[發(fā)明專利]一種雙POSS聚醚雜化PMMA樹脂及其制備、成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811399115.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN109517312B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安秋鳳;王玉峰;呂竹筠;黃良仙;許偉;郝麗芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L33/12
• 分類號(hào): C08L33/12;C08L83/12;C08K5/12;C08G77/46;C08F120/14
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 劉華

本發(fā)明公開了一種雙POSS聚醚雜化聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂及其加工成型方法。為此，本發(fā)明首先將半封閉籠狀低聚倍半硅氧烷三硅醇T₇(OH)₃與六官能硅烷偶聯(lián)劑——α,ω?雙(三烷氧基硅丙基)聚醚PECA在有機(jī)錫催化劑作用下進(jìn)行縮聚合成α,ω?雙POSS聚醚(DPPE)，然后再將DPPE與甲基丙烯酸甲酯MMA、引發(fā)劑及增塑劑等共混再進(jìn)行自由基共聚并經(jīng)二次反應(yīng)成型，從而制得了外觀透明的雙POSS聚醚雜化PMMA樹脂。應(yīng)用表明，與未改性PMMA樹脂相比，本發(fā)明的雙POSS聚醚雜化PMMA樹脂的抗劃傷性能與耐熱穩(wěn)定性均得到有益改善。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能樹脂領(lǐng)域，具體涉及一種雙POSS聚醚雜化PMMA樹脂及其制備、成型方法。

背景技術(shù)

低聚倍半硅氧烷，骨架含-RSiO_3/2-鏈節(jié)、結(jié)構(gòu)可呈網(wǎng)狀或籠狀，是一種典型的半無(wú)機(jī)-半有機(jī)分子。而籠狀低聚倍半硅氧烷(POSS)，除具有低聚倍半硅氧烷結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外，在拐角處還連接有有機(jī)基團(tuán)，故不僅與有機(jī)材料相容性好，有良好的耐熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，且用于有機(jī)材料的雜化，還可提高有機(jī)材料的阻燃性與耐熱穩(wěn)定性，并改善有機(jī)材料的物理機(jī)械性能和硬度。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗稱(亞克力)有機(jī)玻璃，是一種熱塑性有機(jī)樹脂材料，它透光率高，有良好的介電和電絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性、力學(xué)與耐候性及易加工性能，故在高檔儀器的儀表盤、車燈、光學(xué)鏡片、學(xué)習(xí)用品、燈罩、工藝品以及曲面處觸摸屏、可穿戴電子產(chǎn)品等領(lǐng)域有關(guān)廣泛應(yīng)用或潛在應(yīng)用，但PMMA材料的硬度低、抗劃傷性能差，影響該材料的應(yīng)用，亟待改進(jìn)。

用無(wú)機(jī)納米材料如納米氧化硅、納米氧化釩、TiO₂等雜化PMMA樹脂(見(jiàn)CN107652604、CN106519527等)，可改善樹脂材料的硬度、提高材料的耐刮擦性能，但無(wú)機(jī)納米粒或納米粉體與聚甲基丙烯酸甲酯相容性差、且易團(tuán)聚，故用于PMMA樹脂改性，會(huì)導(dǎo)致樹脂的透光性下降，并會(huì)出現(xiàn)掉粉現(xiàn)象。

籠狀有機(jī)低聚倍半硅氧烷，骨架類似于納米氧化硅，但分子中的有機(jī)基團(tuán)使該倍半硅氧烷與PMMA及單體互溶性好，因而成為PMMA樹脂改性的首選。

文獻(xiàn)中，將甲基丙烯酸酯基POSS與丙烯酸酯共聚，是POSS雜化或改性聚丙烯酸樹脂的常用方法，也是目前研究熱點(diǎn)之一，這點(diǎn)可見(jiàn)于中國(guó)發(fā)明專利CN106700809A、CN103304960A、CN107488244A、CN106752628A等。然而文獻(xiàn)檢索可見(jiàn)，用于丙烯酸樹脂雜化所用的低聚倍半硅氧烷主要為籠狀甲基丙烯酸酯基POSS(如單臂甲基丙烯酸酯基POSS或八臂甲基丙烯酸酯基POSS)、乙烯基POSS(如八乙烯基POSS)、非反應(yīng)性甲基POSS或苯基POSS等，而以新型結(jié)構(gòu)雙POSS聚醚雜化熱塑性聚甲基丙烯酸甲酯樹脂繼而提升PMMA的性能，卻尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于公開了一種雙POSS聚醚雜化PMMA樹脂及其制備、成型方法。為此，本發(fā)明首先將半封閉籠狀的低聚倍半硅氧烷三硅醇與硅氫化反應(yīng)所合成的六官能硅烷偶聯(lián)劑α,ω-雙(三烷氧基硅丙基)聚醚在有機(jī)錫催化劑作用下先進(jìn)行縮聚，合成α,ω-雙POSS聚醚(DPPE)；然后，以該P(yáng)OSS聚醚作納米增強(qiáng)組分，將DPPE與甲基丙烯酸甲酯物理共混后在自由基引發(fā)劑作用下再引發(fā)MMA的本體聚合并經(jīng)二次反應(yīng)成型，不僅制得了透明性良好的雙POSS聚醚雜化熱塑性聚甲基丙烯酸甲酯樹脂，而且與未雜化PMMA相比，用本發(fā)明方法制得的雙POSS聚醚雜化PMMA樹脂的耐熱穩(wěn)定性、硬度及耐刮擦性能均得到有益改善。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種雙POSS聚醚雜化聚甲基丙烯酸甲酯樹脂及其制備、成型方法，其特征在于包括下列步驟：

(1)雙POSS聚醚的合成