[發(fā)明專利]高耐熱聚甲基丙烯酸甲酯樹脂的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510029909.4 | 申請日： | 2015-01-21 |
| 公開（公告）號： | CN104650286B | 公開（公告）日： | 2017-12-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 曹春雷;劉捷;譚志勇;張會軒 | 申請（專利權(quán)）人： | 長春工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | C08F220/56 | 分類號： | C08F220/56;C08F220/54;C08F220/60;C08F220/14;C08F2/06 |
| 代理公司： | 長春菁華專利商標代理事務(wù)所(普通合伙)22210 | 代理人： | 李外 |
| 地址： | 130012 吉林*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 耐熱 甲基丙烯酸 樹脂 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高分子材料制備方法領(lǐng)域，具體涉及一種高耐熱聚甲基丙烯酸甲酯樹脂的制備方法。
背景技術(shù)
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，是一種丙烯酸酯類聚合物，它具有許多優(yōu)異的性能，諸如：高透光性，質(zhì)輕，易加工成型，尺寸穩(wěn)定性、耐候性、電絕緣性良好，且不易著色等等；因此，廣泛應(yīng)用于航空，建筑，裝潢，光學(xué)儀器等領(lǐng)域。然而，自由基聚合PMMA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低，僅為105℃，且通常在150℃便開始熱降解。這使得聚合物不僅在生產(chǎn)加工的過程中容易受熱降解，而且在使用的過程中容易變形，嚴重地限制了它的應(yīng)用范圍。通常在大分子主鏈、側(cè)鏈引入環(huán)狀結(jié)構(gòu)，用氟、氯、硝基、氰基取代α位上的甲基以及共聚有機金屬鹽提高PMMA樹脂耐熱性。但是這會增加聚合的難度和生產(chǎn)成本，同時也降低聚合物的加工性，透光性。然而，通過構(gòu)建分子間氫鍵的方法將甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺等酰胺類同系物與甲基丙烯酸甲酯共聚既可以提高PMMA樹脂的耐熱性，同時也可以保留PMMA優(yōu)異透光性，加工性。
采用傳統(tǒng)共混的方法將合成的甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酰胺共聚物和甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸共聚物通過熔融共混制得耐熱性很好PMMA樹脂復(fù)合材料，但共聚物的制備耗時長，這嚴重影響PMMA樹脂的生產(chǎn)效率，同時甲基丙烯酸與甲基丙烯酰胺在脫揮過程中容易發(fā)生交聯(lián)，從而影響產(chǎn)品的性能(參見中國專利CN 102391602 A)。而采用本體聚合將甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酰胺通過共聚也可以制備耐熱性PMMA樹脂，但低溫聚合時，甲基丙烯酰胺在甲基丙烯酸甲酯中的溶解度很小，這會使得聚合反應(yīng)不能在均相體系中進行。同時，采用本體聚合的方法制備甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酰胺共聚物容易產(chǎn)生凝膠，這使得PMMA樹脂的加工等性能下降。采用溶液聚合，以二惡烷作溶劑，通過低溫聚合制備甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酰胺共聚物，但是二惡烷有毒，大量使用時會嚴重威脅身體健康，沸點較高，且聚合后處理過程比較復(fù)雜，使得該方法不適于大規(guī)模批量生產(chǎn)高耐熱的PMMA樹脂。另外，低溫聚合時反應(yīng)效率很低，耗時長(參見Polymer，2003,44(22)：6873，Chang FC等)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的聚甲基丙烯酸甲酯樹脂的制備方法后處理工藝復(fù)雜、溶劑有毒且產(chǎn)品性能差的問題，而提供一種高耐熱聚甲基丙烯酸甲酯樹脂的制備方法。
本發(fā)明提供的一種高耐熱聚甲基丙烯酸甲酯樹脂的制備方法，采用連續(xù)溶液聚合，包括：
步驟一：將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺單體、溶劑、引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑混合，形成混合溶液，將混合溶液經(jīng)過加料泵連續(xù)注入到反應(yīng)釜中，在100～160℃下進行聚合反應(yīng)3～4小時，得到反應(yīng)混合物；
步驟二：開動出料熔體泵和脫揮擠出機，將步驟一得到的反應(yīng)混合物從反應(yīng)釜經(jīng)過出料熔體泵進入到脫揮擠出機中進行脫揮，同時開動加料泵，調(diào)節(jié)加料量與出料量，使加料速度和出料速度保持一致，得到聚甲基丙烯酸甲酯樹脂。
優(yōu)選的是，所述的丙烯酰胺單體選自甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺、N-萘基甲基丙烯酰胺、N-對硝基苯基甲基丙烯酰胺或N-對氯苯基甲基丙烯酰胺中的一種。
優(yōu)選的是，所述的溶劑為乙醇。
優(yōu)選的是，所述的引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異戊腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁氰基甲酰胺、過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯或過氧化二叔丁酯中的一種。
優(yōu)選的是，所述的鏈轉(zhuǎn)移劑選自正丁硫醇、異丁硫醇、正十二烷基硫醇或叔十二烷基硫醇中的一種。
優(yōu)選的是，所述的步驟一的混合溶液中，按照重量份數(shù)計，包括：
甲基丙烯酸甲酯60～95份、丙烯酰胺單體5～40份、溶劑10～50份、引發(fā)劑20×10-6～10×10-4份和鏈轉(zhuǎn)移劑0～10×10-4份。
優(yōu)選的是，所述的脫揮擠出機前段溫度為160～190℃，中段溫度為190～220℃，末端溫度為180～210℃。
優(yōu)選的是，所述的脫揮時間為1～3min。
本發(fā)明的有益效果
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