本發(fā)明屬于聚碳酸酯材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)聚碳酸酯材料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯工程塑料的三大應(yīng)用領(lǐng)域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。聚碳酸酯可用作門窗玻璃，聚碳酸酯層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗，用于飛機艙罩，照明設(shè)備、工業(yè)安全檔板和防彈玻璃。聚碳酸酯板可做各種標(biāo)牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業(yè)標(biāo)牌、點式滑動指示器，聚碳酸酯樹脂用于汽車照明系統(tǒng)，儀表盤系統(tǒng)和內(nèi)裝飾系統(tǒng)，用作前燈罩，帶加強筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護套、阻流板、聚碳酸酯被應(yīng)用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉(zhuǎn)換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機、配電盤元件，繼電器外殼，聚碳酸酯可做低載荷零件，用于家用電器馬達、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機、烤面包機、動力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導(dǎo)規(guī)、冰箱內(nèi)擱架。聚碳酸酯是光盤儲存介質(zhì)理想的材料。聚碳酸酯瓶透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶。聚碳酸酯及聚碳酸酯合金可做計算機架，外殼及輔機，打印機零件。改性聚碳酸酯耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標(biāo)本器具，血液充氧器，外科手術(shù)器械，腎透析器等，聚碳酸酯可做頭盔和安全帽，防護面罩，墨鏡和運動護眼罩。聚碳酸酯薄膜廣泛用于印刷圖表，醫(yī)藥包裝，膜式換向器。聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)是向高復(fù)合、高功能、專用化、系列化方向發(fā)展，已推出了光盤、汽車、辦公設(shè)備、箱體、包裝、醫(yī)藥、照明、薄膜等多種產(chǎn)品各自專用的品級牌號；
然而在傳統(tǒng)聚碳酸酯材料制備過程中加入的氫氧化鎂、石墨烯等填料質(zhì)量重，與聚合物基體的相容性差，容易降低成品材料的力學(xué)性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對聚碳酸酯材料的現(xiàn)有制備技術(shù)中所加入的氫氧化鎂、石墨烯等填料質(zhì)量重，與聚合物基體的相容性差，容易降低成品材料的力學(xué)性能的問題，提供一種輕質(zhì)聚碳酸酯材料的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種輕質(zhì)聚碳酸酯材料的制備方法，其包括以下步驟：
（1）取2-硫醇基苯駢咪唑，加入到其重量10-15倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為60-70℃，加入三羥甲基丙烷，保溫攪拌4-10分鐘，得醇烷溶液；
（2）取聚醚二元醇，在70-80℃下保溫攪拌5-6分鐘，加入氧化聚乙烯蠟，攪拌均勻，送入到130-140℃的油浴中，保溫攪拌10-20分鐘，出料，與乙酰丙酮鈣、鉬酸銨混合，攪拌至常溫，得聚乙烯蠟乳液；
（3）取山梨坦單油酸酯、無水甲苯混合，攪拌均勻，得甲苯溶液；
（4）取碳酸酯單體、均苯四甲酸二酐混合，加入到上述甲苯溶液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，通入氮氣，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為140-145℃，加入催化劑辛酸亞錫，密封保溫17-20小時，出料，得酸摻雜聚碳酸酯；
（5）取上述醇烷溶液、聚乙烯蠟乳液混合，攪拌均勻，加入上述輕質(zhì)填料、硫化亞錫，超聲3-5分鐘，得有機化填料乳液；
（6）取上述酸摻雜聚碳酸酯、有機化填料乳液混合，加入到混合料重量2-3倍的去離子水中，攪拌均勻，加入n-甲基吡咯烷酮、乙烯基雙硬脂酸酰胺，升高溫度為70-75℃，保溫攪拌1-2小時，過濾，將沉淀水洗，真空80-90℃下干燥完全，即得所述輕質(zhì)聚碳酸酯材料。
優(yōu)選地，所述催化劑辛酸亞錫的用量為碳酸酯單體重量的1-2%。
優(yōu)選地，按重量份數(shù)計，各原料為：碳酸酯單體140-160份、均苯四甲酸二酐2-3份、鉬酸銨1-2份、氧化聚乙烯蠟6-8份、聚醚二元醇10-12份、乙烯基雙硬脂酸酰胺0.8-1份、乙酰丙酮鈣1-2份、輕質(zhì)填料10-13份、三羥甲基丙烷1-2份、2-硫醇基苯駢咪唑0.4-1份、n-甲基吡咯烷酮3-5份、山梨坦單油酸酯0.8-1份、硫化亞錫0.1-0.2份、無水甲苯16-20份。
優(yōu)選地，所述的碳酸酯單體為三亞甲基碳酸酯。
優(yōu)選地，所述的輕質(zhì)填料為重量比為4-6：1的輕質(zhì)碳酸鈣、硅藻土混合組成的。
本發(fā)明的優(yōu)點：
本發(fā)明以碳酸酯單體、均苯四甲酸二酐混合，以甲苯乳液為溶劑，在催化劑作用下得到酸摻雜聚碳酸酯，然后將2-硫醇基苯駢咪唑分散到硅烷醇溶液中，與氧化聚乙烯蠟的醇溶液混合，將輕質(zhì)填料進行有機化改性，然后將有機化填料乳液與酸摻雜聚碳酸酯混合，進行酯化反應(yīng)，然后分散到脂酸酰胺的水溶液中，再通過過濾干燥。
本發(fā)明采用輕質(zhì)碳酸鈣、硅藻土作為輕質(zhì)填料，通過有機化改性，然后與酸摻雜的聚酯混合酯化，有效的改善了輕質(zhì)填料在聚酯基體中的分散性，提高了輕質(zhì)填料與各原料的相容性，提高了成品的穩(wěn)定性強度，增強了成品的力學(xué)性能。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
實施例1
按重量份計，稱取各原料：碳酸酯單體三亞甲基碳酸酯160份、均苯四甲酸二酐3份、鉬酸銨2份、氧化聚乙烯蠟8份、聚醚二元醇12份、乙烯基雙硬脂酸酰胺1份、乙酰丙酮鈣2份、輕質(zhì)填料13份、三羥甲基丙烷2份、2-硫醇基苯駢咪唑0.4份、n-甲基吡咯烷酮5份、山梨坦單油酸酯1份、硫化亞錫0.2份、無水甲苯20份。
其中，所述的輕質(zhì)填料為重量比為6：1的輕質(zhì)碳酸鈣、硅藻土混合組成的。
將稱取的各原料進行制備輕質(zhì)聚碳酸酯材料，具體制備步驟為：
（1）取2-硫醇基苯駢咪唑，加入到其重量15倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為70℃，加入三羥甲基丙烷，保溫攪拌10分鐘，得醇烷溶液；
（2）取聚醚二元醇，在80℃下保溫攪拌6分鐘，加入氧化聚乙烯蠟，攪拌均勻，送入到140℃的油浴中，保溫攪拌20分鐘，出料，與乙酰丙酮鈣、鉬酸銨混合，攪拌至常溫，得聚乙烯蠟乳液；
（3）取山梨坦單油酸酯、無水甲苯混合，攪拌均勻，得甲苯溶液；
（4）取碳酸酯單體、均苯四甲酸二酐混合，加入到上述甲苯溶液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，通入氮氣，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為145℃，加入催化劑辛酸亞錫，用量為碳酸酯單體重量的2%，密封保溫20小時，出料，得酸摻雜聚碳酸酯；
（5）取上述醇烷溶液、聚乙烯蠟乳液混合，攪拌均勻，加入上述輕質(zhì)填料、硫化亞錫，超聲5分鐘，得有機化填料乳液；
（6）取上述酸摻雜聚碳酸酯、有機化填料乳液混合，加入到混合料重量3倍的去離子水中，攪拌均勻，加入n-甲基吡咯烷酮、乙烯基雙硬脂酸酰胺，升高溫度為75℃，保溫攪拌2小時，過濾，將沉淀水洗，真空90℃下干燥完全，即得所述輕質(zhì)聚碳酸酯材料。
實施例2
按重量份計，稱取各原料：碳酸酯單體三亞甲基碳酸酯140份、均苯四甲酸二酐2份、鉬酸銨1份、氧化聚乙烯蠟6份、聚醚二元醇10份、乙烯基雙硬脂酸酰胺0.8份、乙酰丙酮鈣1份、輕質(zhì)填料10份、三羥甲基丙烷1份、2-硫醇基苯駢咪唑0.4份、n-甲基吡咯烷酮3份、山梨坦單油酸酯0.8份、硫化亞錫0.1份、無水甲苯16份。
所述的輕質(zhì)填料為重量比為4：1的輕質(zhì)碳酸鈣、硅藻土混合組成的。
將稱取的各原料進行制備輕質(zhì)聚碳酸酯材料，具體制備步驟為：
（1）取2-硫醇基苯駢咪唑，加入到其重量10倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為60℃，加入三羥甲基丙烷，保溫攪拌4分鐘，得醇烷溶液；
（2）取聚醚二元醇，在70℃下保溫攪拌5分鐘，加入氧化聚乙烯蠟，攪拌均勻，送入到130℃的油浴中，保溫攪拌10分鐘，出料，與乙酰丙酮鈣、鉬酸銨混合，攪拌至常溫，得聚乙烯蠟乳液；
（3）取山梨坦單油酸酯、無水甲苯混合，攪拌均勻，得甲苯溶液；
（4）取碳酸酯單體、均苯四甲酸二酐混合，加入到上述甲苯溶液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，通入氮氣，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為140℃，加入催化劑辛酸亞錫，用量為碳酸酯單體重量的1%，密封保溫17小時，出料，得酸摻雜聚碳酸酯；
（5）取上述醇烷溶液、聚乙烯蠟乳液混合，攪拌均勻，加入上述輕質(zhì)填料、硫化亞錫，超聲3分鐘，得有機化填料乳液；
（6）取上述酸摻雜聚碳酸酯、有機化填料乳液混合，加入到混合料重量2倍的去離子水中，攪拌均勻，加入n-甲基吡咯烷酮、乙烯基雙硬脂酸酰胺，升高溫度為70℃，保溫攪拌1小時，過濾，將沉淀水洗，真空80℃下干燥完全，即得所述輕質(zhì)聚碳酸酯材料。
性能測試：
取傳統(tǒng)聚碳酸酯材料、本發(fā)明實施例1和2的輕質(zhì)聚碳酸酯材料，制成同樣尺寸的試片，分別在astmd-638條件下測量拉伸強度，然后進行對比測試：
結(jié)果：本發(fā)明實施例1和2制備的輕質(zhì)聚碳酸酯材料的拉伸強度為45-50mpa、傳統(tǒng)聚碳酸酯的拉伸強度為20mpa；
本發(fā)明實施例1和2試片的比重為0.8-0.85g/cm3、傳統(tǒng)聚碳酸酯試片的比重為1.15g/cm3；
可以看出，本發(fā)明的聚碳酸酯材料相比于傳統(tǒng)聚碳酸酯具有更好的拉伸強度，質(zhì)量更輕。