一种聚碳酸酯合金及其制备方法与流程

本发明属于聚碳酸酯合金，具体涉及一种聚碳酸酯合金及其制备方法。

背景技术：

1、聚碳酸酯是一种分子链中含有碳酸酯基的热塑性工程材料，其通常可分为脂肪类、芳香族类等各种类型，不过，由于目前仅双酚a型的聚碳酸酯能实现工业化生产，因此，聚碳酸酯又大多指的是双酚a聚碳酸酯，而聚碳酸酯合金则是双酚a聚碳酸酯与其它聚合物通过非化学键作用共混而成的一类聚合物材料，其中，聚丙烯就是聚合物中的典型代表之一，采用聚丙烯与双酚a聚碳酸酯进行共混能够改善、提升双酚a聚碳酸酯的力学性能，但是，由于从结构上看两者存在很大的区别，聚丙烯属于非极性结晶聚合物，聚碳酸酯属于极性非结晶聚合物，同时，两者亦为热力学不相容体系，这就导致了聚丙烯与聚碳酸酯在进行共混时若没有添加增容剂则很容易发生相分离，共混后的力学性能显著低于两者的线性加和值，力学性能的改善变得十分有限，仍有很大的提高空间。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种聚碳酸酯合金及其制备方法，本发明创造性地先对纳米二氧化硅进行羟基化处理，使其表面生成有更多的活性羟基，然后加入带有巯基基团的硅烷偶联剂，通过烷氧基与羟基的缩合，实现对纳米二氧化硅的巯基修饰，最后再加入一定重量配比的长链烯烃和甲基丙烯酸缩水甘油酯，在紫外光的照射下基于巯基-烯的点击反应进行长链烷基和环氧基团的接枝-复合，从而得到一种改性填料，使其与其它组分经共混后所形成的聚碳酸酯合金在实际使用时，改性填料能够很好地发挥出增容作用，聚碳酸酯和聚丙烯的相容性好，聚碳酸酯合金拥有更为优异的力学性能。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种聚碳酸酯合金，所述聚碳酸酯合金由聚碳酸酯、聚丙烯和改性填料制备而成。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述聚碳酸酯通过市场直接购买而得。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述聚丙烯通过市场直接购买而得。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述改性填料通过以下步骤进行制备：

7、步骤a：将20-30重量份的无水乙醇和15-20重量份的氨水常温下搅拌5-10min混合，然后加入5-8重量份的纳米二氧化硅，在35-50℃下搅拌1-2h混合，过滤，除去滤液，利用无水乙醇洗涤，最后在60-80℃下真空干燥直至恒重，得到羟基化纳米二氧化硅；

8、步骤b：往60-70重量份的无水乙醇中加入1-2重量份的去离子水和所述羟基化纳米二氧化硅，然后在40-50℃下边搅拌边滴加4-6重量份的巯基硅烷偶联剂，滴加完成后继续恒温搅拌20-24h，过滤，除去滤液，利用无水乙醇洗涤，最后在60-80℃下真空干燥直至恒重，得到巯基改性纳米二氧化硅；

9、步骤c：往50-60重量份的无水乙醇中加入所述巯基改性纳米二氧化硅和0.5-1重量份的安息香双甲醚，常温下搅拌5-10min混合，然后再加入3-4重量份的长链烯烃和2-3重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯，在紫外光的照射下25-30℃中搅拌1-2h，过滤，除去滤液，利用无水乙醇洗涤，最后在60-80℃下真空干燥直至恒重，即制备完成。

10、进一步地，步骤a所述氨水的质量分数为20-25％。

11、进一步地，步骤a所述纳米二氧化硅的粒径为20-50nm。

12、进一步地，步骤b所述滴加的速率控制在1-2滴/s。

13、进一步地，步骤b所述巯基硅烷偶联剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

14、进一步地，步骤c所述长链烯烃为十二碳烯和1-十四碳烯中的至少一种。

15、进一步地，步骤c所述紫外光的波长为365nm。

16、作为本发明的一种优选技术方案，所述聚碳酸酯的用量为60-75重量份。

17、作为本发明的一种优选技术方案，所述聚丙烯的用量为30-35重量份。

18、作为本发明的一种优选技术方案，所述改性填料的用量为所述聚碳酸酯和所述聚丙烯的重量之和的8-10％。

19、一种聚碳酸酯合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

20、步骤a：将聚碳酸酯、聚丙烯和改性填料在混料机中搅拌10-15min混合，得到混合物料；

21、步骤b：将所述混合物料加入至双螺杆挤出机中进行挤出造粒，即制备完成。

22、进一步地，步骤b所述双螺杆挤出机的运行参数为加工温度控制在220-250℃，螺杆转速控制在500-700rpm，喂料量控制在20-25kg/h。

23、本发明的有益效果：

24、(1)本发明创造性地先对纳米二氧化硅进行羟基化处理，使其表面生成有更多的活性羟基，然后加入带有巯基基团的硅烷偶联剂，通过烷氧基与羟基的缩合，实现对纳米二氧化硅的巯基修饰，最后再加入一定重量配比的长链烯烃和甲基丙烯酸缩水甘油酯，在紫外光的照射下基于巯基-烯的点击反应进行长链烷基和环氧基团的接枝-复合，从而得到一种改性填料，使其与其它组分经共混后所形成的聚碳酸酯合金在实际使用时，改性填料能够很好地发挥出增容作用，聚碳酸酯和聚丙烯的相容性好，聚碳酸酯合金拥有更为优异的力学性能。

25、(2)本发明创造性地以纳米二氧化硅作为基础，通过对其表面进行多次修饰改性，从而制备出一种改性填料，使其与聚碳酸酯、聚丙烯进行共混时能够起到很好的增容作用，得到的聚碳酸酯合金拥有优异的力学性能，一方面改性填料的表面同时修饰有一定数量的长链烷基和环氧基团，由于长链烷基从结构上看与聚丙烯相似，均为饱和烃基，因此使得了改性填料与聚丙烯拥有非常好的亲和性，同时，改性填料的表面又修饰有环氧基团，而环氧基团则能和聚碳酸酯的羟基/羧基发生作用，从而实现对聚碳酸酯的复合，不仅如此，由于环氧基团的邻近基团为酯基，因此也使得了改性填料对同样含有相似酯基结构的聚碳酸酯拥有一定的亲和性，最终通过改性填料的两亲性质，发挥出桥接、增容作用，实现对聚碳酸酯和聚丙烯的相互融合，相容性好，不易发生两相分离，聚碳酸酯合金拥有更为优异的力学性能，另一方面则是改性填料本身也能充当一种纳米补强材料，对聚碳酸酯合金的力学性能亦起到很好的促进作用。

技术特征：

1.一种聚碳酸酯合金，其特征在于：所述聚碳酸酯合金由聚碳酸酯、聚丙烯和改性填料制备而成。

2.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯合金，其特征在于：所述改性填料通过以下步骤进行制备：

3.根据权利要求2所述的一种聚碳酸酯合金，其特征在于：步骤a所述氨水的质量分数为20-25％。

4.根据权利要求2所述的一种聚碳酸酯合金，其特征在于：步骤b所述滴加的速率控制在1-2滴/s。

5.根据权利要求2所述的一种聚碳酸酯合金，其特征在于：步骤b所述巯基硅烷偶联剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的一种聚碳酸酯合金，其特征在于：步骤c所述长链烯烃为十二碳烯和1-十四碳烯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯合金，其特征在于：所述聚碳酸酯的用量为60-75重量份。

8.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯合金，其特征在于：所述聚丙烯的用量为30-35重量份。

9.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯合金，其特征在于：所述改性填料的用量为所述聚碳酸酯和所述聚丙烯的重量之和的8-10％。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的聚碳酸酯合金的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种聚碳酸酯合金及其制备方法，属于聚碳酸酯合金技术领域。本发明创造性地先对纳米二氧化硅进行羟基化处理，使其表面生成有更多的活性羟基，然后加入带有巯基基团的硅烷偶联剂，通过烷氧基与羟基的缩合，实现对纳米二氧化硅的巯基修饰，最后再加入一定重量配比的长链烯烃和甲基丙烯酸缩水甘油酯，在紫外光的照射下基于巯基‑烯的点击反应进行长链烷基和环氧基团的接枝‑复合，从而得到一种改性填料，使其与其它组分经共混后所形成的聚碳酸酯合金在实际使用时，改性填料能够很好地发挥出增容作用，聚碳酸酯和聚丙烯的相容性好，聚碳酸酯合金拥有更为优异的力学性能。技术研发人员：邓锦辉,黄铭亮,王洪,吴彦康,汪克风受保护的技术使用者：广东信隆新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16