本发明涉及玻璃技术领域，尤其涉及一种抗银纹高韧性有机玻璃及其制备方法。
背景技术：
有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的片状聚合物，具有良好的透光性能、耐候和耐老化性和电绝缘性，外观优美且易于成型等优点，被广泛应用于航空、航海、建筑以及装饰等日常生活方面。目前的有机玻璃还存在质地较脆，韧性低、耐热性差，在贮存和使用过程中，受到应力和环境因素的作用，在表面容易出现肉眼可见的微小银纹，这些都影响了有机玻璃的美观和使用寿命。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗银纹高韧性有机玻璃及其制备方法，该有机玻璃具有良好的韧性、耐热性和抗银纹性，不易损坏，使用寿命长，具有良好的经济效益。
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯100-120份、甲基丙烯酸异冰片酯12-16份、乙二醇二丙烯酸酯5-10份、环氧大豆油丙烯酸酯4-7份、抗冲改性剂5-10份、乙醇4-8份、聚丙烯酰胺3-6份、橡胶粒子4-8份、聚丙烯酸丁酯3-4份、三元共聚尼龙5-8份、改性纳米二氧化硅2-4份、过氧化二碳酸二异丙酯0.4-0.9份、过氧化二异丙苯0.3-0.7份、邻苯二甲酸二辛酯3-4份、对羟基苯甲酸乙酯2-3份、硬脂酸锌1.5-2.5份、乳化硅油2-3份。
具体实施例中，甲基丙烯酸甲酯的重量份还可以为104、108、110、112、115、118份，甲基丙烯酸异冰片酯的重量份还可以为12.5、13、13.5、14、14.5、15份，乙二醇二丙烯酸酯的重量份还可以为6、7、8、8.5、9份，环氧大豆油丙烯酸酯的重量份还可以为4.5、5、5.5、6、6.5份，抗冲改性剂的重量份还可以为5.5、6.5、7.5、8、8.5份，乙醇的重量份还可以为4.5、5、5.5、6.5、7、7.5份，聚丙烯酰胺的重量份还可以为3.5、4、4.5、5、5.5份，橡胶粒子的重量份还可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7份，聚丙烯酸丁酯的重量份还可以为3.2、3.4、3.6、3.8份，三元共聚尼龙的重量份还可以为5.5、6、6.5、7、7.5份，改性纳米二氧化硅的重量份还可以为2.4、2.8、3、3.2、3.5、3.8份，过氧化二碳酸二异丙酯的重量份还可以为0.5、0.6、0.7、0.8份，过氧化二异丙苯的重量份还可以为0.4、0.5、0.6份，邻苯二甲酸二辛酯的重量份还可以为3.2、3.4、3.6、3.8份，对羟基苯甲酸乙酯的重量份还可以为2.2、2.4、2.6、2.8份，硬脂酸锌的重量份还可以为1.7、1.9、2.1、2.3份，乳化硅油的重量份还可以为2.2、2.4、2.6、2.8份。
优选地，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯105-115份、甲基丙烯酸异冰片酯13-15份、乙二醇二丙烯酸酯6-9份、环氧大豆油丙烯酸酯5-6份、抗冲改性剂6-9份、乙醇5-7份、聚丙烯酰胺3.5-5.5份、橡胶粒子5-7份、聚丙烯酸丁酯3.2-3.8份、三元共聚尼龙6-7份、改性纳米二氧化硅2.5-3.5份、过氧化二碳酸二异丙酯0.5-0.8份、过氧化二异丙苯0.4-0.6份、邻苯二甲酸二辛酯3.2-3.8份、对羟基苯甲酸乙酯2.2-2.8份、硬脂酸锌1.8-2.2份、乳化硅油2.2-2.8份。
优选地，抗冲改性剂为abs抗冲改性剂、mbs抗冲改性剂、acr抗冲改性剂、eve抗冲改性剂中的一种或两种以上组成的混合物。
优选地，环氧大豆油丙烯酸酯中环氧值为6-6.5mol/100g。
优选地，橡胶粒子的粒径为10-15μm。
优选地，改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化硅、油酸、异丁基三乙氧基硅烷、丙酮充分混合，调节ph值为7-8，在50-58℃下水浴搅拌反应3-3.5h，然后加入丙烯腈、聚二甲基二烯丙基氯化铵，升温至80-88℃，搅拌反应2-2.5h，除去丙酮，冷却至室温，经离心分离、干燥后得到改性纳米二氧化硅。
优选地，纳米二氧化硅、油酸、异丁基三乙氧基硅烷、丙酮、丙烯腈、聚二甲基二烯丙基氯化铵之间的重量比为30-40:6-9:1-1.5:45-65:2-4:8-12。
本发明还提出了一种抗银纹高韧性有机玻璃的制备方法，按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯、乙醇、邻苯二甲酸二辛酯、对羟基苯甲酸乙酯、过氧化二碳酸二异丙酯混合均匀，在55-60℃下搅拌反应16-19h，然后升温至80-86℃，恒温搅拌反应6-8h，再降温至45-50℃，加入抗冲改性剂、聚丙烯酰胺、橡胶粒子、聚丙烯酸丁酯、三元共聚尼龙、改性纳米二氧化硅、过氧化二异丙苯，搅拌反应2-3h，再加入硬脂酸锌、乳化硅油，搅拌20-30min，冷却至常温，浇注到玻璃模具中，升温至50-55℃，达到高弹态时升温至110-120℃，保温10-20min，冷却至常温，经脱模、切割抛光后得到抗银纹高韧性有机玻璃。
优选地，按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯、乙醇、邻苯二甲酸二辛酯、对羟基苯甲酸乙酯、过氧化二碳酸二异丙酯混合均匀，在56-58℃下搅拌反应17-18h，然后以1.2-1.8℃/min的升温速度升温至82-85℃，恒温搅拌反应6.5-7.5h，再以2-3℃/min的降温速度降温至46-49℃，加入抗冲改性剂、聚丙烯酰胺、橡胶粒子、聚丙烯酸丁酯、三元共聚尼龙、改性纳米二氧化硅、过氧化二异丙苯，搅拌反应2.2-2.8h，再加入硬脂酸锌、乳化硅油，搅拌22-28min，冷却至常温，浇注到玻璃模具中，升温至52-54℃，达到高弹态时以2-3℃/min的升温速度升温至112-118℃，保温12-18min，冷却至常温，经脱模、切割抛光后得到抗银纹高韧性有机玻璃。
本发明中以过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二异丙苯作为引发剂，控制两者的含量，使甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯之间发生聚合反应，形成了体型网状结构，其空间位阻大，主链旋转困难，链段转动活化能增加，提高本发明的耐热性，同时改善了本发明聚合物主链的柔顺性和刚性，提高本发明的抗银纹性、抗裂纹增长和抗冲击抗裂性，使本发明具有良好的强度、韧性等力学性能；加入改性纳米二氧化硅，其在制备过程中，选用油酸、异丁基三乙氧基硅烷、丙烯腈、聚二甲基二烯丙基氯化铵对纳米二氧化硅进行改性，得到的改性纳米二氧化硅为网状结构，在体系中分散性好，纳米二氧化硅表面接枝有碳碳双键，可以与甲基丙烯酸甲酯的聚合物发生进一步交联，形成复杂的网络空间结构，改善了体系中的交联密度，大大提高本发明的韧性、抗冲击性与抗裂性，与聚丙烯酰胺、橡胶粒子、聚丙烯酸丁酯、三元共聚尼龙、邻苯二甲酸二辛酯、对羟基苯甲酸乙酯配合，在体系在分散性好，改善了各物料间的相容性，提高了本发明的强度、韧性、抗银纹性和尺寸稳定性，从而使本发明具有良好的抗开裂性，成型美观，使用寿命长；通过添加硬脂酸锌和乳化硅油，使本发明脱模效果，成型美观，且乳化硅油的加入改善了因硬脂酸锌的加入而导致本发明的吸湿变形性，在硬脂酸锌和乳化硅油的配合下，提高了本发明的耐热耐寒性、耐化学性、耐候性，延长本发明的使用寿命；在制备过程中，同时合理添加各物料的含量，合理设置工艺参数，有效控制甲基丙烯酸甲酯聚合反应的速度，使聚合物单体充分聚合，改善本发明聚合物的空间结构，有效防止本发明因为收缩不均匀而导致的翘曲，且消除了本发明有机玻璃内部的应力，提高本发明的玻璃化温度，改善本发明的力学性能，使本发明经久耐用。本发明提出了一种抗银纹高韧性有机玻璃及其制备方法，该有机玻璃具有玻璃化温度高，耐热性与力学性能好，不易开裂，具有良好的经济效益。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯100份、甲基丙烯酸异冰片酯16份、乙二醇二丙烯酸酯5份、环氧大豆油丙烯酸酯7份、抗冲改性剂5份、乙醇8份、聚丙烯酰胺3份、橡胶粒子8份、聚丙烯酸丁酯3份、三元共聚尼龙8份、改性纳米二氧化硅2份、过氧化二碳酸二异丙酯0.9份、过氧化二异丙苯0.3份、邻苯二甲酸二辛酯4份、对羟基苯甲酸乙酯2份、硬脂酸锌12.5份、乳化硅油2份。
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃的制备方法，按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯、乙醇、邻苯二甲酸二辛酯、对羟基苯甲酸乙酯、过氧化二碳酸二异丙酯混合均匀，在55℃下搅拌反应19h，然后升温至80℃，恒温搅拌反应8h，再降温至45℃，加入抗冲改性剂、聚丙烯酰胺、橡胶粒子、聚丙烯酸丁酯、三元共聚尼龙、改性纳米二氧化硅、过氧化二异丙苯，搅拌反应3h，再加入硬脂酸锌、乳化硅油，搅拌30min，冷却至常温，浇注到玻璃模具中，升温至50℃，达到高弹态时升温至110℃，保温20min，冷却至常温，经脱模、切割抛光后得到抗银纹高韧性有机玻璃。
实施例2
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯120份、甲基丙烯酸异冰片酯12份、乙二醇二丙烯酸酯10份、环氧大豆油丙烯酸酯4份、抗冲改性剂10份、乙醇4份、聚丙烯酰胺6份、橡胶粒子4份、聚丙烯酸丁酯4份、三元共聚尼龙5份、改性纳米二氧化硅4份、过氧化二碳酸二异丙酯0.4份、过氧化二异丙苯0.7份、邻苯二甲酸二辛酯3份、对羟基苯甲酸乙酯3份、硬脂酸锌1.5份、乳化硅油3份。
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃的制备方法，按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯、乙醇、邻苯二甲酸二辛酯、对羟基苯甲酸乙酯、过氧化二碳酸二异丙酯混合均匀，在60℃下搅拌反应16h，然后升温至86℃，恒温搅拌反应6h，再降温至50℃，加入抗冲改性剂、聚丙烯酰胺、橡胶粒子、聚丙烯酸丁酯、三元共聚尼龙、改性纳米二氧化硅、过氧化二异丙苯，搅拌反应2h，再加入硬脂酸锌、乳化硅油，搅拌20min，冷却至常温，浇注到玻璃模具中，升温至55℃，达到高弹态时升温至120℃，保温10min，冷却至常温，经脱模、切割抛光后得到抗银纹高韧性有机玻璃。
实施例3
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯110份、甲基丙烯酸异冰片酯14份、乙二醇二丙烯酸酯7.8份、环氧大豆油丙烯酸酯5.6份、抗冲改性剂7.5份、乙醇6.2份、聚丙烯酰胺4.8份、橡胶粒子5.8份、聚丙烯酸丁酯3.5份、三元共聚尼龙6.8份、改性纳米二氧化硅3.2份、过氧化二碳酸二异丙酯0.65份、过氧化二异丙苯0.5份、邻苯二甲酸二辛酯3.4份、对羟基苯甲酸乙酯2.3份、硬脂酸锌2份、乳化硅油2.4份。
其中，抗冲改性剂为abs抗冲改性剂；
环氧大豆油丙烯酸酯中环氧值为6.2mol/100g；
橡胶粒子的粒径为12μm；
改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化硅、油酸、异丁基三乙氧基硅烷、丙酮充分混合，调节ph值为7.5，在55℃下水浴搅拌反应3.2h，然后加入丙烯腈、聚二甲基二烯丙基氯化铵，升温至85℃，搅拌反应2.2h，除去丙酮，冷却至室温，经离心分离、干燥后得到改性纳米二氧化硅；其中，纳米二氧化硅、油酸、异丁基三乙氧基硅烷、丙酮、丙烯腈、聚二甲基二烯丙基氯化铵之间的重量比为35:7.5:1.2:52:3:10。
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃的制备方法，按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯、乙醇、邻苯二甲酸二辛酯、对羟基苯甲酸乙酯、过氧化二碳酸二异丙酯混合均匀，在58℃下搅拌反应17.5h，然后升温至84℃，恒温搅拌反应7.2h，再降温至48℃，加入抗冲改性剂、聚丙烯酰胺、橡胶粒子、聚丙烯酸丁酯、三元共聚尼龙、改性纳米二氧化硅、过氧化二异丙苯，搅拌反应2.3h，再加入硬脂酸锌、乳化硅油，搅拌25min，冷却至常温，浇注到玻璃模具中，升温至53℃，达到高弹态时升温至115℃，保温15min，冷却至常温，经脱模、切割抛光后得到抗银纹高韧性有机玻璃。
实施例4
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯105份、甲基丙烯酸异冰片酯15份、乙二醇二丙烯酸酯6.5份、环氧大豆油丙烯酸酯6.5份、抗冲改性剂5.8份、乙醇7.5份、聚丙烯酰胺3.6份、橡胶粒子6.8份、聚丙烯酸丁酯3.2份、三元共聚尼龙7.4份、改性纳米二氧化硅2.4份、过氧化二碳酸二异丙酯0.78份、过氧化二异丙苯0.37份、邻苯二甲酸二辛酯3.8份、对羟基苯甲酸乙酯2.3份、硬脂酸锌2.2份、乳化硅油2.2份。
其中，抗冲改性剂为abs抗冲改性剂、cpe抗冲改性剂按重量比为1:1组成的混合物；
环氧大豆油丙烯酸酯中环氧值为6mol/100g；
橡胶粒子的粒径为10μm；
改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化硅、油酸、异丁基三乙氧基硅烷、丙酮充分混合，调节ph值为7，在50℃下水浴搅拌反应3.5h，然后加入丙烯腈、聚二甲基二烯丙基氯化铵，升温至80℃，搅拌反应2.5h，除去丙酮，冷却至室温，经离心分离、干燥后得到改性纳米二氧化硅；其中，纳米二氧化硅、油酸、异丁基三乙氧基硅烷、丙酮、丙烯腈、聚二甲基二烯丙基氯化铵之间的重量比为30:6:1:45:2:8。
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃的制备方法，按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯、乙醇、邻苯二甲酸二辛酯、对羟基苯甲酸乙酯、过氧化二碳酸二异丙酯混合均匀，在56℃下搅拌反应18h，然后升温至82℃，恒温搅拌反应7.5h，再降温至48℃，加入抗冲改性剂、聚丙烯酰胺、橡胶粒子、聚丙烯酸丁酯、三元共聚尼龙、改性纳米二氧化硅、过氧化二异丙苯，搅拌反应2.8h，再加入硬脂酸锌、乳化硅油，搅拌28min，冷却至常温，浇注到玻璃模具中，升温至52℃，达到高弹态时升温至112℃，保温18min，冷却至常温，经脱模、切割抛光后得到抗银纹高韧性有机玻璃。
实施例5
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃，其原料按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯115份、甲基丙烯酸异冰片酯13.5份、乙二醇二丙烯酸酯8.5份、环氧大豆油丙烯酸酯5.6份、抗冲改性剂8.5份、乙醇6.5份、聚丙烯酰胺5.6份、橡胶粒子4.8份、聚丙烯酸丁酯3.6份、三元共聚尼龙5.8份、改性纳米二氧化硅3.4份、过氧化二碳酸二异丙酯0.5份、过氧化二异丙苯0.6份、邻苯二甲酸二辛酯3.2份、对羟基苯甲酸乙酯2.8份、硬脂酸锌1.7份、乳化硅油2.8份。
其中，抗冲改性剂为acr抗冲改性剂、sbs抗冲改性剂按重量比为1:1组成的混合物；
环氧大豆油丙烯酸酯中环氧值为6.5mol/100g；
橡胶粒子的粒径为15μm；
改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化硅、油酸、异丁基三乙氧基硅烷、丙酮充分混合，调节ph值为8，在58℃下水浴搅拌反应3h，然后加入丙烯腈、聚二甲基二烯丙基氯化铵，升温至88℃，搅拌反应2h，除去丙酮，冷却至室温，经离心分离、干燥后得到改性纳米二氧化硅；其中，纳米二氧化硅、油酸、异丁基三乙氧基硅烷、丙酮、丙烯腈、聚二甲基二烯丙基氯化铵之间的重量比为40:9:1.5:65:4:12。
本发明提出的一种抗银纹高韧性有机玻璃的制备方法，按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯、乙醇、邻苯二甲酸二辛酯、对羟基苯甲酸乙酯、过氧化二碳酸二异丙酯混合均匀，在58℃下搅拌反应16.8h，然后升温至85℃，恒温搅拌反应6.8h，再降温至48℃，加入抗冲改性剂、聚丙烯酰胺、橡胶粒子、聚丙烯酸丁酯、三元共聚尼龙、改性纳米二氧化硅、过氧化二异丙苯，搅拌反应2.3h，再加入硬脂酸锌、乳化硅油，搅拌22min，冷却至常温，浇注到玻璃模具中，升温至54℃，达到高弹态时升温至118℃，保温12min，冷却至常温，经脱模、切割抛光后得到抗银纹高韧性有机玻璃。
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。