[发明专利]一种水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料的制备方法，所述的材料用以下方法制备而成：(1)用氨基硅烷偶联剂对水滑石进行改性；(2)将一定质量比的PPC、改性水滑石、扩链剂加入双螺杆挤出机熔融共混造粒,注塑成型。本发明制备的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料与未改性的聚碳酸亚丙酯相比，力学性能和热稳定有了较大提高。

技术领域

本发明涉及可降解材料领域，特别涉及一种水滑石改性聚碳酸亚丙酯的制备方法。

背景技术

聚碳酸亚丙酯(PPC)是一种白色或透明的脂肪族聚酯，以环氧丙烷，二氧化碳为原料聚合而成。PPC在合成过程中不仅不消耗石油资源，同时还能对CO₂起到固定作用，符合当下绿色发展的理念。PPC有优良的生物相容性和生物降解性能，同时具有高透明度、高断裂伸长率和优异的气体阻隔性，这使得它在生物医药、组织工程、包装材料等领域有着巨大应用前景。水滑石是一类由带负电荷的阴离子(层间阴离子)和带正电荷的金属氢氧化物(组成主体层板)所构成的层状双金属氢氧化物。由于其本身的特殊结构，使其在催化、医药、光电化学、功能高分子材料领域都有着广泛应用。

PPC是非结晶聚合物，分子链中含有醚键，柔顺性高，分子链之间作用力较弱，导致材料的力学强度较差同时PPC主链中存在热稳定性较差的碳酸酯键和端羟基，使其热稳定性较差，当加工温度超过150℃便开始降解。PPC的热降解机理分为两种：无规断裂降解和解拉链降解。无规断裂降解是主链随机断裂，生成CO₂和不饱和末端片段。解拉链降解是PPC的端羟基攻击主链上的羰基，端羟基回咬形成一个小型环状聚碳酸酯。这些特点限制了PPC在实际中的应用。本发明对水滑石进行表面处理，用处理后的水滑石改性PPC，通过扩链剂的反应，实现表面处理水滑石与PPC分子链的化学键合，制备一种力学性能优异，耐热温度良好的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料。

发明内容

本发明的目的在于制备一种力学性能优异，耐热温度良好的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料，本发明目的通过以下技术方案来实现：

本发明的目的之一在于提出一种力学性能优异，耐热温度良好的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料，其包括以下重量份数的原料组分：PPC：80-100份，水滑石：5-15份，氨基硅烷偶联剂，其中水滑石和氨基硅烷偶联剂的质量比1-2，扩链剂0.5-6份,。

优选的，所述PPC的熔融指数为3-20g/10min(2.16kg，190℃)，密度1.27g/cm³。

优选的，所述的水滑石为镁铝水滑石。

所述的氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。

所述的扩链剂为对苯二甲酸二缩水甘油酯、2,2-(1，3-亚苯基)-二噁唑啉、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。

本发明的目的之二在于提出一种力学性能优异，耐热温度良好的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料的制备方法，其具体包括以下步骤：

(1)改性水滑石的制备

将水滑石分散在有机溶剂中制成悬浮液，然后加入氨基硅烷偶联剂，在60-100℃晶化 6-24小时，用乙醇洗涤，干燥，得到表面有机化的水滑石。

优选的，所述水滑石悬浮液的浓度为0.05-1g/ml，水滑石与氨基硅烷偶联剂的质量比为 1-2，有机溶剂为甲苯。

(2)水滑石改性PPC复合材料的制备

将质量比例的PPC、改性水滑石、扩链剂混合均匀，经双螺杆挤出机熔融共混造粒，得到水滑石改性PPC颗粒。将所制备水滑石改性PPC颗粒，加入注塑机中，按照GB/T1040.1—2018制样，进行接触角测试和热失重测试。

所述PPC的用量为80-100份，优选的为90-100份。