[發明專利]基于改性氧化石墨烯的高耐候高耐磨PC材料

在審

• 申請號: 201810014800.7
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN107880520A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 高溢
• 申請（專利權）人: 貴州高塑環保新材料有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L67/02;C08K13/06;C08K9/10;C08K9/08;C08K3/32;C08K3/04;C08K5/20;C08K5/524;C08K5/526
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技術領域

本發明屬于聚合物復合材料技術領域，更具體地，本發明涉及一種基于改性氧化石墨烯的高耐候高耐磨PC材料。

背景技術

PC（聚碳酸酯）塑料可用于電子電器、通訊設備、現代辦公設備、軌道交通車輛內飾件、汽車部件等產品生產。

隨著人們對健康、環境及生態保護的日益重視，塑料的阻燃標準及環保標準也日益嚴格，材料燃燒煙氣毒性和發煙性能問題越來越受到重視，要求塑料材料或制品既具有良好的阻燃性能，又要低毒化和低發煙化。如瑞典的TCO-99及北歐的Ecolable-9（白天鵝）環保標志要求，計算機材料不能采用聚氯乙烯樹脂及含溴阻燃劑。德國的藍天使標志 （BlueAngel）也要求打印機和復印機外殼材料不含鹵素。歐洲的 EbobelEU-99要求計算機的外殼塑料中不含鹵系阻燃劑。特別是2003年歐盟各成員國公布的WEEE指令和RoHS指令。然而，現有的PC塑料強度低、阻燃差且耐磨性不好，從而導致壽命短，難以滿足實際需求。

因此，需要進行技術改進，制備具有更好的強度和并保持高彈性，且耐磨性、阻燃性均較好的PC復合材料。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的一個方面提供基于改性氧化石墨烯的高耐候高耐磨PC材料，按重量份計，其制備原料為：

PC樹脂100份，PBT樹脂10-30份，雙層聚合物包覆納米羥基磷灰石50-80份，聚醚酮改性氧化石墨烯10-30份，乙撐雙硬脂酰胺1-5份，二辛酯基季戊四醇二亞磷酸酯1-3份以及雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯1-3份；

優選地，其制備原料為：

PC樹脂100份，PBT樹脂20份，雙層聚合物包覆納米羥基磷灰石60份，硅烷改性氧化石墨烯20份，乙撐雙硬脂酰胺3份，二辛酯基季戊四醇二亞磷酸酯2份以及雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯2份。

在一種實施方式中，所述雙層聚合物的外層為剛性聚醚酮，內層為柔性聚醚胺。

在一種實施方式中，所述雙層聚合物包覆納米羥基磷灰石的制備方法為：

（1）在反應容器中，依次加入0.044 mol的1H-咪唑-4-乙胺、10 g的環氧樹脂E-44以及N，N-二甲基甲酰胺300 ml，通氮氣保護30 min后，升溫100℃反應5 h后，得粘稠的聚醚胺溶液；

（2）往上述粘稠的聚醚胺溶液中，加入100 g的納米羥基磷灰石，2 g的硅烷偶聯劑KH-550，在100℃、氮氣保護下，繼續攪拌2 h后，將反應溶液沉析在2000 ml乙醇中，得大量固體沉淀，用乙醇和去離子水反復洗滌該固體沉淀三次，然后抽濾，將所得固體在真空烘箱中，50℃下干燥24 h得單層聚合物包覆納米羥基磷灰石；

（3）將0.002mol 的4,4’-二氟二苯酮、0.0021mol 的4,4’-二羥基二苯酮、0.0024mol的無水碳酸鈉、0.012mol的二苯砜裝入反應容器中，在氮氣氣氛下升溫至180℃，反應6 h，然后升溫至300℃，反應5 h，然后將反應溶液在去離子水中析出，用乙醇和去離子水反復洗滌該固體沉淀三次，然后抽濾，將所得固體在真空烘箱中，120℃下干燥24 h得聚醚酮；

（4）取步驟（3）所得聚醚酮10 g溶解在300 ml二苯砜中，然后加入步驟（2）所得單層聚合物包覆納米羥基磷灰石100 g，升溫至80℃攪拌2 h后，將反應溶液在去離子水中析出，用乙醇和去離子水反復洗滌該固體沉淀三次，然后抽濾，將所得固體在真空烘箱中，120℃下干燥24 h得雙層聚合物包覆納米羥基磷灰石。

在一種實施方式中，所述聚醚酮改性氧化石墨烯的制備方法為：

（1）將0.002mol 的4,4’-二氟二苯酮、0.0022mol 的4,4’-二羥基二苯酮、0.0024mol的無水碳酸鈉、0.012mol的二苯砜裝入反應容器中，在氮氣氣氛下升溫至180℃，反應6 h，然后升溫至300℃，反應5 h，然后將聚合物在去離子水中析出，用乙醇和去離子水反復洗滌該固體沉淀三次，然后抽濾，將所得固體在真空烘箱中，120℃下干燥24 h得聚醚酮；

（2）在圓底燒瓶中，依次加入上述步驟（1）所得聚醚酮5 g、KH-550 1 g、KH-560 3 g、氧化石墨烯15 g、二甲基亞砜330 g，通氮氣保護1 h后，將體系溫度升至80℃，反應5小時后，降至室溫，出料于乙醇中，得到絮狀產物，用去離子水和乙醇分別洗滌該絮狀產物3 次，最后在50℃下真空干燥24小時，得所述聚醚酮改性氧化石墨烯。