一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方法，先合成环氧大豆油丙烯酸酯，然后环氧大豆油丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯进行聚合，得到改性后的甲基丙烯酸甲酯。本发明专利技术的有益效果是：(甲基)丙烯酸环氧大豆油酯作为改性共聚单体在用量很少的情况下，可以明显提高有机玻璃的冲击强度，且保持了PMMA透明度和耐热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚合物材料领域，涉及一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方法。
技术介绍
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)又称有机玻璃，具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性，并且，PMMA的密度小、加工适应性好、容易做成各种形状和色彩的透明制品，因此，被广泛应用于各种灯具，光学玻璃，航空，电子电器等领域。但是，PMMA韧性差，冲击强度低，使其在许多方面的应用又受到了限制，因此，对PMMA进行改性变得尤为重要。近年来，对PMMA的改性研究有很多，如：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改性后的有机玻璃。CN103030915A公开了一种增塑共聚改性有机玻璃的制备方法：通过甲基丙烯酸甲酯与共聚单体及增塑剂邻苯二甲酸酯经本体聚合，浇铸成型工艺制备成改性后的有机玻璃。这些方法都可以对PMMA进行改性，改善了PMMA的热性能及力学性能，但所获得的材料韧性仍然不足，且其制备方法复杂，控制难度大，制备所需原材料比较昂贵，不容易实现产业化。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：基于上述问题，本专利技术提供一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方法，包括以下步骤：(1)在装有强力搅拌器和温度计的反应器中加入环氧大豆油和阻聚剂，加热至80～100℃恒速滴加(甲基)丙烯酸和催化剂的混合物；(2)滴加完毕，测定初始酸值，温度升至100～120℃，每过1小时测定一次酸值，通过酸值计算出酯化率，直到酯化率达到90％以上停止反应；(3)将产物用碱性氧化铝过柱，减压蒸馏，去除阻聚剂，得到浅黄色透明油状物环氧大豆油丙烯酸酯；(4)在装有强力搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应器中加入溶剂，加热至60～70℃，用恒压滴液漏斗滴加甲基丙烯酸甲酯、环氧大豆油丙烯酸酯、引发剂的混合物；(5)滴加完毕，温度升至70～80℃，反应1小时后，补加引发剂，反应3～7小时；(6)将产物用甲醇沉淀出来，烘干，得到环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯。进一步地，步骤(1)中环氧大豆油的环氧值为2～8。进一步地，步骤(1)中环氧大豆油和(甲基)丙烯酸的摩尔比为1：0.5～2。进一步地，步骤(1)中催化剂为三乙胺、N，N-二甲基苄胺、四丁基溴化铵、甲基三辛基氯化铵、三苯基膦或三苯基锑中的一种或几种，催化剂用量占体系总质量的0.1～2％。进一步地，步骤(1)中阻聚剂为氮氧自由基哌啶醇、对叔丁基邻苯二酚、甲基氢醌或对苯二酚中的一种或几种，阻聚剂用量占体系总质量的0～1％。进一步地，步骤(1)中恒速滴加是控制30min滴加完毕。进一步地，步骤(4)中溶剂为甲苯、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯乙烷或氯仿中的一种或几种。进一步地，步骤(4)中甲基丙烯酸甲酯和环氧大豆油丙烯酸酯质量比为1：0～0.25。进一步地，步骤(4)中引发剂为BPO、AIBN中的一种或两种，引发剂用量占体系总质量的0.1～2％。进一步地，步骤(4)中滴加是控制1h滴加完毕。本专利技术的有益效果是：(甲基)丙烯酸环氧大豆油酯作为改性共聚单体在用量很少的情况下，可以明显提高有机玻璃的冲击强度，且保持了PMMA透明度和耐热性能。具体实施方式现在结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定。实施例1：A、环氧大豆油丙烯酸酯制备(1)、在装有强力搅拌器和温度计的250毫升三口圆底烧瓶中先加入100g环氧大豆油和0.1050g阻聚剂氮氧自由基哌啶醇，加热至80℃滴加5.1654g甲基丙烯酸和0.1050g催化剂三乙胺的混合物，控制滴加速度，恒定滴加。(2)、30min滴加完毕，温度升至100℃，酯化率达90％后，停止反应。(3)、反应结束后将产物用碱性氧化铝过柱，减压蒸馏，去除其中的阻聚剂，得到浅黄色透明油状物环氧大豆油丙烯酸酯。B、环氧大豆油丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯聚合(1)、在装有强力搅拌器、回流冷凝管和温度计的500毫升四口圆底烧瓶中加入95g甲苯做溶剂，加热至60℃，用恒压滴液漏斗滴加100g甲基丙烯酸甲酯和0.2g引发剂BPO的混合物，控制滴加速度。(2)、1h滴加完毕，温度升至70℃，反应1小时后，补加溶于5g甲苯中的0.05g引发剂BPO，继续反应6小时，结束反应。(3)、反应结束后将产物用甲醇沉淀出来，放烘箱烘干备用。实施例2：A、环氧大豆油丙烯酸酯制备(1)、在装有强力搅拌器和温度计的250毫升三口圆底烧瓶中先加入100g环氧大豆油和0.3207g阻聚剂对叔丁基邻苯二酚，加热至85℃滴加6.8872g甲基丙烯酸和0.4276g催化剂四丁基溴化铵的混合物，控制滴加速度，恒定滴加。(2)、30min滴加完毕，温度升至105℃，酯化率达90％后，停止反应。(3)、反应结束后将产物用碱性氧化铝过柱，减压蒸馏，去除其中的阻聚剂，得到浅黄色透明油状物环氧大豆油丙烯酸酯。B、环氧大豆油丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯聚合(1)、在装有强力搅拌器、回流冷凝管和温度计的500毫升四口圆底烧瓶中加入95g丙酮做溶剂，加热至62℃，用恒压滴液漏斗滴加95g甲基丙烯酸甲酯、5g环氧大豆油丙烯酸酯和0.4g引发剂BPO的混合物，控制滴加速度。(2)、1h滴加完毕，温度升至72℃，反应1小时后，补加溶于5g丙酮中的0.05g引发剂BPO，继续反应6小时，结束反应。(3)、反应结束后将产物用甲醇沉淀出来，放烘箱烘干备用。实施例3：A、环氧大豆油丙烯酸酯制备(1)、在装有强力搅拌器和温度计的250毫升三口圆底烧瓶中先加入100g环氧大豆油和0.5350g阻聚剂对苯二酚，加热至90℃滴加7.2060g丙烯酸和0.6430g催化剂三苯基膦的混合物，控制滴加速度，恒定滴加。(2)、30min滴加完毕，温度升至110℃，酯化率达90％后，停止反应。(3)、反应结束后将产物用碱性氧化铝过柱，减压蒸馏，去除其中的阻聚剂，得到浅黄色透明油状物环氧大豆油丙烯酸酯。B、环氧大豆油丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯聚合(1)、在装有强力搅拌器、回流冷凝管和温度计的500毫升四口圆底烧瓶中加入95g乙酸乙酯做溶剂，加热至64℃，用恒压滴液漏斗滴加90g甲基丙烯酸甲酯、10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方法，其特征是：包括以下步骤：(1)在装有强力搅拌器和温度计的反应器中加入环氧大豆油和阻聚剂，加热至80～100℃恒速滴加(甲基)丙烯酸和催化剂的混合物；(2)滴加完毕，测定初始酸值，温度升至100～120℃，每过1小时测定一次酸值，通过酸值计算出酯化率，直到酯化率达到90％以上停止反应；(3)将产物用碱性氧化铝过柱，减压蒸馏，去除阻聚剂，得到浅黄色透明油状物环氧大豆油丙烯酸酯；(4)在装有强力搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应器中加入溶剂，加热至60～70℃，用恒压滴液漏斗滴加甲基丙烯酸甲酯、环氧大豆油丙烯酸酯、引发剂的混合物；(5)滴加完毕，温度升至70～80℃，反应1小时后，补加引发剂，反应3～7小时；(6)将产物用甲醇沉淀出来，烘干，得到环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯。

【技术特征摘要】
1.一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方法，其特征是：包括以
下步骤：
(1)在装有强力搅拌器和温度计的反应器中加入环氧大豆油和阻聚剂，加
热至80～100℃恒速滴加(甲基)丙烯酸和催化剂的混合物；
(2)滴加完毕，测定初始酸值，温度升至100～120℃，每过1小时测定一
次酸值，通过酸值计算出酯化率，直到酯化率达到90％以上停止反应；
(3)将产物用碱性氧化铝过柱，减压蒸馏，去除阻聚剂，得到浅黄色透明
油状物环氧大豆油丙烯酸酯；
(4)在装有强力搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应器中加入溶剂，加热
至60～70℃，用恒压滴液漏斗滴加甲基丙烯酸甲酯、环氧大豆油丙烯酸酯、引
发剂的混合物；
(5)滴加完毕，温度升至70～80℃，反应1小时后，补加引发剂，反应3～
7小时；
(6)将产物用甲醇沉淀出来，烘干，得到环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲
酯。
2.根据权利要求1所述的一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方
法，其特征是：所述的步骤(1)中环氧大豆油的环氧值为2～8。
3.根据权利要求1所述的一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方
法，其特征是：所述的步骤(1)中环氧大豆油和(甲基)丙烯酸的摩尔比为1：
0.5～2。
4.根据权利要求1所述的一种环氧大豆油改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备方
法，其特征是：所述的步骤(1)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坚，唐宝坤，任强，汪称意，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32