一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及其制备方法，包括以下重量份原材料制备得到：40‑50份的聚甲基丙烯酸甲酯、5‑15份的纳米氢氧化铝、5‑10份的改性剂、20‑35份的聚丙烯腈、0.3‑0.8份的偶联剂、2‑5份的交联剂、5‑10份的二甲基丙烯酸锌、3‑8份的硬脂酸锌；本发明专利技术将经过针对性改性处理的纳米氢氧化铝与聚甲基丙烯酸甲酯进行复合，并使纳米氢氧化铝均匀分散在聚甲基丙烯酸甲酯体系中，得到的聚甲基丙烯酸甲酯复合材料耐高温性能优异，有利于聚甲基丙烯酸甲酯在更多领域中的应用。

High temperature resistant polymethyl methacrylate composite material and preparation method thereof

The present invention discloses a high temperature resistant polymethyl methacrylate composite material and its preparation method, including the preparation of the following weight raw materials: 40 polymethyl methacrylate, 15 portions of nano aluminum hydroxide, 10 portions of modifier, 20 polyacrylonitrile, 0.3 0.8 copies of 35 copies, 0.3 0.8 copies of coupling agent, 2. A crosslinking agent, 5 zinc methacrylate with 10 parts and 8 parts of zinc stearate, and 8 portions of 8 portions, the present invention will combine the modified nano aluminum hydroxide with polymethyl methacrylate, and evenly disperse the nano aluminum hydroxide in the polymethyl methacrylate system. The obtained polymethyl methacrylate composite material is resistant to the polymethyl methacrylate. High temperature performance is favorable for the application of polymethyl methacrylate in many fields.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及改性材料领域，具体涉及一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚甲基丙烯酸甲酯是以甲基丙烯酸甲酯为单体聚合而成的聚合物，是一种热塑性塑料。由于具有耐老化性好、透光性好、绝缘性好、机械强度高、耐候性好、阻燃性好等优异的综合性能，所以长期在电子、电器、机械、汽车、医疗器具、食品加工等领域得到广泛的应用。随着人们对材料耐高温性能要求的不断提高，未经耐高温改性的聚甲基丙烯酸甲酯已难以满足需求，因而，对聚甲基丙烯酸甲酯进行耐高温改性成为必要。现今对聚甲基丙烯酸甲酯的耐高温改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，聚甲基丙烯酸甲酯的耐高温性增加效果显著，使聚甲基丙烯酸甲酯能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然具有耐高温增强效果好，添加量小的优点，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行耐高温改性过程中，纳米材料分散不均会影响其耐高温效果，得到的改性材料耐高温性偏低，对改性材料的生产和应用造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有聚甲基丙烯酸甲酯复合材料耐高温性较差的缺陷，提供一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及其制备方法；本专利技术将经过针对性改性处理的纳米氢氧化铝与聚甲基丙烯酸甲酯进行复合，并使纳米氢氧化铝均匀分散在聚甲基丙烯酸甲酯体系中，得到的聚甲基丙烯酸甲酯复合材料耐高温性能优异，有利于聚甲基丙烯酸甲酯在更多领域中的应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，包括以下重量份原材料制备得到：40-50份的聚甲基丙烯酸甲酯、5-15份的纳米氢氧化铝、5-10份的改性剂、20-35份的聚丙烯腈、0.3-0.8份的偶联剂、2-5份的交联剂、5-10份的二甲基丙烯酸锌、3-8份的硬脂酸锌。上述一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，根据纳米氢氧化铝和交联能增加树脂材料耐高温性的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高纳米氢氧化铝与聚甲基丙烯酸甲酯之间的相容性，并使纳米氢氧化铝在聚甲基丙烯酸甲酯中分散更均匀，使纳米氢氧化铝对聚甲基丙烯酸甲酯的耐高温性增强作用更好，还通过控制聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度来使改性后的聚甲基丙烯酸甲酯复合材料在耐高温性与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的聚甲基丙烯酸甲酯复合材料在具有优异的耐高温性的条件下，也具有优异的加工性，使其可以在更多领域中得到应用。上述一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，其中，所述的纳米氢氧化铝粒径为10-80nm；纳米氢氧化铝粒径越小，分散性越差，纳米氢氧化铝粒径越大，对聚甲基丙烯酸甲酯的耐高温增强作用越差；优选的，所述的纳米氢氧化铝粒径为30-50nm；最优选的，所述的纳米氢氧化铝粒径为40nm。上述一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，其中，所述的改性剂为钛酸四丁酯与二月桂酸二丁基锡组成的混合物；所述的改性剂既能改善纳米氢氧化铝与聚甲基丙烯酸甲酯的相容性，又能在纳米氢氧化铝表面形成极性基团，利于分散；优选的，所述的改性剂中钛酸四丁酯与二月桂酸二丁基锡的物质的量之比为1︰1。上述一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，其中，聚丙烯腈的聚合度越大，则交联后聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的耐高温性越差，加工性越好，聚丙烯腈的聚合物越小，则交联后聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的耐高温性越好，加工性越差，因此，选择合理的聚丙烯腈聚合度，是平衡耐高温性和加工性的重要手段。所述的聚丙烯腈的聚合度为400-550；优选的，所述的聚丙烯腈的聚合度为450-500；最优的，所述的聚丙烯腈的聚合度为480；通过优选，得到的聚甲基丙烯酸甲酯复合材料既具有优异的耐高温性，也具有较好的加工性，适合在更多领域中的应用。其中，所述的聚甲基丙烯酸甲酯聚合度为1200-1800；优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度为1400-1600；最优选的，所述的聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度为1500；通过优选，得到的聚甲基丙烯酸甲酯复合材料既具有优异的耐高温性，也具有较好的加工性。上述一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，其中，所述的偶联剂为铝酸三异丙酯偶联剂；铝酸三异丙酯能增加纳米氢氧化铝与聚甲基丙烯酸甲酯以及改性剂之间的相容性，提高聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的性能。其中，所述的交联剂为异丙醇铝，该交联剂能将两种不同聚合度的聚合物原材料适当交联，提高聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的耐高温性。上述一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，其中，其原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的加工性，增加其功能性等作用，从而增加其适用性。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术还提供了一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将纳米氢氧化铝用偶联剂进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米氢氧化铝用改性剂进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米氢氧化铝与聚甲基丙烯酸甲酯混合均匀后在电场中进行复合处理，得到混合料；（4）将混合料与聚丙烯腈、交联剂、硬脂酸锌、二甲基丙烯酸锌混合均匀后在进行复合处理，得到耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料。一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备方法，先用偶联剂对纳米氢氧化铝进行偶联处理，增加纳米氢氧化铝与改性剂、聚甲基丙烯酸甲酯的相容性；再用改性剂对纳米氢氧化铝进行改性处理，并在其表面形成极性基团；最后利用外电场使纳米氢氧化铝表面和聚甲基丙烯酸甲酯链中的极性基团极化，带电，通过电荷间的相斥或相吸的原理，使纳米氢氧化铝均匀分散的同时，也能与聚甲基丙烯酸甲酯链上的极性基团键接，从而使纳米氢氧化铝的耐高温增强效果得到最大程度的体现，使得到的改性聚甲基丙烯酸甲酯耐高温性显著提高；该制备方法简单可靠，适合用于耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的大规模、工业化生产。上述一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备方法，其中，优选的，步骤1进行偶联处理过程中可采用超声波辅助；通过超声波的高速震荡，使纳米氢氧化铝分散性更好，且对偶联处理具有促进作用。上述一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备方法，其中，步骤3中所述的电场能对基团产生极化作用，使基团带电，从而能促进纳米氢氧化铝的分散和键接作用，提高改性聚甲基丙烯酸甲酯的耐高温性。优选的，所述的电场强度为1.5-2.5kv/m；电场强度过小，极化效果弱，对纳米氢氧化铝的分散效果差；电场强度过大，极化效果太强，分子间作用力太大，分子链产生定向移动，对分子链的排列和键接产生影响，可能降低聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的性能；最优选的，所述的电场强度为1.8-2.0kv/m。其中，优选的，所述的电场为电场方向不变的平行电场；电场方向不变的平行电场对极性基团的极化效果最好，基团间作用力稳定，对纳米氢氧化铝的分散和键接的促进作用效果最佳。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术聚甲基丙烯酸甲酯复合材料针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，使纳米氢氧化铝与聚甲基丙烯酸甲酯之间的相容性更好，在聚甲基丙烯酸甲酯中的分散性更好，纳米氢氧化铝对聚甲基丙烯酸甲酯的耐高温性增强作用更好。2、本专利技术聚甲基丙烯酸甲酯复合材料通过控制聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯腈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备得到：40‑50份的聚甲基丙烯酸甲酯、5‑15份的纳米氢氧化铝、5‑10份的改性剂、20‑35份的聚丙烯腈、0.3‑0.8份的偶联剂、2‑5份的交联剂、5‑10份的二甲基丙烯酸锌、3‑8份的硬脂酸锌；所述改性剂为钛酸四丁酯与二月桂酸二丁基锡组成的混合物；所述偶联剂为铝酸三异丙酯偶联剂，所述交联剂为异丙醇铝；所述聚丙烯腈的聚合度为400‑550；所述聚甲基丙烯酸甲酯聚合度为1200‑1800。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温聚甲基丙烯酸甲酯复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备得到：40-50份的聚甲基丙烯酸甲酯、5-15份的纳米氢氧化铝、5-10份的改性剂、20-35份的聚丙烯腈、0.3-0.8份的偶联剂、2-5份的交联剂、5-10份的二甲基丙烯酸锌、3-8份的硬脂酸锌；所述改性剂为钛酸四丁酯与二月桂酸二丁基锡组成的混合物；所述偶联剂为铝酸三异丙酯偶联剂，所述交联剂为异丙醇铝；所述聚丙烯腈的聚合度为400-550；所述聚甲基丙烯酸甲酯聚合度为1200-1800。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述改性剂中钛酸四丁酯与二月桂酸二丁基锡的物质的量之比为1︰1。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚丙烯腈的聚合度为450-500。4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述聚丙烯腈的聚合度为480。5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒春柳，
申请(专利权)人：四川力智久创知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51