本发明涉及一种有机玻璃，尤其涉及一种具有优异力学性能的改性有机玻璃及其制备方法。
背景技术：
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗称有机玻璃，又叫亚克力，具有极好的透光性能，可透过92％以上的太阳光，紫外线达73.5％；且机械强度较高，有一定的耐热耐寒性、耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，但质地较脆、表面硬度不够、容易擦毛。常用于制作具有一定强度的透明结构件，如油杯、车灯、仪表零件、光学镜片和装饰礼品等。
现有技术中的有机玻璃的力学性能无法满足实际使用时的需求，因此亟需设计一种具有优异力学性能的改性有机玻璃来解决现有技术中的问题。
技术实现要素：
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种具有优异力学性能的改性有机玻璃及其制备方法，制备得到的改性有机玻璃具有优异的力学性能。
本发明提出的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃，其原料按重量份包括：聚甲基丙烯酸甲酯12-24份、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物2-5份、二氧化锆3-5份、硼酸4-6份、三元乙丙橡胶4-8份、叔十二硫碳醇2-5份、乙硫醇1-3份、过氧化二硫酸二异丙酯2.5-4.5份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯3.5-5.5份、过氧化二碳酸二环己酯2-5份、过氧化苯甲酰1-3份、云母粉2-4份、滑石粉1-3份、煅烧高岭土3-5份、碳化硅4-6份、壳聚糖纤维2-6份、超细玻璃纤维1-4份、共聚尼龙2-6份、改性羟基磷灰石3-6份、硅烷偶联剂KH-550 1-5份、邻苯二甲酸二丁酯4-8份。
优选地，改性羟基磷灰石按如下工艺进行制备：将碳酸钙和磷酸氢钙二水物混合均匀，调节pH至中性，接着用磁力加热搅拌器搅拌1-12h，然后升温至180-220℃，保温5-7h，倾出上层清液，洗涤，干燥，研磨，冷却至室温得到改性羟基磷灰石。
优选地，改性羟基磷灰石的制备工艺中，碳酸钙和磷酸氢钙二水物的物质的量比为1：1.2-1.6。
优选地，聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、壳聚糖纤维、超细玻璃纤维、共聚尼龙、改性羟基磷灰石和硅烷偶联剂KH-550的重量比为14-22：3-4：3-5：2-3：3-5：4-5：2-4。
优选地，聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化锆、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、碳化硅4-6份和硅烷偶联剂KH-550的重量比为14-22：3.5-4.5：2.5-3.5：1.5-2.5：3.5-4.5：2-4。
优选地，其原料按重量份包括：聚甲基丙烯酸甲酯14-22份、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3-4份、二氧化锆3.5-4.5份、硼酸4.5-5.5份、三元乙丙橡胶5-7份、叔十二硫碳醇3-4份、乙硫醇1.5-2.5份、过氧化二硫酸二异丙酯2.8-4.2份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯3.8-5.2份、过氧化二碳酸二环己酯3-4份、过氧化苯甲酰1.5-2.5份、云母粉2.5-3.5份、滑石粉1.5-2.5份、煅烧高岭土3.5-4.5份、碳化硅4.5-5.5份、壳聚糖纤维3-5份、超细玻璃纤维2-3份、共聚尼龙3-5份、改性羟基磷灰石4-5份、硅烷偶联剂KH-550 2-4份、邻苯二甲酸二丁酯5-7份。
优选地，其原料按重量份包括：聚甲基丙烯酸甲酯18份、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3.5份、二氧化锆4份、硼酸5份、三元乙丙橡胶6份、叔十二硫碳醇3.5份、乙硫醇2份、过氧化二硫酸二异丙酯3.5份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯4.5份、过氧化二碳酸二环己酯3.5份、过氧化苯甲酰2份、云母粉3份、滑石粉2份、煅烧高岭土4份、碳化硅5份、壳聚糖纤维4份、超细玻璃纤维2.5份、共聚尼龙4份、改性羟基磷灰石4.5份、硅烷偶联剂KH-5503份、邻苯二甲酸二丁酯6份。
本发明的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃的制备方法，包括：将聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、二氧化锆、硼酸、三元乙丙橡胶、叔十二硫碳醇、乙硫醇、过氧化二硫酸二异丙酯、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、碳化硅、壳聚糖纤维、超细玻璃纤维、共聚尼龙、改性羟基磷灰石、硅烷偶联剂KH-550和邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，升温至250-270℃，保温4-8h，接着倒入预热过的模具上成形，降温至室温脱模得到具有优异力学性能的改性有机玻璃。
本发明的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃，其原料包括聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、二氧化锆、硼酸、三元乙丙橡胶、叔十二硫碳醇、乙硫醇、过氧化二硫酸二异丙酯、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、碳化硅、壳聚糖纤维、超细玻璃纤维、共聚尼龙、改性羟基磷灰石、硅烷偶联剂KH-550和邻苯二甲酸二丁酯。其中以聚甲基丙烯酸甲酯为主料，以甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、二氧化锆、硼酸、三元乙丙橡胶、叔十二硫碳醇、乙硫醇、过氧化二硫酸二异丙酯、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、碳化硅、壳聚糖纤维、超细玻璃纤维、共聚尼龙、改性羟基磷灰石、硅烷偶联剂KH-550和邻苯二甲酸二丁酯为助剂，其中添加的改性羟基磷灰石以碳酸钙和磷酸氢钙二水物为原料制备得到的改性羟基磷灰石与云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、碳化硅、壳聚糖纤维、超细玻璃纤维和共聚尼龙配合，在硅烷偶联剂KH-550的作用下，赋予本发明改性有机玻璃优异的力学性能，其中添加的共聚尼龙中的酰胺基上的氢原子能与聚甲基丙烯酸甲酯羧基中氧原子形成氢键，在有机玻璃基体中起到了应力集中点的作用。本发明制备方法简单，制备得到的改性有机玻璃具有优异的力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
具体实施方式中，聚甲基丙烯酸甲酯的重量份可以为12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份；甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；二氧化锆的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；硼酸的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份；三元乙丙橡胶的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；叔十二硫碳醇的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；乙硫醇的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份；过氧化二硫酸二异丙酯的重量份可以为2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3.0份、3.1份、3.2份、3.3份、3.4份、3.5份、3.6份、3.7份、3.8份、3.9份、4.0份、4.1份、4.2份、4.3份、4.4份、4.5份；过氧化苯甲酰醋酸丁酯的重量份可以为3.5份、3.6份、3.7份、3.8份、3.9份、4.0份、4.1份、4.2份、4.3份、4.4份、4.5份、4.6份、4.7份、4.8份、4.9份、5.0份、5.1份、5.2份、5.3份、5.4份、5.5份；过氧化二碳酸二环己酯的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；过氧化苯甲酰的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份；云母粉的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份；滑石粉的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份；煅烧高岭土的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；碳化硅的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份；壳聚糖纤维的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；超细玻璃纤维的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；共聚尼龙的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；改性羟基磷灰石的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；硅烷偶联剂KH-550的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；邻苯二甲酸二丁酯的重量份可以为4份、5份、6份、7份、8份。
实施例1
本发明提出的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃，其原料按重量份包括：聚甲基丙烯酸甲酯18份、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3.5份、二氧化锆4份、硼酸5份、三元乙丙橡胶6份、叔十二硫碳醇3.5份、乙硫醇2份、过氧化二硫酸二异丙酯3.5份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯4.5份、过氧化二碳酸二环己酯3.5份、过氧化苯甲酰2份、云母粉3份、滑石粉2份、煅烧高岭土4份、碳化硅5份、壳聚糖纤维4份、超细玻璃纤维2.5份、共聚尼龙4份、改性羟基磷灰石4.5份、硅烷偶联剂KH-550 3份、邻苯二甲酸二丁酯6份。
实施例2
本发明提出的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃，其原料按重量份包括：聚甲基丙烯酸甲酯12份、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、二氧化锆3份、硼酸6份、三元乙丙橡胶4份、叔十二硫碳醇5份、乙硫醇1份、过氧化二硫酸二异丙酯4.5份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯3.5份、过氧化二碳酸二环己酯5份、过氧化苯甲酰1份、云母粉4份、滑石粉1份、煅烧高岭土5份、碳化硅4份、壳聚糖纤维6份、超细玻璃纤维1份、共聚尼龙6份、改性羟基磷灰石3份、硅烷偶联剂KH-550 5份、邻苯二甲酸二丁酯4份。
改性羟基磷灰石按如下工艺进行制备：按物质的量将1mol碳酸钙和1.2mol磷酸氢钙二水物混合均匀，调节pH至中性，接着用磁力加热搅拌器搅拌12h，然后升温至180℃，保温7h，倾出上层清液，洗涤，干燥，研磨，冷却至室温得到改性羟基磷灰石。
本发明的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃的制备方法，包括：将聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、二氧化锆、硼酸、三元乙丙橡胶、叔十二硫碳醇、乙硫醇、过氧化二硫酸二异丙酯、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、碳化硅、壳聚糖纤维、超细玻璃纤维、共聚尼龙、改性羟基磷灰石、硅烷偶联剂KH-550和邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，升温至250℃，保温8h，接着倒入预热过的模具上成形，降温至室温脱模得到具有优异力学性能的改性有机玻璃。
实施例3
本发明提出的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃，其原料按重量份包括：聚甲基丙烯酸甲酯24份、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物2份、二氧化锆5份、硼酸4份、三元乙丙橡胶8份、叔十二硫碳醇2份、乙硫醇3份、过氧化二硫酸二异丙酯2.5份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯5.5份、过氧化二碳酸二环己酯2份、过氧化苯甲酰3份、云母粉2份、滑石粉3份、煅烧高岭土3份、碳化硅6份、壳聚糖纤维2份、超细玻璃纤维4份、共聚尼龙2份、改性羟基磷灰石6份、硅烷偶联剂KH-550 1份、邻苯二甲酸二丁酯8份。
改性羟基磷灰石按如下工艺进行制备：按物质的量将1mol碳酸钙和1.6mol磷酸氢钙二水物混合均匀，调节pH至中性，接着用磁力加热搅拌器搅拌1h，然后升温至220℃，保温5h，倾出上层清液，洗涤，干燥，研磨，冷却至室温得到改性羟基磷灰石。
本发明的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃的制备方法，包括：将聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、二氧化锆、硼酸、三元乙丙橡胶、叔十二硫碳醇、乙硫醇、过氧化二硫酸二异丙酯、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、碳化硅、壳聚糖纤维、超细玻璃纤维、共聚尼龙、改性羟基磷灰石、硅烷偶联剂KH-550和邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，升温至270℃，保温4h，接着倒入预热过的模具上成形，降温至室温脱模得到具有优异力学性能的改性有机玻璃。
实施例4
本发明提出的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃，其原料按重量份包括：聚甲基丙烯酸甲酯14份、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物4份、二氧化锆3.5份、硼酸5.5份、三元乙丙橡胶5份、叔十二硫碳醇4份、乙硫醇1.5份、过氧化二硫酸二异丙酯4.2份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯3.8份、过氧化二碳酸二环己酯4份、过氧化苯甲酰1.5份、云母粉3.5份、滑石粉1.5份、煅烧高岭土4.5份、碳化硅4.5份、壳聚糖纤维5份、超细玻璃纤维2份、共聚尼龙5份、改性羟基磷灰石4份、硅烷偶联剂KH-550 4份、邻苯二甲酸二丁酯5份。
改性羟基磷灰石按如下工艺进行制备：按物质的量将1mol碳酸钙和1.3mol磷酸氢钙二水物混合均匀，调节pH至中性，接着用磁力加热搅拌器搅拌11h，然后升温至185℃，保温6.5h，倾出上层清液，洗涤，干燥，研磨，冷却至室温得到改性羟基磷灰石。
本发明的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃的制备方法，包括：将聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、二氧化锆、硼酸、三元乙丙橡胶、叔十二硫碳醇、乙硫醇、过氧化二硫酸二异丙酯、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、碳化硅、壳聚糖纤维、超细玻璃纤维、共聚尼龙、改性羟基磷灰石、硅烷偶联剂KH-550和邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，升温至255℃，保温7h，接着倒入预热过的模具上成形，降温至室温脱模得到具有优异力学性能的改性有机玻璃。
实施例5
本发明提出的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃，其原料按重量份包括：聚甲基丙烯酸甲酯22份、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3份、二氧化锆4.5份、硼酸4.5份、三元乙丙橡胶7份、叔十二硫碳醇3份、乙硫醇2.5份、过氧化二硫酸二异丙酯2.8份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯5.2份、过氧化二碳酸二环己酯3份、过氧化苯甲酰2.5份、云母粉2.5份、滑石粉2.5份、煅烧高岭土3.5份、碳化硅5.5份、壳聚糖纤维3份、超细玻璃纤维3份、共聚尼龙3份、改性羟基磷灰石5份、硅烷偶联剂KH-550 2份、邻苯二甲酸二丁酯7份。
改性羟基磷灰石按如下工艺进行制备：按物质的量将1mol碳酸钙和1.5mol磷酸氢钙二水物混合均匀，调节pH至中性，接着用磁力加热搅拌器搅拌2h，然后升温至215℃，保温5.5h，倾出上层清液，洗涤，干燥，研磨，冷却至室温得到改性羟基磷灰石。
本发明的一种具有优异力学性能的改性有机玻璃的制备方法，包括：将聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、二氧化锆、硼酸、三元乙丙橡胶、叔十二硫碳醇、乙硫醇、过氧化二硫酸二异丙酯、过氧化苯甲酰醋酸丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、碳化硅、壳聚糖纤维、超细玻璃纤维、共聚尼龙、改性羟基磷灰石、硅烷偶联剂KH-550和邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，升温至265℃，保温5h，接着倒入预热过的模具上成形，降温至室温脱模得到具有优异力学性能的改性有机玻璃。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。