[发明专利]一种二氧化钛增强蒙脱土改性聚碳酸酯塑料及制备方法

说明书

本发明属于改性塑料的技术领域，提供了一种二氧化钛增强蒙脱土改性聚碳酸酯塑料及制备方法。该方法通过将蒙脱土充水冷冻并制成悬浮液，并合成纳米二氧化钛插层蒙脱土层间，然后分散于聚碳酸酯，制得二氧化钛增强蒙脱土改性聚碳酸酯塑料。与传统方法相比，本发明制备的聚碳酸酯塑料，二氧化钛、蒙脱土与聚碳酸酯材料之间的界面相容性好，无机材料分散均匀，具有很好的强度、刚性、抗菌性和良好的加工性能，并且抗紫光线能力强。综合性能优异，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于改性塑料的技术领域，提供了一种二氧化钛增强蒙脱土改性聚碳酸酯塑料及制备方法。

背景技术

聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有良好的电绝缘性能、较宽的使用温度、良好的尺寸稳定性以及优异的抗冲击性能。聚碳酸酯工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等，应用极为广泛。

聚碳酸酯虽然综合性能优异，但其在紫外线的作用下也会逐渐发生降解，出现黄化现象，同时透光率、光泽度以及强度和韧性都将大幅度降低，进而影响了正常应用。随着无机填充材料的发展，通过填充改性增强其性能的技术越来越受到关注。

在聚碳酸酯填充改性材料中，二氧化钛性质稳定，耐热性好，对紫外线也有着较好的屏蔽能力，化学活性高，无毒无害，被广泛应用于材料学、微电子学、生物工程、光电、化工等领域。近年来，将其用于提高聚碳酸酯的抗老化性能已经做了大量的深入研究。但有机材料和无机材料之间始终存在着相容性的问题，所以可以通过增强它与聚合物之间的相容性来改性聚碳酸酯材料。

目前国内外在聚碳酸酯制备和应用技术，尤其是二氧化钛等无机材料填充改性聚碳酸酯材料方面已取得了一定成效。其中袁国防等人发明了一种改性聚碳酸酯塑料及其制备方法（中国发明专利申请号201610864568.7），由以下重量份数的组分制成：聚碳酸酯80~100份、二氧化钛2~4份、玻璃纤维布5~7份、抗氧剂0.2~0.4份、邻苯二甲酸酯1~2份、硬脂酸锌0.6~1份、单甘脂0.3~0.5份、三氧化二锑2~3份、硅酮0.6~0.8份、碳纤维4~6份、氢氧化镁2~4份、聚酯纤维2~3份、贝壳粉5~7份、马来酸酐0.6~0.8份、硬化剂0.8~1份；该发明的改性聚碳酸酯塑料力学性能好，具有很好的稳定性能，制备方法操作工艺简单，可实现工业化生产，具有良好的应用前景。另外，魏忠发明了一种耐老化聚碳酸酯组合物（中国发明专利申请号201510406775.3），按照质量份数计包括以下组分：丙二酸酯3~12份，纳米二氧化钛3.5~6.8份，异戊四醇15~25份，云母10~20份，聚硅氧烷~聚碳酸酯5~12份，玻璃纤维2.6~4.2份，聚碳酸酯30~45份，抗紫外线剂12~18份，硬脂酰胺1.5~3.9份；采用上述配方后，该发明的聚碳酸酯组合物有助于提升射出流动性及降低后续制得的成型品的静电力，同时可提升整体制程的效能及成型品的品质。

可见，现有技术中的利用二氧化钛填充改性聚碳酸酯的技术中，因二氧化钛材料表面能高，易发生团聚，易亲水，与聚合物混合极易产生界面上的缺陷，在形成的聚碳酸酯纳米复合材料中存在分散不均，相容性差，从而影响其复合材料的性能等缺点。

发明内容

针对这种情况，我们提出一种二氧化钛增强蒙脱土改性聚碳酸酯塑料及制备方法，可显著提高二氧化钛与聚碳酸酯之间的界面相容性，从而提高了改性聚碳酸酯塑料的机械性能、加工性能及抗紫外线能力。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种二氧化钛增强蒙脱土改性聚碳酸酯塑料的制备方法，通过将蒙脱土充水冷冻并制成悬浮液，并合成纳米二氧化钛插层蒙脱土层间，然后分散于聚碳酸酯，制得二氧化钛增强蒙脱土改性聚碳酸酯塑料，制备的具体步骤如下：

（1）将蒙脱土充分充水，并进行冷冻，层状结构的蒙脱土吸水后膨胀，部分层状结构的蒙脱土从块状蒙脱土上剥离下来形成超薄的片层结构，然后加入去离子水中，形成蒙脱土悬浮液；