[发明专利]一种功能性纳米氧化锌改性聚碳酸酯板材及制法

说明书

本发明涉及聚碳酸酯技术领域，且公开了一种功能性纳米氧化锌改性聚碳酸酯板材，纳米氧化锌与甲基丙烯酸2‑异氰酸基乙酯反应，得到烯基化氧化锌，其与三(2‑氨乙基)胺反应，得到氨基化氧化锌，其与马来酸酐接枝聚丙烯反应，得到马来酸酐接枝聚丙烯改性氧化锌，将其与聚碳酸酯共混，再通过平板硫化机压板，最终得到功能性纳米氧化锌改性聚碳酸酯板材，纳米氧化锌和马来酸酐接枝聚丙烯可以吸收和分散应力，此外，纳米氧化锌表面接枝的马来酸酐接枝聚丙烯作为柔性长链添加进复合板材基体中，可以有效地提高聚碳酸酯基体的柔性，提高复合板材吸收塑性形变功的能力，从而进一步增强了复合板材的韧性等综合性能。

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯技术领域，具体为一种功能性纳米氧化锌改性聚碳酸酯板材及制法。

背景技术

聚碳酸酯是五大工程塑料中用量仅次于尼龙的工程塑料品种，具有耐高温、高透明性等优异性能，自从该材料工业化生产以来，被广泛应用与电子电器、汽车制造、家用电器等多个行业，以聚碳酸酯为基体制备得到了板材近年来也逐渐应用到建筑行业中，但是对于这类特殊的行业，需要聚碳酸酯具有更高的强度和韧性，但是聚碳酸酯结构中含有大量的双酚A结构容易使得其自身容易产生应力集中，导致其强度和韧性受到了较大的考验，纳米粒子填充改性是改善聚碳酸酯性能的有效途径之一，通过结合纳米粒子的优异性能，增强聚碳酸酯的韧性、强度等综合性能，从而进一步拓展聚碳酸酯的应用范围。

纳米氧化锌是一种化学活性较高且光催化性能优异的无机纳米材料，在电器、国防和发光二极管等领域应用极其广泛，近年来，将纳米氧化锌填充进有机高分子材料基体中，通过结合纳米材料和有机高分子材料的优势，形成综合性能优异的复合型材料，成为了研究人员研究的重点，CN104650569A等中国专利中公开了一种将纳米氧化锌填充进聚碳酸酯基体中，形成耐磨性、紫外屏蔽性能优异的复合型材料的可行方法，但是纳米氧化锌难以分散，极易形成团聚，因此不经过改性往往难以稳定分散在有机高分子材料基体中，简单的物理混合往往难以打不到理想的改性效果，因此需要对纳米氧化锌进行改性，改善其分散性的同时，进一步引入具有功能性的分子，以便于将其应用到有机高分子材料的改性领域中。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种功能性纳米氧化锌改性聚碳酸酯板材及制法，解决了聚碳酸酯板材冲击强度等机械性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种功能性纳米氧化锌改性聚碳酸酯板材，所述功能性纳米氧化锌改性聚碳酸酯板材的制备方法包括以下步骤：

(1)向反应器中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和纳米氧化锌，超声分散均匀后，继续加入加入甲基丙烯酸2-异氰酸基乙酯和催化剂，搅拌混合均匀后转移至油浴锅中，在60-80℃下恒温搅拌反应6-18h，反应结束后离心、洗涤并干燥，得到烯基化氧化锌；

(2)向反应器中加入无水乙醇溶剂和烯基化氧化锌，超声分散20-40min后，继续加入三(2-氨乙基)胺，混合均匀后转移至油浴锅中，在30-50℃下恒温反应36-72h，反应结束后沉淀、抽滤、洗涤并干燥，得到氨基化氧化锌；

(3)向反应器中加入二甲苯溶剂和氨基化氧化锌，超声分散至完全溶解后，继续加入马来酸酐接枝聚丙烯，搅拌混合均匀后，转移至油浴锅中进行反应，反应结束后抽滤、洗涤并干燥，得到马来酸酐接枝聚丙烯改性氧化锌；

(4)向高速搅拌机中加入聚碳酸酯、马来酸酐接枝聚丙烯改性氧化锌、0.2-0.6％的抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和1-5％的阻燃剂磷酸三苯酯，高速混合均匀后，转移至双螺杆挤出机中进行造粒，将母粒转移至平板硫化机中进行压板，得到功能性纳米氧化锌改性聚碳酸酯板材。

优选的，所述步骤(1)中N,N-二甲基甲酰胺溶剂、纳米氧化锌和甲基丙烯酸2-异氰酸基乙酯和催化剂的质量比为200-550:10:6-15:0.02-0.06。