[发明专利]甲基丙烯酸甲酯聚合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种甲基丙烯酸甲酯聚合物及其制备方法。该制备方法包括：将C₄～C₁₀丙烯酸酯基化合物、第一共聚单体、第一引发剂和第一分子量调节剂进行预聚合反应，得到预聚产物溶液；将预聚产物溶液、甲基丙烯酸甲酯、第二共聚单体、第二引发剂、第二分子量调节剂和脱模剂进行聚合反应，得到甲基丙烯酸甲酯聚合物。通过聚合反应形成以预聚物弹性体片段为分散相的甲基丙烯酸甲酯聚合物，该聚合物具有优异的韧性。由于上述预聚物作为弹性体的分散相和聚甲基丙烯酸甲酯的折光指数很接近，分散相尺寸小于可见光的波长，又在聚甲基丙烯酯甲酯中分散相对均匀，因而采用上述方法制得的甲基丙烯酸甲酯聚合物还具有优异的透光率。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种甲基丙烯酸甲酯聚合物及其制备方法。

背景技术

PMMA是聚甲基丙烯酸甲酯树脂的英文缩写，俗称有机玻璃。在实际应用中，PMMA包括均聚物和与其他丙烯酸酯类单体(如甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯)共聚的共聚物，其是一种用量不断增加的热塑性塑料。纯PMMA的透光率可高达92％，比普通玻璃高10％以上，是目前塑料中透明性最好的品种之一。相比于普通无机玻璃，PMMA具有质轻高韧的特点。此外，它还具有一定的物理机械性能，如耐腐蚀性、电绝缘性、较高的力学强度、在一定条件下尺寸稳定、并易于加工成型、还能进行挫/切等二次加工。因而PMMA被广泛用于航空、汽车、船舶、照明、电子、光学仪器、仪表、医疗仪器、通讯和文化用品等领域。由于聚甲基丙烯酸甲基类树脂在玻璃态条件下的分子链活动性低，不能在快速的应力或冲击的条件下进行大范围的分子运动，断裂往往起始于应力集中而形成的孤立银纹，因此其宏观力学性能表现出明显的脆性与缺口敏感性(常温缺口悬臂梁冲击强度为1.2kJ/m²)，这一缺点使其在应用中受到了限制。

当前，PMMA常见的增韧方法有两种：一种是在聚合过程中通过引入极性基团方式来增加分子间次价作用力以达到增韧的目的，或是具有长链酯基的共聚单体也可以达到增韧的效果，但是通过这种方式提高冲击强度的幅度不大。另一种是通过熔融共混的方式，将弹性体(如EVA、MBS、ACR等)——所谓的冲击改性剂分散在PMMA基体之中，以实现PMMA抗冲击的目的，此方法是目前最常用的PMMA增韧方式。由于受分散相微观尺寸的影响以及分散相与基体相的折光指数匹配不好，而且在共混过程难免地引入杂质，往往制得的共混料的光学性能不好，甚至不透明；此外，如果分散相的尺寸大于可见光波长，也会造成共混料不透明。

生产PMMA的工艺有乳液、悬浮、溶液和本体等聚合技术路线。其中，本体聚合过程中不使用溶剂和水，相比其他聚合技术路线减少了提纯的环节，可以有效地提高产品的纯净度和透光率；同时又免去了废水、废液处理和排放等环节，有利于环境保护。但由于传统的本体聚合过程中熔体(反应体系)粘度高，流动性不好，传质传热困难，不易操作，易产生爆聚的可能性，生产周期长，给生产带来一定的困难。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种甲基丙烯酸甲酯聚合物及其制备方法，以解决维持现有的甲基丙烯酸甲酯聚合物高透光率的同时来提高其韧性的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种甲基丙烯酸甲酯聚合物的制备方法，该制备方法包括：将C₄～C₁₀丙烯酸酯基化合物、第一共聚单体、第一引发剂和第一分子量调节剂进行预聚合反应，得到预聚产物溶液；将预聚产物溶液、甲基丙烯酸甲酯、第二共聚单体、第二引发剂、第二分子量调节剂和脱模剂进行聚合反应，得到甲基丙烯酸甲酯聚合物。