[發明專利]一種硅烷化聚碳酸亞丙酯及其制備方法

有效

• 申請號: 201811534247.6
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN110272538B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 郝超偉;來國橋;馬清芳;潘慶華;李澤;蔣劍雄
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C08G64/42
• 分類號: C08G64/42
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

1.一種硅烷化聚碳酸亞丙酯，其特征在于：所述硅烷化聚碳酸亞丙酯由有機硅氧烷、封端劑和聚碳酸亞丙酯聚合而成，所述有機硅氧烷的通式為Y-R-SiMe_nX_3-n，所述Y為功能性基團，包括氨基、環氧基和巰基中的至少一種，所述X為可水解基團，包括甲氧基、乙氧基、異丙氧基和甲氧基乙氧基中的至少一種，所述R為碳原子數為1～6的烷基，所述n為0或1；所述硅烷化聚碳酸亞丙酯還包括改性麻纖維；

改性麻纖維的制備方法為：將直徑為20～30nm的麻纖維置于水熱反應釜中，在160～200℃水熱碳化1～3h，過濾、洗滌、干燥后得到碳纖維；將得到的碳纖維置于濃度為40％的硝酸溶液中，碳纖維與硝酸溶液的質量體積比為1～2g/70mL，加熱至60～80℃攪拌反應2～3h，得到氧化碳纖維；將得到的氧化碳纖維置于濃度為30～40wt％的丙酮溶液中，加入氧化石墨烯，氧化碳纖維、氧化石墨烯和丙酮溶液的質量體積比為1g:0.03～0.05g:40～50mL，在100～120℃反應8～12h后過濾，洗滌干燥后得到氧化石墨烯增強改性的碳纖維；將氧化石墨烯增強改性的碳纖維分散成3～5mg/mL的分散液，加入氨丙基三乙氧基硅烷，氧化石墨烯增強改性的碳纖維與氨丙基三乙氧基硅烷的質量比為2～3:1，在50～70℃反應4～8h得到改性麻纖維；

所述硅烷化聚碳酸亞丙酯由有機硅氧烷、封端劑和聚碳酸亞丙酯聚合而成的過程如下：

(1)化學封端：將聚碳酸亞丙酯干燥后按比例與封端劑充分混合，然后置于反應器中邊攪拌邊進行熔融共混，得到化學封端的聚碳酸亞丙酯；

(2)硅烷化聚碳酸亞丙酯的制備：將有機硅氧烷按比例加入到步驟(1)中得到的化學封端的聚碳酸亞丙酯，加入改性麻纖維，反應后得到硅烷化的聚碳酸亞丙酯；

(3)硅烷化聚碳酸亞丙酯濕氣固化：將步驟(2)的得到的硅烷化的聚碳酸亞丙酯放置在濕空氣中進行水解反應，形成硅醇；之后在固化劑存在下進行脫水交聯固化反應，得到交聯的硅烷化聚碳酸亞丙酯材料。

所述封端劑為二異氰酸酯類；

所述聚碳酸亞丙酯末端羥基與封端劑和有機硅氧烷中Y的摩爾比為1:1～5:1～10；

所述改性麻纖維的量為聚碳酸亞丙酯質量的0.5～1.5％。

2.根據權利要求1所述的一種硅烷化聚碳酸亞丙酯，其特征在于：所述聚碳酸亞丙酯末端羥基與封端劑和有機硅氧烷中Y的摩爾比為1:2～3:2.2～3.6。

3.根據權利要求2所述的一種硅烷化聚碳酸亞丙酯，其特征在于：所述聚碳酸亞丙酯的數均分子量為1000～10000；，所述二異氰酸酯類包括甲苯2,4-二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯和二苯甲烷二異氰酸酯中的至少一種。

4.一種根據權利要求1～3任一所述的硅烷化聚碳酸亞丙酯的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)化學封端：將聚碳酸亞丙酯干燥后按比例與封端劑充分混合，然后置于反應器中邊攪拌邊進行熔融共混，得到化學封端的聚碳酸亞丙酯；

(2)硅烷化聚碳酸亞丙酯的制備：將有機硅氧烷按比例加入到步驟(1)中得到的化學封端的聚碳酸亞丙酯，加入改性麻纖維，反應后得到硅烷化的聚碳酸亞丙酯；

(3)硅烷化聚碳酸亞丙酯濕氣固化：將步驟(2)的得到的硅烷化的聚碳酸亞丙酯放置在濕空氣中進行水解反應，形成硅醇；之后在固化劑存在下進行脫水交聯固化反應，得到交聯的硅烷化聚碳酸亞丙酯材料。

5.根據權利要求4所述的一種硅烷化聚碳酸亞丙酯的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述聚碳酸亞丙酯在40～80℃條件下干燥8～18h；熔融共混溫度為100～160℃，時間為4～8h。

6.根據權利要求4所述的一種硅烷化聚碳酸亞丙酯的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述反應溫度為50～150℃，反應時間0.5～3h。

7.根據權利要求4所述的一種硅烷化聚碳酸亞丙酯的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述固化劑為有機錫類催化劑，包括二丁基錫、二(十二烷基硫)二丁基錫、二月桂酸酯二丁基錫、二醋酸二丁基錫、異辛酸亞錫和二馬來酸酯二烷基錫中的至少一種；空氣濕度大于70％，水解時間為1～3h，固化時間為1～4h。