[发明专利]一种ZnO接枝改性耐老化聚碳酸酯工程塑料的制备方法

说明书

本发明涉及工程塑料技术领域，一种ZnO接枝改性耐老化聚碳酸酯工程塑料，通过使用炔基硅烷偶联剂对纳米ZnO进行改性，再通过巯基‑炔点击化反应，将ZnO共价接枝于聚碳酸酯基体中，解决了有机、无机材料相容性差的问题，同时还能够减少团聚现象的发生，从而避免了团聚引起的工程塑料性能下降，从而得到性能优异的耐老化工程塑料，由于ZnO是一种透明度高的常用紫外吸收添加材料，添加改性之后聚碳酸酯仍旧具有良好的透光性，并使聚碳酸酯树脂具备了良好的紫外吸收性能，从而提高了聚碳酸酯树脂的抗老化性能，使聚碳酸酯工程塑料长时间暴露在光照下仍旧能够保持优异的机械性能。

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，具体为一种ZnO接枝改性耐老化聚碳酸酯工程塑料的制备方法。

背景技术

聚碳酸酯使一种分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，其中芳香族聚碳酸酯由于其优异的机械性能，因此也能为了五大工程塑料之一，但是由于聚碳酸酯不耐紫外光，导致其在受到光照的条件下，性能下降速度较快，并且长期暴露于紫外线中还会发黄，因此通常会在聚碳酸酯基体中添加ZnO、TiO₂等无机纳米材料，来对聚碳酸酯进行抗紫外耐老化改性，使聚碳酸酯具有良好的耐老化性能，从而延长聚碳酸酯的使用寿命。

纳米ZnO是一种使用非常广泛的物理防晒剂，具有良好的紫外吸收与散射性能，而在作为抗老化改性剂对聚碳酸酯树脂进行改性时，由于无机纳米材料与有机高分子材料的界面相容性低，并且由于纳米材料的高比表面能。因此极易在聚碳酸酯树脂基体中发生团聚现象，不仅不能得到较好的抗紫外耐老化性能，同时还会导致由于团聚引起的结构上的缺陷，从而影响工程塑料的性能，因此提高无机纳米材料ZnO在聚碳酸酯基体中的分散性尤为重要，而接枝改性是一种有效的提高分散性的方法。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种ZnO接枝改性耐老化聚碳酸酯工程塑料的制备方法，解决了聚碳酸酯工程塑料耐老化性能较差以及无机纳米ZnO在聚碳酸酯基体中分散性较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种ZnO接枝改性耐老化聚碳酸酯工程塑料制备方法包括以下步骤：

(1)将氯代三甲氧基硅烷、镁粉加入至四氢呋喃溶剂中，再加入(4-溴苯基乙炔基)三甲基硅烷，加热反应，离心取上层清液，萃取、旋蒸后再加入无水甲醇，搅拌加入KOH的无水甲醇溶液，室温反应，离心分离、萃取、洗涤，得到炔基硅烷偶联剂；

(2)将纳米ZnO加入乙醇溶液中，超声分散，再加入炔基硅烷偶联剂，加热进行反应，自然冷却、离心、无水乙醇洗涤、真空干燥，得到炔基化纳米ZnO；

(3)将巯基乙酸与二环己基碳二亚胺溶于二甲亚砜溶剂中，再加入聚碳酸酯树脂与4-二甲氨基吡啶，避光加热搅拌进行酯化反应，抽滤、加入甲醇沉淀、过滤、甲醇洗涤、真空干燥，得到巯基化聚碳酸酯树脂；

(4)将巯基化聚碳酸酯与炔基化纳米ZnO加入至二甲亚砜溶剂中，超声分散，进行巯基-炔点击化反应，加入甲醇沉淀、抽滤、甲醇洗涤、真空干燥，得到ZnO接枝聚碳酸酯树脂；

(5)将ZnO接枝聚碳酸酯树脂投入高速混合机中，再依次加入增韧剂ESC-B212、PC抗氧剂923，混合充分后将原料送至双螺杆挤出机中，设置参数，熔融挤出，进行造粒，得到ZnO接枝改性耐老化聚碳酸酯工程塑料。

优选的，所述步骤(2)中纳米ZnO与炔基硅烷偶联剂的质量比为100:15-25。

优选的，所述步骤(2)中加热进行反应的温度为70-90℃，反应的时间为2-4h。

优选的，所述步骤(3)中聚碳酸酯树脂、二环己基碳二亚胺、巯基乙酸与4-二甲氨基吡啶的质量比为100:8-12:20-30:0.36-0.48。