本发明涉及材料制备领域，具体关于一种阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性，虽然已经优于聚乙烯、聚氯乙烯等普通的热塑性树脂，但仍难以满足某些特殊领域对其阻燃性能的要求。
cn101353473a公开了一种高透明阻燃耐辐射聚碳酸酯材料及其薄膜及片材制品，该种高透明阻燃耐辐射聚碳酸酯材料含有聚碳酸酯以及其它助剂，其特征在于：所述的高透明阻燃聚碳酸酯中含有环保溴系阻燃剂。该发明提供的高透明阻燃聚碳酸酯，具有阻燃性好，良好的抗冲击性能，以及在暴露于高温时与通常的受热阻燃耐辐射聚碳酸酯材料相比，它还降低了毒性。由该种高透明阻燃聚碳酸酯生产加工而成的薄膜或片材，透明度在90％以上，其阻燃性符合厚度为0.25mm的薄膜达到ul94-v0等级标准。
cn101386704a公开了一种电子电器用黑色阻燃耐辐射聚碳酸酯材料以及由该种材料制成的薄膜或片材，所述的黑色阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料含有聚碳酸酯、环保溴系阻燃剂、黑色颜料以及其它助剂，其特征在于：所述的黑色阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料中还含有抗滴落剂。该发明提供的黑色阻燃聚碳酸酯，具有阻燃性好，良好的抗冲击性能，遮光效果好，毒性低。由该种阻燃聚碳酸酯生产加工而成的薄膜或片材，其阻燃性符合厚度为0.25mm以上的薄膜达到ul94-v0等级标准。0.1～0.25mm的厚度符合ul94-vtm0级标准。
cn104387739a公开一种阻燃的聚碳酸酯材料及其制备方法。所述的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料包括如下按重量份数计算的阻燃：聚碳酸酯100份；硅氧烷共聚聚碳酸酯1-50份；磺酸盐阻燃剂0.05-0.5份；环氧树脂0.5-5份；硅酸盐0.1-5份，抗滴落剂0.05-1份，其他助剂0.1-3份；所述阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料具有良好阻燃性，同时也有较好的韧性和加工性，其适用于电视机、电子电器等对阻燃性和加工性能要求高的产品。
含卤阻燃剂因为热分解时会释放出有毒气体，逐渐被淘汰掉，以上专利以及现有技术应用于pc的无卤阻燃剂主要包括有机硅系、有机磷系、磺酸盐、膨胀型阻燃剂等，它们大多采用凝聚相阻燃，其基材的相容性较差，阻燃剂的添加量过大，会直接影响基材的力学性能。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的制备方法。
一种阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的制备方法，制备技术方案如下：
按照质量份数，将800-1200份聚碳酸酯、20-80份全氟烷基甲硅烷基云母、5-8.5份聚倍半硅氧烷阻燃剂、5-15份抗滴落剂、8-25份白炭黑、2-9份环己基甲基二甲氧基硅烷、1-6份抗氧剂三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，20-80份3-乙烯基联苯、0.2-0.3份8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕、0.2-3份过氧化苯甲酰投入高混机中以150-200转/分钟混合2-20min，温度80-100℃，得到混合物料；将混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒，将待改性填料颗粒平铺在束下传输带上，传输进入电子加速器的辐照区内进行电子束辐照改性处理，辐照接收剂量为15～30kgy，产品干燥，得到阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料。
所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂，其制备方法如下：
按照质量份数，将18-27份苯基三乙氧基硅烷、8-16份十甲基环五硅氧烷以及0.5-1份乙烯基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，加入120-180份质量百分比含量10%-30%的乙醇的水溶液，搅拌混合均匀后加入0.05-0.5份甲基磺酸，搅拌下升温到40-70℃，保温反应5-10h；滴加质量百分数为7-15%的氢氧化钠溶液，调节ph8-9，再加入0.01-0.05份n-十二烷基二乙醇胺盐，搅拌混合10-20min；将0.02-0.1份过氧化苯甲酰溶解3.5-7.8份对甲基苯乙烯中，完全溶解后加入反应器中；0.02-0.3份过硫酸铵溶解在50-60份水中，反应器温度控制在60-70℃，过硫酸铵水溶液逐步滴加到器内，滴加完后继续反应1-5h，完成反应后静置放置陈化24-36h，过滤后用甲醇和水洗涤，干燥可得到所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂。
所述的8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕按照以下方案制备：
按照质量份数，将10-20份氯化铕，50-100份丙烯酸，300-500份水搅拌均匀；用质量百分数为30%的氢氧化钠调节ph=7，加入20-30份8-羟基喹哪啶，300-500份水，50-70℃搅拌4-8小时，产品经过滤，洗涤，干燥，得到8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕。
所述的聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯，使用前需要在120-150℃的条件下干燥3-6h。
所述的抗滴落剂为聚六氟乙烯或聚偏四氟乙烯或聚四氟乙烯。
本方法提供的一种阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的制备方法，使用的一种聚倍半硅氧烷阻燃剂添加量少，不影响材料的力学性能，而且具有较好的热稳定性，在材料燃烧时，具备更强的成炭能力，能在聚碳酸酯材料表面形成连续、蓬松的炭层，起到有效的隔热隔氧效果，从而起到非常好的阻燃作用。
稀土掺杂的简单掺杂法虽然操作简单易行，但是相容性很差，而反应加工法对反应条件的要求过于严格，导致应用方面受到限制，原位复合法的稀土配体制备非常繁琐，难以实现大批生产。本发明使用8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕，经辐射接枝到阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料，本发明采用的铕配合物的有机稀土配合物，与聚碳酸酯材料具有很好的相容性，能够均匀分散于聚碳酸酯材料中，有助于提高本发明所述聚碳酸酯材料的耐辐射性能，光学性能和表面光洁度。
3-乙烯基联苯经辐射接枝到阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料，有助于提高本发明所述聚碳酸酯材料的耐高温性能，耐辐射性能，全氟烷基甲硅烷基云母在阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料内部生成层状结构的阻隔层，有利于提高材料的阻燃阻热传递的效果。经过辐照交联，得到接枝改性聚碳酸酯材料。该方法在聚碳酸酯材料中引入多功能团单体，通过多功能团单体对射线敏感及能量转移特性，大幅度减少和分散蓄积电子，从而提高了聚碳酸酯材料阻燃性和耐辐射性。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
材料的拉伸强度按照gb/t528-1998进行测定；按照gb/t2406.2-2009的方法测试其极限氧指数值（loi）。
材料拉伸后回弹性能的紫外辐射测试条件：紫外线光源为20w的uv-c紫外灯，紫外辐射特征波长为253.7nm，紫外辐射强度为1100uw/cm2。
实施例1
一种阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的制备方法，制备技术方案如下：
将800g聚碳酸酯、20g全氟烷基甲硅烷基云母、5g聚倍半硅氧烷阻燃剂、5g抗滴落剂、8g白炭黑、2g环己基甲基二甲氧基硅烷、1g抗氧剂三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，20g3-乙烯基联苯、0.2g8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕、0.2g过氧化苯甲酰投入高混机中以150转/分钟混合2min，温度80℃，得到混合物料；将混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒，将待改性填料颗粒平铺在束下传输带上，传输进入电子加速器的辐照区内进行电子束辐照改性处理，辐照接收剂量为15kgy，产品干燥，得到阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料。
所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂，其制备方法如下：
将18g苯基三乙氧基硅烷、8g十甲基环五硅氧烷以及0.5g乙烯基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，加入120g质量百分比含量10%的乙醇的水溶液，搅拌混合均匀后加入0.05g甲基磺酸，搅拌下升温到40℃，保温反应5h；滴加质量百分数为7%的氢氧化钠溶液，调节ph8-9，再加入0.01gn-十二烷基二乙醇胺盐，搅拌混合10min；将0.02g过氧化苯甲酰溶解3.5g对甲基苯乙烯中，完全溶解后加入反应器中；0.3g过硫酸铵溶解在60g水中，反应器温度控制在60℃，过硫酸铵水溶液逐步滴加到器内，滴加完后继续反应1h，完成反应后静置放置陈化24h，过滤后用甲醇和水洗涤，干燥可得到所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂。
所述的8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕按照以下方案制备：
将15g氯化铕，75g丙烯酸，350g水搅拌均匀；用质量百分数为30%的氢氧化钠调节ph=7，加入24g8-羟基喹哪啶，420g水，55℃搅拌5小时，产品经过滤，洗涤，干燥，得到8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕。
所述的聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯，使用前需要在130℃的条件下干燥4h。
所述的抗滴落剂为聚六氟乙烯。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为95.27mpa，材料的极限氧指数为35.2%。紫外辐射1000小时后，力学性能保持稳定，拉伸后回弹达到95%。
实施例2
一种阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的制备方法，制备技术方案如下：
将900g聚碳酸酯、40g全氟烷基甲硅烷基云母、6g聚倍半硅氧烷阻燃剂、9g抗滴落剂、16g白炭黑、7g环己基甲基二甲氧基硅烷、2g抗氧剂三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，50g3-乙烯基联苯、0.2g8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕、0.5g过氧化苯甲酰投入高混机中以180转/分钟混合10min，温度85℃，得到混合物料；将混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒，将待改性填料颗粒平铺在束下传输带上，传输进入电子加速器的辐照区内进行电子束辐照改性处理，辐照接收剂量为18kgy，产品干燥，得到阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料。
所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂，其制备方法如下：
将22g苯基三乙氧基硅烷、12g十甲基环五硅氧烷以及0.63g乙烯基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，加入155g质量百分比含量20%的乙醇的水溶液，搅拌混合均匀后加入0.2g甲基磺酸，搅拌下升温到55℃，保温反应7h；滴加质量百分数为10%的氢氧化钠溶液，调节ph8-9，再加入0.02gn-十二烷基二乙醇胺盐，搅拌混合15min；将0.05g过氧化苯甲酰溶解4.2g对甲基苯乙烯中，完全溶解后加入反应器中；0.1g过硫酸铵溶解在55g水中，反应器温度控制在65℃，过硫酸铵水溶液逐步滴加到器内，滴加完后继续反应3h，完成反应后静置放置陈化28h，过滤后用甲醇和水洗涤，干燥可得到所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂。
所述的8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕按照以下方案制备：
将10g氯化铕，50g丙烯酸，300g水搅拌均匀；用质量百分数为30%的氢氧化钠调节ph=7，加入20g8-羟基喹哪啶，300g水，50℃搅拌4小时，产品经过滤，洗涤，干燥，得到8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕。
所述的聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯，使用前需要在120℃的条件下干燥3h。
所述的抗滴落剂为聚偏四氟乙烯。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为94.52mpa，材料的极限氧指数为36.2%。紫外辐射1000小时后，力学性能保持稳定，拉伸后回弹达到92%。
实施例3
一种阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的制备方法，制备技术方案如下：
将1200g聚碳酸酯、80g全氟烷基甲硅烷基云母、8.5g聚倍半硅氧烷阻燃剂、15g抗滴落剂、24g白炭黑、9g环己基甲基二甲氧基硅烷、6g抗氧剂三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，80g3-乙烯基联苯、0.3g8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕、3g过氧化苯甲酰投入高混机中以200转/分钟混合20min，温度100℃，得到混合物料；将混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒，将待改性填料颗粒平铺在束下传输带上，传输进入电子加速器的辐照区内进行电子束辐照改性处理，辐照接收剂量为30kgy，产品干燥，得到阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料。
所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂，其制备方法如下：
将27g苯基三乙氧基硅烷、16g十甲基环五硅氧烷以及1g乙烯基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，加入180g质量百分比含量30%的乙醇的水溶液，搅拌混合均匀后加入0.5g甲基磺酸，搅拌下升温到70℃，保温反应10h；滴加质量百分数为15%的氢氧化钠溶液，调节ph8-9，再加入0.05gn-十二烷基二乙醇胺盐，搅拌混合20min；将0.1g过氧化苯甲酰溶解7.8g对甲基苯乙烯中，完全溶解后加入反应器中；0.02g过硫酸铵溶解在50份水中，反应器温度控制在70℃，过硫酸铵水溶液逐步滴加到器内，滴加完后继续反应5h，完成反应后静置放置陈化36h，过滤后用甲醇和水洗涤，干燥可得到所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂。
所述的8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕按照以下方案制备：
将20g氯化铕，100g丙烯酸，500g水搅拌均匀；用质量百分数为30%的氢氧化钠调节ph=7，加入30g8-羟基喹哪啶，500g水，70℃搅拌8小时，产品经过滤，洗涤，干燥，得到8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕。
所述的聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯，使用前需要在150℃的条件下干燥6h。
所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为96.24mpa，材料的极限氧指数为36.6%。紫外辐射1000小时后，力学性能保持稳定，拉伸后回弹达到96%。
实施例4
一种阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的制备方法，制备技术方案如下：
将800g聚碳酸酯、20g全氟烷基甲硅烷基云母、8.5g聚倍半硅氧烷阻燃剂、15g抗滴落剂、9g白炭黑、2g环己基甲基二甲氧基硅烷、6g抗氧剂三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，80g3-乙烯基联苯、0.2g8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕、0.2g过氧化苯甲酰投入高混机中以150转/分钟混合20min，温度80℃，得到混合物料；将混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒，将待改性填料颗粒平铺在束下传输带上，传输进入电子加速器的辐照区内进行电子束辐照改性处理，辐照接收剂量为15kgy，产品干燥，得到阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料。
所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂，其制备方法如下：
将18g苯基三乙氧基硅烷、16g十甲基环五硅氧烷以及0.5g乙烯基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，加入180g质量百分比含量10%的乙醇的水溶液，搅拌混合均匀后加入0.5g甲基磺酸，搅拌下升温到40℃，保温反应10h；滴加质量百分数为7%的氢氧化钠溶液，调节ph8-9，再加入0.01gn-十二烷基二乙醇胺盐，搅拌混合10min；将0.02g过氧化苯甲酰溶解7.8g对甲基苯乙烯中，完全溶解后加入反应器中；0.3g过硫酸铵溶解在60份水中，反应器温度控制在70℃，过硫酸铵水溶液逐步滴加到器内，滴加完后继续反应5h，完成反应后静置放置陈化24h，过滤后用甲醇和水洗涤，干燥可得到所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂。
所述的8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕按照以下方案制备：
将10g氯化铕，100g丙烯酸，300g水搅拌均匀；用质量百分数为30%的氢氧化钠调节ph=7，加入30g8-羟基喹哪啶，300g水，70℃搅拌4小时，产品经过滤，洗涤，干燥，得到8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕。
所述的聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯，使用前需要在120℃的条件下干燥4h。
所述的抗滴落剂为聚六氟乙烯。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为96.98mpa，材料的极限氧指数为36.9%。紫外辐射1000小时后，力学性能保持稳定，拉伸后回弹达到96%。
实施例5
一种阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的制备方法，制备技术方案如下：
将1200g聚碳酸酯、80g全氟烷基甲硅烷基云母、5g聚倍半硅氧烷阻燃剂、5g抗滴落剂、25g白炭黑、9g环己基甲基二甲氧基硅烷、6g抗氧剂三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯，20g3-乙烯基联苯、0.3g8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕、0.6g过氧化苯甲酰投入高混机中以200转/分钟混合2min，温度80℃，得到混合物料；将混合物料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒，将待改性填料颗粒平铺在束下传输带上，传输进入电子加速器的辐照区内进行电子束辐照改性处理，辐照接收剂量为30kgy，产品干燥，得到阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料。
所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂，其制备方法如下：
将27g苯基三乙氧基硅烷、16g十甲基环五硅氧烷以及0.5g乙烯基甲基二乙氧基硅烷加入到反应器中，加入120g质量百分比含量30%的乙醇的水溶液，搅拌混合均匀后加入0.05g甲基磺酸，搅拌下升温到40℃，保温反应5h；滴加质量百分数为7%的氢氧化钠溶液，调节ph8-9，再加入0.05gn-十二烷基二乙醇胺盐，搅拌混合20min；将0.02g过氧化苯甲酰溶解3.5g对甲基苯乙烯中，完全溶解后加入反应器中；0.3g过硫酸铵溶解在50g水中，反应器温度控制在60℃，过硫酸铵水溶液逐步滴加到器内，滴加完后继续反应1h，完成反应后静置放置陈化36h，过滤后用甲醇和水洗涤，干燥可得到所述的聚倍半硅氧烷阻燃剂。
所述的8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕按照以下方案制备：
将20g氯化铕，50g丙烯酸，500g水搅拌均匀；用质量百分数为30%的氢氧化钠调节ph=7，加入20g8-羟基喹哪啶，300g水，70℃搅拌8小时，产品经过滤，洗涤，干燥，得到8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕。
所述的聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯，使用前需要在140℃的条件下干燥5h。
所述的抗滴落剂为聚偏四氟乙烯。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为95.82mpa，材料的极限氧指数为34.6%。紫外辐射1000小时后，力学性能保持稳定，拉伸后回弹达到94%。
对比例1
不加全氟烷基甲硅烷基云母，其它同实施例1。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为86.31mpa，材料的极限氧指数为31.2%。紫外辐射1000小时后，拉伸后回弹达到89%。
对比例2
不加聚倍半硅氧烷阻燃剂，其它同实施例1。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为95.25mpa，材料的极限氧指数为29.2%。紫外辐射1000小时后，力学性能变化很大，拉伸后回弹达到74%。
对比例3
不加8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕，其它同实施例1。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为92.21mpa，材料的极限氧指数为32.0%。紫外辐射1000小时后，力学性能变化很大，拉伸后回弹达到65%。
对比例4
不加3-乙烯基联苯，其它同实施例1。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为90.27mpa，材料的极限氧指数为32.3%。紫外辐射1000小时后，力学性能变化很大，拉伸后回弹达到59%。
对比例5
采用氯化铕代替8-羟基喹哪啶-丙烯酸-铕，其它同实施例1。
本实验制备的阻燃耐紫外辐射聚碳酸酯材料的拉伸强度为94.62mpa，材料的极限氧指数为32.1%。紫外辐射1000小时后，力学性能变化很大，拉伸后回弹达到84%。
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是为了说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种非实质性的变化和改进，都落入本发明要求保护的范围内。