本發(fā)明涉及塑料制備，具體為一種納米填料改性聚碳酸酯塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、聚碳酸酯是五大工程塑料之一，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、電性能、尺寸穩(wěn)定、耐溶劑性等特點，在汽車制造、電子電器、醫(yī)療器械、航空航天等領(lǐng)應(yīng)用廣泛。然而隨著科技的快速發(fā)展，應(yīng)用市場對pc制品提出了更高性能的要求，對pc進(jìn)行改性是滿足這一要求的有效途徑。
2、無機(jī)納米添加到塑料聚合物中時，由于納米粉體尺寸較小，能夠很好地與塑料基體結(jié)合，當(dāng)塑料受到外界沖擊力的時候，納米粉體能夠吸收外界的沖擊能，起到一個緩沖的作用，所以納米粉體對塑料聚合物具有增韌作用。然而現(xiàn)有的納米填料過于單一，無法同時達(dá)到耐磨、防腐、高強(qiáng)度的效果，限制了聚碳酸酯塑料的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種納米填料改性聚碳酸酯塑料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種納米填料改性聚碳酸酯塑料，所述納米填料改性聚碳酸酯塑料由改性納米填料與聚碳酸酯混合制得。
3、進(jìn)一步的，所述改性納米填料包括復(fù)合填料和改性蒙脫土。
4、進(jìn)一步的，所述復(fù)合填料由碳納米管、丙烯酸、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸鈉制得。
5、進(jìn)一步的，所述改性蒙脫土由n-乙基-n-(2-羥基-3-磺丙基)-3-甲基苯胺鈉鹽、丙烯酰胺、蒙脫土制得。
6、進(jìn)一步的，一種納米填料改性聚碳酸酯塑料的制備方法，包括以下制備步驟：
7、(1)將27～39份碳納米管置于容器中，加入52～76份20wt％硫酸、50～74份20wt％硝酸，于20～30℃超聲1～3h，升溫至100～120℃反應(yīng)1～2h，97～123份去離子水洗滌3次，50～60℃干燥4～8h，得羥基化碳納米管；
8、(2)將16～28份羥基化碳納米管、3～5份4-二甲氨基吡啶、30～54份二環(huán)己基碳二亞胺、108～214份四氫呋喃混合均勻，于50～60℃、氮氣保護(hù)下加入20～32份丙烯酸，反應(yīng)24～48h后收集固體產(chǎn)物，57～89份四氫呋喃洗滌3次，60～80℃干燥6～10h，得改性碳納米管；
9、(3)將15～27份改性碳納米管、2～4份過硫酸銨固體于20～30℃、50khz超聲分散至97～122份乙醇中，氮氣保護(hù)下加入11～23份乙烯基三乙氧基硅烷，升溫至60～70℃反應(yīng)6～10h，收集固體，68～94份乙醇洗滌3次，50～70℃干燥8～12h，得復(fù)合碳納米管；
10、(4)將8～12份復(fù)合碳納米管加入84～128份去離子水中，攪拌10～20h，加入3～5份飽和硅酸鈉水溶液、16～24份氨水、65～77份乙醇攪拌24～42h，過濾取濾餅、52～68份去離子水洗滌3次、50～70℃干燥5～7h，得復(fù)合填料；
11、(5)將17～23份n-乙基-n-(2-羥基-3-磺丙基)-3-甲基苯胺鈉鹽，25～33份丙烯酰胺混合均勻，加入1～5份碳酸鉀水溶液，于90～110℃反應(yīng)16～24h，乙酸乙酯萃取3次，于真空度-0.1mpa～-0.06mpa濃縮2～4h，得改性劑；
12、(6)將5～9份蒙脫土加入178～320份去離子水中，60～70℃攪拌10～14h，加入2～6份改性劑，70～90℃反應(yīng)8～10h，于1800rpm/min轉(zhuǎn)速離心10min、87～101份去離子水洗滌3次、50～70℃干燥8～10h，得改性蒙脫土；
13、(7)將19～27份復(fù)合填料，24～36份改性蒙脫土置于高速球磨機(jī)中研磨3～9min，得改性納米填料；
14、(8)將56～88份改性納米填料，110～170份聚碳酸酯加入混合機(jī)中，加入8～12份穩(wěn)定劑、2～4份增塑劑混合均勻后，投入雙螺桿混煉擠出機(jī)中于料頭溫度175～185℃、螺桿轉(zhuǎn)速150～250r/min、擠出壓力4～12mpa擠出，切粒，得納米填料改性聚碳酸酯塑料。
15、進(jìn)一步的，步驟(1)所述超聲頻率為：20～100khz。
16、進(jìn)一步的，步驟(5)所述碳酸鉀水溶液濃度為：0.1mol/l。
17、進(jìn)一步的，步驟(7)所述高速球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為：800～1200r/min。
18、進(jìn)一步的，步驟(8)所述穩(wěn)定劑為海藻酸鈉、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇中的一種或多種。
19、進(jìn)一步的，步驟(8)所述增塑劑為鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二乙酯中的一種或多種。
20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：
21、本發(fā)明通過在酸性條件氧化處理碳納米管，使其表面帶有羥基，然后與丙烯酸原位聚合，使聚丙烯酸接枝在碳納米管表面，改善碳納米管分散性，提高材料柔韌性，增強(qiáng)承受能力；然后乙烯基三乙氧基硅烷參與丙烯酸聚合反應(yīng)，增強(qiáng)耐磨性，阻止化學(xué)溶液滲入，提高材料的疏水效果，同時引入硅乙氧基，提供反應(yīng)點；再加入硅酸鈉水溶液，使其在聚合物表面原位生長，形成穩(wěn)定結(jié)合且均勻分散的納米二氧化硅，有效補(bǔ)強(qiáng)聚碳酸酯塑料，提高耐磨性及柔韌性，在此基礎(chǔ)上，與改性蒙脫土通過高速球磨混合形成納米填料，與聚碳酸酯塑料混合改性，以實現(xiàn)耐磨、防腐、高強(qiáng)度的效果。
22、其中，改性蒙脫土由n-乙基-n-(2-羥基-3-磺丙基)-3-甲基苯胺鈉鹽、丙烯酰胺、蒙脫土制得；通過n-乙基-n-(2-羥基-3-磺丙基)-3-甲基苯胺鈉鹽的羥基與丙烯酰胺的烯基加成反應(yīng)，引入苯環(huán)，增強(qiáng)塑料機(jī)械強(qiáng)度，提高耐磨性，同時帶有酰胺鍵，使材料由親水性轉(zhuǎn)為憎水性，隔絕腐蝕液體進(jìn)入，實現(xiàn)初步防腐效果，在此基礎(chǔ)上，磺酸根的存在使得塑料無法與酸性介質(zhì)進(jìn)行置換反應(yīng)，增強(qiáng)防腐能力；然后與蒙脫土結(jié)合，通過陽離子交換，使有機(jī)基團(tuán)覆蓋在蒙脫土表面或插入其層間，增大層間距，改善蒙脫土的分散性和穩(wěn)定性，提高與聚碳酸酯的相容性。
1.一種納米填料改性聚碳酸酯塑料，其特征在于，所述納米填料改性聚碳酸酯塑料由改性納米填料與聚碳酸酯混合制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米填料改性聚碳酸酯塑料，其特征在于，所述改性納米填料包括復(fù)合填料和改性蒙脫土。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種納米填料改性聚碳酸酯塑料，其特征在于，所述復(fù)合填料由碳納米管、丙烯酸、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸鈉制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種納米填料改性聚碳酸酯塑料，其特征在于，所述改性蒙脫土由n-乙基-n-(2-羥基-3-磺丙基)-3-甲基苯胺鈉鹽、丙烯酰胺、蒙脫土制得。
5.一種納米填料改性聚碳酸酯塑料的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種納米填料改性聚碳酸酯塑料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述超聲頻率為：20～100khz。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種納米填料改性聚碳酸酯塑料的制備方法，其特征在于，步驟(5)所述碳酸鉀水溶液濃度為：0.1mol/l。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種納米填料改性聚碳酸酯塑料的制備方法，其特征在于，步驟(7)所述高速球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為：800～1200r/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種納米填料改性聚碳酸酯塑料的制備方法，其特征在于，步驟(8)所述穩(wěn)定劑為海藻酸鈉、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種納米填料改性聚碳酸酯塑料的制備方法，其特征在于，步驟(8)所述增塑劑為鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二乙酯中的一種或多種。