[发明专利]芳香族聚碳酸酯工程塑料的改性生产方法

说明书

本发明涉及一种芳香族聚碳酸酯工程塑料的改性生产方法。包括以下步骤：先将改性纳米纤维素微晶、改性纳米二氧化硅球，分散到聚氨酯溶液中，搅拌至完全分散均匀，得到改性聚氨酯；将热塑性聚碳酸酯树脂熔融，在其中加入改性聚氨酯溶液后进行物料预混合，待混合均匀后挤进双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，得到改性聚碳酸酯工程塑料。本发明制备得到的改性聚碳酸酯不仅具有优异的韧度、抗应力开裂性能及缺口敏感性，同时还具有优异的冲击强度、抗疲劳性能，且该改性聚碳酸酯塑料还具有了一定的生物降解性，从而具有环保价值。此外，本发明工艺采用现有设备即可进行，无需进行设备改造等，从而显著降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯改性技术领域，具体涉及一种芳香族聚碳酸酯工程塑料的改性生产方法。

背景技术

聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，其作为一种综合性能优越的热塑性工程塑料，具有高抗冲、高韧性、高耐热性、耐候性和优异的电绝缘性，是五大工程塑料中唯一具有透明性的塑料产品，被誉为透明金属。目前，聚碳酸酯已广泛应用于光学器件、汽车工业、仪表仪器、电子电器、食品容器、医疗与建材等诸多领域。但是，由于聚碳酸酯的刚性链结构，使其在加工过程中，易产生应力开裂，从而造成对缺口的敏感，导致材料抗疲劳性和耐磨性差，需要提高韧度。

此外，随着全球对聚碳酸酯的需求量日益增大，加之其应用领域广泛，从而会产生废旧聚碳酸酯塑料；且即使采取熔融回收，进行二次利用，也影响地表固废的处理和污染。鉴于此，多方采用替换原材料来进行解决，异山梨醇型聚碳酸酯是目前唯一产业化的生物基聚碳酸酯，但是据相关报道：该类型聚碳酸酯不具有生物可降解性。其他生物基聚碳酸酯都尚处于实验室研发阶段。

综上，确有必要提供一种改性聚碳酸酯材料，既能提高其耐磨性、韧度，又能改善其生物降解性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种芳香族聚碳酸酯工程塑料的改性生产方法。采用本发明提供的改性生产方法，不仅能够提高聚碳酸酯的韧度、抗应力开裂性能及缺口敏感性，还能提高聚碳酸酯的冲击强度、抗疲劳性能；且该改性聚碳酸酯塑料还具有了一定的生物降解性，从而具有环保价值。此外，本发明工艺采用现有设备即可进行，无需进行设备改造等，从而显著降低了生产成本。

为此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种改性芳香族聚碳酸酯的生产方法，包括以下步骤：S101：将改性纳米纤维素微晶、改性纳米二氧化硅球，分散到聚氨酯溶液中，搅拌至完全分散均匀，得到改性聚氨酯溶液；S102：将热塑性聚碳酸酯树脂熔融，之后加入改性聚氨酯溶液进行物料预混合；S103：将混合均匀后的物料送入双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，制备得到改性聚碳酸酯。

优选地，S101中：改性纳米纤维素微晶通过将纳米纤维素微晶进行疏水改性后得到，且纳米纤维素微晶的长径比为(20～50)：1。具体地，改性步骤为：先将纳米纤维素微晶悬浮在蒸馏水中分散完毕后，通过两次溶剂交换得到纳米纤维素微晶的甲苯悬浮液，进行超声分散得到均匀的分散液后；于氮气保护条件下加入长链烷基异氰酸酯，温度升至60℃，反应1h后，用乙醇过滤洗涤，通过溶剂交换后分散于二氯甲烷中，备用。

优选地，S101中：改性纳米二氧化硅球通过将纳米二氧化硅进行疏水改性后得到，且纳米二氧化硅球的尺寸为20～50nm。具体地，改性步骤为：搅拌条件下向乙醇中依次加入相应量的氨水和正硅酸乙酯，连续搅拌24h，得到单分散纳米二氧化硅粒子，反应结束后在其中加入少量的十八烷基三甲氧基硅烷，继续搅拌24h后，停止反应；对反应液进行高速离心后去掉上清液，收集疏水纳米二氧化硅粒子陈定，通过溶剂交换分散于二氯甲烷中，备用。

优选地，改性纳米纤维微晶的加入量占聚氨酯质量的2～5％，改性二氧化硅的加入量占聚氨酯质量的1～3％。

优选地，S102中：改性聚氨酯的加入量为聚碳酸酯质量的15％～40％。