[发明专利]一种耐热聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐热聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法。主要由以下原料制备制得：60‑98质量份甲基丙烯酸甲酯；1‑15质量份强极性环状单体；1‑25质量份特定结构的芳香族乙烯基单体。其中，芳香族乙烯基单体优选碳原子数为4‑7且具有支化结构的的对位取代苯乙烯。通过特定结构的芳香族乙烯基单体与甲基丙烯酸甲酯及强极性环状单体共聚，并且限制他们的摩尔比例范围，可以在具有较高好透光率的同时具有较佳的耐热性及耐水性。

技术领域

本发明涉及一种耐热聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法。特别涉及一种具有高透光率和低吸水率的耐热聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯是一种以甲基丙烯酸甲酯为主要成分的聚合物，它具有许多优异的性能，诸如透光率高、耐候性好、表面耐刮擦、尺寸稳定性好、电绝缘性良好。因此被广泛应用于汽车、显示器、电子电器、照明、广告牌等领域。

对于车灯透镜、塑料光纤、特种照明等应用领域，对聚甲基丙烯酸甲酯的耐热性有较高的要求。目前通用型聚甲基丙烯酸甲酯产品维卡软化温度一般低于110℃，难以满足要求，行业内希望能开发耐热性更好的聚甲基丙烯酸甲酯产品。

耐热聚甲基丙烯酸甲酯的制备一般有三种方法：

(1)MMA与刚性单体或强极性单体共聚。可供选择的刚性单体包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸双环戊二稀、甲基丙烯酸金刚烷酯等。可供选择的强极性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、马来酸酐、马来酰亚胺、N-取代马来酰亚胺等。JP19830223824通过95％-5％甲基丙烯酸甲酯与5％-95％(甲基)丙烯酸异冰片酯共聚改善了PMMA的耐热性和吸湿性。CN 104650286A通过甲基丙烯酸甲酯与丙烯酰胺类单体共聚，使聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的玻璃化温度提高到170℃以上。US20030013829 A1公开了一种耐热聚甲基丙烯酸酯共聚物的制备方法，单体组成为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯类单体及马来酸酐。

(2)聚甲基丙烯酸甲酯在高温高压条件下进行酰亚胺化反应，往聚合物结构上引入酰亚胺基团。CN 1082553A通过胺(如甲胺、环己胺)对聚合物所含有的酯基官能团进行酰亚胺化，极大地提高了聚合物的耐热性。JP19870328350通过二乙醇胺对聚甲基丙烯酸甲酯酰亚胺化反应得到耐热性改善的树脂。

(3)往通用型树脂中共混耐热性好的树脂。US4558098公开了一种耐热聚甲基丙烯酸甲酯组合物的制备方法，聚合物I组成为甲基丙烯酸甲酯、芳香族乙烯基单体、马来酸酐。聚合物II为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯的共聚物。聚合物I和聚合物II按照一定的比例混合，可得到不同耐热性产品。

以上三种方法中，共聚改性的方法最为普遍。共聚单体中，马来酸酐、马来酰亚胺、N-取代马来酰亚胺这三类强极性环状单体的应用相对广泛。由于这三类单体与甲基丙烯酸甲酯间的竞聚率差异较大，两者间反应很难得到结构均匀的共聚物。一般需要添加芳香族乙烯基单体进行三元共聚。常用的芳香族乙烯基单体为苯乙烯及α-甲基苯乙烯。

专利JP19830174877、JP20010007535、JP19830177692、JP19840003317、JP19830177691、JP19840274089、JP19850049539、JP19840244207均通过马来酸酐、苯乙烯类单体(主要是苯乙烯或α-甲基苯乙烯)与甲基丙烯酸甲酯共聚制备耐热树脂。专利JP19840262868、JP19920119179、JP19860017722、JP19860236336、JP19860114215均通过N-取代马来酰亚胺、苯乙烯类单体(主要是苯乙烯或α-甲基苯乙烯)与甲基丙烯酸甲酯共聚提高聚甲基丙烯酸甲酯的耐热性。