[发明专利]一种硅烷化聚碳酸亚丙酯及其制备方法

权利要求书

1.一种硅烷化聚碳酸亚丙酯，其特征在于：所述硅烷化聚碳酸亚丙酯由有机硅氧烷、封端剂和聚碳酸亚丙酯聚合而成，所述有机硅氧烷的通式为Y-R-SiMe_nX_3-n，所述Y为功能性基团，包括氨基、环氧基和巯基中的至少一种，所述X为可水解基团，包括甲氧基、乙氧基、异丙氧基和甲氧基乙氧基中的至少一种，所述R为碳原子数为1～6的烷基，所述n为0或1；所述硅烷化聚碳酸亚丙酯还包括改性麻纤维；

改性麻纤维的制备方法为：将直径为20～30nm的麻纤维置于水热反应釜中，在160～200℃水热碳化1～3h，过滤、洗涤、干燥后得到碳纤维；将得到的碳纤维置于浓度为40％的硝酸溶液中，碳纤维与硝酸溶液的质量体积比为1～2g/70mL，加热至60～80℃搅拌反应2～3h，得到氧化碳纤维；将得到的氧化碳纤维置于浓度为30～40wt％的丙酮溶液中，加入氧化石墨烯，氧化碳纤维、氧化石墨烯和丙酮溶液的质量体积比为1g:0.03～0.05g:40～50mL，在100～120℃反应8～12h后过滤，洗涤干燥后得到氧化石墨烯增强改性的碳纤维；将氧化石墨烯增强改性的碳纤维分散成3～5mg/mL的分散液，加入氨丙基三乙氧基硅烷，氧化石墨烯增强改性的碳纤维与氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为2～3:1，在50～70℃反应4～8h得到改性麻纤维；

所述硅烷化聚碳酸亚丙酯由有机硅氧烷、封端剂和聚碳酸亚丙酯聚合而成的过程如下：

(1)化学封端：将聚碳酸亚丙酯干燥后按比例与封端剂充分混合，然后置于反应器中边搅拌边进行熔融共混，得到化学封端的聚碳酸亚丙酯；

(2)硅烷化聚碳酸亚丙酯的制备：将有机硅氧烷按比例加入到步骤(1)中得到的化学封端的聚碳酸亚丙酯，加入改性麻纤维，反应后得到硅烷化的聚碳酸亚丙酯；

(3)硅烷化聚碳酸亚丙酯湿气固化：将步骤(2)的得到的硅烷化的聚碳酸亚丙酯放置在湿空气中进行水解反应，形成硅醇；之后在固化剂存在下进行脱水交联固化反应，得到交联的硅烷化聚碳酸亚丙酯材料。

所述封端剂为二异氰酸酯类；

所述聚碳酸亚丙酯末端羟基与封端剂和有机硅氧烷中Y的摩尔比为1:1～5:1～10；

所述改性麻纤维的量为聚碳酸亚丙酯质量的0.5～1.5％。

2.根据权利要求1所述的一种硅烷化聚碳酸亚丙酯，其特征在于：所述聚碳酸亚丙酯末端羟基与封端剂和有机硅氧烷中Y的摩尔比为1:2～3:2.2～3.6。

3.根据权利要求2所述的一种硅烷化聚碳酸亚丙酯，其特征在于：所述聚碳酸亚丙酯的数均分子量为1000～10000；，所述二异氰酸酯类包括甲苯2,4-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

4.一种根据权利要求1～3任一所述的硅烷化聚碳酸亚丙酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)化学封端：将聚碳酸亚丙酯干燥后按比例与封端剂充分混合，然后置于反应器中边搅拌边进行熔融共混，得到化学封端的聚碳酸亚丙酯；

(2)硅烷化聚碳酸亚丙酯的制备：将有机硅氧烷按比例加入到步骤(1)中得到的化学封端的聚碳酸亚丙酯，加入改性麻纤维，反应后得到硅烷化的聚碳酸亚丙酯；

(3)硅烷化聚碳酸亚丙酯湿气固化：将步骤(2)的得到的硅烷化的聚碳酸亚丙酯放置在湿空气中进行水解反应，形成硅醇；之后在固化剂存在下进行脱水交联固化反应，得到交联的硅烷化聚碳酸亚丙酯材料。

5.根据权利要求4所述的一种硅烷化聚碳酸亚丙酯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述聚碳酸亚丙酯在40～80℃条件下干燥8～18h；熔融共混温度为100～160℃，时间为4～8h。

6.根据权利要求4所述的一种硅烷化聚碳酸亚丙酯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述反应温度为50～150℃，反应时间0.5～3h。

7.根据权利要求4所述的一种硅烷化聚碳酸亚丙酯的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述固化剂为有机锡类催化剂，包括二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二月桂酸酯二丁基锡、二醋酸二丁基锡、异辛酸亚锡和二马来酸酯二烷基锡中的至少一种；空气湿度大于70％，水解时间为1～3h，固化时间为1～4h。