高抗冲击有机玻璃板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高抗冲击有机玻璃板材及其制备方法，属于有机玻璃加工技术领域。
背景技术
亚克力板材，又称平板有机玻璃，主要化学成分为聚甲基丙烯酸甲酯，具有透光性佳，色彩艳丽，亮度高，质轻等优点，可替代玻璃，广泛用于建筑、交通、照明、医疗等领域。亚克力板材的生产工艺主要有浇铸法和挤压法两种，浇铸法是指甲基丙烯酸甲酯单体通过本体聚合直接成型的生产方法，与挤压法相比，浇铸法可以制得纯净的、分子量较高的板材，产品具有出色的透明度、刚度和强度。
根据中国专利申请CN106749850A公开的一种高抗冲亚克力板材制备方法，通过甲基丙烯酸甲酯70～100份，丙烯酸丁酯5～10份，苯乙烯5～15份，引发剂0.0015～0.0035份，链转移剂0.1～0.3份，充分搅拌均匀，加入装有回流冷凝装置的三口烧瓶中，转速为300～500r/min，温度为108℃～112℃，经过处理后得到一种高抗冲的亚克力板材。但丙烯酸丁酯同甲基丙烯酸甲酯聚合速率相差较大，在工业生产上难于控制反应进程，生产过程会带来整个板材中性能严重分布不均的现象，所以该方法难于工业化生产。
本体聚合得到的亚克力板材较脆，在撞击或是冲击后容易产生碎裂，这严重的限制了亚克力板材的应用领域。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了高抗冲击有机玻璃板材及其制备方法，具体技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了高抗冲击有机玻璃板材，包括以下百分比的原料：甲基丙烯酸甲酯单体80％-95％、MBS树脂5％-20％、引发剂0.001％-0.01％。
进一步的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮中的一种或是几种，总用量为甲基丙烯酸甲酯单体和MBS树脂总质量的0.001％-0.01％。
进一步的，所述MBS树脂的用量为甲基丙烯酸甲酯单体和MBS树脂总重量的5％-20％。
根据本发明的另一个方面，提供了高抗冲击有机玻璃板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)溶解分散：
将甲基丙烯酸甲酯单体和MBS树脂按照一定比例投入到反应釜中，开启升温及搅拌装置进行溶解分散，当温度升至40℃时，开始计时，搅拌1-3小时，搅拌期间温度控制为40-60℃，搅拌停止后，冷却到室温，得到透明溶解液；
(2)制浆：
向步骤(1)得到透明溶解液中加入0.001％-0.1％的引发剂，继续搅拌30-60min，得到聚合反应浆料；
(3)脱泡：
将步骤(2)得到的反应浆料置于真空脱泡釜，进行真空脱泡处理，处理时间为30-50min；
(4)灌模：
将步骤(3)得到的脱泡反应浆料灌入到用PVC胶条密封好的玻璃模具中，排除气体后用完，用万力夹夹紧固定；
(5)后聚：
将玻璃模具放入40-60℃的水池中进行水相聚合，当模具内物料硬化时，取出模具并放入烘房内，在一定温度下持续烘烤1-5小时后出炉，冷却到一定温度后开模，得高抗冲亚克力板材。
进一步的，在所述步骤(3)中，真空脱泡的真空度为0.05MPa～0.1MPa。
进一步的，在所述步骤(5)中，所述烘房的烘烤温度为100-110℃。
本发明的有益效果：通过控制浇铸工艺，可以大幅度升高亚克力板的抗冲效果，获得高抗冲亚克力板材；其中，MBS树脂在物料聚合过程中能够大幅度提高亚克力板材的硬度和抗冲效果，同时可以保障亚克力板材的透明效果。
附图说明
图1为本发明所示的高抗冲击有机玻璃板材的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本发明的实施例，提供了高抗冲击有机玻璃板材，包括以下百分比的原料：甲基丙烯酸甲酯单体80％-95％、MBS树脂5％-20％、引发剂0.001％-0.01％。
作为优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮中的一种或是几种，总用量为甲基丙烯酸甲酯单体和MBS树脂总质量的0.001％-0.01％。
作为优选的，所述MBS树脂的用量为甲基丙烯酸甲酯单体和MBS树脂总重量的5％-20％。
根据本发明的实施例，还提供了高抗冲击有机玻璃板材的制备方法。
为了更清楚的理解本发明的技术方案，以下通过具体实例对本发明的方案进行详细说明。
实施例一
将9kg甲基丙烯酸甲酯单体和1kg MBS树脂加入到反应釜中，开启升温及搅拌装置进行溶解分散，升温至40℃时开始搅拌，搅拌时间为2小时，搅拌期间温度控制为60℃，搅拌停止后，冷却到室温，得到透明的溶解液。在透明溶解液中加入0.1g的偶氮二异丁腈和0.2g过氧化苯甲酰，继续搅拌60min，得到聚合反应浆料。反应浆料置于真空脱泡釜，进行真空脱泡处理，处理时间为30min。将脱泡后的反应浆料灌入到用PVC胶条密封好的玻璃模具中，排除气体后，用万力夹夹紧固定，将玻璃模具放入60℃的水池中进行水相聚合，当模具内物料硬化时，取出模具并放入烘房内，在110℃下持续烘烤2小时后出炉，冷却到室温后开模，得到高抗冲亚克力板材。
实施例二
将8.5kg甲基丙烯酸甲酯单体和1.5kgMBS树脂加入到反应釜中，开启升温及搅拌装置进行溶解分散，升温至40℃时开始搅拌，搅拌时间为2小时，搅拌期间温度控制为60℃，搅拌停止后，冷却到室温，得到透明的溶解液。在透明溶解液中加入0.13g的偶氮二异丁腈和0.19g过氧化环己酮，继续搅拌60min，得到聚合反应浆料。反应浆料置于真空脱泡釜，进行真空脱泡处理，处理时间为30min。将脱泡后的反应浆料灌入到用PVC胶条密封好的玻璃模具中，排除气体后，用万力夹夹紧固定，将玻璃模具放入60℃的水池中进行水相聚合，当模具内物料硬化时，取出模具并放入烘房内，在110℃下持续烘烤2小时后出炉，冷却到室温后开模，得到高抗冲亚克力板材。
实施例三
将8.2kg甲基丙烯酸甲酯单体和1.8kgMBS树脂加入到反应釜中，开启升温及搅拌装置进行溶解分散，升温至40℃时开始搅拌，搅拌时间为2小时，搅拌期间温度控制为60℃，搅拌停止后，冷却到室温，得到透明的溶解液。在透明溶解液中加入0.17g的偶氮二异戊腈和0.24g过氧化环己酮，继续搅拌60min，得到聚合反应浆料。反应浆料置于真空脱泡釜，进行真空脱泡处理，处理时间为30min。将脱泡后的反应浆料灌入到用PVC胶条密封好的玻璃模具中，排除气体后，用万力夹夹紧固定，将玻璃模具放入60℃的水池中进行水相聚合，当模具内物料硬化时，取出模具并放入烘房内，在110℃下持续烘烤2小时后出炉，冷却到室温后开模，得到高抗冲亚克力板材。
实施例四
将8kg甲基丙烯酸甲酯单体和2kgMBS树脂加入到反应釜中，开启升温及搅拌装置进行溶解分散，升温至40℃时开始搅拌，搅拌时间为2小时，搅拌期间温度控制为60℃，搅拌停止后，冷却到室温，得到透明的溶解液。在透明溶解液中加入0.1g的偶氮二异戊腈和0.25g过氧化苯甲酰，继续搅拌60min，得到聚合反应浆料。反应浆料置于真空脱泡釜，进行真空脱泡处理，处理时间为30min。将脱泡后的反应浆料灌入到用PVC胶条密封好的玻璃模具中，排除气体后，用万力夹夹紧固定，将玻璃模具放入60℃的水池中进行水相聚合，当模具内物料硬化时，取出模具并放入烘房内，在100℃下持续烘烤2小时后出炉，冷却到室温后开模，得到高抗冲亚克力板材。
分别取实例制作出的板材和纯单体聚合的亚克力板材样品，按照GB/T3398.2-2008、GB/T1043.1-2008测试方法分别测出4个样品的洛氏硬度、无缺口简支梁冲击强度，测定结果为下表所示：
测试结果对比
通过数据对比可以看出本发明的亚克力板材对比纯单体聚合的板材以上3项数据表征来看，硬度、冲击强度，尤其是冲击强度大幅度的提升。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过控制浇铸工艺，可以大幅度升高亚克力板的抗冲效果，获得高抗冲亚克力板材。其中，所述MBS树脂在物料聚合过程中能够大幅度提高亚克力板材的硬度和抗冲效果，同时可以保障亚克力板材的透明效果。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
