一种高强度耐磨PC材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高强度耐磨PC材料及其制备工艺；本发明专利技术首先以微晶纤维素为原料，制备了纳米尺度的纳米微晶纤维素，在1

【技术实现步骤摘要】
一种高强度耐磨PC材料及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体为一种高强度耐磨PC材料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]聚碳酸酯是一种性能优异的工程塑料，具有优异的高耐候性与电绝缘性，被广泛应用在各类行业中，但单纯仅靠聚碳酸酯的自身性质，并不能完全满足人们日常所需，因此在使用时，往往需要对聚碳酸酯进行一定的改性，以满足其使用需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高强度耐磨PC材料及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高强度耐磨PC材料，具有以下特征：按重量份数计，所述高强度耐磨PC材料，包括以下组分：80
‑
100份改性聚碳酸酯、0.5
‑
0.8份抗氧化剂、5
‑
10份阻燃剂、0.1
‑
0.5份润滑剂、20
‑
30份玻璃纤维；
[0005]其中，所述改性聚碳酸酯由改性纳米纤维素与1,4
‑
环己二醇经碳酸化处理后，与2
‑
巯基乙醇共聚制得；
[0006]其中，所述改性纳米纤维素由微晶纤维素酸解后与环氧氯丙烷反应制得。
[0007]进一步的，所述抗氧化剂为抗氧剂0101；所述阻燃剂为聚二甲基硅氧烷；所述润滑剂为硬脂酸酯。
[0008]一种高强度耐磨PC材料的制备工艺，包括以下步骤：
[0009]S1.制备改性纳米纤维素：
[0010]S11.将微晶纤维素溶于去离子水中，冰水浴环境下搅拌分散15
‑
20min后，滴加浓硫酸，使反应溶液中硫酸浓度为65
‑
74％，滴加结束后，升温至50
‑
65℃，搅拌混合反应2
‑
4h后，停止加热，并使用去离子水对反应溶液进行稀释，离心处理，并去除上清液后再次加入去离子水混合，再次离心后，取下层悬浮液进行透析，直至pH稳定，真空干燥，得到纳米纤维素；
[0011]S12.将纳米纤维素分散到乙酸乙酯溶液中，加入1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺，搅拌混合，升温至80
‑
95℃，回流反应8
‑
12h，加入环氧氯丙烷，降温至60
‑
70℃，回流反应8
‑
12h后，离心分离，并使用无水乙醇洗涤3
‑
5次，真空干燥，即可得改性纳米纤维素；
[0012]S2.将1,4
‑
环己二醇、改性纳米纤维素溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，超声波分散处理3
‑
6h后，向反应体系中充入CO
21‑
1.5h，加入四甲基胍搅拌混合，高压反应1.5
‑
3h，加入溴丁烯，升温至100
‑
110℃，反应8
‑
12h，反应结束后使用去离子水洗涤反应产物，并使用乙酸乙酯萃取，得到改性碳酸酯单体；
[0013]S3.将改性碳酸酯单体与2
‑
巯基乙醇、偶氮二异丁腈混合，升温至70
‑
85℃，CO2气氛下回流反应4
‑
8h，旋蒸产物，去除多余溶剂，并再次将其溶于四氢呋喃中，加入甲醇冰水浴处理，收集沉淀并洗涤，得到改性聚碳酸酯；
[0014]S4.将改性聚碳酸酯、抗氧化剂、阻燃剂、润滑剂、玻璃纤维加热共混，并冷却切粒，即可得所述高强度耐磨PC材料。
[0015]进一步的，步骤S1中，所述纳米纤维素、1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、环氧氯丙烷的质量比为(0.8
‑
1)：(0.5
‑
1)：(1
‑
1.5)。
[0016]进一步的，步骤S2中，所述1,4
‑
环己二醇、改性纳米纤维素、四甲基胍、溴丁烯的质量比为(1.5
‑
3)：(0.5
‑
1)：(0.5
‑
1.5)：(10
‑
12)。
[0017]进一步的，步骤S2中，高压反应压力为1.5
‑
3MPa。
[0018]进一步的，步骤S3中，改性碳酸酯单体、2
‑
巯基乙醇、偶氮二异丁腈的质量比为(2.5
‑
4)：(3
‑
5)：(0.05
‑
0.1)。
[0019]进一步的，步骤S4中，共混温度为210
‑
240℃，共混时间为1.5
‑
3h。
[0020]为提高聚碳酸酯材料的耐磨性能与强度，本专利技术以聚碳酸酯为基材，对其进行了改性处理；首先本专利技术以微晶纤维素为原料，使其在酸性环境下分解为纳米尺度的纳米微晶纤维素，在纳米微晶纤维素表面具有丰富的羟基基团，在1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺的活化下，与环氧氯丙烷混合，使得活化羟基被环氧基团所取代，最终得到带有环氧基团的改性纳米纤维素。
[0021]之后本专利技术又将改性纳米纤维素与1,4
‑
环己二醇混合，并在四甲基胍、溴丁烯的催化下，完成环氧基团的开环碳酸酯化处理与醇基对CO2气体的捕获，得到改性碳酸酯单体，从而提高改性纳米纤维素在聚碳酸酯中的分散性与相容性；之后本专利技术又将其与2
‑
巯基乙醇混合，借助巯基的高反应活性，提高改性碳酸酯单体的反应速度，提高聚碳酸酯的产率。
[0022]本专利技术在制备过程中，带有环氧基团的改性纳米纤维素会在高压二氧化碳环境中，在外界催化剂催化的情况下实现环氧基团的开环反应，从而得到接枝有碳酸酯结构的改性纳米纤维素，借助碳酸酯基团的性质，可以有效提高改性纳米纤维素在聚碳酸酯基体中的分散性与结合能力。当聚碳酸酯收到外界应力时，分散在聚碳酸酯单体中的改性纳米纤维素会迅速将应力分散，缓解应力集中的现象，从而增强聚碳酸酯的耐磨性能与其余机械性能。
[0023]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术首先以微晶纤维素为原料，制备了纳米尺度的纳米微晶纤维素，在1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺的活化下，将纳米微晶纤维素表面的羟基替换为环氧基团，在催化条件下与高压CO2气体反应，实现环氧基团的开环，得到带有碳酸酯单体的改性纳米纤维素，之后利用二醇化合物生成聚碳酸酯，使得改性纳米纤维素可以有效分散在聚碳酸酯基体中，并增强了其结合能力，可以将施加在聚碳酸酯表面的应力分散，避免应力集中造成的损害，从而有效增强了聚碳酸酯的耐磨性能与强度。本专利技术制备高强度耐磨PC材料机械本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度耐磨PC材料，其特征在于：按重量份数计，所述高强度耐磨PC材料，包括以下组分：80
‑
100份改性聚碳酸酯、0.5
‑
0.8份抗氧化剂、5
‑
10份阻燃剂、0.1
‑
0.5份润滑剂、20
‑
30份玻璃纤维；其中，所述改性聚碳酸酯由改性纳米纤维素与1,4
‑
环己二醇经碳酸化处理后，与2
‑
巯基乙醇共聚制得；其中，所述改性纳米纤维素由微晶纤维素酸解后与环氧氯丙烷反应制得。2.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨PC材料，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂0101；所述阻燃剂为聚二甲基硅氧烷；所述润滑剂为硬脂酸酯。3.一种高强度耐磨PC材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1.制备改性纳米纤维素：S11.将微晶纤维素溶于去离子水中，冰水浴环境下搅拌分散15
‑
20min后，滴加浓硫酸，使反应溶液中硫酸浓度为65
‑
74％，滴加结束后，升温至50
‑
65℃，搅拌混合反应2
‑
4h后，停止加热，并使用去离子水对反应溶液进行稀释，离心处理，并去除上清液后再次加入去离子水混合，再次离心后，取下层悬浮液进行透析，直至pH稳定，真空干燥，得到纳米纤维素；S12.将纳米纤维素分散到乙酸乙酯溶液中，加入1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺，搅拌混合，升温至80
‑
95℃，回流反应8
‑
12h，加入环氧氯丙烷，降温至60
‑
70℃，回流反应8
‑
12h后，离心分离，并使用无水乙醇洗涤3
‑
5次，真空干燥，即可得改性纳米纤维素；S2.将1,4
‑
环己二醇、改性纳米纤维素溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，超声波分散处理3
‑
6h后，向反应体系中充入CO
21‑
1.5h，加入四甲基胍搅拌混合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国祯，
申请(专利权)人：温州科尔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：