一种室温聚合条件下浇铸PMMA板的方法与喷淋聚合装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种室温聚合条件下浇铸PMMA板的方法与喷淋聚合装置，包括预聚灌模法和单体灌模法浇铸PMMA板的方法，预聚灌模法包括：单体预聚、混合脱气、灌浆、排气、扣尺、喷淋聚合、高温处理、冷却、离型工序；单体灌模法包括：单体灌模、排气、扣尺、空气浴预聚、扣尺、喷淋聚合、高温处理、冷却、离型工序。该工序实现浇铸PMMA板的生产，可在传统浇铸PMMA板生产设备与工艺上进行局部调整和改造，技术难度不大，可操作性强。喷淋聚合装置包括喷淋箱体、载物台、载物台上放置灌有PMMA预聚料的模具，载物台中设置有若干个搅拌器，喷淋箱体内侧壁设有喷淋系统，喷淋系统与循环系统相连。该装置能耗低、生产周期短、凝胶效应小，适于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种室温聚合条件下浇铸PMMA板的方法与喷淋聚合装置
本专利技术涉及浇铸PMMA板的生产设备与工艺，特别涉及室温聚合条件下浇铸PMMA板的生产设备与工艺。
技术介绍
最早,法国Alutor公司和Peterlite公司采用间歇浇铸法生产牌号为Altuglas和Peterglas的PMMA板,日本三菱人造丝公司(MRC)采用封闭浇铸法生产PMMA板,德国Resartlhm公司浇铸牌号为ResartglasTPMMA,美国Sierracin公司、Swedlow公司、Goodyear公司和Douglas公司采用模型浇铸法生产航空透明PMMA,英国ICI公司生产了牌号为perspex浇铸PMMA,我国台湾奇美实业股份有限公司率先引入PMMA板生产技术,于1959年开始生产Acrypoly丙烯酸浇铸板材,我国其它地区从20世纪50年代先后引入国外浇铸板材生产技术。其中，美国、日本、德国等发达国家生产PMMA浇铸板材的生产工艺大体如下：先在氮气保护下预聚，再灌入模具中80℃左右5h，升温至120℃再聚合1h，自然冷却脱模。而我国生产有PMMA浇铸板材的生产工艺普遍为：①以MMA、BPO为原料在90～95℃下预聚；②灌模后放入水浴中，缓慢升温至60℃进行低温后聚合；③烘箱中110℃高温后处理1h。不管是发达国家还是我们国家，后聚合工艺条件虽然在不影响产品性能的原则下生产速率达到最快，但是60℃或80℃仍属于较高温度，需要消耗大量的能量，不符合现代社会的绿色、节能环保的理念，而且生产周期长，反应放热量依然很大且集中，易发生凝胶效应，开发一条低能耗、生产周期短、凝胶效应小的浇铸PMMA板生产工艺及设备成为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在开发一条能耗低、生产周期短、凝胶效应小的浇铸PMMA板生产设备与工艺。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的。根据本专利技术的一种实施方式，本专利技术的一种室温聚合条件下采用预聚灌模法浇铸PMMA板的方法，包括下述步骤：1)单体预聚：将精制丙烯酸酯类单体与偶氮类引发剂按照质量比100:(0.01～0.1)进行预聚，得到粘度呈甘油状的PMMA预聚浆料；2)混合脱气：将所得的PMMA预聚浆料与有机过氧类引发剂、交联剂、硬脂酸按照质量比100：(0.05～0.15)：(0～3)：(0～2)混合均匀，经过滤后真空脱泡得到灌浆浆料；3)灌浆：将所得灌浆浆料与有机叔胺类化合物的甲基丙烯酸甲酯溶液按质量比100：(0.1～0.3)混合后，灌入钢化玻璃模具中；4)排气：将灌好浆料的模具缓缓平置，使浆料润湿下模板，然后缓缓翘起灌模边的对边，呈45°～60°，最后缓缓平置，压台压实排气，使浆料充满模具四周；5)扣尺：将压实、排气的模具中间厚度用尺条校正，上紧夹具，送入喷淋聚合装置中；6)喷淋聚合：设定聚合温度，启动循环喷淋系统，进行喷淋聚合反应，达到聚合程度后将上紧夹具的模具吊出，风干；7)高温处理：将风干好的模具在110℃-130℃烘房中进行处理；8)冷却：将高温处理好的模具送入风房自然冷却；9)离型：将冷却的模具通过离型装置实现模具脱模，即可得到PMMA板。进一步地，所述步骤1)中，预聚温度为75℃～85℃，预聚时间为30min～60min。进一步地，所述精制丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种的混合物。所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种的混合物。所述有机过氧类引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰中的一种或两种混合物。所述交联剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、油酸中的一种或几种的混合物。所述有机叔胺类化合物为N，N-二甲基苯胺、N，N-二羟乙基对甲苯胺、N，N-二羟丙基对甲苯胺中一种或几种的混合物。进一步地，所述有机叔胺类化合物的甲基丙烯酸甲酯溶液浓度为50％～70％。进一步地，所述步骤6)中，喷淋传热介质温度为20℃-28℃，喷淋时间为2-3h。根据本专利技术的另一种实施方式，本专利技术的在室温聚合条件下采用单体灌模法浇铸PMMA板的方法，包括下述步骤：1)单体灌模：首先，在搅拌的作用下，将精制丙烯酸酯类单体与有机过氧类引发剂、有机叔胺类化合物、交联剂、硬脂酸按照质量比为100：(0.05～0.15)：(0.05～0.15)：(0-3)：(0～2)进行混合，溶解得到丙烯酸酯类单体的均相溶液；然后将丙烯酸酯类单体的均相溶液灌入模具中；2)排气：将灌好丙烯酸酯类单体的均相溶液的模具通过压台压实排气，使丙烯酸酯类单体的均相溶液充满模具四周；3)扣尺：将压实、排气的模具中间厚度用尺条校正，上紧夹具，送入空气浴预聚设备中；4)空气浴预聚：设定聚合温度，进行空气浴预聚，使模具内的丙烯酸酯类单体的均相溶液变成甘油状的浆料；5)扣尺：将步骤4)的模具中间厚度进一步用尺条校正，上紧夹具；6)喷淋聚合：将上紧夹具的模具放入喷淋聚合装置中，设定聚合温度，启动循环喷淋系统，进行喷淋聚合反应，达到聚合程度后将上紧夹具的模具的模具车吊出，风干；7)高温处理：将风干好的模具在110℃-130℃烘房中进行处理；8)冷却：将高温处理好的模具送入风房自然冷却；9)离型：将冷却的模具通过离型装置实现模具脱模，即可得到PMMA板。进一步地，所述步骤1)中，空气浴预聚温度为40℃～50℃，聚合时间为60min～90min，空气浴预聚温度由空气内循环控制。进一步地，所述步骤6)中，喷淋传热介质温度为20℃-28℃，喷淋时间为2-3h。进一步地，所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种的混合物；所述有机过氧类引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰中的一种或两种混合物；所述有机叔胺类化合物为N，N-二甲基苯胺、N，N-二羟乙基对甲苯胺、N，N-二羟丙基对甲苯胺中一种或几种的混合物；所述交联剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、油酸中的一种或几种的混合物。本专利技术在室温聚合条件下采用两种方法浇铸PMMA板所采用的喷淋聚合装置，包括喷淋箱体，及设置在喷淋箱体内网格状的载物台，载物台上放置灌有PMMA预聚料的模具；载物台中设置有若干个搅拌器，沿所述喷淋箱体内侧壁设有自传热介质入口引入的喷淋系统；喷淋箱体底部分别设有温度检测器、液位检测器和传热介质出口，传热介质出口通过管线连通循环系统至传热介质入口；所述载物台包括方形框架，以及在方形框架下方连接的呈矩阵分布的圆形柱子，搅拌器分布在以圆形柱子组成的网格中间；所述喷淋系统包括由90°弯管接头连接若干平行分布的水管沿喷淋箱体内侧壁分布的循环水管，循环水管上均布有雾化喷头；所述循环系统包括与传热介质出口相连的1#循环线、制冷/加热系统和2#循环线，2#循环线连通至喷淋箱体的传热介质入口。相对于现有技术，能耗高、生产周期长、凝胶效应大，本专利技术室温聚合条件下，实现浇铸PMMA板的生产，可在传统浇铸PMMA板生产设备与工艺上进行局部调整和改造，技术难度不大，可操作性强。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：图1是本专利技术的喷淋装置结构示意图。图2是喷淋系统喷淋管分布示意图。图中：1、传热介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室温聚合条件下浇铸PMMA板的方法，其特征在于，采用预聚灌模法浇铸PMMA板包括下述步骤：1)单体预聚：将精制丙烯酸酯类单体与偶氮类引发剂按照质量比100:(0.01～0.1)进行预聚，得到粘度呈甘油状的PMMA预聚浆料；2)混合脱气：将所得的PMMA预聚浆料与有机过氧类引发剂、交联剂、硬脂酸按照质量比100：(0.05～0.15)：(0～3)：(0～2)混合均匀，经过滤后真空脱泡得到灌浆浆料；3)灌浆：将所得灌浆浆料与有机叔胺类化合物的甲基丙烯酸甲酯溶液按质量比100：(0.1～0.3)混合后，灌入钢化玻璃模具中；4)排气：将灌好浆料的模具缓缓平置，使浆料润湿下模板，然后缓缓翘起灌模边的对边，呈45°～60°，最后缓缓平置，压台压实排气，使浆料充满模具四周；5)扣尺：将压实、排气的模具中间厚度用尺条校正，上紧夹具，送入喷淋聚合装置中；6)喷淋聚合：设定聚合温度，启动循环喷淋系统，进行喷淋聚合反应，达到聚合程度后将上紧夹具的模具吊出，风干；7)高温处理：将风干好的模具在110℃‑130℃烘房中进行处理；8)冷却：将高温处理好的模具送入风房自然冷却；9)离型：将冷却的模具通过离型装置实现模具脱模，即可得到PMMA板。...

【技术特征摘要】
1.一种室温聚合条件下浇铸PMMA板的方法，其特征在于，采用预聚灌模法浇铸PMMA板包括下述步骤：1)单体预聚：将精制丙烯酸酯类单体与偶氮类引发剂按照质量比100:(0.01～0.1)进行预聚，得到粘度呈甘油状的PMMA预聚浆料；2)混合脱气：将所得的PMMA预聚浆料与有机过氧类引发剂、交联剂、硬脂酸按照质量比100：(0.05～0.15)：(0～3)：(0～2)混合均匀，经过滤后真空脱泡得到灌浆浆料；3)灌浆：将所得灌浆浆料与有机叔胺类化合物的甲基丙烯酸甲酯溶液按质量比100：(0.1～0.3)混合后，灌入钢化玻璃模具中；4)排气：将灌好浆料的模具缓缓平置，使浆料润湿下模板，然后缓缓翘起灌模边的对边，呈45°～60°，最后缓缓平置，压台压实排气，使浆料充满模具四周；5)扣尺：将压实、排气的模具中间厚度用尺条校正，上紧夹具，送入喷淋聚合装置中；6)喷淋聚合：设定聚合温度，启动循环喷淋系统，进行喷淋聚合反应，达到聚合程度后将上紧夹具的模具吊出，风干；其中，喷淋传热介质温度为20℃-28℃，喷淋时间为2-3h；7)高温处理：将风干好的模具在110℃-130℃烘房中进行处理；8)冷却：将高温处理好的模具送入风房自然冷却；9)离型：将冷却的模具通过离型装置实现模具脱模，即可得到PMMA板。2.根据权利要求1所述的室温聚合条件下浇铸PMMA板的方法，其特征在于，所述步骤1)中，预聚温度为75℃～85℃，预聚时间为30min～60min。3.根据权利要求1所述的室温聚合条件下浇铸PMMA板的方法，其特征在于，所述精制丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、或者甲基丙烯酸甲酯与选自甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种的混合物；所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种的混合物；所述有机过氧类引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰中的一种或两种混合物；所述交联剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、油酸中的一种或几种的混合物；所述有机叔胺类化合物为N，N-二甲基苯胺、N，N-二羟乙基对甲苯胺、N，N-二羟丙基对甲苯胺中一种或几种的混合物。4.根据权利要求1所述的室温聚合条件下浇铸PMMA板的方法，其特征在于，所述有机叔胺类化合物的甲基丙烯酸甲酯溶液浓度为50％～70％。5.一种室温聚合条件下浇铸PMMA板的方法，其特征在于，采用单体灌模法浇铸PMMA板包括下述步骤：1)单体灌模：首先，在搅拌的作用下，将精制丙烯酸酯类单体与有机过氧类引发剂、有机叔胺类化合物、交联剂、硬脂酸按照质量比为100：(0.05～0.15)：(0.05～0.15)：(0-3)：(0～2)进行混合，溶解得到丙烯酸酯类单体的均相溶液；然后将丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁新强，艾桃桃，蒋鹏，苗颖，惠甜，关伟伟，张杰，李文虎，张伟，
申请(专利权)人：陕西理工学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61