[发明专利]聚碳酸酯/聚酯合金纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯/聚酯合金纳米复合材料及其制备方法。

技术背景：

聚碳酸酯作为热塑性聚合物在光学、建筑、汽车、电气等行业中广泛应用，其所具有的理想的机械和光学性质，使它们可以用于各种用途如片材以及成型部件。这些用途包括室外标牌、汽车棚顶盖、天窗、包装材料等。但聚碳酸酯通常对于UV辐射不是十分稳定，在紫外线的作用下会发生光老化而导致降解。降解物在空气中同氧或者其它活性成分发生反应，从而出现黄化现象，同时力学性能也将大幅度降低，最后导致其实际使用寿命降低，长期以来这些问题限制了聚碳酸酯的使用，必须得到解决以使聚碳酸酯可以适用于室外制品。同时，聚碳酸酯耐化学性较差，易应力开裂、对缺口敏感，为提高这两项性能，必须对其进行改性。

通常采用高聚物的共混改性来提高聚碳酸酯的耐应力开裂、耐缺口冲击性。聚碳酸酯/聚酯合金材料是上世纪80年代中期发展起来的很有前途的工程塑料，其综合性能优异，除了具备聚酯的耐化学性和易加工性外，还具备聚碳酸酯的强度和耐热性。因此，聚碳酸酯/聚酯合金材料在汽车工业、电器电子行业和机械制造等方面得到了广泛的应用。德国BASF公司在CN1285858A中开发的抗冲击性的聚酯和聚酯/聚碳酸酯共混物，其组成为两种不同的聚酯，一种聚碳酸酯和一种玻璃化转变温度低于—30℃的弹性聚合物；所用橡胶组分为乙烯—丙烯酸正丁酯—丙烯酸共聚物或乙烯—丙烯酸正丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物或带有苯乙烯—丙烯腈或甲基丙烯酸甲酯壳的接枝共聚物，以提高共混物的冲击强度。Allen等人的美国专利US4786692公开了聚碳酸酯与1，4-环己烷二甲醇和乙二醇(摩尔比为1∶4)的聚酯的共混物。据称该共混物的热变形温度较低，但拉伸、弯曲和冲击强度较好。相类似的发明还有US4764556，JP583098357，DE3302124，EP0133993等。

为了防止户外聚碳酸酯产品在户外使用中过快老化，目前国内外主要采取向聚碳酸酯材料中加入有机光稳定剂和在板材接受日光辐射的外表面附着一层有机光稳定剂两种方法来加以解决。采用有机光稳定剂或在合成聚碳酸酯的工艺过程中引入其它基团来改善聚酯抗紫外性的方法普遍存在的问题是，有机光稳定剂长期使用后自身会老化降解，从而引起其紫外线屏蔽功能失效。而第二种方法又分为两种：涂覆法和共挤法。涂覆法工艺简单，但涂层牢固度差，不均匀，易脱落。共挤法形成的吸收层各项性能都优于涂覆法制作的涂层，共挤法是通过共挤机在板材的表面形成一个融合均匀并且牢固的抗紫外线共挤层(即UV层)，但抗紫外线共挤层(UV层)的厚度控制严格，而且需要配备价格高昂的专用的双层共挤出设备，从而限制了其发展。同时，该方法还可能导致力学性能下降。美国伊士曼公司的发明专利CN1612806A中开发了一种紫外线防护的多层结构，其包含用共聚酯/聚碳酸酯共混物生产的一个层和一个防护性含紫外线吸收性化合物的聚碳酸酯覆盖层。该方法能有效提高防护层与基材的附着力，但依然存在需要配备价格高昂的专用的双层共挤出设备的不足。

发明内容：

本发明的目的之一在于提供一种聚碳酸酯/聚酯合金纳米复合材料。

本发明的目的之二在于提供该复合材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚碳酸酯/聚酯合金纳米复合材料，其特征在于该复合材料的组成及质量百分含量为：

聚碳酸酯                     1～95％，

聚酯                         1～95％，

表面改性的纳米氧化物粉体      0.1～20％，

其它添加剂                   0～5％，

以上各组分质量百分比之和为100％；

所述的其它添加剂有：亚磷酸酯类稳定剂、酚类抗氧剂、受阻胺类光稳定剂中的至少一种。

上述的聚碳酸酯的分子量为30000～60000。

上述的纳米氧化物粉体有：纳米氧化钛、氧化锌、氧化锆或氧化硅，其粒径为5～30nm。

上述的表面改性的纳米氧化物粉体的表面改性剂为：硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或有机聚合物改性剂

上述的硅烷类偶联剂为：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷；所述的有机聚合物改性剂为：聚甲基丙烯酸甲酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯低聚物。