本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料及其制备方法。
背景技术：
pmma（聚甲基丙烯酸甲酯，俗称有机玻璃），具有透光率高、雾度低、维卡软化温度高、拉伸强度大等优点，但是pmma普遍表面硬度低、易刮伤、抗冲击强度低、韧性差、成型流动性能差，使其应用范围受到了限制，因此，需要对pmma进行改性从而拓宽其应用领域，可用于制备led液晶显示器件（电脑、电视、手机、车载系统等）中的导光板、oled有机发光显示的柔性衬底薄膜，是新型显示行业中必不可少的上游关键材料；
mma与刚性单体或强极性单体共聚，可供选择的刚性单体包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸双环戊二稀、甲基丙烯酸金刚烷酯等。可供选择的强极性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、马来酸酐、马来酰亚胺、n-取代马来酰亚胺等，jp19830223824通过95％-5％甲基丙烯酸甲酯与5％-95％(甲基)丙烯酸异冰片酯共聚改善了pmma的耐热性和吸湿性；
聚甲基丙烯酸甲酯是一种以甲基丙烯酸甲酯为主要成分的聚合物，它具有许多优异的性能，诸如透光率高、耐候性好、表面耐刮擦、尺寸稳定性好、电绝缘性良好，因此被广泛应用于汽车、显示器、电子电器、照明、广告牌等领域，对于车灯透镜、塑料光纤、特种照明等应用领域，随着人们对材料抗应力开裂性能要求的不断提高，未经抗应力开裂改性的聚甲基丙烯酸甲酯已难以满足需求，因而对聚甲基丙烯酸甲酯进行抗应力开裂改性成为必要。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的，未经抗应力开裂改性的聚甲基丙烯酸甲酯已难以满足需求等问题，而提出的一种抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料，由以下重量份数的原料制备而成：70-115份的聚甲基丙烯酸甲酯，20-25份的聚氨基甲酸酯橡胶，15-20份的抗应力纤维，0.3-0.5份的引发剂、2-5份的耐磨剂、5-10份的改性剂，0.5-0.8份的偶联剂，1-3份的交联剂，3-5份的增塑剂，3-5份的催化剂，2-5份的反应溶剂；所述抗应力纤维为聚苯二甲酰对苯二胺纤维，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述耐磨剂为二氧化硅，所述改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯，所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂，所述交联剂为氮丙啶交联剂，所述增塑剂为癸二酸二异辛酯；
优选的，所述催化剂为三氟化硼和三氯化铝，按重量份数比三氟化硼:三氯化铝=2:5
优选的，所述反应溶剂为甲苯、丙酮和四氢呋喃的均匀混合液，按质量比为2：3:5
一种抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、制备改性抗应力混合料；首先将抗应力纤维与偶联剂放入超声波震荡器中高速震荡处理10min，保持系统温度30℃，形成初步混合料，然后加入聚甲基丙烯酸甲酯和改性剂高速震荡处理5min，保持系统温度15-25℃，形成中步混合料，最后加入引发剂，高速震荡处理10min，保持系统温度65℃，得到改性抗应力混合料；
s2、搅拌，依次将改性抗应力混合料、聚氨基甲酸酯橡胶、交联剂和催化剂加入反应釜搅拌罐中，控制转速在250rmp，保持系统温度25℃，搅拌30min后，再加入耐磨剂到反应釜搅拌罐中，保持系统温度30℃，反应24h后，加入增塑剂，温度15-25℃，搅拌时间50min，自然冷却至30-40℃时，加入反应溶剂，搅拌时间30min，控制转速在300rmp；
s3、聚合，将反应釜搅拌罐加热升温至100-140℃，反应3n-5h，对混合料进行聚合，制备得到聚合产物；
s4、挤出脱挥，将聚合后的反应产物送入脱挥式挤出机中，在温度180℃-220℃的条件下挤出，得到脱挥后的聚合产物；
s5、干燥，对所得到的脱挥后的聚合产物在100℃-110℃的真空条件下干燥2小时，得到抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料。
优选的，所述催化剂起到加快反应速度的作用。
优选的，抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料广泛用于建筑、广告、交通、医学、工业、照明等领域材料。
本发明提出的，有益效果在于：
1、本发明通过抗应力纤维、引发剂、改性剂、偶联剂和增塑剂对聚甲基丙烯酸甲酯材料进行改性，使改性后的聚甲基丙烯酸甲酯材料在抗应力开裂性与加工性得到提高，对聚甲基丙烯酸甲酯的抗应力开裂性增强作用更好；
2、本发明聚甲基丙烯酸甲酯材料的制备方法简单、可靠，利用率高，适合抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料的工业化生产。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一、
一种抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料，由以下重量份数的原料制备而成：70份的聚甲基丙烯酸甲酯，20份的聚氨基甲酸酯橡胶，15份的聚苯二甲酰对苯二胺纤维，0.3份的引发剂、2份的耐磨剂、5份的改性剂，0.5份的偶联剂，1份的交联剂，3份的增塑剂，3份的催化剂，催化剂为三氟化硼和三氯化铝，按重量份数比三氟化硼:三氯化铝=2:5，2-5份的反应溶剂；反应溶剂为甲苯、丙酮和四氢呋喃的均匀混合液，按质量比为2：3:5，抗应力纤维为聚苯二甲酰对苯二胺纤维，引发剂为过氧化二异丙苯，耐磨剂为二氧化硅，改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯，偶联剂为氨基硅烷偶联剂，交联剂为氮丙啶交联剂，增塑剂为癸二酸二异辛酯；其原材料还包括抗氧化剂、紫外线吸收剂、分散剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高聚甲基丙烯酸甲酯材料的加工性，增加其功能性等作用。
一种抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、制备改性抗应力混合料；首先将聚苯二甲酰对苯二胺纤维与氨基硅烷偶联剂放入超声波震荡器中高速震荡处理10min，保持系统温度30℃，形成初步混合料，然后加入聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯高速震荡处理5min，保持系统温度20℃，形成中步混合料，最后加入过氧化二异丙苯，高速震荡处理10min，保持系统温度65℃，得到改性抗应力混合料；
s2、搅拌，依次将改性抗应力混合料、聚氨基甲酸酯橡胶、氮丙啶交联剂和催化剂加入反应釜搅拌罐中，控制转速在250rmp，保持系统温度25℃，搅拌30min后，再加入二氧化硅到反应釜搅拌罐中，保持系统温度30℃，反应24h后，加入癸二酸二异辛酯，温度20℃，搅拌时间50min，自然冷却至35℃时，加入反应溶剂，搅拌时间30min，控制转速在300rmp；
s3、聚合，将反应釜搅拌罐加热升温至125℃，反应4h，对混合料进行聚合，制备得到聚合产物；为了静置反应放热及提高最终转化率，可以采取分段式控温的方式，在反应初期控制较低的温度，提高其反应可控性，提高转化率；
s4、挤出脱挥，将聚合后的反应产物送入脱挥式挤出机中，在温度180℃的条件下挤出，得到脱挥后的聚合产物；
s5、干燥，对所得到的脱挥后的聚合产物在105℃的真空条件下干燥2小时，得到抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料，最终产品为半透明珠状粒子，粒径为0.8mm-1.2mm。
实施例二、
一种抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料，由以下重量份数的原料制备而成：115份的聚甲基丙烯酸甲酯，25份的聚氨基甲酸酯橡胶，20份的聚苯二甲酰对苯二胺纤维，0.5份的引发剂、5份的耐磨剂、10份的改性剂，0.8份的偶联剂，3份的交联剂，5份的增塑剂，5份的催化剂，催化剂为三氟化硼和三氯化铝，按重量份数比三氟化硼:三氯化铝=2:5，2-5份的反应溶剂；反应溶剂为甲苯、丙酮和四氢呋喃的均匀混合液，按质量比为2：3:5，抗应力纤维为聚苯二甲酰对苯二胺纤维，引发剂为过氧化二异丙苯，耐磨剂为二氧化硅，改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯，偶联剂为氨基硅烷偶联剂，交联剂为氮丙啶交联剂，增塑剂为癸二酸二异辛酯；其原材料还包括抗氧化剂、紫外线吸收剂、分散剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高聚甲基丙烯酸甲酯材料的加工性，增加其功能性等作用。
一种抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、制备改性抗应力混合料；首先将聚苯二甲酰对苯二胺纤维与氨基硅烷偶联剂放入超声波震荡器中高速震荡处理10min，保持系统温度30℃，形成初步混合料，然后加入聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯高速震荡处理5min，保持系统温度20℃，形成中步混合料，最后加入过氧化二异丙苯，高速震荡处理10min，保持系统温度65℃，得到改性抗应力混合料；
s2、搅拌，依次将改性抗应力混合料、聚氨基甲酸酯橡胶、氮丙啶交联剂和催化剂加入反应釜搅拌罐中，控制转速在250rmp，保持系统温度25℃，搅拌30min后，再加入二氧化硅到反应釜搅拌罐中，保持系统温度30℃，反应24h后，加入癸二酸二异辛酯，温度20℃，搅拌时间50min，自然冷却至35℃时，加入反应溶剂，搅拌时间30min，控制转速在300rmp；
s3、聚合，将反应釜搅拌罐加热升温至125℃，反应4h，对混合料进行聚合，制备得到聚合产物；为了静置反应放热及提高最终转化率，可以采取分段式控温的方式，在反应初期控制较低的温度，提高其反应可控性，提高转化率；
s4、挤出脱挥，将聚合后的反应产物送入脱挥式挤出机中，在温度220℃的条件下挤出，得到脱挥后的聚合产物；
s5、干燥，对所得到的脱挥后的聚合产物在105℃的真空条件下干燥2小时，得到抗应力开裂聚甲基丙烯酸甲酯材料，最终产品为半透明珠状粒子，粒径为0.8mm-1.2mm。
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。