透明ＰＭＭＡ复合隔音屏障板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种透明ＰＭＭＡ复合隔音屏障板，包括ＰＭＭＡ隔音屏障基板和涂覆在基板表面的紫外固化涂层，ＰＭＭＡ隔音屏障基板包括如下重量份的原料：甲基丙烯酸甲酯１００、甲基丙烯酸缩水甘油酯０．５～３、改性二氧化硅０．５～２、引发剂０．０５～０．５、脱模剂０．５～１和增塑剂１～１０；紫外固化涂层包括如下重量份的原料：聚氨酯丙烯酸酯低聚物５０～８０、丙烯酸酯活性稀释剂１２～２５、氟碳树脂１～８、紫外光引发剂２～５、改性二氧化硅０．５～２、抗静电剂０．５～３和消泡剂０．１０～０．１。本发明专利技术还公开了其制备方法。该ＰＭＭＡ隔音屏障板具有优良的耐磨性、抗冲击性、抗腐蚀等特点，且其透明性好，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料领域，尤其涉及一种透明PMMA复合隔音屏障板及其制备 方法。
技术介绍
近年来，国内轨道交通和高速公路等基础设施建设速度明显加快，隔声屏障作为 防治道路交通噪声的重要手段，其使用量与日俱增。隔声屏障主要用于铁路、公路、高架桥 单侧或两侧，以减轻噪声对居民、学校等人员集中区的影响。现有的隔声屏障中聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)隔音屏障板的隔音效果极佳，具有 其它材料不具备的许多优点，如极高的透明度(透光率可达92. 2%)；易于安装；有透明和 多种颜色，厚度公差小，表面质量好，美观。国外已广泛采用PMMA板作为透明隔声屏障。目前PMMA隔音屏障板按加工工艺来分包括浇铸板和挤出板，其中浇铸板分子量 较高，刚性和抗裂更好。因此，现多采用浇铸成型方法制备PMMA隔音屏障板。PMMA是制作透明隔声屏障的良好材料，但也存在表面硬度低，仅有2-3H铅笔硬 度，在使用过程中表面易被擦伤和磨耗，增加了雾度，且易沾污，影响外观，并且耐冲击性较 差等缺陷，影响其使用性能。对于PMMA的改性，现有专利和文献上已经有很多报道，其中填 充改性和表面涂覆较为普遍。中国专利03813846. 8中公开了一种在丙烯酸系片材中嵌入与其不相容材料组成 的丝线、带、格栅或网在断裂时用以联结碎片，含有一部分占片材总重(按照无嵌入的丝 线、带、格栅或网计算)40%到80%重量的填料，制备高填充的丙烯酸系板材，用作防噪声 障。但其填料用量大，破坏了丙烯酸系板材的透明性。申请号为200710018725. 3的中国专利申请公开了一种在水介质中原位聚合制备 聚甲基丙烯酸甲酯基蒙脱土纳米复合材料，然后热压成型制备板材的方法。但该方法仅提 高了 PMMA的耐磨性，没有改善其抗冲击性能，同时也破坏了 PMMA板材的透明性。申请号为200610018801. 6的中国专利申请公开了一种通过在聚甲基丙烯酸甲酯 表面涂覆二氧化钛基纳米薄膜层制备抗老化、表面耐磨、杀菌的聚甲基丙烯酸甲酯材料，但 该方法工艺复杂，需要采用射频等离子发生器，且不能提高PMMA板的抗冲击性能。纳米二氧化硅是极其重要的无机纳米材料，其粒径小，比表面积大，经表面有机化 改性后，适量添加到聚合物中，能有效改善聚合物材料的性能，如耐磨性、抗冲击性等，同时 不影响透明性。采用原位聚合方法制备聚甲基丙烯酸甲酯/纳米级硅基氧化物复合材料， 可提高其冲击性能和维卡热变形温度，但仅仅添加少量纳米二氧化硅还不足以改善PMMA 的抗腐蚀等性能。此外，PMMA表面能高，易产生静电，从而吸附灰尘，影响透明性和外观，特别在转弯 处，使驾驶员难以及时看清路况，增加发生事故的危险。因此，还需进一步进行表面改性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种透明PMMA复合隔音屏障板，结合丙烯酸树脂和纳米二氧化硅 的特点，通过共聚单体的聚合改性并辅以紫外(UV)固化涂层，提高了 PMMA隔音屏障板的耐 磨损、抗冲击、抗污等性能。本专利技术还提供了一种透明PMMA复合隔音屏障板的制备方法，采用原位聚合制备 透明PMMA复合隔音屏障基板，而后将UV固化涂料在洁净环境下涂覆于PMMA隔音屏障基板 表面。该方法操作简便，利于工业化生产。一种透明PMMA复合隔音屏障板，包括PMMA隔音屏障基板和涂覆在PMMA隔音屏障 基板表面的UV固化涂层，所述的PMMA隔音屏障基板包括如下重量份的原料甲基丙烯酸甲酯单体(MMA)100份甲基丙烯酸缩水甘油酯单体0.5 3份表面有机化改性的纳米二氧化硅 0.5 2份引发剂0.05 0.5份脱模剂0.5 1份增塑剂1.0 10份；所述的紫外固化涂层包括如下重量份的原料 聚氨酯丙烯酸酯低聚物50 80份丙烯酸酯活性稀释剂12 25份紫外光引发剂2 5份氟碳树脂1 8份表面有机化改性的纳米二氧化硅 0. 5 2份抗静电剂0.5 3份消泡剂0. 01 0. 1份。仅由甲基丙烯酸甲酯聚合制备的PMMA基板表面张力低，表面呈惰性，不利于涂层的附着。本专利技术将甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚后可提高基板的表 面张力，从而改善其与UV固化涂层的附着力。由于纳米二氧化硅粒子比表面积大、表面能高，在其制备、储存和应用时极易团聚成二次粒子，且纳米粒子亲水疏油，与有机聚合物的相容性差、界面结合力低，较难在PMMA 中均勻分散，从而影响PMMA复合材料的性能，因此，需要对纳米二氧化硅的表面进行改性， 提高其与PMMA的相容性、界面结合力及分散性。本专利技术中纳米二氧化硅用量少，在PMMA中 分散困难，为了确保得到满意的分散效果，所述的表面有机化改性的纳米二氧化硅优选为 经硅烷偶联剂表面改性的纳米二氧化硅，在改善分散效果的同时增加PMMA的强度和韧性。 所述的硅烷偶联剂优选β _氨基乙基_ Y _氨基丙基三甲氧基硅烷，其中三甲氧基硅烷的水 解产物可与纳米二氧化硅表面的羟基反应，使纳米二氧化硅表面有机化，而其中的氨基可 与甲基丙烯酸缩水甘油酯中的环氧基反应，从而改善纳米二氧化硅与丙烯酸酯共聚物的界 面相容性。所述的引发剂可选用本领域常用的引发剂，如偶氮类引发剂、过氧化物引发剂中 的一种或多种，偶氮类引发剂如偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈等，过氧化物引发剂如过氧化 苯甲酰、过氧化碳酸二异丙酯、过氧化二月桂酰、过氧化二乙酰、异丁基过氧化氢、叔丁基过氧化氢等。所述的脱模剂可选用本领域常用的脱模剂，如硬脂酸、硬脂酸酯中的一种或两种。所述的增塑剂可选用本领域常用的增塑剂，如邻苯二甲酸酯、磷酸酯、脂肪族二元 酸酯中的一种或多种，邻苯二甲酸酯如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯，磷酸酯如磷 酸三甲苯酯，脂肪族二元酸酯如癸二酸二辛酯等。UV固化涂料主要由树脂低聚物、活性稀释剂、紫外光引发剂及其他助剂组成。树脂 低聚物是UV光固化涂料的基体树脂，构成固化产品的基本骨架，决定固化后产品的基本性 能，如硬度、柔韧性、附着力、光学性能、耐老化性能等。可供选择的树脂低聚物主要有不饱和 聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯化聚丙烯酸酯树脂。其中聚氨 酯丙烯酸酯与PMMA隔音屏障基板间的界面粘结性好，附着力大，不需要底漆，且其耐老化、耐 酸碱性好，表面硬度高，耐磨性好，因而本专利技术采用聚氨酯丙烯酸酯作为树脂低聚物。所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物选自脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物、芳香族聚氨酯 丙烯酸酯低聚物中的一种或多种。聚氨酯丙烯酸酯低聚物的分子量和官能团数是其主要结 构参数。聚氨酯丙烯酸酯低聚物的分子量一般在500-20000范围内，优选800-8000。UV光 固化涂料中的树脂低聚物一般分子量相对较低，如果分子量过大，粘度太高，不利于调配和 施工，涂层性能也不易控制，必要时可加入参加固化反应的稀释剂，即活性稀释剂，以调节 粘度。增加聚氨酯丙烯酸酯的丙烯酸酯基官能度可以提高光聚合速率；三官能度的聚氨酯 丙烯酸酯与二官能度的聚氨酯丙烯酸酯的聚合活性接近，无较大改善；六官能度的聚氨酯 丙烯酸酯光聚合速率大大提高，然而光固化后交联密度较高，导致模量升高，硬度增加，柔 顺性下降；因而因根据不同的体系可选择不同官能度的聚氨酯丙烯酸酯，或采用不同官能 度的聚氨酯丙烯酸酯和活性稀释剂进行复配。UV固化涂料制成的固化膜的性能还与光聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明ＰＭＭＡ复合隔音屏障板，包括ＰＭＭＡ隔音屏障基板和涂覆在ＰＭＭＡ隔音屏障基板表面的紫外光固化涂层，其特征在于，所述的ＰＭＭＡ隔音屏障基板包括如下重量份的原料：　　甲基丙烯酸甲酯单体　１００份　　甲基丙烯酸缩水甘油酯单体　０．５～３份表面有机化改性的纳米二氧化硅　０．５～２份　　引发剂　０．０５～０．５份　　脱模剂　０．５～１份　　增塑剂　１．０～１０份；　　所述的紫外固化涂层包括如下重量份的原料：　　聚氨酯丙烯酸酯低聚物　５０～８０份　　丙烯酸酯活性稀释剂　１２～２５份　　紫外光引发剂　２～５份　　氟碳树脂　１～８份　　表面有机化改性的纳米二氧化硅　０．５～２份　　抗静电剂　０．５～３份　　消泡剂　０．０１～０．１份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申屠宝卿，殷根华，夏雷，王月琴，翁志学，
申请(专利权)人：海盐华帅特塑料电器有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]