一种多功能防静电亚克力板及其制备方法与流程

1.本发明涉及亚克力板制造技术领域，尤其涉及一种多功能防静电亚克力板及其制备方法。


背景技术：

2.亚克力板又称特殊处理的有机玻璃，主要原料为聚甲基丙烯酸甲酯，其由甲基烯酸甲酯单体聚合而成。亚克力板具有质轻、价廉，易于成型等优点，其成型方法有浇铸，射出成型，机械加工、热成型等，具有透光性佳、自重轻、可回收率高等优点。
3.由于亚克力板为非导电体，在实际使用中，广告灯箱亚克力板长期暴露在空气中，由于摩擦、气温等原因，塑料制品表面会形成静电，在产品表面吸附灰尘等，难以清洗并影响使用效果。
4.同时，随着亚克力板被广泛应用到各行各业中，对其性能的要求也越来越多，例如是否抗冲击、硬度是否达到要求以及是否能起到隔音效果等问题，因此，我们提出了一种多功能防静电亚克力板及其制备方法用于解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种多功能防静电亚克力板及其制备方法。
6.一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯100-120份、抗静电添加剂10-15份、氢氧化镁7-10份、偶氮二异丁氰13-15份、无机纳米材料20-26份、聚三氟丙基甲基硅氧烷7-9份、蛭石助剂11-13份、改性木粉15-18份。
7.优选的，所述蛭石助剂的原料包括蛭石、hpma分散剂和多苯基聚硅氧烷，且其质量比为4:1:2。
8.优选的，所述蛭石助剂的制备过程为：称取蛭石和hpma分散剂，将其倒入混合机中以750-800r/min的转速进行搅拌，混合均匀后，取出，再对其进行加热，加热至150℃-200℃后，在加入多苯基聚硅氧烷继续以750-800r/min的转速搅拌1-3小时，即得蛭石助剂。
9.优选的，所述抗静电添加剂的原料按质量份计包括有乙氧基月桂酷胺35-50份、硬脂酸镁8-12份、硅烷偶联剂12-18份和水45-60份。
10.优选的，所述抗静电添加剂的制备方法为：将装有水的搅拌釜升温至65℃，边搅拌边加入硅烷偶联剂和硬脂酸镁，继续搅拌并停止加热，冷却至室温后，将体系转入超声波振荡器中，加入乙氧基月桂酷胺，在45℃下保持30min即可得抗静电添加剂。
11.优选的，所述改性木粉的制备过程为：将木粉过150目筛，并将其置于鼓风干燥箱中，在120℃的温度下进行烘干3-5小时，将硅烷yh-62按1:5的体积比加入到稀释液中，经搅拌后得改性液，再将烘干的木粉倒入改性液中，混合后烘干，即得改性木粉。
12.优选的，所述稀释液是按乙醇：水＝95:120的体积比配制而成。
13.优选的，所述无机纳米材料为纳米二氧化钛和纳米二氧化硅按重量比1:1组成的
混合物。
14.一种多功能防静电亚克力板的制备方法，包括以下步骤：
15.s1、将聚甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁氰混合在一起并搅匀，加入到混合机中，在100-150rpm转速下加热至沸腾后停止加热，静置15-20分钟后降至室温，形成预聚料；
16.s2、将抗静电添加剂、氢氧化镁、无机纳米材料、聚三氟丙基甲基硅氧烷和蛭石助剂投入到混合机中，以750-850rpm的转速继续搅拌至混匀，得混合料；
17.s2、将改性木粉与混合料混合，并送入双螺杆挤出机中，设定三个加热区的温度分别保持在190℃、210℃和220℃，挤出后得高粘浆料；
18.s3、将高粘浆料置于模具中，通过热压机冷压成型，再在80℃-90℃下加热聚合2-3h；
19.s4、注入冷水降温至20
±
2℃，并脱模，即得亚克力板。
20.相比于现有技术，本发明的有益效果是：
21.1、在本发明中，通过将蛭石和hpma分散剂作为原料，并辅以添加适量的多苯基聚硅氧烷，使之经混合搅拌、加热后，形成隔音溶液，加热可使蛭石失水膨胀，使其体积增大，从而提高蛭石的松散程度，并降低其密度，而添加的多苯基聚硅氧烷可以提高所配制的隔音溶液的阻尼系数，从而提高隔音效果。
22.2、在本发明中，通过对木粉进行改性，将其浸泡在改性液中，再将浸泡过后的木粉取出烘干，获得改性木粉，并将其作为原料之一进行制备亚克力板，使得到的亚克力板的抗冲击性能和硬度都得到了进一步地提升。
23.综上所述，本发明不仅可以提高亚克力板的隔音效果，而且还能提升亚克力板的抗冲击性能和硬度。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
25.实施例1：
26.一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯100份、抗静电添加剂10份、氢氧化镁7份、偶氮二异丁氰13份、无机纳米材料20份、聚三氟丙基甲基硅氧烷7份、蛭石助剂11份、改性木粉15份。
27.实施例2：
28.一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯110份、抗静电添加剂12.5份、氢氧化镁8.5份、偶氮二异丁氰14份、无机纳米材料24份、聚三氟丙基甲基硅氧烷8份、蛭石助剂12份、改性木粉16.5份。
29.实施例3：
30.一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯120份、抗静电添加剂15份、氢氧化镁10份、偶氮二异丁氰15份、无机纳米材料26份、聚三氟丙基甲基硅氧烷9份、蛭石助剂13份、改性木粉18份。
31.上述实施例1-3中，无机纳米材料均为纳米二氧化钛和纳米二氧化硅按重量比1:1组成的混合物；
32.蛭石助剂的原料包括蛭石、hpma分散剂和多苯基聚硅氧烷，且其质量比为4:1:2，
蛭石助剂的制备过程为：称取蛭石和hpma分散剂，将其倒入混合机中以750r/min的转速进行搅拌，混合均匀后，取出，再对其进行加热，加热至150℃后，在加入多苯基聚硅氧烷继续以800r/min的转速搅拌2小时，即得蛭石助剂；
33.抗静电添加剂的原料按质量份计包括有乙氧基月桂酷胺35份、硬脂酸镁8份、硅烷偶联剂12份和水45份，抗静电添加剂的制备方法为：将装有水的搅拌釜升温至65℃，边搅拌边加入硅烷偶联剂和硬脂酸镁，继续搅拌并停止加热，冷却至室温后，将体系转入超声波振荡器中，加入乙氧基月桂酷胺，在45℃下保持30min即可得抗静电添加剂；
34.改性木粉的制备过程为：将木粉过150目筛，并将其置于鼓风干燥箱中，在120℃的温度下进行烘干3小时，将硅烷yh-62按1:5的体积比加入到稀释液中，经搅拌后得改性液，再将烘干的木粉倒入改性液中，混合后烘干，即得改性木粉，其中，稀释液是按乙醇：水＝95:120的体积比配制而成。
35.上述实施例1-3中制备多功能防静电亚克力板的制备过程如下：
36.s1、将聚甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁氰混合在一起并搅匀，加入到混合机中，在150rpm转速下加热至沸腾后停止加热，静置20分钟后降至室温，形成预聚料；
37.s2、将抗静电添加剂、氢氧化镁、无机纳米材料、聚三氟丙基甲基硅氧烷和蛭石助剂投入到混合机中，以750rpm的转速继续搅拌至混匀，得混合料；
38.s2、将改性木粉与混合料混合，并送入双螺杆挤出机中，设定三个加热区的温度分别保持在190℃、210℃和220℃，挤出后得高粘浆料；
39.s3、将高粘浆料置于模具中，通过热压机冷压成型，再在80℃℃下加热聚合2h；
40.s4、注入冷水降温至20
±
2℃，并脱模，即得亚克力板。
41.试验一：对亚克力板的抗静电性能的测定
42.对于抗静电性能的测试一般都采用表面电阻测试仪器来测试产品的表面电阻，并用表面电阻来表征产品的抗静电性能。
43.以实施例1-3为基础，在不添加抗静电添加剂的情况下，设置以下对比例；
44.对比例1：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯100份、氢氧化镁7份、偶氮二异丁氰13份、无机纳米材料20份、聚三氟丙基甲基硅氧烷7份、蛭石助剂11份、改性木粉15份。
45.对比例2：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯110份、氢氧化镁8.5份、偶氮二异丁氰14份、无机纳米材料24份、聚三氟丙基甲基硅氧烷8份、蛭石助剂12份、改性木粉16.5份。
46.对比例3：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯120份、氢氧化镁10份、偶氮二异丁氰15份、无机纳米材料26份、聚三氟丙基甲基硅氧烷9份、蛭石助剂13份、改性木粉18份。
47.上述对比例1-3中制备多功能防静电亚克力板的制备过程如下：
48.s1、将聚甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁氰混合在一起并搅匀，加入到混合机中，在150rpm转速下加热至沸腾后停止加热，静置20分钟后降至室温，形成预聚料；
49.s2、将氢氧化镁、无机纳米材料、聚三氟丙基甲基硅氧烷和蛭石助剂投入到混合机中，以750rpm的转速继续搅拌至混匀，得混合料；
50.s2、将改性木粉与混合料混合，并送入双螺杆挤出机中，设定三个加热区的温度分
别保持在190℃、210℃和220℃，挤出后得高粘浆料；
51.s3、将高粘浆料置于模具中，通过热压机冷压成型，再在80℃℃下加热聚合2h；
52.s4、注入冷水降温至20
±
2℃，并脱模，即得亚克力板。
53.试验对象：实施例1-3以及对比例1-3中所制备得到的亚克力板；
54.试验方法：采用zc36型高阻计(选自上海第六电表厂)进行测量各个亚克力板的表面电阻；
55.试验结果：
[0056][0057][0058]
一般情况下,电阻值为10
1-102为超导电，电阻值为10
3-105为导电，电阻值为10
6-10
12
为抗静电，电阻值为10
13
以上就是绝缘。
[0059]
由上表试验结果可知，实施例1、实施例2以及实施例3的平均表面电阻值均可达a
×
108欧姆(a为常数)，而对比例1、对比例2以及对比例3的平均表面电阻值都仅有b
×
106欧姆(b也为常数)，相差了两个量级，其中，实施例1-3中的原料里添加了抗静电添加剂，对比例1-3中的原料里并未添加，由此可见，实施例1-3中的亚克力板具有良好的抗静电性能。
[0060]
试验二：对亚克力板的隔音性能的测定
[0061]
以实施例1-3为基础，在仅改变蛭石助剂的配方组成及制备方法的情况下，设置以下对比例；
[0062]
对比例4：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯100份、抗静电添加剂10份、氢氧化镁7份、偶氮二异丁氰13份、无机纳米材料20份、聚三氟丙基甲基硅氧烷7份、蛭石助剂m11份、改性木粉15份。
[0063]
对比例5：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯110份、抗静电添加剂12.5份、氢氧化镁8.5份、偶氮二异丁氰14份、无机纳米材料24份、聚三氟丙基甲基硅氧烷8份、蛭石助剂m12份、改性木粉16.5份。
[0064]
对比例6：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯120份、抗静电添加剂15份、氢氧化镁10份、偶氮二异丁氰15份、无机
纳米材料26份、聚三氟丙基甲基硅氧烷9份、蛭石助剂m13份、改性木粉18份。
[0065]
上述对比例4-6中，蛭石助剂m的原料包括蛭石和hpma分散剂，且其质量比为4:1，蛭石助剂m的制备过程为：称取蛭石和hpma分散剂，将其倒入混合机中以750r/min的转速进行搅拌，混合均匀后，取出，再对其进行加热，加热至150℃后，继续搅拌2小时，待冷却后，即得蛭石助剂m。
[0066]
上述对比例4-6中制备多功能防静电亚克力板的制备过程如下：
[0067]
s1、将聚甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁氰混合在一起并搅匀，加入到混合机中，在150rpm转速下加热至沸腾后停止加热，静置20分钟后降至室温，形成预聚料；
[0068]
s2、将抗静电添加剂、氢氧化镁、无机纳米材料、聚三氟丙基甲基硅氧烷和蛭石助剂m投入到混合机中，以750rpm的转速继续搅拌至混匀，得混合料；
[0069]
s2、将改性木粉与混合料混合，并送入双螺杆挤出机中，设定三个加热区的温度分别保持在190℃、210℃和220℃，挤出后得高粘浆料；
[0070]
s3、将高粘浆料置于模具中，通过热压机冷压成型，再在80℃℃下加热聚合2h；
[0071]
s4、注入冷水降温至20
±
2℃，并脱模，即得亚克力板。
[0072]
以实施例1-3为基础，在仅未添加蛭石助剂的情况下，设置以下参照例；
[0073]
参照例1：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯100份、抗静电添加剂10份、氢氧化镁7份、偶氮二异丁氰13份、无机纳米材料20份、聚三氟丙基甲基硅氧烷7份、改性木粉15份。
[0074]
参照例2：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯110份、抗静电添加剂12.5份、氢氧化镁8.5份、偶氮二异丁氰14份、无机纳米材料24份、聚三氟丙基甲基硅氧烷8份、改性木粉16.5份。
[0075]
参照例3：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯120份、抗静电添加剂15份、氢氧化镁10份、偶氮二异丁氰15份、无机纳米材料26份、聚三氟丙基甲基硅氧烷9份、改性木粉18份。
[0076]
上述参照例1-3中制备多功能防静电亚克力板的制备过程如下：
[0077]
s1、将聚甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁氰混合在一起并搅匀，加入到混合机中，在150rpm转速下加热至沸腾后停止加热，静置20分钟后降至室温，形成预聚料；
[0078]
s2、将抗静电添加剂、氢氧化镁、无机纳米材料和聚三氟丙基甲基硅氧烷投入到混合机中，以750rpm的转速继续搅拌至混匀，得混合料；
[0079]
s2、将改性木粉与混合料混合，并送入双螺杆挤出机中，设定三个加热区的温度分别保持在190℃、210℃和220℃，挤出后得高粘浆料；
[0080]
s3、将高粘浆料置于模具中，通过热压机冷压成型，再在80℃℃下加热聚合2h；
[0081]
s4、注入冷水降温至20
±
2℃，并脱模，即得亚克力板。
[0082]
试验对象：实施例1-3、对比例4-6和参照例1-3中所制备得到的亚克力板以及市售普通亚克力板；
[0083]
试验方法：按国家标准gb/t 19889.3-2005《声学建筑和建筑构件隔声测量第3部分：建筑构件空气声隔声的实验室测量》的内容进行测定亚克力板在50-90分贝的噪音下的隔声量；
[0084]
试验结果：
[0085][0086][0087]
一般来说，当噪音超过50分贝就会影响居民的睡眠和休息；70分贝以上会干扰谈话，造成心烦意乱，精神不集中，影响工作效率；而长期工作或生活在90分贝以上的噪声环境，会严重影响听力和导致其他疾病的发生。
[0088]
由上表试验结果可知，在每个试验组中，随着噪音分贝量的增加，实施例中的隔声量也逐渐提高；对比例中在低分贝范围内的隔声量也呈上升趋势，但是当噪音达到80分贝以上时，其隔声量开始趋于平缓；而参照例中的隔声量无论是处于低分贝还是高分贝的噪音环境下，其隔声量始终是处于相对平稳的状态，且与市售普通亚克力板的隔声量无明显差异。
[0089]
由此可见，蛭石助剂的添加可以有效地提高亚克力板的隔音性能。
[0090]
试验三：对亚克力板的物理性能(抗冲击性和硬度)的测定
[0091]
以实施例1-3为基础，在未对木粉进行改性的情况下，设置以下对比例；
[0092]
对比例7：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯100份、抗静电添加剂10份、氢氧化镁7份、偶氮二异丁氰13份、无机纳米材料20份、聚三氟丙基甲基硅氧烷7份、蛭石助剂11份、木粉15份。
[0093]
对比例8：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯110份、抗静电添加剂12.5份、氢氧化镁8.5份、偶氮二异丁氰14份、无机纳米材料24份、聚三氟丙基甲基硅氧烷8份、蛭石助剂12份、木粉16.5份。
[0094]
对比例9：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯120份、抗静电添加剂15份、氢氧化镁10份、偶氮二异丁氰15份、无机纳米材料26份、聚三氟丙基甲基硅氧烷9份、蛭石助剂13份、木粉18份。
[0095]
上述对比例7-9中制备多功能防静电亚克力板的制备过程如下：
[0096]
s1、将聚甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁氰混合在一起并搅匀，加入到混合机中，在150rpm转速下加热至沸腾后停止加热，静置20分钟后降至室温，形成预聚料；
[0097]
s2、将抗静电添加剂、氢氧化镁、无机纳米材料、聚三氟丙基甲基硅氧烷和蛭石助剂投入到混合机中，以750rpm的转速继续搅拌至混匀，得混合料；
[0098]
s2、将木粉与混合料混合，并送入双螺杆挤出机中，设定三个加热区的温度分别保持在190℃、210℃和220℃，挤出后得高粘浆料；
[0099]
s3、将高粘浆料置于模具中，通过热压机冷压成型，再在80℃℃下加热聚合2h；
[0100]
s4、注入冷水降温至20
±
2℃，并脱模，即得亚克力板。
[0101]
以实施例1-3为基础，在仅未添加改性木粉的情况下，设置以下参照例；
[0102]
参照例4：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯100份、抗静电添加剂10份、氢氧化镁7份、偶氮二异丁氰13份、无机纳米材料20份、聚三氟丙基甲基硅氧烷7份、蛭石助剂11份。
[0103]
参照例5：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯110份、抗静电添加剂12.5份、氢氧化镁8.5份、偶氮二异丁氰14份、无机纳米材料24份、聚三氟丙基甲基硅氧烷8份、蛭石助剂12份。
[0104]
参照例6：一种多功能防静电亚克力板，每块亚克力板均包括有以下质量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯120份、抗静电添加剂15份、氢氧化镁10份、偶氮二异丁氰15份、无机纳米材料26份、聚三氟丙基甲基硅氧烷9份、蛭石助剂13份。
[0105]
上述参照例4-6中制备多功能防静电亚克力板的制备过程如下：
[0106]
s1、将聚甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁氰混合在一起并搅匀，加入到混合机中，在150rpm转速下加热至沸腾后停止加热，静置20分钟后降至室温，形成预聚料；
[0107]
s2、将抗静电添加剂、氢氧化镁、无机纳米材料、聚三氟丙基甲基硅氧烷和蛭石助剂投入到混合机中，以750rpm的转速继续搅拌至混匀，得混合料；
[0108]
s2、将混合料送入双螺杆挤出机中，设定三个加热区的温度分别保持在190℃、210℃和220℃，挤出后得高粘浆料；
[0109]
s3、将高粘浆料置于模具中，通过热压机冷压成型，再在80℃℃下加热聚合2h；
[0110]
s4、注入冷水降温至20
±
2℃，并脱模，即得亚克力板。
[0111]
试验对象：实施例1-3、对比例7-9和参照例4-6中所制备得到的亚克力板以及市售普通亚克力板；
[0112]
试验方法：在相同的实验条件下，依据国家标准gb/t7134-2008冲击强度(25℃)以及洛氏硬度进行测试；
[0113]
试验结果：
[0114]
[0115][0116]
由上表试验结果可知：
[0117]
①
对于亚克力板的抗冲击性能而言，在每个试验组中，实施例中的冲击强度可达45kj/m2左右，与市售普通亚克力板的冲击强度相比得到了显著的提升，而对比例的冲击强度与参照例的冲击强度相差不大，且与市售普通亚克力板的冲击强度无明显变化；
[0118]
②
对于亚克力板的硬度性能而言，在每个试验组中，实施例中的洛氏硬度可达105kj/m2以上，与市售普通亚克力板的冲击强度相比得到了显著的提升，而对比例的冲击强度与参照例的冲击强度相差不大，且与市售普通亚克力板的冲击强度无明显变化；
[0119]
由此可见，本发明中中的亚克力板具有更为显著的抗冲击性能和硬度。
[0120]
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。