[发明专利]一种高强度聚碳酸酯薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度聚碳酸酯薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)二氧化硅粉末的制备；2)金属氧化物包覆二氧化硅；3)表面羟基化改性；4)表面修饰，获得表面修饰后的二氧化硅粉末；5)将表面修饰后的二氧化硅粉末与聚碳酸酯、三苯基磷酸酯、抗氧剂1010、PTFE型滴落剂充分混合均匀获得混合物料；将混合物料在双螺杆挤出机中共混造粒，粒子经成型机吹塑成型，获得高强度聚碳酸酯薄膜。本发明所述方法制备的聚碳酸酯材质具有较高的拉伸强度和维卡软化温度，表现为薄膜的力学性能和耐热性能较好，拓宽了薄膜的使用范围和使用环境。

技术领域

本发明属于聚碳酸酯材料技术领域，尤其涉及一种高强度聚碳酸酯薄膜及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种具有优良综合性能的工程塑料。随着其合成工艺的不断发展和完善，聚碳酸酯迅速成为通用工程塑料的重要品种。聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族等类型。聚碳酸酯是一种无定型、无毒、无味、透明的热塑性塑料。作为通用工程塑料，聚碳酸酯具有良好的物理力学性能、耐热性能和电性能，特别是优良的耐冲击和耐高低温性能是其他通用工程树脂所无法比拟的。因而广泛用于电子电器、汽车、照明灯方面，目前，在整个工程塑料工业中，聚碳酸酯的年产量仅次于尼龙，位居第二，是当今世界五大工程塑料之一。由于结构上的特殊性，聚碳酸酯具有很高的抗冲击性能，聚合物的无定型结构也有利于材料的韧性；因此，聚碳酸酯虽具有典型的刚性分子链，却具有优良的韧性，具有韧而刚的特点。尽管聚碳酸酯具有优异的冲击韧性、透明性、耐候性等性能，但随着聚碳酸酯用途的扩展，对聚碳酸酯的综合性能提出了更高的要求，迫切地希望可以赋予聚碳酸酯更多更好的性能。

发明内容

本发明提供了一种高强度聚碳酸酯薄膜的制备方法，包括如下步骤：

1)二氧化硅粉末的制备：将聚丙烯酸溶解在氨水中配置成溶液，然后将溶液滴加到无水乙醇中，滴加过程对无水乙醇进行搅拌，滴加完成后继续搅拌无水乙醇40min以上获得乙醇溶液，然后向所述乙醇溶液中加入正硅酸乙酯，加料后继续搅拌乙醇溶液8h以上，固液分离，固相用无水乙醇洗涤，烘干，获得二氧化硅粉末；

2)金属氧化物包覆二氧化硅：配置硝酸铈、硝酸锌的乙醇溶液，将所述二氧化硅粉末浸泡在所述硝酸铈、硝酸锌的乙醇溶液中，然后将二氧化硅粉末取出，100℃烘干10min，然后置于450℃环境下煅烧10min，煅烧完成后空冷至常温，再次浸泡在所述硝酸铈、硝酸锌的乙醇溶液中，浸泡后二氧化硅粉末再次100℃烘干10min，然后450℃环境下煅烧10min，空冷，重复上述浸泡、烘干、煅烧、空冷步骤共10次，最后一次450℃环境下煅烧1～2h，然后空冷至常温，获得所述金属氧化物包覆二氧化硅；

3)表面羟基化改性：配置溶质质量百分含量为15％～20％的双氧水溶液，将所述金属氧化物包覆二氧化硅倒入所述双氧水溶液中形成混合物，混合物置于密封容器内超声波处理70～80min，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得表面羟基化金属氧化物包覆二氧化硅粉末；

4)表面修饰：将所述表面羟基化金属氧化物包覆二氧化硅粉末在容器内超声波环境下分散在甲苯中形成悬浊液，然后将容器密封，充入氩气保护，再在氩气保护环境中向所述悬浊液中加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，容器密封状态下加热至105±5℃保温5～6h，然后空冷至常温，打开容器，固液分离，固相用乙醇洗涤，烘干，获得表面修饰后的二氧化硅粉末；

5)将所述表面修饰后的二氧化硅粉末与聚碳酸酯、三苯基磷酸酯、抗氧剂1010、PTFE型滴落剂充分混合均匀获得混合物料；将所述混合物料在双螺杆挤出机中共混造粒，粒子经成型机吹塑成型，获得所述高强度聚碳酸酯薄膜。

进一步地，所述步骤1)中，所述氨水的溶质质量百分数为20％～25％，所述聚丙烯酸溶解在氨水的量比聚丙烯酸/氨水＝9～10g：10mL，所述溶液滴加到无水乙醇中的体积比溶液/无水乙醇＝10mL：150～180mL；所述正硅酸乙酯的加入体积与所述聚丙烯酸质量比正硅酸乙酯/聚丙烯酸＝3～4mL：9～10g。