專利名稱：一種聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聚碳酸酯PC-聚苯乙烯PS共混合金的制備方法，尤其是一種采用溶膠-凝膠法制備包括納米Ti02/Si02粉體以及PC/PS共混物的制備方法。
背景技術：
制備聚碳酸酯PC-聚苯乙烯PS共混合金方法的文獻報道不多。公開報道的文獻有公開號為 CN1962759的"一種聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金的制備方法"發(fā)明專利，該發(fā)明方法 采用不含雙鍵的氫化聚丁二烯和苯乙烯的嵌段共聚物或氫化聚異戊二烯和苯乙烯的嵌段共聚 物直接和聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、抗氧劑在雙螺桿擠出機中共擠出制備改性的聚碳 酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金。該方法不但簡化了加工工藝，而且制備的改性聚碳酸酯/ 苯乙烯-丙烯腈共聚物合金，具有良好的機械性能和加工性能以及耐候性，尤其是缺口沖擊強 度和斷裂生長率，與PC/ABS合金相比提高了50X，接近1000JAi左右，斷裂生長率提高了300 %,達到了120%左右。但只是單純的高聚物的物理共混，對于聚碳酸酯的光學性能與外觀形 貌并未做出進一步改進。
華中科技大學的金名惠、王莉芳在"用于化妝品的Si02/Ti02復合微球的制備與表征"一 文中，通過對溶膠凝膠法在微米級的二氧化硅微球上包覆一層納米級的二氧化鈦粒子，將制備 出的復合微粒表面接枝聚合進一步改性，改性前后的復合顆粒用FT-IR、 XRD表征，并用掃描電 鏡觀察了微粒的形貌，用紫外分光光度計掃描了添加改性后的復合微粒的自制防曬液的紫外 吸收譜圖，發(fā)現(xiàn)經(jīng)復合后的納米Ti02粒子的分散性能得到明顯改善，紫外吸收能力較純Ti02增 強80%，且光催化能力得到很大抑制，Ti02作為防曬劑安全性能大大提高,并討論了該復合粒子 在化妝品中的應用。該文的制備方法較為成熟，而且經(jīng)過Si02包覆改性的Ti02的吸收紫外線的 能力大大提高，值得借鑒。但是并未用于高聚物方面的共混改性。
石家莊鐵道學院的孫秀果等在"用二氧化硅表面改性納米二氧化鈦的制備及表征" 一文 中，針對二氧化鈦納米顆粒在水性涂料中極易團聚、分散性差的問題，以提高Ti02分散穩(wěn)定 性為目的，用并流中和法，以銳鈦礦型納米Ti02粉體為載體，硅酸鈉為包覆劑，用硫酸調(diào)節(jié) pH值，成功地在納米Ti02表面包覆致密的Si02膜。借助Fourier變換紅外光譜、X射線衍射技術 和X射線能量散射譜，表征樣品的鍵合情況、相態(tài)結(jié)構、表面的化學成分，同時測定包覆改性 前后的納米Ti02比表面積和酸溶性。Fourier變換紅外光譜和X射線能量散射譜結(jié)果表明該 包覆方法可行，二氧化硅以化學鍵合的方式沉積在納米Ti02表面，在包覆層和納米Ti02顆粒 之間的界面上形成了Ti-O-Si鍵。酸溶實驗分析和X射線衍射技術結(jié)果證實在Ti02納米顆粒表面包覆了一層致密Si02膜。比表面測定的結(jié)果顯示改性后Ti02的比表面積隨質(zhì)量分數(shù) m(Si02):m(Ti02)增加而減小。但僅適用于水性涂料，方法還是值得借鑒。
中國科學院蘭州化學物理研究所和蘭州大學化學化工學院的劉鵬、中國科學院蘭州化學 物理研究所的田軍等在"納米Si02表面接枝聚合苯乙烯" 一文中，通過對納米Si02進行表面修 飾，引入乙烯基功能基，將其與苯乙烯進行溶液聚合，制備了PS表面接枝納米Si02。苯乙烯 轉(zhuǎn)化率、接枝率和接枝效率分別為60. 7% 、 24. 0%和l. 31%。透射電鏡表明PS表面接枝納米Si02 在有機溶劑中具有較好的分散性，可用于制備無機納米聚合物材料。但是接枝效率較低，有 待繼續(xù)研究探討。
本發(fā)明根據(jù)聚碳酸酯-聚苯乙烯的物理化學性質(zhì)，將高聚物按照一定比例共混并加入無機 物，以進一步改善高聚物的性能和功能，并提出一種用于制備聚碳酸酯PC-聚苯乙烯PS共混 合金的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是通過對聚碳酸酯PC與聚苯乙烯PS共混研究及實驗，解決PC/PS 共混合金中PC的缺口敏感性和熔體粘度降低的問題，并找出二者最佳的共混工藝方法來，以 提高供混合金的光學性能和力學性能。從而提供一種聚碳酸酯PC-聚苯乙烯PS共混合金的制
備方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案采用溶膠-凝膠法。先將聚碳酸酯與聚苯乙烯顆粒
混合均勻，在磁力攪拌下依次加入四氫呋喃、正硅酸乙酯TEOS溶液，再量取加入丙酮去離子 水混合溶液，得到的PC/PS納米共混物與經(jīng)過表面包覆改性的納米Ti02/Si02粉體復合，采用 熔融注射法成型，制得聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金。
本發(fā)明一種聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金的制備方法，包括采用溶膠-凝膠法制備PC/PS 共混物以及納米Ti02/Si02粉體的方法，其具體的工藝方法按質(zhì)量百分比計，按下列步驟進行
(1) 聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備
首先，將PC、 PS按照100:3 100:15的比例混合，溶解于四氫呋喃中，然后在加熱回流 下攪拌，溫度控制在45 55'C之間，其中，四氫呋喃PC:6:1 8:1;其次，將正硅酸乙酯TE0S, 加入溶解液中，控制質(zhì)量百分比SiO2:PC=l:100 5:100，攪拌10 20min，再向溶解液中逐 滴加入pH值為2.0的丙酮去離子水混合溶液，其中，丙酮PC-3:100 5:100，去離子 水:PC二2:250 4:250，回流攪拌2 2. 5h，得到PC/PS凝膠；最后，待凝膠熟化后脫除溶劑， 在120。C下烘干2 3h，制得PC/PS/Si02納米復合材料；
(2) 納米Ti(VSi02粉體的制備 ①TEOS水解包覆納米Ti02首先，將納米Ti02、去離子水按照3:100 6:100的比例混合，超聲振蕩20 30min;其 次，在攪拌下滴加經(jīng)超聲波處理的TEOS水溶液，控制質(zhì)量百分比Si02/Ti02 = 1/1;然后加 入質(zhì)量分數(shù)為25%的氨水做催化劑，其中，氨水:納米TiOpl:l 3:l，攪拌4~4. 5h，得到 Si02包覆的納米Ti02漿液；最后，將漿液過濾、洗滌、干燥，研磨，制得Si02包覆的納米Ti02 粉體；
②氨基硅垸偶聯(lián)劑表面改性Ti(VSi02納米復合粉體
首先，將Ti02/Si02納米復合粉體、去離子水按照3:100 6:100的比例混合均勻，超聲 振蕩20 30min;其次，將氨基硅烷偶聯(lián)劑加入漿液中，其中，氨基硅烷偶聯(lián)劑:POO. 1:100 5:100,在70 80'C下攪拌2 2. 5h，得到經(jīng)過氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性的納米Ti(ySi02漿 液；最后，將漿液過濾、洗滌、干燥，研磨，制得改性的Ti02/Si02納米復合粉體；
(3)將上述Ti02/Si02納米復合粉體和聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物，按質(zhì)量百分比0. 5 5% 的比例共混均勻后，干燥水分含量<0.01%，在壓力為600 1200公斤/厘米2、溫度在230~ 28(TC下成型，即為聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金。
本發(fā)明上述技術方案中所述的聚碳酸酯與聚苯乙烯的含量按質(zhì)量百分比為100:6 100:8;所述的溶膠-凝膠過程中調(diào)節(jié)溶液pH值的酸為鹽酸；所述的聚碳酸酯/聚苯乙烯共混 物的質(zhì)量百分比為SiO2:PC^:100 5:100。
本發(fā)明的一種聚碳酸酯PC-聚苯乙烯PS共混合金的方法，其突出的實質(zhì)性特點在于將透 明的PS溶入到了透明的PC中，彌補了 PC耐紫外光性差的特性；利用PS的折射率與PC幾乎 相同的特性，保證了成型后PC的透明度；并通過添加具有耐磨擦性能的Si02和耐紫外光性能 的Ti02，提高了 PC的光學和力學性能。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明在PC/PS共混物的基礎上，添加了經(jīng)過納米Si02改性過的納米 Ti02，不僅提高了 PC的耐磨性和耐紫外光性，而且還增強了 PC的綜合性能。其具體的優(yōu)點 與積極效果還在于
(1) 在聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物制備的這一步驟中，將納米相Si02加入到聚碳酸酯/聚苯 乙烯共混物中，起到了交聯(lián)的作用，使PC/PS基體熱分解產(chǎn)生的小分子難以擴散和揮發(fā)，延緩 了基體的熱分解，提高了PC/PS基體的熱穩(wěn)定性。其中，1% Si02/PC/PS納米復合材料的熱分 解溫度最高，達到了510'C。
lyoSi(VPC/PS納米復合材料中分散的SiO2形成粒徑為20 60rai的顆粒，并均勻分散在 PC/PS連續(xù)相中，沒有明顯的團聚，仍保持較高的76%透過率，納米Si02的加入，在一定程度 上影響了PC的光透過率。
(2) 光催化降解亞甲基藍實驗結(jié)果表明，Si02在納米Ti02表面形成了包覆層后，加快了電子空穴的復合過程，使粉體的光催化活性降低。納米Ti02的加入對PC有一定的光催化降解， 表面包覆改性得到的納米Ti(VSi02可顯著提高PC的耐光以及耐老化性能。經(jīng)紫外光輻照后 PC/PS， 0.5% Ti02/Si02/PC/PS納米復合材料、l%Ti02/Si02/PC/PS納米復合材料、3% Ti02/Si02/PC/PS納米復合材料、5% Ti02/Si02/PC/PS納米復合材料的色差值、黃化值分別為 4.61、 11.80， 3.19、 10.2， 1.04、 7爭23' 2.89、 9.56， 2.01、 8.47。
由此可見，1% Ti02/Si02/PC/PS納米復合材料的色差值、黃化值最低，抗變色和抗老化 能力最強。Ti02/Si02納米復合粒子可以提高PC/PS抗紫外光性能。
(3)采用聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金的方法，將熔融注射成型后的PC/PS、 1% Ti02/Si02/PC/PS樣條在型號為XLD-0. lkN，最大試驗力的4% 100%的電子拉力試驗機上進 行拉伸強度試驗。經(jīng)檢測，1% Ti02/Si02/PC/PS拉伸強度為66.056MPa，而未添加Ti02/Si02 的PC/PS樣條為61. 427MPa;再將成型后的PC/PS、P/。Ti02/Si02/PC/PS樣條在型號為ZCJ-500， 沖擊速度為3.83m/s的沖擊試驗機上進行缺口沖擊強度的試驗。經(jīng)檢測，1% PC/PS/Ti02/Si02 樣條的缺口沖擊強度為4. 0 kg cm，而未添加Ti02/Si02的PC/PS樣條則為2. 4 kg cm。
由此可見，通過改性后的PC/PS/Ti02/Si02樣條的力學性能得到了一定提高。
本發(fā)明聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金采用溶膠-凝膠的方法，使無機粒子與有機高分子聚 合物復合在一起，使得制備方法更簡便，工藝操作易于實現(xiàn)，而且周期短，提高了高聚物的 物理及化學性能。


圖1是本發(fā)明PC/PS/Si02的掃描電鏡圖，
圖中Si02粒子成球體狀均勻地分布在PC與PS組成的連續(xù)相中，由標尺可估算出Si02 粒子的直徑在20 60nm之間。
圖2是本發(fā)明納米Ti02/Si02的掃描電鏡圖和EDS能譜圖。
圖中:TE0S水解包覆的納米Ti02有所團聚，粒子直徑明顯增大，由標尺可估算出長約為 50 60nm，寬約為20 30nm。 圖3是本發(fā)明的EDS能譜圖。
圖中譜圖可看出有Si原子和Ti原子存在，說明Si02己成功地包覆在Ti02上。Au原子 是噴金所致，不影響觀察結(jié)果。
具體實施例方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作出進一步的詳細說明，本領域的技術人 員在閱讀了本實施例后，能夠理解或?qū)嵤┍景l(fā)明的制備方法，并按照該方法能夠制備出本發(fā) 明所述的聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金來。實施方式l
第一步，制備聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物
首先，將PS、 PC按照質(zhì)量百分比7。/。的比例混合，取PS0.35g、 PC5g，然后在加熱回流 下攪拌，PS、 PC溶解于30ml的四氫呋喃中，溫度控制在45 55"C之間；其次，將0. 16g的 正硅酸乙酯TEOS，加入溶解液中，然后攪拌10min,再向溶解液中逐滴加入pH值為2. 0的丙 酮去離子水混合溶液，其中，丙酮為0. 196g，去離子水為0. 06g，然后回流攪拌2h，得到PC/PS 凝膠。待凝膠熟化后脫除溶劑，然后在12(TC下烘干2h，制得PC/PS/Si02納米復合材料。
在上述步驟中，由于四氫呋喃的沸點為65.4°C，加熱溫度過高或過低，會導致PC與PS 會溶解不均勻，因此，在45 55。C之間溫度最佳；另外，作為溶劑的四氫呋喃，當其含量是 PC的六倍時溶解效果最好，低于六倍時PC、 PS溶解不完全，高于八倍含量的時候形成的膠 體過稀，對PC的性能有影響；TE0S水解生成的Si02的含量對PC也有影響，低于PC含量的 1%時，對PC的性能影響很小，高于PC含量的5^時，不僅會大大降低PC的透明性，而且不 容易在擠出與注射機中成型，會降低PC的力學性能和光學性能；丙酮、去離子水的含量高于 上限值，會加速溶膠-凝膠的反應，易產(chǎn)生爆聚現(xiàn)象，得不到穩(wěn)定的膠體，低于下限值則會使 反應不完全。
第二步，制備納米Ti(VSi02
(1) TEOS水解包覆納米Ti02
首先，將5g納米Ti02、 100ml去離子水混合，超聲振蕩20min;其次，在攪拌下滴加經(jīng) 超聲處理的TEOS水溶液，控制質(zhì)量百分比Si(VTi02 = 1/1;然后加入10ml質(zhì)量分數(shù)為25% 的氨水做催化劑，攪拌4h，得到Si02包覆的納米Ti02漿液；然后將漿液過濾、洗滌、干燥， 研磨，制得Si02包覆的納米Ti02粉體。
在上述步驟中，要注意控制Si02與Ti02的質(zhì)量百分比為1:1，由于所選的兩種納米材料 的粒徑差不多，且是Si02包覆改性Ti02,要保證質(zhì)量比，二氧化硅以化學鍵合的方式沉積在 納米Ti02表面，在包覆層和納米Ti02顆粒之間的界面上形成了Ti-0-Si鍵，包覆均勻。另外， 氨水作為催化劑，高于三倍納米Ti02含量時，包覆不均勻，低于一倍含量時，對納米Ti02的 光催化性能影響不大；去離子水提供一個反應的場所，需保證各種物質(zhì)充分反應，低于下限 值100/3時，反應不完全，高于上限值100/6時會影響包覆效果。
(2) 氨基硅烷偶聯(lián)劑KH550表面改性Ti(VSi02納米復合粉體
首先，將5gTi(VSi02納米復合粉體、100ml去離子水混合，超聲振蕩20min;其次，將 0.2g KH550加入漿液中，在70'C下攪拌2h，得到經(jīng)過氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性的納米 Ti02/Si02漿液；然后將漿液過濾、洗滌、干燥，研磨，制得改性的Ti(VSi02納米復合粉體。在上述步驟中，需要注意氨基硅烷偶聯(lián)劑量不能過多，根據(jù)填料的量來決定， 一般是填 料含量的0. 1% 2%，且此時的反應溫度為7CTC時最佳。
(3)將上述步驟的納米Ti02/Si02粉體和聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物和按照質(zhì)量百分比1 %的比例共混，聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的干燥指標水分含量不超過0. 0W，在壓力為600 1200公斤/厘米2、溫度在230 280'C下成型，即制得聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金。 實施方式2
在高聚物共混合金中，作為填料的無機物只占很小一部分，不到百分之十。本發(fā)明為了 提高聚碳酸酯的綜合性能，考慮加入無機粒子納米Ti02和納米Si02來改善其性能。為了研究 無機粒子的含量對高聚物性能的影響，通過對比的方法來優(yōu)選出最能提高聚碳酸酯的綜合性 能的無機粒子的含量。因此，按照實施方式1的工藝方法，實施例2的區(qū)別在于:納米Ti(VSi02 粉體與PC/PS/Si02納米復合材料的含量比為0.5%;在聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備這一 步驟中，PS為PC的3%，即0. 15g， PC為5g;正硅酸乙酯為0. 05g，丙酮為0. 15g，去離子 水為0.04g;在納米Ti(VSi02的制備這一步驟中，正硅酸乙酯為O. 16g，氨水為5ml， KH550 為3%。 實施方式3
按照實施方式1的工藝方法，實施方式3的區(qū)別在于納米TiCySi02粉體與PC/PS/Si02 納米復合材料的含量比為0. 5%。在聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備這一步驟中，PS為PC的 15%，即0.75g， PC為5g;正硅酸乙酯為0.25g，丙酮為0.25g，去離子水為0.08g;在納米 Ti(ySi02的制備這一步驟中，正硅酸乙酯為O. 16g，氨水為15ml， KH550為5%。 實施方式4
按照實施方式1的工藝方法，實施方式4的區(qū)別在于納米Ti02/Si02粉體與PC/PS/Si02 納米復合材料的含量比為3°/。。在聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備這一步驟中，PS為PC的 3%，即0. 15g， PC為5g;正硅酸乙酯為0. 05g，丙酮為0. 15g，去離子水為0. 04g;在納米 Ti02/Si02的制備這一步驟中，正硅酸乙酯為0.16g，氨水為5ml, KH550為3%。 實施方式5
實施方式5的區(qū)別在于納米Ti02/Si02粉體與PC/PS/Si02納米復合材料的含量比為3%。 在聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備這一步驟中，PS為PC的15W，即0.75g， PC為5g;正硅 酸乙酯為0.25g，丙酮為0.25g，去離子水為0.08g;在納米Ti02/Si02的制備這一步驟中，正 硅酸乙酯為O. 16g，氨水為15ml， KH550為50/6。 實施方式6
實施方式6的區(qū)別在于納米Ti(VSi02粉體與PC/PS/Si02納米復合材料的含量比為5%;在聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備這一步驟中，PS為PC的3《，即O. 15g， PC為5g;正硅 酸乙酯為0.05g，丙酮為O. 15g，去離子水為0.04g;在納米Ti(VSi02的制備這一步驟中，正 硅酸乙酯為O. 16g，氨水為5ml， KH550為3y。。 實施方式7
按照實施方式1的工藝方法，實施方式3的區(qū)別在于納米Ti02/Si02粉體與PC/PS/Si02 納米復合材料的含量比為5%;在聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備這一步驟中，PS為PC的 15%,即0.75g， PC為5g;正硅酸乙酯為0.25g，丙酮為0. 25g,去離子水為0.08g;在納米 Ti02/Si02的制備這一步驟中，正硅酸乙酯為O. 16g，氨水為15ml， KH550為5%。
在實施本發(fā)明的上述方法例中，需要注意以下問題
(1) 高聚物之間的共混比例對高聚物合金的性能有很大影響，且PC進行共混改性的主要 目的就是改善PC的缺口敏感性和降低熔體粘度。因為PC的熔體粘度和流動性隨PS加入量的 增多而逐步下降，而PS與PC的質(zhì)量百分比在6% 8%之間時，共混物的綜合改性效果最理想。 另外，由于PS價格大大低于PC， PC、 PS共混能起到改性和降低成本兼得的效果。
(2) 在聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備這一步驟中，需在酸性環(huán)境下反應，故選擇鹽酸 作為調(diào)節(jié)劑。因為使用鹽酸可以①促進TEOS的水解，起到水解催化劑的作用；②使TEOS、 丙酮和水三種彼此不能混溶的溶液能夠均勻混合。③解膠，即使沉淀溶解。在沒有酸的情況 下，金屬醇鹽往往會由于水而起加水分解反應，生成白色沉淀，但當加入一定酸時，立即就 可使其溶解。
(3) 在聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備步驟中，溶膠-凝膠過程中的催化劑溶液的滴加速 度影響穩(wěn)定的溶膠的生成。
在TEOS水解時，需要向體系添加丙酮和充當水解催化劑的鹽酸的水溶液才能制得二氧化 硅溶膠的水溶液。通常先用丙酮和TEOS混合成均相溶液，然后將水和鹽酸的混合溶液充分攪 拌之后緩慢滴加到TEOS的丙酮溶液中。TEOS的水解反應為放熱反應，如果滴加速度過快， 會發(fā)生局部水解過快生成白色沉淀，以致不能生成均勻凝膠；如果采用逐滴滴加的方式，則 反應比較平坦，可在一定程度上控制水解速度，從而緩沖了水解縮聚的進程。這時水解產(chǎn)生 的聚合物會有一部分溶于丙酮阻礙了粒子的團聚，從而形成穩(wěn)定的溶膠溶液；若直接將參加 反應的水倒入到TEOS的丙酮溶液中會造成局部水解過快，來不及溶于丙酮中而直接發(fā)生縮聚 反應生成聚合物，生成的聚合物經(jīng)碰撞交聯(lián)而形成沉聚物，得不到穩(wěn)定的溶膠。
(4) 在納米Ti(ySi02制備的步驟中，需要選擇合適的硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑作為一種 常用改性劑，利用其分子中的無機功能區(qū)與填料表面的羥基，即-OH反應，以單分子形式纏 結(jié)于填料表面，同時利用長鏈部分形成偶聯(lián)劑與有機基體的纏結(jié)或反應，從而構成填料與有機體的"橋連"，將兩種性質(zhì)懸殊的材料連接在一起提高復合材料的性能和增加粘接強度。
硅烷偶聯(lián)劑的選擇原則硅垸偶聯(lián)劑的通式如圖Y,，^^，此處，n=0~3; X—可水解 的基團；Y —有機官能團，能與樹脂起反應。X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧 基、乙酰氧基等，這些基團水解時即生成硅醇(Si(0H)3),而與無機物質(zhì)結(jié)合,形成硅氧烷。 Y是乙烯基、氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯酰氧基、巰基或脲基。這些反應基可與有機物質(zhì)反應 而結(jié)合。在兩類性能互異的基團中，以Y基團最重要、它對制品性能影響很大，起決定偶聯(lián) 劑的性能作用。只有當Y基團能和對應的樹脂起反應，才能使復合材料的強度提高。 一般要 求Y基團要與樹脂相容并能起偶聯(lián)反應。當Y為無反應性的烷基或芳基時，對極性樹脂是不 起作用的，但可用于非極性樹脂，如硅橡膠、聚苯乙烯等的膠接中。當Y含反應性官能基， 要注意它與所用樹脂的反應性及相容性。當Y含氨基時，是屬于催化性的，能在酚酸、脲醛、 三聚氰胺甲醛的聚合中作催化劑，也可作為環(huán)氧和聚氨酯樹脂的固化劑，這時偶聯(lián)劑完全參 與反應，形成新鍵。氨基硅烷類的偶聯(lián)劑是屬于通用型的，幾乎能與各種樹脂起偶聯(lián)作用，但 聚酯樹脂例外。x基團的種類對偶聯(lián)效果沒有影響。因此，根據(jù)Y基團中反應基的種類，硅 烷偶聯(lián)劑也分別稱為乙烯基硅垸、氨基硅垸、環(huán)氧基硅烷、巰基硅垸和甲基丙烯酰氧基硅烷 等，這幾種有機官能團硅垸是最常用的硅烷偶聯(lián)劑。
本發(fā)明用到的有機材料是聚碳酸酯、聚苯乙烯，選擇氨基硅烷中的KH550。 KH-550，即 Y-氨丙基三乙氧基硅垸(NH2-CH2-CH2-CH2-Si(0C2H5)3)，是一種通用的氨基偶聯(lián)劑，廣泛運用 于促進無機和有機高分子材料的粘接。分子的含硅部分能夠提供對基材的強力鍵接。主要的 胺官能團能與一系列熱固性樹脂、熱塑性塑料和合成橡膠材料發(fā)生作用。
偶聯(lián)劑的用量根據(jù)填料直徑尺寸決定， 一般為填料用量的0. 1%—2%。
權利要求
1. 一種聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金的制備方法，包括采用溶膠-凝膠法制備聚碳酸酯PC/聚苯乙烯PS共混物以及納米TiO2/SiO2粉體的方法，其特征在于該方法按質(zhì)量百分比計按下列步驟進行(1)聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物的制備首先，將PC、PS按照100∶3～100∶15的比例混合，溶解于四氫呋喃中，在加熱回流下攪拌，溫度控制在45～55℃之間，其中，四氫呋喃∶PC＝6∶1～8∶1；其次，將正硅酸乙酯TEOS加入溶解液中，控制質(zhì)量百分比SiO2∶PC＝1∶100～5∶100，然后攪拌10～20min，再向溶解液中逐滴加入pH值為2.0的丙酮去離子水混合溶液，其中，丙酮∶PC＝3∶100～5∶100，去離子水∶PC＝2∶250～4∶250，然后回流攪拌2～2.5h，得到PC/PS凝膠，待凝膠熟化后脫除溶劑，最后，在120℃下烘干2～3h，制得PC/PS/SiO2納米復合材料；(2)納米TiO2/SiO2粉體的制備①TEOS水解包覆納米TiO2首先，將納米TiO2、去離子水按照3∶100～6∶100的比例混合，超聲振蕩20～30min；其次，在攪拌下滴加經(jīng)超聲波處理的TEOS水溶液，控制質(zhì)量百分比SiO2/TiO2＝1/1；然后加入質(zhì)量分數(shù)為25％的氨水催化劑，其中，氨水∶納米TiO2＝1∶1～3∶1，攪拌4～4.5h，得到SiO2包覆的納米TiO2漿液；最后，將漿液過濾、洗滌、干燥，研磨，制得SiO2包覆的納米TiO2粉體；②氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性TiO2/SiO2納米復合粉體首先，將TiO2/SiO2納米復合粉體、去離子水按照3∶100～6∶100的比例混合，超聲振蕩20～30min；其次，將氨基硅烷偶聯(lián)劑加入漿液中，其中，氨基硅烷偶聯(lián)劑PC＝0.1∶100～5∶100，在70～80℃下攪拌2～2.5h，得到經(jīng)過氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性的納米TiO2/SiO2漿液；最后，將漿液過濾、洗滌、干燥，研磨，制得改性的TiO2/SiO2納米復合粉體；(3)將上述TiO2/SiO2納米復合粉體和聚碳酸酯/聚苯乙烯共混物，按質(zhì)量百分比0.5～5％的比例共混均勻后，干燥水分含量<0.01％，在壓力為600～1200公斤/厘米2，溫度為230～280℃下成型，即為聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金。
2. 權利要求書1所述的聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金的制備方法，其特征是聚碳酸酯與聚 苯乙烯的含量按質(zhì)量百分比為100:6 100:8。
3. 權利要求書1所述的聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金的制備方法，其特征是溶膠-凝膠過 程中調(diào)節(jié)溶液pH值的酸為鹽酸。
4. 權利要求書1所述的聚碳酸酯-聚苯乙烯共混合金的制備方法，其特征是在聚碳酸酯/ 聚苯乙烯共混物的制備中，控制質(zhì)量百分比為Si02:PC=l:100 5:100。
全文摘要
一種聚碳酸酯PC-聚苯乙烯PS共混合金的制備方法是將PC、PS與SiO₂進行包覆制得高聚物后，將TiO₂再與SiO₂進行包覆得到無機粒子，然后將高聚物與無機粒子再次進行熔融得到共混合金。本發(fā)明方法簡便，易于操作實現(xiàn)，周期短，制備出的共混合金具有較好的耐紫外光性，耐磨性及耐候性。
文檔編號C08L69/00GK101531809SQ20091007423
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月25日 優(yōu)先權日2009年4月25日
發(fā)明者偉 劉, 王櫻花, 許并社, 魏麗喬 申請人:太原理工大學