[发明专利]一种增韧的聚甲基丙烯酸甲酯共混物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工材料领域，涉及一种利用丙烯酸酯三嵌段共聚物增韧的聚甲基丙烯酸甲酯共混物及其制备方法。 

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗称有机玻璃，是一种重要的有机透明材料。它具有优异的光学性能，可透过92％以上的白光，紫外线透过率也达73％以上。化学稳定性，耐候性和电绝缘性佳，加工适应性好，容易做成各种形状和色彩的透明制品。但其质脆，抗冲强度低，一般为16～18J/m，且具有缺口敏感性，在应用于某些场合时，需要对其进行增韧改性以满足抗冲击需要。 

PMMA制品主要有两种成型方式，一种是通过在反应釜中本体预聚再浇铸到模具中后聚合的方法生产板材。这时，可以通过引入柔性单体共聚的方法提高冲击强度。如CN102127280A《一种增韧改性有机玻璃方法》，公开了采用偶氮二异丁腈引发甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯聚合并加入脱模剂得到改性的增韧有机玻璃的方法，但丙烯酸丁酯的引入会降低聚合产物的玻璃化转变温度，使最终板材的变形温度降低。CN1113936C公开了《改性有机玻璃》，通过加入增塑剂、促进剂并引发甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、不饱和聚酯树脂聚合得到性能良好的改性有机玻璃，其成本低，但产品耐候性和耐热性变差，容易发生黄变。CN101003669B《一种改性有机玻璃、变色或发光有机玻璃制造方法及制品》，CN101724122A《制备共聚改性有机玻璃的方法》和CN102690386A《一种交联共聚有机玻璃的制备方法》公开了通过加入交联剂的方法以提高有机玻璃的冲击强度，但交联剂的引入使有机玻璃变成了热固性材料，不便于再回收利用。PMMA的另一种的成型方式是将商品化塑料粒子(俗称亚克力树脂)通过挤出或注塑的方式生产制品。此时，在成型前可以通过传统的塑料共混方式对PMMA进行增韧改性。但增韧效果好、操作方便、且能保持PMMA的透明性的增韧剂一直很缺乏。 

本发明以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)通过活性聚合得到的粒状丙烯酸酯三嵌段共聚物PMMA-b-PBA-b-PMMA与PMMA进行熔融共混以提高其抗冲强度，增韧效果明显，对拉伸强度和耐热性能影响较小，是一种新型的PMMA增韧方法。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种综合性能良好的聚甲基丙烯酸甲酯共混物及其制备方法。 

一种增韧的聚甲基丙烯酸甲酯共混物，由如下的重量份数的成分组成： 

其中，聚(甲基丙烯酸甲酯-b-丙烯酸丁酯-b-甲基丙烯酸甲酯)(PMMA-b-PBA-b-PMMA)三嵌段共聚物具有如下结构： 

其中X为卤素原子，如F、Cl、Br、I，卤素在PMMA中的比例极低，因此卤素种类对产品性能影响很小； 

其中，359≤n≤664，25≤m≤80，分子量分布≤1.5。 

所采用的PMMA为市售亚克力树脂，分子量为40000～60000。 

本发明提供一种增韧的聚甲基丙烯酸甲酯共混物的制备方法在于采用如下工艺： 

将上述配比的物料通过密炼机或双螺杆挤出机进行熔融共混，设定条件为密炼机温度设定为175～200℃，转速为100～200r/min，熔融共混时间为6～15分钟，然后在平板硫化机上于180℃～200℃之间压制成平整板材。 

或者平行同向双螺杆挤出机中共混挤出造粒得到复合材料，其挤出工艺为一区170～180℃，二区180～190℃，三区190～200℃，四区190～200℃，螺杆转速200～300r/min，喂料频率18～25Hz。然后在注塑机上于于190～200℃之间注塑成标准样条测试性能。 

双螺杆挤出机理论上较密炼机混合更均匀，但密炼机混合效果尚可，所以最终产品性能差别也不大。 

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果： 

PMMA-b-PBA-b-PMMA最佳用量为3％，明显提高了有机玻璃的冲击强度(最大提高了约126％)此时拉伸强度下降约16％，且保持了PMMA的透明度和耐热性能。 

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明实施例不局限于此。