一种高透光率交联聚苯乙烯的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料领域，具体设及一种高透光率交联聚苯己締的制备方法。
【背景技术】
[0002] 交联聚苯己締是一种无毒、无味、无色透明的热固性塑料，密度低、空间稳定性好、 易加工，绝缘强度高，抗福射老化能力强，透光率高达90%，因此可广泛应用在光学透镜、高 压设备等领域，起到光学透过、电气绝缘及结构支撑等作用。
[0003] 目前国内大尺寸交联聚苯己締材料的制备主要有两种方法，一种是本专利发明人 提出的程序控温本体聚合的方法，该方法先由苯己締与引发剂高温预聚合，然后加入交联 剂和引发剂，通过程序控温延长聚合时间的方法，安全制备交联聚苯己締材料。另一种是专 利CN102633928中提出的是利用高能射线引发本体聚合的方法，该方法是利用伽马射线或 者高能电子对苯己締与二己締基苯混合物或两者预聚合产物进行福照，然后热处理得到交 联聚苯己締材料。
[0004] 虽然两种制备工艺技术较为成熟，但聚合过程仍然存在W下缺陷；一是在两种工 艺的交联聚合阶段，反应体系的体积收缩不可避免，并且收缩点分布不均，该会导致材料的 致密度不高，网络结构的分布不均匀，甚至会产生气泡、裂纹等缺陷；二是两种工艺中用到 了高温引发剂，其分解产物会存留在材料体系内部，致使产品材料的纯度有限。该两个方面 是影响交联聚苯己締材料致密性及其光学特性的最主要因素。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种高透光率交联聚苯己締的制备方法。
[0006] 本发明解决其技术问题采用W下的技术方案：
[0007] 一种高透光率交联聚苯己締的制备方法，包括W下步骤：
[000引 1)利用苯己締的预聚合或者聚苯己締粉末溶解于苯己締的方法得到聚苯己締溶 液，然后将聚苯己締溶液与二己締基苯混合均匀得到第一层混合溶液；
[0009] 2)在底面平整的敞口模具中倒入步骤1)所得的第一层混合溶液，然后把模具置 于液氮或己醇冷冻液中，冷冻至第一层混合溶液成为第一层透明凝固体；
[0010] 3)利用高能电子对步骤2)中所得的第一层透明凝固体进行福照交联处理；
[0011] 4)按照步骤1)的方法得到第二层混合溶液；
[0012] 5)将步骤4)的第二层混合溶液倒入至步骤3)中装有经过福照交联处理的第一层 透明凝固体的模具中，冷冻至第二层混合溶液成为第二层透明凝固体，然后再进行高能电 子福照交联处理；
[0013] 6)重复步骤4)和5) -次或多次，直至形成的多层透明凝固体的厚度达到尺寸要 求，取出模具，经过后期高温处理，得到交联聚苯己締产品。
[0014] 上述方案中，步骤1)中所配置的聚苯己締溶液粘度在500~3000mPa之间，聚 苯己締溶液与二己締基苯的质量比在1000:1~1000:50之间。
[0015] 上述方案中，维持冷冻液温度为-35°c~-70°c。
[0016] 上述方案中，冷冻时间在1~5小时之间。
[0017] 上述方案中，每一层混合溶液的厚度均在0. 1mm到3. 3mm之间。
[0018] 上述方案中，高能电子束能量为lOMeV。
[0019] 上述方案中，每一层透明凝固体的福照剂量在化Gy到5KGy之间，福照剂量率在 50 ~500Gy/min 之间。
[0020] 本发明的原理为；本发明利用"逐层冷冻"技术，将聚苯己締与二己締基苯的混合 溶液逐层冷冻，控制冷冻温度及冷冻时间在设计参数内，得到体积收缩的透明凝固体。组成 该透明凝固体的苯己締、聚苯己締及二己締基苯等均匀分散在体系内部，然后再利用"逐层 福照"技术，在高能电子的轰击下，苯己締、聚苯己締及二己締基苯等发生聚合反应。控制福 照剂量及时间在设计参数内，得到聚合程度相近的聚合产物。当第二层混合溶液在第一层 的表面覆盖时，由于温差的作用，第一层凝固体的表面液化，并与第二层混合溶液具有一定 程度地混合，然后再通过第二次的冷冻处理，经过福照后的第一层透明凝固体与第二次混 合溶液凝固在一起。由于高能电子在该混合溶液中的穿透能力有限，因此每一层混合溶液 的厚度不超过3. 3mm，W此保证高能电子能够穿过最上面一层的透明凝固体，使两层凝固体 之间发生交联聚合反应。重复多次的"逐层冷冻"及"逐层福照"过程，最终得一块完整的 交联聚苯己締块体材料。
[0021] 本发明的有益效果为；本发明采用的"逐层冷冻"及"逐层福照"技术有效地解决了 现有制备工艺中存在的体积收缩问题，提高了材料的品质，降低了材料制备的次品率。一方 面，混合溶液经"逐层冷冻"后体积发生了一定程度的收缩，该过程代替了交联聚合时的体 积收缩。因此在经过高能电子"逐层福照"后，反应体系直接聚合得到具有交联网络结构的 聚苯己締，避免了由于应力收缩可能导致的气泡、裂纹等缺陷的产生；另一方面，混合溶液 经过低温冷冻后形成透明凝固体，在高能电子福照下，交联聚合反应在体系内部均匀进行， 有利于提高材料的致密性。由于未加入引发剂等添加剂，产品材料更加纯净、透明。由此该 产品表现出了优异的光学特性与介电性能。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明实施例2制备得到的产品B的介电性能图。
[0023] 图2是本发明实施例2制备得到的产品B的样品图。
【具体实施方式】
[0024] W下结合附图和实施例进一步对本发明进行说明，但本发明的内容不仅仅局限于 下面的实施例。
[0025] 本发明提供了一种高透光率交联聚苯己締的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0026] 1.聚苯己締混合溶液的配制；利用苯己締溶解聚苯己締粉末得到粘度为500~ 3000mPa，s的聚苯己締溶液，然后按照1000:1~1000:50的质量比将聚苯己締溶液与二己 締基苯混合均匀，得到第一层混合溶液；
[0027] 2."逐层冷冻"与"逐层福照"；将第一层混合溶液倒入敞口平底模具中，厚度 为0. 1mm~3. 3mm，然后把模具置于液氮或己醇冷冻液中，冷冻液液面低于模具边缘，放置 一段时间至第一层混合溶液成为第一层透明凝固体。调节高能电子福射剂量率在50Gy/ min~500Gy/min之间，对该第一层凝固体进行化Gy~5KGy的高能电子福照。然后再倒入 0. 1mm~3. 3mm的第二层混合溶液，冷冻成第二层透明凝固体，继续接受化Gy~5KGy的高 能电子福照，重复多次"逐层冷冻"及"逐层福照"过程，直至形成的多层透明凝固体的厚度 达到尺寸要求；
[002引 3.取出模具，自然升至室温，然后将模具放入10(TC烘箱中高温处理2小时，自然 降至室温，打开模具得到成型的交联聚苯己締材料。
[0029] 实施例1
[0030] 1)通过苯己締溶解的方法得到聚苯己締溶液，粘度为2000mPa ? S的聚苯己締粉 末，然后配置质量比为1000:50的聚苯己締溶液与二己