[发明专利]一种抗断裂复合玻璃材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种抗断裂复合玻璃材料及其制备方法，包括如下重量份原料：200‑300份复合基料，10‑20份增韧纳米粒子，50‑80份顺丁橡胶，10‑20份氟代丙烯酸酯，5‑15份二氧化硅；增韧纳米粒子加入复合基料中溶胀10h，制得混合料1，备用；将顺丁橡胶加入甲苯中，水浴加热并磁力搅拌，直至顺丁橡胶完全溶解，抽滤，将滤液加入蒸发器中蒸发，直至甲苯完全蒸发，加入混合料1，超声分散，直至完全分散后置于油浴锅中进行聚合，之后升温至135‑140℃并反应8h，制得混合料2；丁橡胶能够作为弹性体共混赋予最终制得的混合料2优异的韧性，进而使得制备出的复合玻璃材料具有优异的抗断裂性能。

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体为一种抗断裂复合玻璃材料及其制备方法。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种高透明无定型的热塑性塑料，又称有机玻璃，由于它具有一定的物理机械性能，因而被广泛地应用于农业、航空、建筑、光学仪器等领域。在塑料中透光性最佳，可见光透过率达92％，紫外光透过率达73％，对于2800nm以下的红外光透过率也较好；相对密度较小，为1.19，仅为硅玻璃的1/2；抗碎裂性能好，为硅玻璃的7-18倍；机械强度和韧性大于硅玻璃10倍以上。具有突出的耐候性和耐老化性，在低温度和较高温度下，冲击强度不变；有良好的电绝缘性能，可耐电弧；尚有生物相容性，属于医用功能高分子；有良好的热塑加工性能，易丁加工成型；化学性能稳定，能耐一般化学腐蚀，对低浓度的酸、碱作用较小；其边角废料经热裂解为甲基丙烯酸甲酯单体，可回收再用于聚合。但同其他透明塑料相比，有机玻璃也具有耐划伤性差、抗冲击强度低和易断裂等缺点，这在一定程度上限制了其应用范围。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明提供一种抗断裂复合玻璃材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种抗断裂复合玻璃材料，包括如下重量份原料：200-300份复合基料，10-20份增韧纳米粒子，50-80份顺丁橡胶，10-20份氟代丙烯酸酯，5-15份二氧化硅；

该抗断裂复合玻璃材料由如下方法制成：

第一步、将增韧纳米粒子加入复合基料中溶胀10h，制得混合料1，备用；将顺丁橡胶加入甲苯中，45-55℃水浴加热并磁力搅拌，直至顺丁橡胶完全溶解，抽滤，将滤液加入蒸发器中蒸发，直至甲苯完全蒸发，加入混合料1，超声分散，控制超声功率为50-60W，直至完全分散后置于油浴锅中进行聚合，控制聚合过程为在80-85℃下反应4h，之后升温至135-140℃并反应8h，制得混合料2；

第二步、将氟代丙烯酸酯、二氧化硅和混合料2加入双螺杆挤出机中进行密炼处理，控制密炼温度为200-220℃，密炼时间为30min，转速为35-50r/min，制得抗断裂复合玻璃材料。

将增韧纳米粒子加入复合基料中溶胀，增韧纳米粒子在基材中受到压力时发生屈服产生冷拉，进而发生塑性形变，进而吸收大量的冲击能量，进而提高基材的韧性，之后将顺丁橡胶溶解后抽滤与混合料1混合，顺丁橡胶能够作为弹性体共混赋予最终制得的混合料2优异的韧性，进而使得制备出的复合玻璃材料具有优异的抗断裂性能。

进一步地，所述复合基料由如下方法制成：

步骤S1、将异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡加入三口烧瓶中，35-40℃水浴加热并以100-200r/min的转速匀速搅拌15min，之后滴加第一混合液，匀速搅拌并反应，监测体系中异氰酸酯基的含量，直至异氰酸酯基含量在45-50％时终止反应，制得反应液，控制异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的用量比为22g∶30mg，异佛尔酮二异氰酸酯和第一混合液的重量比为2∶1；