一种高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法

摘要

本发明请求保护的一种高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法，包括如下步骤：（1）提供聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、聚对苯并咪唑、过氧化甲苯酰、硅烷偶联剂和溶剂；（2）将聚甲基丙烯酸甲酯和溶剂在30‑45℃下进行搅拌混合处理；（3）再加入苯乙烯和硅烷偶联剂，进行搅拌混合处理；（4）继续加入聚苯并咪唑和过氧化甲苯酰，进行搅拌混合处理，之后升温至150‑180℃，反应2‑4h。通过聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、聚对苯并咪唑、过氧化甲苯酰和硅烷偶联剂之间交联、改性反应，制得高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂。

说明书

技术领域

本发明涉及聚甲基丙烯酸甲酯树脂的技术领域，尤其涉及一种高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯树脂俗称有机玻璃，具有质量轻、较好的拉伸强度和耐酸碱腐蚀等性能，与无机玻璃的性质有所差异，能在一定程度上取代无机玻璃，使聚甲基丙烯酸甲酯树脂在汽车、航空、电子、医疗、化工等领域具有较广泛的应用。现有的聚甲基丙烯酸甲酯树脂为了提高其热稳定性，会在其中添加有机硅或二氧化硅等耐热性较好的材料，这虽然会在一定程度上提高其热稳定性，但是，有机硅或二氧化硅等材料与聚甲基丙烯酸甲酯的结合性较差，且在一定程度上会影响其透光率。

因此，需要对聚甲基丙烯酸甲酯树脂的组分和制备方法进行改进以制备出性能良好的聚甲基丙烯酸甲酯树脂。

发明内容

针对现有添加有机硅或二氧化硅等材料提高聚甲基丙烯酸甲酯树脂影响透光率的问题，本发明通过添加聚苯并咪唑和过氧化甲苯酰等材料，制备出具有高热稳定性的聚甲基丙烯酸甲酯树脂。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）提供聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、聚对苯并咪唑、过氧化甲苯酰、硅烷偶联剂和溶剂；

（2）将聚甲基丙烯酸甲酯和溶剂在30-45℃下进行搅拌混合处理；

（3）再加入苯乙烯和硅烷偶联剂，进行搅拌混合处理；

（4）继续加入聚苯并咪唑和过氧化甲苯酰，进行搅拌混合处理，之后升温至150-180℃，反应2-4h。

较佳的，在步骤（2）中，聚甲基丙烯酸甲酯和溶剂在反应釜搅拌罐中进行搅拌混合处理，搅拌时间为15-25min，搅拌转速为200-400rpm。

较佳的，在步骤（3）中，搅拌时间为15-25min，搅拌转速为200-400rpm。

较佳的，在步骤（4）中，搅拌时间为35-45min，搅拌转速为300-500rpm。

较佳的，还包括如下步骤：

（5）反应之后，放入挤出机中脱挥。

较佳的，高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法还包括如下步骤：

（6）脱挥之后，在110℃-150℃下真空干燥处理。

较佳的，高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法，以重量份数计，在步骤（1）中，聚甲基丙烯酸甲酯80-120份、苯乙烯15-20份、聚对苯并咪唑25-30份、过氧化甲苯酰1-2份、硅烷偶联剂1-2份和溶剂5-10份。

较佳的，高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法，以重量份数计，在步骤（1）中，聚甲基丙烯酸甲酯100份、苯乙烯15份、聚对苯并咪唑25份、过氧化甲苯酰1.5份、硅烷偶联剂1份和溶剂8份。

较佳的，溶剂为甲苯或丙酮。

本发明高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂在过氧化甲苯酰和硅烷偶联剂的作用下，聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和聚对苯并咪唑能发生交联、改性反应，提高了高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的热稳定性和透明度。

具体实施方式

下面对高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法做详细说明

本发明提供的一种高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）提供聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、聚对苯并咪唑、过氧化甲苯酰、硅烷偶联剂和溶剂；

（2）将聚甲基丙烯酸甲酯和溶剂在30-45℃下进行搅拌混合处理；具体的，可以在30℃、40℃和45℃等温度下搅拌。

（3）再加入苯乙烯和硅烷偶联剂，进行搅拌混合处理；

（4）继续加入聚苯并咪唑和过氧化甲苯酰，进行搅拌混合处理，之后升温至150-180℃，反应2-4h。具体的，可以升温至150℃、160℃、170℃和180℃等温度下反应，反应时间可以是2h、3h或4h。

首先将聚甲基丙烯酸甲酯和溶剂混合均匀，为反应的良好进行提供基础。再添加苯乙烯和硅烷偶联剂，使组分之间混合的更均匀，添加聚苯并咪唑和过氧化甲苯酰之后，通过搅拌，让各组分混合分布均匀，有利于聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、聚对苯并咪唑、过氧化甲苯酰和硅烷偶联剂之间进行交联、改性反应，使制备的聚甲基丙烯酸甲酯树脂结合的更紧密，以提高热稳定性和透光率。

较佳的，在步骤（2）中，聚甲基丙烯酸甲酯和溶剂在反应釜搅拌罐中进行搅拌混合处理，搅拌时间为15-25min，搅拌转速为200-400rpm。具体的，搅拌时间可以为15min、20min、25min等，搅拌转速为200rpm、300rpm或400rpm等。

较佳的，在步骤（3）中，搅拌时间为15-25min，搅拌转速为200-400rpm。具体的，搅拌时间可以为15min、20min、25min等，搅拌转速为200rpm、300rpm或400rpm等。

较佳的，在步骤（4）中，搅拌时间为35-45min，搅拌转速为300-500rpm。具体的，搅拌时间可以为35min、37min、45min等，搅拌转速为300rpm、400rpm或500rpm等。

较佳的，还包括如下步骤：

（5）反应之后，放入挤出机中脱挥。

较佳的，高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法还包括如下步骤：

（6）脱挥之后，在110℃-150℃下真空干燥处理。具体的，可以是110℃、130℃和150℃。

较佳的，高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法，以重量份数计，在步骤（1）中，聚甲基丙烯酸甲酯80-120份、苯乙烯15-20份、聚对苯并咪唑25-30份、过氧化甲苯酰1-2份、硅烷偶联剂1-2份和溶剂5-10份。具体的，聚甲基丙烯酸甲酯可以是80份、95份、110份或120份，苯乙烯可以是15份或20份，聚对苯并咪唑可以是25份或30份，过氧化甲苯酰可以是1份或2份，硅烷偶联剂可以是1份或2份、溶剂可以是5份或10份。

较佳的，高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法，以重量份数计，在步骤（1）中，聚甲基丙烯酸甲酯100份、苯乙烯15份、聚对苯并咪唑25份、过氧化甲苯酰1.5份、硅烷偶联剂1份和溶剂8份。

较佳的，溶剂为甲苯或丙酮。

下面列举实施例和对比例对高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂的制备方法进行说明。

表1.高热稳定性聚甲基丙烯酸甲酯树脂（重量份数）

实施例1-3按如下方法制备聚甲基丙烯酸甲酯树脂，具体为：

（1）按配比提供聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、聚对苯并咪唑、过氧化甲苯酰、硅烷偶联剂和溶剂（甲苯或丙酮）；

（2）将聚甲基丙烯酸甲酯和溶剂在40℃下进行搅拌混合处理；

（3）再加入苯乙烯和硅烷偶联剂，进行搅拌混合处理；

（4）继续加入聚苯并咪唑和过氧化甲苯酰，进行搅拌混合处理，之后升温至180℃，反应2h；

（5）反应之后，放入挤出机中脱挥；

（6）脱挥之后，在150℃下真空干燥处理。

对比例1-2按如下方法制备聚甲基丙烯酸甲酯树脂，具体为：

（1）按配比提供聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、有机硅（如有）、过氧化甲苯酰、硅烷偶联剂和溶剂（甲苯或丙酮）；

（2）将聚甲基丙烯酸甲酯和溶剂在40℃下进行搅拌混合处理；

（3）再加入苯乙烯和硅烷偶联剂，进行搅拌混合处理；

（4）继续加入有机硅和过氧化甲苯酰，进行搅拌混合处理，之后升温至180℃，反应2h；

（5）反应之后，放入挤出机中脱挥；

（6）脱挥之后，在150℃下真空干燥处理。

实施例1-3和对比例1-2的聚甲基丙烯酸甲酯树脂的热稳定性和透明度如表2所示。

其中，热变形温度测试按ASTM D648(GB/T1643.1)标准测试；透明度按测试按ASTMD1003/(GB/2410-80)标准进行测试。

表2 实施例1-3和对比例1-2的热变形温度和透明度

从表2中可以看出，实施例1-3制成的聚甲基丙烯酸甲酯树脂的热变形温度都高于102℃，具有高的热稳定性，且还具有良好的透明度。而对比例1中添加了有机硅，透明度低，对比例2中没有添加聚苯并咪唑，热稳定性和透明度都不好。这是因为聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、聚对苯并咪唑、过氧化甲苯酰和硅烷偶联剂之间进行交联、改性反应，使制备的聚甲基丙烯酸甲酯树脂结合的更紧密，可以提高热稳定性和透光率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用 在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。