一種抗菌阻燃防輻射有機玻璃及其製備方法與流程
2023-05-10 22:54:21
本發明屬於有機玻璃技術領域，具體涉及一種抗菌阻燃防輻射有機玻璃及其製備方法。
背景技術：
隨著科技的迅速發展，各種射線的使用日益廣泛，各種輻射充斥於我們的生活中。輻射對人體造成了一定的傷害，嚴重影響了人們的身體健康。而輻射是可以對其進行防護的，以降低對我們身體及生活的影響。防輻射主要是通過吸收或消散部分輻射能從而達到降低輻射的影響。玻璃用途廣泛，具有防輻射功能的玻璃尤其是有機玻璃在生活中具有極其重要的位置。目前市面上的防輻射有機玻璃主要是在生產過程中添加鉛作為填料以吸收和消散輻射能，但是隨著科學技術的進步和人們環保意識的增強，鉛對人類健康的影響和環境的破壞，越來越引起各方面的關注。不含鉛的防輻射玻璃，尤其是不含鉛的防輻射有機玻璃就具有相當的優越性。
技術實現要素：
本發明提供了一種抗菌阻燃防輻射有機玻璃及其製備方法，解決了上述背景技術中的問題，本發明所述的抗菌阻燃防輻射有機玻璃的抗菌性能和阻燃性能優，可以達到防輻射和防靜電的目的，並且避免了鉛帶來的危害。
為了解決現有技術存在的問題，採用如下技術方案：
一種抗菌阻燃防輻射有機玻璃，包括如下重量份的原料：有機矽樹脂25～40份、聚甲基丙烯酸甲酯15～28份、聚苯乙烯12～16份、廢舊有機玻璃8～20份、檸檬酸三甲酯13～19份、硬脂酸鈣5～10份、過氧化二異丙苯1～2份、稀土鹽4～7份、十二烷基磺酸鈉2～3份、阻燃劑4～8份、抗菌劑2～4份、矽油1～2份、引發劑1～3份、抗靜電劑1.5～2.5份。
優選的，所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃，包括如下重量份的原料：有機矽樹脂32～37份、聚甲基丙烯酸甲酯18～24份、聚苯乙烯13～15份、廢舊有機玻璃13～17份、檸檬酸三甲酯15～17份、硬脂酸鈣6～9.3份、過氧化二異丙苯1～2份、稀土鹽5～6份、十二烷基磺酸鈉2～3份、阻燃劑5～7份、抗菌劑2.3～3.7份、矽油1～2份、引發劑1.4～2.6份、抗靜電劑1.8～2.2份。
優選的，所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃，包括如下重量份的原料：有機矽樹脂35份、聚甲基丙烯酸甲酯20份、聚苯乙烯14份、廢舊有機玻璃16份、檸檬酸三甲酯15.7份、硬脂酸鈣8份、過氧化二異丙苯1.5份、稀土鹽5.3份、十二烷基磺酸鈉2.2份、阻燃劑6份、抗菌劑3.1份、矽油1.5份、引發劑2份、抗靜電劑1.9份。
優選的，所述阻燃劑包括以下重量份的組分：三氧化二銻6～10份、粒徑為620～80nm的納米蛭石粉7～10份、粒徑為600～800nm的納米累託石3～5份、粒徑為200～300μm的納米蒙脫土8～12份、玻璃纖維粉3～7份、四甲氧基苯基卟啉鈷1～2份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯9～15份。
優選的，所述抗菌劑由氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅混合而成，所述氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅的質量比為1：1：1。
優選的，所述稀土鹽為甲基丙烯酸釤或甲基丙烯酸釓。
優選的，所述的抗靜電劑由雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨混合而成，所述雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨的質量比為1：1：1。
一種製備所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取有機矽樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、檸檬酸三甲酯、硬脂酸鈣、過氧化二異丙苯、稀土鹽、十二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、矽油、引發劑、抗靜電劑，備用；
（2）先將廢舊有機玻璃清洗、乾燥、粉碎至顆粒或者粉末狀，置於反應釜中，加入聚甲基丙烯酸甲酯、檸檬酸三甲酯、引發劑，真空攪拌混合均勻，直至有機玻璃粉末完全溶解，得混合物a；
（3）將有機矽樹脂和聚苯乙烯、硬脂酸鈣混合置於密煉機中以80～90℃的溫度密煉15～25分鐘，然後加入過氧化二異丙苯、稀土鹽，高速分散12～23分鐘，得混合物b；
（4）將混合物a和混合物b，置於攪拌機中攪拌均勻，然後依次加入二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、抗靜電劑，攪拌17～25分鐘，加入矽油，超聲處理7～13分鐘，靜置10～20分鐘，得混合漿料；
（5）將混合漿料灌入模具中，採用空氣浴加熱聚合，冷卻、脫模，得到所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃。
本發明與現有技術相比，其具有以下有益效果：
本發明所述的抗菌阻燃防輻射有機玻璃的抗菌性能和阻燃性能優，可以達到防輻射和防靜電的目的，並且避免了鉛帶來的危害，具體如下：
（1）本發明添加了稀土鹽作為原料，稀土鹽中的稀土元素對射線具有良好的吸收效果，稀土鹽和有機矽樹脂、聚苯乙烯、硬脂酸鈣混合，加入有機玻璃的製備過程中，並成為有機玻璃的一部分，使有機玻璃攜帶稀土元素並通過稀土元素的吸收作用達到防輻射的效果，並且避免了避免了鉛帶來的危害；
（2）本發明添加了三氧化二銻、納米蛭石粉、納米累託石、納米蒙脫土、玻璃纖維粉、四甲氧基苯基卟啉鈷、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯作為阻燃劑，有效提高了有機玻璃的阻燃隔熱性能，得到的有機玻璃表面光滑，透光率較高，抗衝擊強度也有明顯提高，阻燃級別達到hb級，改善了傳統有機玻璃板耐熱性差的缺點；
（3）本發明還添加了抗菌劑和抗靜電劑，使得有機玻璃具有良好的抗菌性能和抗靜電性能，感官效果好，具有長久的耐候性能，使用壽命長。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。
實施例1
本實施例涉及一種抗菌阻燃防輻射有機玻璃，包括如下重量份的原料：有機矽樹脂25份、聚甲基丙烯酸甲酯15份、聚苯乙烯12份、廢舊有機玻璃8份、檸檬酸三甲酯13份、硬脂酸鈣5份、過氧化二異丙苯1份、稀土鹽4份、十二烷基磺酸鈉2份、阻燃劑4份、抗菌劑2份、矽油1份、引發劑1份、抗靜電劑1.5份。
其中，所述阻燃劑包括以下重量份的組分：三氧化二銻6份、粒徑為620～80nm的納米蛭石粉7份、粒徑為600～800nm的納米累託石3份、粒徑為200～300μm的納米蒙脫土8份、玻璃纖維粉3份、四甲氧基苯基卟啉鈷1份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯9份。
其中，所述抗菌劑由氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅混合而成，所述氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅的質量比為1：1：1。
其中，所述稀土鹽為甲基丙烯酸釤。
其中，所述的抗靜電劑由雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨混合而成，所述雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨的質量比為1：1：1。
一種製備所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取有機矽樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、檸檬酸三甲酯、硬脂酸鈣、過氧化二異丙苯、稀土鹽、十二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、矽油、引發劑、抗靜電劑，備用；
（2）先將廢舊有機玻璃清洗、乾燥、粉碎至顆粒或者粉末狀，置於反應釜中，加入聚甲基丙烯酸甲酯、檸檬酸三甲酯、引發劑，真空攪拌混合均勻，直至有機玻璃粉末完全溶解，得混合物a；
（3）將有機矽樹脂和聚苯乙烯、硬脂酸鈣混合置於密煉機中以80℃的溫度密煉15分鐘，然後加入過氧化二異丙苯、稀土鹽，高速分散12分鐘，得混合物b；
（4）將混合物a和混合物b，置於攪拌機中攪拌均勻，然後依次加入二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、抗靜電劑，攪拌17分鐘，加入矽油，超聲處理7分鐘，靜置10分鐘，得混合漿料；
（5）將混合漿料灌入模具中，採用空氣浴加熱聚合，冷卻、脫模，得到所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃。
實施例2
本實施例涉及一種抗菌阻燃防輻射有機玻璃，包括如下重量份的原料：有機矽樹脂40份、聚甲基丙烯酸甲酯28份、聚苯乙烯16份、廢舊有機玻璃20份、檸檬酸三甲酯19份、硬脂酸鈣10份、過氧化二異丙苯2份、稀土鹽7份、十二烷基磺酸鈉3份、阻燃劑8份、抗菌劑4份、矽油2份、引發劑3份、抗靜電劑2.5份。
其中，所述阻燃劑包括以下重量份的組分：三氧化二銻10份、粒徑為620～80nm的納米蛭石粉10份、粒徑為600～800nm的納米累託石5份、粒徑為200～300μm的納米蒙脫土12份、玻璃纖維粉7份、四甲氧基苯基卟啉鈷2份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯15份。
其中，所述抗菌劑由氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅混合而成，所述氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅的質量比為1：1：1。
其中，所述稀土鹽為甲基丙烯酸釓。
其中，所述的抗靜電劑由雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨混合而成，所述雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨的質量比為1：1：1。
一種製備所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取有機矽樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、檸檬酸三甲酯、硬脂酸鈣、過氧化二異丙苯、稀土鹽、十二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、矽油、引發劑、抗靜電劑，備用；
（2）先將廢舊有機玻璃清洗、乾燥、粉碎至顆粒或者粉末狀，置於反應釜中，加入聚甲基丙烯酸甲酯、檸檬酸三甲酯、引發劑，真空攪拌混合均勻，直至有機玻璃粉末完全溶解，得混合物a；
（3）將有機矽樹脂和聚苯乙烯、硬脂酸鈣混合置於密煉機中以90℃的溫度密煉25分鐘，然後加入過氧化二異丙苯、稀土鹽，高速分散23分鐘，得混合物b；
（4）將混合物a和混合物b，置於攪拌機中攪拌均勻，然後依次加入二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、抗靜電劑，攪拌25分鐘，加入矽油，超聲處理13分鐘，靜置20分鐘，得混合漿料；
（5）將混合漿料灌入模具中，採用空氣浴加熱聚合，冷卻、脫模，得到所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃。
實施例3
本實施例涉及一種抗菌阻燃防輻射有機玻璃，包括如下重量份的原料：有機矽樹脂32份、聚甲基丙烯酸甲酯18份、聚苯乙烯13份、廢舊有機玻璃13份、檸檬酸三甲酯15份、硬脂酸鈣6份、過氧化二異丙苯1份、稀土鹽5份、十二烷基磺酸鈉2份、阻燃劑5份、抗菌劑2.3份、矽油1份、引發劑1.4份、抗靜電劑1.8份。
其中，所述阻燃劑包括以下重量份的組分：三氧化二銻6份、粒徑為620～80nm的納米蛭石粉8份、粒徑為600～800nm的納米累託石4.5份、粒徑為200～300μm的納米蒙脫土11份、玻璃纖維粉6份、四甲氧基苯基卟啉鈷1.2份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份。
其中，所述抗菌劑由氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅混合而成，所述氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅的質量比為1：1：1。
其中，所述稀土鹽為甲基丙烯酸釤。
其中，所述的抗靜電劑由雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨混合而成，所述雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨的質量比為1：1：1。
一種製備所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取有機矽樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、檸檬酸三甲酯、硬脂酸鈣、過氧化二異丙苯、稀土鹽、十二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、矽油、引發劑、抗靜電劑，備用；
（2）先將廢舊有機玻璃清洗、乾燥、粉碎至顆粒或者粉末狀，置於反應釜中，加入聚甲基丙烯酸甲酯、檸檬酸三甲酯、引發劑，真空攪拌混合均勻，直至有機玻璃粉末完全溶解，得混合物a；
（3）將有機矽樹脂和聚苯乙烯、硬脂酸鈣混合置於密煉機中以88℃的溫度密煉18分鐘，然後加入過氧化二異丙苯、稀土鹽，高速分散15分鐘，得混合物b；
（4）將混合物a和混合物b，置於攪拌機中攪拌均勻，然後依次加入二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、抗靜電劑，攪拌18分鐘，加入矽油，超聲處理9分鐘，靜置12分鐘，得混合漿料；
（5）將混合漿料灌入模具中，採用空氣浴加熱聚合，冷卻、脫模，得到所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃。
實施例4
本實施例涉及一種抗菌阻燃防輻射有機玻璃，包括如下重量份的原料：有機矽樹脂37份、聚甲基丙烯酸甲酯24份、聚苯乙烯15份、廢舊有機玻璃17份、檸檬酸三甲酯17份、硬脂酸鈣9.3份、過氧化二異丙苯2份、稀土鹽6份、十二烷基磺酸鈉3份、阻燃劑7份、抗菌劑3.7份、矽油2份、引發劑2.6份、抗靜電劑2.2份。
其中，所述阻燃劑包括以下重量份的組分：三氧化二銻9份、粒徑為620～80nm的納米蛭石粉8份、粒徑為600～800nm的納米累託石3.5份、粒徑為200～300μm的納米蒙脫土10份、玻璃纖維粉4份、四甲氧基苯基卟啉鈷1.3份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯12份。
其中，所述抗菌劑由氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅混合而成，所述氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅的質量比為1：1：1。
其中，所述稀土鹽為甲基丙烯酸釤。
其中，所述的抗靜電劑由雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨混合而成，所述雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨的質量比為1：1：1。
一種製備所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取有機矽樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、檸檬酸三甲酯、硬脂酸鈣、過氧化二異丙苯、稀土鹽、十二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、矽油、引發劑、抗靜電劑，備用；
（2）先將廢舊有機玻璃清洗、乾燥、粉碎至顆粒或者粉末狀，置於反應釜中，加入聚甲基丙烯酸甲酯、檸檬酸三甲酯、引發劑，真空攪拌混合均勻，直至有機玻璃粉末完全溶解，得混合物a；
（3）將有機矽樹脂和聚苯乙烯、硬脂酸鈣混合置於密煉機中以84℃的溫度密煉23分鐘，然後加入過氧化二異丙苯、稀土鹽，高速分散17分鐘，得混合物b；
（4）將混合物a和混合物b，置於攪拌機中攪拌均勻，然後依次加入二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、抗靜電劑，攪拌22分鐘，加入矽油，超聲處理8分鐘，靜置17分鐘，得混合漿料；
（5）將混合漿料灌入模具中，採用空氣浴加熱聚合，冷卻、脫模，得到所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃。
實施例5
本實施例涉及一種抗菌阻燃防輻射有機玻璃，包括如下重量份的原料：有機矽樹脂35份、聚甲基丙烯酸甲酯20份、聚苯乙烯14份、廢舊有機玻璃16份、檸檬酸三甲酯15.7份、硬脂酸鈣8份、過氧化二異丙苯1.5份、稀土鹽5.3份、十二烷基磺酸鈉2.2份、阻燃劑6份、抗菌劑3.1份、矽油1.5份、引發劑2份、抗靜電劑1.9份。
其中，所述阻燃劑包括以下重量份的組分：三氧化二銻7份、粒徑為620～80nm的納米蛭石粉8份、粒徑為600～800nm的納米累託石4份、粒徑為200～300μm的納米蒙脫土10份、玻璃纖維粉5份、四甲氧基苯基卟啉鈷1.5份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯12份。
其中，所述抗菌劑由氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅混合而成，所述氧化銅、矽酸鋅、氧化鋅的質量比為1：1：1。
其中，所述稀土鹽為甲基丙烯酸釓。
其中，所述的抗靜電劑由雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨混合而成，所述雙十八烷基甲基叔胺、十八烷基甲基二羥乙基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨的質量比為1：1：1。
一種製備所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取有機矽樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、檸檬酸三甲酯、硬脂酸鈣、過氧化二異丙苯、稀土鹽、十二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、矽油、引發劑、抗靜電劑，備用；
（2）先將廢舊有機玻璃清洗、乾燥、粉碎至顆粒或者粉末狀，置於反應釜中，加入聚甲基丙烯酸甲酯、檸檬酸三甲酯、引發劑，真空攪拌混合均勻，直至有機玻璃粉末完全溶解，得混合物a；
（3）將有機矽樹脂和聚苯乙烯、硬脂酸鈣混合置於密煉機中以85℃的溫度密煉20分鐘，然後加入過氧化二異丙苯、稀土鹽，高速分散18分鐘，得混合物b；
（4）將混合物a和混合物b，置於攪拌機中攪拌均勻，然後依次加入二烷基磺酸鈉、阻燃劑、抗菌劑、抗靜電劑，攪拌21分鐘，加入矽油，超聲處理10分鐘，靜置15分鐘，得混合漿料；
（5）將混合漿料灌入模具中，採用空氣浴加熱聚合，冷卻、脫模，得到所述抗菌阻燃防輻射有機玻璃。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。