[发明专利]一种高透红外阻隔聚碳酸酯色母粒的制备方法

说明书

本发明提供一种高透红外阻隔聚碳酸酯色母粒的制备方法，将亚锡盐溶于强酸中，搅拌过程中缓慢加入极少量锡粉，再加入碳酸盐至无气泡产生，得悬浊液；向悬浊液中加入铟盐、铯盐和双氧水，搅拌、洗涤和干燥，得粉末；将上述粉末用单轴压强和冷等静压压成棒状，然后以15～25V/cm的电流场加热，程序升温直达限定电流0.8～8A，200～240℃保持6～12min，停止通电，得铟铯共掺杂氧化锡；将铟铯共掺杂氧化锡与聚碳酸酯和润滑剂石蜡混合，同时加入辅料七氧化二铼、有机磷阻燃剂、茶多酚和松香树脂，混匀后加入双螺杆挤出机，挤出冷却牵条、风干切粒制得高透红外阻隔聚碳酸酯色母粒。该母粒经高温拉伸成型后可吸收红外波段太阳光，具有隔热防晒功能，950nm波长红外阻隔率97％以上。

技术领域

本发明涉及一种高透红外阻隔聚碳酸酯色母粒及其制备方法，属于红外阻隔材料领域。

背景技术

色母粒是一种常用的塑料着色剂，其具有以下优点：1、使颜料在制品中具有更好的分散性；2、有利于保持颜料的化学稳定性；3、保证制品颜色的稳定；4、保护操作人员的健康；5、保持环境的洁净，不沾污器皿；6、工序简单，转色容易，节省时间和原材料。

红外光具有明显的热效应，容易导致环境温度升高，需要借助隔热材料来达到隔热节能的效果。近年，氧化锡由于其优异的光电性能引起人们广泛关注，而掺杂铟铯元素的氧化锡在红外区域有极强的吸收特性，同时可见光的透过率较高，使其在阻隔红外，隔热等方面有着广泛的应用前景。将铟铯共掺杂氧化锡与聚碳酸酯等熔融混合制备出具有红外阻隔的聚碳酸酯色母粒，可以将其应用于隔热节能的领域。

传统方法制备的铟铯共掺杂氧化锡，对红外的阻隔率不超过90％，而且部分工艺原料中有用到氢氧化铯，成本高，稳定性差，且对人体和环境有害。为此，我们提供了一种高透红外阻隔聚碳酸酯色母粒的制备方法，可以使铟和铯元素更好的取代部分锡，实现合理的晶格掺杂，一方面可以大大缩短铟铯共掺杂氧化锡材料的成相温度和时间，另一方面铟-氧键和铯-氧键能提升锡-氧键吸收特定波长近红外光线的能力，从而能够提升掺杂产物阻隔近红外光的能力，来解决上述内容存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高透红外阻隔聚碳酸酯色母粒的制备方法，本发明首先通过液相氧化还原反应和电场辅助烧结技术制备铟铯共掺杂氧化锡粉体。该技术与传统的烧结技术相比，大大降低了成相的温度和煅烧的时间，具有较好的结晶度和较大的面积，进而可以提高红外阻隔能力；其次无需分散剂，而是通过控制加入润滑剂，使铟铯共掺杂氧化锡粉体、聚碳酸酯和其他组分混合均匀，最后通过双螺旋杆挤出机熔融共混制备高透红外阻隔聚碳酸酯色母粒。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高透红外阻隔聚碳酸酯色母粒的制备方法，包括如下步骤，

1)将2价亚锡盐溶于浓度为2M的强酸溶液中，磁力搅拌过程中缓慢加入极少量的锡粉，再加入固体弱碱碳酸盐，其中亚锡盐、碳酸盐和锡粉的摩尔量比为1：1：0.005，磁力搅拌1～3h，至反应不再有气泡产生，得悬浊液A；

2)向上述悬浊液A中加入铟盐、铯盐和双氧水，使锡盐、铟盐、铯盐和双氧水符合摩尔化学计量比(1-x-y)：x：y：(1-x-y)(0＜x＜1，0＜y＜1)，磁力搅拌2～4h，用去离子水和无水乙醇洗涤2～3次；在鼓风烘箱60～80℃干燥12～18h，得粉末B；

3)将上述粉末B用4MPa单轴压强和在300MPa冷等静压压成棒状前驱体，两端各留有一个洞口以接铂线，将棒状物用铂线连接悬挂在马弗炉中间，然后以15～25V/cm的电流场进行加热，程序升温直到达到限定电流0.8～8A，200～240℃保持6～12min，停止通电，得最终产物铟铯共掺杂氧化锡；

4)将上述铟铯共掺杂氧化锡研磨成粉体，将其与聚碳酸酯和润滑剂石蜡混合，其重量份组分分别为35份、60份和5份，同时加入其它辅料七氧化二铼3份，有机磷阻燃剂10份，茶多酚6份，松香树脂6份，混合均匀后加入双螺杆挤出机，九段加温，挤出冷却牵条、风干切粒制得高透红外阻隔聚碳酸酯色母粒。