒性也較差，特別是在低溫環境下易應力開裂。

由于目前工業級有機玻璃性能不穩定，且性能不能滿足使用要求，國內現有軍用有機玻璃主要應用在航空領域，現有的幾種航空有機玻璃牌號均不太適用于水下的工作環境，為此專門研發了一種增韌改性的有機玻璃平板，以滿足凸膜組件球殼本體生產原料需要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種增韌改性的有機玻璃平板。

本發明的技術方案是：一種增韌改性的有機玻璃平板，它是由以下重量份數的原料組成：甲基丙烯酸甲酯90～110、丙烯酸丁酯10～20、偶氮二異丁腈0.2～0.3、硬脂酸正丁酯0.3～0.8。

一種增韌改性的有機玻璃平板，優選由以下重量份數的原料組成：甲基丙烯酸甲酯100、丙烯酸丁酯14～16、偶氮二異丁腈0.22～0.24、硬脂酸正丁酯0.4～0.6。

增韌改性的有機玻璃平板的制備方法，它包括如下步驟：將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、偶氮二異丁腈和硬脂酸正丁酯加入預聚釜中攪拌加熱，溫度保持70～90℃，反應2～4小時，制成漿液，然后把漿液經過濾器吸入真空脫泡貯槽中進行真空處理，處理時間為0.5～1小時，最后制模、灌片、聚合、脫模，制成有機玻璃平板。

本發明中：

通過甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚，將甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸丁酯制備成預聚體，利用本體聚合澆鑄成型的工藝方法，制得有機玻璃平板。

其中甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸丁酯共聚是是通過自由基聚合完成的。甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸丁酯的自由基聚合經歷鏈引發，增長，終止三個階段。

偶氮二異丁腈(ABN)用為引發劑，首先把甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)混合物料與引發劑偶氮二異丁腈一起升溫，當溫度達到40～60℃時，引發劑開始分解，產生活潑的異丁腈自由基，然后由異丁腈自由基引發甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯產生活潑的單體自由基。在甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯單體與異丁腈自由基反應生成原始增長自由基后，假定有游離的甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯單體存在的情況下速率增長。在甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸丁酯聚合期間，增長的聚合物鏈與單體之間可以發生轉移反應，這些反應涉及到一個氫原子轉移到一個增長的聚合物鏈，該反應生成一個最終帶一個飽和端基的聚合物鏈和一個引發增長的自由基。

硬脂酸正丁酯為脫模劑。

本發明制備方法的詳細步驟包括以下幾個環節：配料、脫泡過濾、制模、灌片、聚合、脫模。

按照實際配方比例，將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、偶氮二異丁腈(ABN)、硬脂酸正丁酯單體及輔料進行計量配料，加入預聚釜中攪拌加熱，溫度保持70～90，兩小時后開始檢測預聚漿液的粘度，制成常溫下粘度為55～60秒的漿液后，把漿液經過濾器吸入真空脫泡貯槽中進行真空處理，真空度為0.085MPa，處理時間為0.5～1小時。

模板采用兩塊2730x2730x12mm的硅玻璃，經模板玻璃清洗機進行清洗后，在下模板四周用玻璃紙包好橡膠管夾好，然后蓋上上模板。上下模具合攏對準后，再檢查模具的清潔度，用行燈照明檢查是否達到要求，不合要求的再清理干凈。

灌片工藝將預聚好經過真空脫泡的漿液灌入模具，將計量好的預聚漿液灌入稍傾斜的模具中，灌好后趕凈氣泡，緩慢放平排氣，排完氣后封口，不能漏料。

聚合的第一天烘房(風浴烘房或水浴烘房均可)溫度為33～40℃，為聚合誘導期，維持20～24小時后，溫度降至31～35℃，維持低溫聚合溫度，預聚漿液出現凝膠狀時，拉脫模具橡膠管，繼續保溫至硬化，硬化后逐漸升溫，升溫速度為2～3℃/5min。溫度升至100～105℃后，保持3～4小時。然后自然冷卻至常溫，完成聚合過程。最后脫開模具，取出平板，完成有機玻璃制備。