[發明專利]增強增韌PMMA板材及其制造方法

在審

• 申請號: 202210544557.6
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114806055A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 屈潔昊;殷根華;殷勝炯;范琴琴;許王杰;吳細南;朱紅琴;何淑婷
• 申請（專利權）人: 浙江華帥特新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L33/12
• 分類號: C08L33/12;C08L71/02;C08L71/00;C08K5/07;C08K5/053;C08K5/17
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 林麗璀

本申請涉及一種增強增韌PMMA板材及其制造方法，增強增韌PMMA板材包括聚甲基丙烯酸甲酯高分子鏈、多元醇聚合物及短程連接單元；聚甲基丙烯酸甲酯高分子鏈與多元醇聚合物之間形成纏結狀態；短程連接單元通過化學鍵合或氫鍵作用，連接于多元醇聚合物的分子內羥基位點之間和/或連接于多元醇聚合物的分子間羥基位點之間。制造方法包括：形成液相體系，液相體系包括聚甲基丙烯酸甲酯預聚物、甲基丙烯酸甲酯及引發劑；依次向液相體系中加入多元醇聚合物、短程連接單元；澆注、聚合，得到增強增韌PMMA板材。如此，在分子鏈相互纏結的狀態下，形成聚甲基丙烯酸甲酯高分子鏈與閉環空間之間的互鎖、以及多元醇聚合物之間的橫向連接，有效提高PMMA板材的韌性和強度。

技術領域

本申請涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種增強增韌PMMA板材及其制造方法。

背景技術

高強韌性聚合物作為一種兼具強度和韌性的新型高分子材料，受到了學術界和工業界的 廣泛關注。在諸多關鍵領域，例如軌道交通、航空航天、電子通信和醫療器械等，該種材料 的研究進度很大程度上決定了相關前沿技術的發展高度以及人們的生活水平，尤其以PMMA (Polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)為代表的透明材料而言，雖然擁有易成型、 功能拓展佳和高光導傳輸性等在上述領域中的突出應用優勢，但強度偏低和韌性不足的缺陷， 對其大范圍推廣造成了較大程度的限制。相關研究數據表明，工程應用領域對具有力學性能 增強的PMMA透明材料一直存在強烈需求，其中拉伸強度和以抗沖擊能力為特征的韌性表達 是兩個需要關注的主要參數。

然而，嘗試提高拉伸強度時，現有技術常見為添加雙烯或多烯類交聯劑、參與MMA(Methyl methacrylate，甲基丙烯酸甲酯)共聚的方式，交聯程度的提升伴隨成型材料脆性增 加，不可避免地引起抗沖擊能力的降低。因此，目前的難點在于如何打破PMMA材料強度與 韌性之間的平衡限制，實現兩者的一致性改善。

發明內容

針對上述技術問題，本申請提供一種增強增韌PMMA板材及其制造方法，可以在分子鏈 相互纏結的狀態下，形成聚甲基丙烯酸甲酯高分子鏈與閉環空間之間的互鎖、以及多元醇聚 合物之間的橫向連接，有效提高PMMA板材的韌性和強度。

為解決上述技術問題，本申請提供一種增強增韌PMMA板材，包括聚甲基丙烯酸甲酯高 分子鏈、多元醇聚合物及短程連接單元；所述聚甲基丙烯酸甲酯高分子鏈與所述多元醇聚合 物之間形成纏結狀態；所述短程連接單元通過化學鍵合或氫鍵作用，連接于所述多元醇聚合 物的分子內羥基位點之間和/或連接于所述多元醇聚合物的分子間羥基位點之間。

可選地，所述短程連接單元為包含酮基和/或醛基的第一直鏈化合物，所述第一直鏈化合 物與所述羥基位點之間通過化學鍵合連接。

可選地，所述增強增韌PMMA板材還包括由功能單體與甲基丙烯酸甲酯所形成的共聚鏈， 所述功能單體為聚合后具有吸水性的不飽和單體，所述聚甲基丙烯酸甲酯高分子鏈、所述共 聚鏈與所述多元醇聚合物之間形成纏結狀態。

可選地，所述短程連接單元為包含伯氨基和/或羥基的第二直鏈化合物，所述第二直鏈化 合物與所述羥基位點之間通過氫鍵作用連接。

本申請還提供一種增強增韌PMMA板材的制造方法，包括以下步驟：

S1.形成液相體系，所述液相體系包括聚甲基丙烯酸甲酯預聚物、甲基丙烯酸甲酯及引 發劑；

S2.依次向所述液相體系中加入多元醇聚合物、短程連接單元，使所述聚甲基丙烯酸甲酯 預聚物與所述多元醇聚合物之間形成纏結狀態；

S3.澆注、聚合，得到增強增韌PMMA板材，所述增強增韌PMMA板材中，聚甲基丙 烯酸甲酯高分子鏈與所述多元醇聚合物之間形成纏結狀態，所述短程連接單元通過化學鍵合或氫鍵作用，連接于所述多元醇聚合物的分子內羥基位點之間和/或連接于所述多元醇聚合物 的分子間羥基位點之間。