專利名稱：一種無鉛防輻射有機玻璃及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有機玻璃及其制備方法，具體涉及一種無鉛防輻射有機玻璃及其制備方法。
背景技術：
隨著科技的迅速發(fā)展，各種射線的使用日益廣泛，各種輻射充斥于我們的生活中。 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(huán)保意識的增強，鉛對人類健康的影響和環(huán)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?shù)膬?yōu)越性。為了克服輻射的影響，公告號為“CN 101319025 B”公告日為2010. 12. 01的專利
公開了一種含鉛防輻射有機玻璃的制備方法，它通過在有機玻璃的生產過程中添加鉛鹽， 以達到防輻射的效果。但是其所含的鉛危害了人類健康并造成了環(huán)境污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種無鉛防輻射有機玻璃，以解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，通過使用本發(fā)明的有機玻璃，可以達到防輻射的目的，并且避免了鉛帶來的危害。本發(fā)明的另一個目的是提供一種無鉛防輻射有機玻璃的制備方法。本發(fā)明的無鉛防輻射有機玻璃，所述無鉛防輻射有機玻璃的原料由甲基丙烯酸甲酯、引發(fā)劑、增塑劑、辛酸、丙二醇和稀土鹽組成，除稀土鹽外其余各組分按重量份數(shù)計分別為
甲基丙烯酸甲酯15-30份
引發(fā)劑0.02-0. 2份
增塑劑0. 1-5份
辛酸15-30份
丙二醇15-30份，
稀土鹽占除稀土鹽外其余各組分重量之和的百分比為 5%-25% 有機玻璃具有良好的性能，透光率、透光范圍以及機械強度都比普通玻璃優(yōu)良，而含鉛的有機玻璃不僅具備這些性質，還能有效的防治輻射，但是鉛的危害影響了含鉛有機玻璃的發(fā)展，上述組分中，稀土鹽中的稀土元素對射線具有良好的吸收效果，稀土鹽通過辛酸和丙二醇進行溶解后，加入有機玻璃的制備過程中，并成為有機玻璃的一部分，使有機玻璃攜帶稀土元素并通過稀土元素的吸收作用達到防輻射的效果。作為優(yōu)選，稀土鹽占除稀土鹽外其余各組分重量之和的百分比為5%_15%。作為優(yōu)選，所述引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化苯甲酰、過氧化碳酸二異丙酯、過氧化二月桂酰、過氧化二乙?；蚴宥』^氧化氫。作為優(yōu)選，所述稀土鹽為甲基丙烯酸釤或甲基丙烯酸釓。作為優(yōu)選，所述增塑劑選自鄰苯二甲酸酯、磷酸酯或脂肪族二元酸酯。制備本發(fā)明的無鉛防輻射有機玻璃的方法，采用本體聚合方式，包括以下步驟
(1)預聚合首先將稀土鹽加入到辛酸和丙二醇的混合液中進行混合，攪拌均勻，得到稀土鹽混合液；然后將稀土鹽混合液、引發(fā)劑和增塑劑加入到甲基丙烯酸甲酯中攪拌均勻形成聚合液，并在7(T80°C的水浴中反應0. 5^1小時，得到預聚體；
(2)聚合成型首先將將步驟1得到的預聚體倒入模具中，然后將裝有預聚體的模具放入45飛0°C烘箱中，并保溫5、個小時，再將烘箱溫度升至9(T10(TC保溫2、小時，最后自然降到室溫，脫模，得到有機玻璃成品。通過上述方法制備的有機玻璃，通過對透光率和屏蔽性能的測試顯示，本產品具有優(yōu)良的防輻射效果，而透光性并沒有受到影響。這種有機玻璃能夠有效的避免目前含鉛有機玻璃中鉛的污染等危害。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。稀土鹽的制備
1、甲基丙烯酸釤(Sm (MAA)3)的制備 (I)Sm(OH)3 的合成
量取48mL濃HCl置于250mL燒杯中，加入IOOmL去離子水稀釋，置于加熱攪拌器上邊攪拌邊加熱至50°C左右，將27gSm203 (贛州安盛無機材料服務中心)緩慢加入燒杯中，攪拌至溶液無色透明，停止加熱，抽濾溶液去除不溶雜質后緩慢加入氨水，逐漸出現(xiàn)大量沉淀，調節(jié)PH值為8。將產物抽濾、洗滌、抽濾，如此反復進行3次，直至氨味消失，將沉淀物于110°C 干燥至恒定質量，即得塊狀Sm(OH)3，取出干燥物，用高速粉碎機粉碎，得到粉末狀Sm(0H)3。(2) Sm(MAA)3 的合成
將25g甲基丙烯酸(MAA)和200mL去離子水置于500mL三口燒瓶中，油浴加熱至80°C， 不斷攪拌下緩慢加入29g粉末狀Sm(OH) 3,繼續(xù)攪拌直至溶液澄清。將反應溶液趁熱過濾， 減壓蒸餾濾液除去水分，然后加入200mL的無水乙醇在60°C下溶解，繼續(xù)蒸餾除去大部分無水乙醇，所得產物靜置冷卻、抽濾、干燥至恒定質量，即得白色粉末狀固體Sm(MAA)3。2、甲基丙烯酸釓(Gd (MAA)3)的制備 (I)Gd(OH)3 的合成
量取48mL濃HCl置于250mL燒杯中，加入IOOmL去離子水稀釋，置于加熱攪拌器上邊攪拌邊加熱至50°C左右，將^gGd2O3 (贛州安盛無機材料服務中心)分批緩慢加入燒杯中， 攪拌至溶液無色透明，停止加熱，抽濾溶液去除不溶雜質后緩慢加入氨水，逐漸出現(xiàn)大量沉淀，調節(jié)PH值為8。將產物抽濾、洗滌、抽濾，如此反復進行3次，直至氨味消失，將沉淀物于110°C干燥至恒定質量，即得塊狀Gd(OH)3，取出干燥物，用高速粉碎機粉碎，得到粉末狀Gd (OH)3O(2) Gd(MAA)3 的合成
將25g甲基丙烯酸(MAA)和200mL去離子水置于500mL三口燒瓶中，油浴加熱至80°C， 不斷攪拌下緩慢加入30g粉末狀Gd (OH) 3,繼續(xù)攪拌直至溶液澄清。將反應溶液趁熱過濾， 減壓蒸餾濾液除去水分，然后加入200mL的無水乙醇在60°C下溶解，繼續(xù)蒸餾除去大部分無水乙醇，所得產物靜置冷卻、抽濾、干燥至恒定質量，即得白色粉末狀固體Gd(MAA)3。實施例1
(1)預聚合首先將甲基丙烯酸釤加入到辛酸和丙二醇的混合液中進行混合，攪拌均勻，得到甲基丙烯酸釤混合液；然后將甲基丙烯酸釤混合液、偶氮二異丁腈和鄰苯二甲酸二丁酯加入到甲基丙烯酸甲酯中攪拌均勻形成聚合液，并在70°c的水浴中反應1小時，得到預聚體；
(2)聚合成型首先將步驟1得到的預聚體倒入模具中，然后將裝有預聚體的模具放入 45°C烘箱中，并保溫8個小時，再將烘箱溫度升至90°C保溫2小時，最后自然降到室溫，脫模，得到有機玻璃成品。各組分的量見表1，制備得到的有機玻璃成品的透光率和屏蔽性的測試結果見表
Io實施例2
(1)預聚合首先將甲基丙烯酸釤加入到辛酸和丙二醇的混合液中進行混合，攪拌均勻，得到甲基丙烯酸釤混合液；然后將甲基丙烯酸釤混合液、偶氮二異庚腈和癸二酸二辛酯加入到甲基丙烯酸甲酯中攪拌均勻形成聚合液，并在80°c的水浴中反應0.5小時，得到預聚體；
(2)聚合成型首先將步驟1得到的預聚體倒入模具中，然后將裝有預聚體的模具放入 60°C烘箱中，并保溫5個小時，再將烘箱溫度升至100°C保溫4小時，最后自然降到室溫，脫模，得到有機玻璃成品。各組分的量見表1，制備得到的有機玻璃成品的透光率和屏蔽性的測試結果見表
Io實施例3
(1)預聚合首先將甲基丙烯酸釤加入到辛酸和丙二醇的混合液中進行混合，攪拌均勻，得到甲基丙烯酸釤混合液；然后將甲基丙烯酸釤混合液、過氧化二乙酰和磷酸三甲苯酯加入到甲基丙烯酸甲酯中攪拌均勻形成聚合液，并在75°C的水浴中反應0.7小時，得到預聚體；
(2)聚合成型首先將步驟1得到的預聚體倒入模具中，然后將裝有預聚體的模具放入 55°C烘箱中，并保溫6個小時，再將烘箱溫度升至95°C保溫3小時，最后自然降到室溫，脫模，得到有機玻璃成品。各組分的量見表1，制備得到的有機玻璃成品的透光率和屏蔽性的測試結果見表
Io實施例4
(1)預聚合首先將甲基丙烯酸釓加入到辛酸和丙二醇的混合液中進行混合，攪拌均勻，得到甲基丙烯酸釓混合液；然后將甲基丙烯酸釓混合液、偶氮二異丁腈和鄰苯二甲酸二丁酯加入到甲基丙烯酸甲酯中攪拌均勻形成聚合液，并在70°C的水浴中反應1小時，得到預聚體；
(2)聚合成型首先將步驟1得到的預聚體倒入模具中，然后將裝有預聚體的模具放入 45°C烘箱中，并保溫8個小時，再將烘箱溫度升至90°C保溫2小時，最后自然降到室溫，脫模，得到有機玻璃成品。各組分的量見表2，制備得到的有機玻璃成品的透光率和屏蔽性的測試結果見表 2。實施例5
(1)預聚合首先將甲基丙烯酸釓加入到辛酸和丙二醇的混合液中進行混合，攪拌均勻，得到甲基丙烯酸釓混合液；然后將甲基丙烯酸釓混合液、偶氮二異庚腈和癸二酸二辛酯加入到甲基丙烯酸甲酯中攪拌均勻形成聚合液，并在80°C的水浴中反應0.5小時，得到預聚體；
(2)聚合成型首先將步驟1得到的預聚體倒入模具中，然后將裝有預聚體的模具放入 60°C烘箱中，并保溫5個小時，再將烘箱溫度升至100°C保溫4小時，最后自然降到室溫，脫模，得到有機玻璃成品。各組分的量見表2，制備得到的有機玻璃成品的透光率和屏蔽性的測試結果見表 2。實施例6
(1)預聚合首先將甲基丙烯酸釓加入到辛酸和丙二醇的混合液中進行混合，攪拌均勻，得到甲基丙烯酸釓混合液；然后將甲基丙烯酸釓混合液、過氧化二乙酰和磷酸三甲苯酯加入到甲基丙烯酸甲酯中攪拌均勻形成聚合液，并在75°C的水浴中反應0.7小時，得到預聚體；
(2)聚合成型首先將步驟1得到的預聚體倒入模具中，然后將裝有預聚體的模具放入烘箱中，并保溫6個小時，再將烘箱溫度升至95°C保溫3小時，最后自然降到室溫，脫
模，得到有機玻璃成品。各組分的量見表2，制備得到的有機玻璃成品的透光率和屏蔽性的測試結果見表 2。表I
權利要求
1.一種無鉛防輻射有機玻璃，其特征在于，所述無鉛防輻射有機玻璃的原料由甲基丙烯酸甲酯、引發(fā)劑、增塑劑、辛酸、丙二醇和稀土鹽組成，除稀土鹽外其余各組分按重量份數(shù)計分別為甲基丙烯酸甲酯 15-30份引發(fā)劑 0.02-0. 2份增塑劑 0. 1-5份辛酸 15-30份丙二醇15-30份，稀土鹽占除稀土鹽外其余各組分重量之和的百分比為5%-25%。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種無鉛防輻射有機玻璃，其特征在于，稀土鹽占除稀土鹽外其余各組分重量之和的百分比為5%-15%。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種無鉛防輻射有機玻璃，其特征在于，所述弓I發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化苯甲酰、過氧化碳酸二異丙酯、過氧化二月桂酰、過氧化二乙酰或叔丁基過氧化氫。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種無鉛防輻射有機玻璃，其特征在于，所述稀土鹽為甲基丙烯酸釤或甲基丙烯酸釓。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種無鉛防輻射有機玻璃，其特征在于，所述增塑劑選自鄰苯二甲酸酯、磷酸酯或脂肪族二元酸酯。
6.一種制備權利要求1所述的無鉛防輻射有機玻璃的方法，其特征在于，采用本體聚合方式，包括以下步驟(1)預聚合首先將稀土鹽加入到辛酸和丙二醇的混合液中進行混合，攪拌均勻，得到稀土鹽混合液；然后將稀土鹽混合液、引發(fā)劑和增塑劑加入到甲基丙烯酸甲酯中攪拌均勻形成聚合液，并在7(T80°C的水浴中反應0. 5^1小時，得到預聚體；(2)聚合成型首先將步驟1得到的預聚體倒入模具中，然后將裝有預聚體的模具放入 45飛0°C烘箱中，并保溫5、個小時，再將烘箱溫度升至9(T10(TC保溫2、小時，最后自然降到室溫，脫模，得到有機玻璃成品。
全文摘要
一種無鉛防輻射有機玻璃及其制備方法，該有機玻璃是通過將有機稀土鹽溶解到辛酸和丙二醇中，然后與甲基丙烯酸甲酯、增塑劑在引發(fā)劑作用下共同聚合而成。該方法制備的有機玻璃，不僅保持了良好的透光性，而且能夠有效的降低輻射，且避免了鉛污染。
文檔編號C08K5/11GK102558426SQ201110312010
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月16日 優(yōu)先權日2011年10月16日
發(fā)明者丁勇, 劉強, 李莉, 趙福全, 陳倩, 馬芳武 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司