本发明涉及一种高分子材料，特别是涉及一种耐高温的聚碳酸酯材料的制造方法。
背景技术：
聚碳酸酯材料是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能；冲击强度高，尺寸稳定性好，着色性好，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，但自润滑性差，有应力开裂倾向，高温易水解，与其它树脂相溶性差，适于制作仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件。
同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯材料的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94V-0级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。现阶段，聚碳酸酯材料的耐高温性能不甚理想，不能用于高温环境。
公开号为CN101812225B、公开日为2011.12.07、申请人为华南理工大学的中国发明公开了“具有高表面硬度与光泽度的阻燃聚碳酸酯材料及制备方法”，按重量份数计，该具有高表面硬度与光泽度的阻燃聚碳酸酯由78～85.4份的树脂、8～15份的阻燃剂、6份的相容剂、0.3～0.5份的抗滴剂和0.3～0.5份的抗氧剂组成，其制备方法是将各组分混合均匀，然后在250℃～270℃下进行挤出、牵引、造粒，制得具有高表面硬度与光泽度的阻燃聚碳酸酯。在相容剂的作用下，聚甲基丙烯酸甲酯在聚碳酸酯基体内部分散均匀、形成网络状，从而保证体系具有优良的力学性能，该发明配方改善体系的表面硬度，并可有效地提高体系的光泽度，然而，该聚碳酸酯材料的耐高温性能也欠佳。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种耐高温的聚碳酸酯材料的制造方法，制造出的聚碳酸酯材料具有非常好的耐高温性能，能用于高温环境。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种耐高温的聚碳酸酯材料的制造方法，包括以下步骤：
(1)将石英纤维室温浸泡于无水乙醇中24小时后取出，待无水乙醇完全挥发后置于马弗炉中，以10℃/分的速度升温至600℃后保温2小时，冷却至室温后用稀盐酸洗涤5分钟，然后用去离子水洗涤5分钟，置于烘箱中90℃下烘干得到预处理石英纤维A；
(2)将步骤(1)得到的预处理石英纤维A加入到过氧化氢水溶液中，室温下浸泡1小时后取出，用去离子水洗涤5分钟后用鼓风干燥机烘干得到预处理石英纤维B；
(3)通氮气保护下将偏苯酸酐、二氯甲烷加入烧瓶中，50℃下搅拌至混合均匀后加入乙酸酐、三乙胺，升温至75℃后反应5小时后将得到的产物抽滤，用二氯甲烷、去离子水反复洗涤后用无水乙醇重结晶得到中间产物，通氮气保护下将中间产物、丙酮、偶联剂KH550加入烧瓶中，50℃下反应7小时后将得到的产物蒸除丙酮得到复合偶联剂；
(4)将步骤(3)得到的复合偶联剂溶解于四氢呋喃中，调节ph值为4后加入步骤(2)得到的预处理石英纤维B，封闭浸泡2小时后取出，抽滤后分别用去离子水和四氢呋喃洗涤5分钟，置于真空干燥箱中150℃下干燥3小时得到改性石英纤维；
(5)按照以下重量份称取原料：聚碳酸酯100份，增韧剂3-5份，抗紫外线剂1.5-2份，润滑剂1-1.5份，主抗氧剂0.1-0.6份，辅抗氧剂0.1-0.6份，相容剂3-4份，步骤(4)得到的改性石英纤维16-21份；
(6)将除了聚碳酸酯之外的原料投入搅拌机中，200转/分搅拌速度下搅拌3分钟，加入聚碳酸酯后继续搅拌5分钟得到混合物料，将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒得到耐高温的聚碳酸酯材料，双螺杆挤出机沿加料口到口模方向温度为230-290℃，口模温度为260-280℃，螺杆转速为120转/分，真空度为0.7MPa。
优选地，本发明所述步骤(2)中，过氧化氢水溶液的质量浓度为30％。
优选地，本发明所述步骤(3)中，偏苯酸酐、二氯甲烷、乙酸酐、三乙胺的质量比为1:240:4:3，中间产物、丙酮、偶联剂KH550的摩尔比为1:10:1。
优选地，本发明所述步骤(4)中，复合偶联剂与预处理石英纤维B的质量比为1:40。
优选地，本发明所述步骤(4)中，增韧剂为MBS。
优选地，本发明所述步骤(5)中，抗紫外线剂为UV-329。
优选地，本发明所述步骤(5)中，润滑剂为PE蜡。
优选地，本发明所述步骤(5)中，主抗氧剂为抗氧剂1010。
优选地，本发明所述步骤(5)中，辅抗氧剂为抗氧剂168。
优选地，本发明所述步骤(5)中，相容剂为ABS-g-MAH。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)石英纤维是一种二氧化硅含量极高的无机纤维，其软化点温度高达1700℃左右，耐高温性能极佳，不过石英纤维在制备过程中必须添加浸润剂，浸润剂的存在会影响石英纤维与聚碳酸酯之间的结合力，此外，石英纤维表面比较光滑，且呈亲水性，难以很好地与聚碳酸酯形成较强的结合，因此本发明先将石英纤维用无水乙醇浸泡后再进行热处理有效去除了浸润剂得到预处理石英纤维A，然后用过氧化氢水溶液对预处理石英纤维进行浸泡处理，过氧化氢水溶液产生了蚀刻作用，增强了石英纤维表面的粗糙度，有利于提高其与聚碳酸酯之间的结合得到了预处理石英纤维B，再通过复合偶联剂对预处理石英纤维B进行改性处理，将石英纤维表面的亲水性变成了疏水性，有效改善了其与聚碳酸酯之间的相容性以及结合力，与聚碳酸酯共混后大大提高了聚碳酸酯材料的耐高温性能。
2)普通的偶联剂对石英纤维能达到改性效果，但是在高温环境中普通的偶联剂的热稳定性不佳，使得聚碳酸酯材料在高温环境中的力学强度受到损伤，因此本发明将偏苯酸酐、二氯甲烷、乙酸酐、三乙胺反应制得中间产物，再将中间产物、偶联剂KH550反应制得复合偶联剂，复合偶联剂中引入了高热稳定性的酰亚胺环，提高了偶联剂KH50的耐高温性，从而进一步提高了聚碳酸酯材料的耐高温性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
按照以下步骤制备耐高温的聚碳酸酯材料：
(1)将石英纤维室温浸泡于无水乙醇中24小时后取出，待无水乙醇完全挥发后置于马弗炉中，以10℃/分的速度升温至600℃后保温2小时，冷却至室温后用稀盐酸洗涤5分钟，然后用去离子水洗涤5分钟，置于烘箱中90℃下烘干得到预处理石英纤维A；
(2)将步骤(1)得到的预处理石英纤维A加入到质量浓度为30％的过氧化氢水溶液中，室温下浸泡1小时后取出，用去离子水洗涤5分钟后用鼓风干燥机烘干得到预处理石英纤维B；
(3)通氮气保护下将偏苯酸酐、二氯甲烷加入烧瓶中，50℃下搅拌至混合均匀后加入乙酸酐、三乙胺，偏苯酸酐、二氯甲烷、乙酸酐、三乙胺的质量比为1:240:4:3，升温至75℃后反应5小时后将得到的产物抽滤，用二氯甲烷、去离子水反复洗涤后用无水乙醇重结晶得到中间产物，通氮气保护下将摩尔比为1:10:1的中间产物、丙酮、偶联剂KH550加入烧瓶中，50℃下反应7小时后将得到的产物蒸除丙酮得到复合偶联剂；
(4)将步骤(3)得到的复合偶联剂溶解于四氢呋喃中，调节ph值为4后加入步骤(2)得到的预处理石英纤维B，复合偶联剂与预处理石英纤维B的质量比为1:40，封闭浸泡2小时后取出，抽滤后分别用去离子水和四氢呋喃洗涤5分钟，置于真空干燥箱中150℃下干燥3小时得到改性石英纤维；
(5)按照以下重量份称取原料：聚碳酸酯100份，MBS 3.2份，UV-329 1.5份，PE蜡1.5份，抗氧剂1010 0.5份，抗氧剂168 0.2份，ABS-g-MAH 3.5份，步骤(4)得到的改性石英纤维17份；
(6)将除了聚碳酸酯之外的原料投入搅拌机中，200转/分搅拌速度下搅拌3分钟，加入聚碳酸酯后继续搅拌5分钟得到混合物料，将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒得到耐高温的聚碳酸酯材料，双螺杆挤出机沿加料口到口模方向温度为230-290℃，口模温度为260-280℃，螺杆转速为120转/分，真空度为0.7MPa。
实施例2
按照以下步骤制备耐高温的聚碳酸酯材料：
(1)将石英纤维室温浸泡于无水乙醇中24小时后取出，待无水乙醇完全挥发后置于马弗炉中，以10℃/分的速度升温至600℃后保温2小时，冷却至室温后用稀盐酸洗涤5分钟，然后用去离子水洗涤5分钟，置于烘箱中90℃下烘干得到预处理石英纤维A；
(2)将步骤(1)得到的预处理石英纤维A加入到质量浓度为30％的过氧化氢水溶液中，室温下浸泡1小时后取出，用去离子水洗涤5分钟后用鼓风干燥机烘干得到预处理石英纤维B；
(3)通氮气保护下将偏苯酸酐、二氯甲烷加入烧瓶中，50℃下搅拌至混合均匀后加入乙酸酐、三乙胺，偏苯酸酐、二氯甲烷、乙酸酐、三乙胺的质量比为1:240:4:3，升温至75℃后反应5小时后将得到的产物抽滤，用二氯甲烷、去离子水反复洗涤后用无水乙醇重结晶得到中间产物，通氮气保护下将摩尔比为1:10:1的中间产物、丙酮、偶联剂KH550加入烧瓶中，50℃下反应7小时后将得到的产物蒸除丙酮得到复合偶联剂；
(4)将步骤(3)得到的复合偶联剂溶解于四氢呋喃中，调节ph值为4后加入步骤(2)得到的预处理石英纤维B，复合偶联剂与预处理石英纤维B的质量比为1:40，封闭浸泡2小时后取出，抽滤后分别用去离子水和四氢呋喃洗涤5分钟，置于真空干燥箱中150℃下干燥3小时得到改性石英纤维；
(5)按照以下重量份称取原料：聚碳酸酯100份，MBS 3份，UV-329 1.7份，PE蜡1.3份，抗氧剂1010 0.3份，抗氧剂168 0.4份，ABS-g-MAH 4份，步骤(4)得到的改性石英纤维19份；
(6)将除了聚碳酸酯之外的原料投入搅拌机中，200转/分搅拌速度下搅拌3分钟，加入聚碳酸酯后继续搅拌5分钟得到混合物料，将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒得到耐高温的聚碳酸酯材料，双螺杆挤出机沿加料口到口模方向温度为230-290℃，口模温度为260-280℃，螺杆转速为120转/分，真空度为0.7MPa。
实施例3
按照以下步骤制备耐高温的聚碳酸酯材料：
(1)将石英纤维室温浸泡于无水乙醇中24小时后取出，待无水乙醇完全挥发后置于马弗炉中，以10℃/分的速度升温至600℃后保温2小时，冷却至室温后用稀盐酸洗涤5分钟，然后用去离子水洗涤5分钟，置于烘箱中90℃下烘干得到预处理石英纤维A；
(2)将步骤(1)得到的预处理石英纤维A加入到质量浓度为30％的过氧化氢水溶液中，室温下浸泡1小时后取出，用去离子水洗涤5分钟后用鼓风干燥机烘干得到预处理石英纤维B；
(3)通氮气保护下将偏苯酸酐、二氯甲烷加入烧瓶中，50℃下搅拌至混合均匀后加入乙酸酐、三乙胺，偏苯酸酐、二氯甲烷、乙酸酐、三乙胺的质量比为1:240:4:3，升温至75℃后反应5小时后将得到的产物抽滤，用二氯甲烷、去离子水反复洗涤后用无水乙醇重结晶得到中间产物，通氮气保护下将摩尔比为1:10:1的中间产物、丙酮、偶联剂KH550加入烧瓶中，50℃下反应7小时后将得到的产物蒸除丙酮得到复合偶联剂；
(4)将步骤(3)得到的复合偶联剂溶解于四氢呋喃中，调节ph值为4后加入步骤(2)得到的预处理石英纤维B，复合偶联剂与预处理石英纤维B的质量比为1:40，封闭浸泡2小时后取出，抽滤后分别用去离子水和四氢呋喃洗涤5分钟，置于真空干燥箱中150℃下干燥3小时得到改性石英纤维；
(5)按照以下重量份称取原料：聚碳酸酯100份，MBS 3.5份，UV-329 1.9份，PE蜡1.1份，抗氧剂1010 0.1份，抗氧剂168 0.6份，ABS-g-MAH 3.2份，步骤(4)得到的改性石英纤维21份；
(6)将除了聚碳酸酯之外的原料投入搅拌机中，200转/分搅拌速度下搅拌3分钟，加入聚碳酸酯后继续搅拌5分钟得到混合物料，将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒得到耐高温的聚碳酸酯材料，双螺杆挤出机沿加料口到口模方向温度为230-290℃，口模温度为260-280℃，螺杆转速为120转/分，真空度为0.7MPa。
实施例4
按照以下步骤制备耐高温的聚碳酸酯材料：
(1)将石英纤维室温浸泡于无水乙醇中24小时后取出，待无水乙醇完全挥发后置于马弗炉中，以10℃/分的速度升温至600℃后保温2小时，冷却至室温后用稀盐酸洗涤5分钟，然后用去离子水洗涤5分钟，置于烘箱中90℃下烘干得到预处理石英纤维A；
(2)将步骤(1)得到的预处理石英纤维A加入到质量浓度为30％的过氧化氢水溶液中，室温下浸泡1小时后取出，用去离子水洗涤5分钟后用鼓风干燥机烘干得到预处理石英纤维B；
(3)通氮气保护下将偏苯酸酐、二氯甲烷加入烧瓶中，50℃下搅拌至混合均匀后加入乙酸酐、三乙胺，偏苯酸酐、二氯甲烷、乙酸酐、三乙胺的质量比为1:240:4:3，升温至75℃后反应5小时后将得到的产物抽滤，用二氯甲烷、去离子水反复洗涤后用无水乙醇重结晶得到中间产物，通氮气保护下将摩尔比为1:10:1的中间产物、丙酮、偶联剂KH550加入烧瓶中，50℃下反应7小时后将得到的产物蒸除丙酮得到复合偶联剂；
(4)将步骤(3)得到的复合偶联剂溶解于四氢呋喃中，调节ph值为4后加入步骤(2)得到的预处理石英纤维B，复合偶联剂与预处理石英纤维B的质量比为1:40，封闭浸泡2小时后取出，抽滤后分别用去离子水和四氢呋喃洗涤5分钟，置于真空干燥箱中150℃下干燥3小时得到改性石英纤维；
(5)按照以下重量份称取原料：聚碳酸酯100份，MBS 4份，UV-329 2份，PE蜡1份，抗氧剂1010 0.6份，抗氧剂168 0.1份，ABS-g-MAH 3.6份，步骤(4)得到的改性石英纤维20份；
(6)将除了聚碳酸酯之外的原料投入搅拌机中，200转/分搅拌速度下搅拌3分钟，加入聚碳酸酯后继续搅拌5分钟得到混合物料，将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒得到耐高温的聚碳酸酯材料，双螺杆挤出机沿加料口到口模方向温度为230-290℃，口模温度为260-280℃，螺杆转速为120转/分，真空度为0.7MPa。
实施例5
按照以下步骤制备耐高温的聚碳酸酯材料：
(1)将石英纤维室温浸泡于无水乙醇中24小时后取出，待无水乙醇完全挥发后置于马弗炉中，以10℃/分的速度升温至600℃后保温2小时，冷却至室温后用稀盐酸洗涤5分钟，然后用去离子水洗涤5分钟，置于烘箱中90℃下烘干得到预处理石英纤维A；
(2)将步骤(1)得到的预处理石英纤维A加入到质量浓度为30％的过氧化氢水溶液中，室温下浸泡1小时后取出，用去离子水洗涤5分钟后用鼓风干燥机烘干得到预处理石英纤维B；
(3)通氮气保护下将偏苯酸酐、二氯甲烷加入烧瓶中，50℃下搅拌至混合均匀后加入乙酸酐、三乙胺，偏苯酸酐、二氯甲烷、乙酸酐、三乙胺的质量比为1:240:4:3，升温至75℃后反应5小时后将得到的产物抽滤，用二氯甲烷、去离子水反复洗涤后用无水乙醇重结晶得到中间产物，通氮气保护下将摩尔比为1:10:1的中间产物、丙酮、偶联剂KH550加入烧瓶中，50℃下反应7小时后将得到的产物蒸除丙酮得到复合偶联剂；
(4)将步骤(3)得到的复合偶联剂溶解于四氢呋喃中，调节ph值为4后加入步骤(2)得到的预处理石英纤维B，复合偶联剂与预处理石英纤维B的质量比为1:40，封闭浸泡2小时后取出，抽滤后分别用去离子水和四氢呋喃洗涤5分钟，置于真空干燥箱中150℃下干燥3小时得到改性石英纤维；
(5)按照以下重量份称取原料：聚碳酸酯100份，MBS 5份，UV-329 1.8份，PE蜡1.2份，抗氧剂1010 0.4份，抗氧剂168 0.3份，ABS-g-MAH 3份，步骤(4)得到的改性石英纤维18份；
(6)将除了聚碳酸酯之外的原料投入搅拌机中，200转/分搅拌速度下搅拌3分钟，加入聚碳酸酯后继续搅拌5分钟得到混合物料，将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒得到耐高温的聚碳酸酯材料，双螺杆挤出机沿加料口到口模方向温度为230-290℃，口模温度为260-280℃，螺杆转速为120转/分，真空度为0.7MPa。
实施例6
按照以下步骤制备耐高温的聚碳酸酯材料：
(1)将石英纤维室温浸泡于无水乙醇中24小时后取出，待无水乙醇完全挥发后置于马弗炉中，以10℃/分的速度升温至600℃后保温2小时，冷却至室温后用稀盐酸洗涤5分钟，然后用去离子水洗涤5分钟，置于烘箱中90℃下烘干得到预处理石英纤维A；
(2)将步骤(1)得到的预处理石英纤维A加入到质量浓度为30％的过氧化氢水溶液中，室温下浸泡1小时后取出，用去离子水洗涤5分钟后用鼓风干燥机烘干得到预处理石英纤维B；
(3)通氮气保护下将偏苯酸酐、二氯甲烷加入烧瓶中，50℃下搅拌至混合均匀后加入乙酸酐、三乙胺，偏苯酸酐、二氯甲烷、乙酸酐、三乙胺的质量比为1:240:4:3，升温至75℃后反应5小时后将得到的产物抽滤，用二氯甲烷、去离子水反复洗涤后用无水乙醇重结晶得到中间产物，通氮气保护下将摩尔比为1:10:1的中间产物、丙酮、偶联剂KH550加入烧瓶中，50℃下反应7小时后将得到的产物蒸除丙酮得到复合偶联剂；
(4)将步骤(3)得到的复合偶联剂溶解于四氢呋喃中，调节ph值为4后加入步骤(2)得到的预处理石英纤维B，复合偶联剂与预处理石英纤维B的质量比为1:40，封闭浸泡2小时后取出，抽滤后分别用去离子水和四氢呋喃洗涤5分钟，置于真空干燥箱中150℃下干燥3小时得到改性石英纤维；
(5)按照以下重量份称取原料：聚碳酸酯100份，MBS 4.5份，UV-329 1.6份，PE蜡1.4份，抗氧剂1010 0.2份，抗氧剂168 0.5份，ABS-g-MAH 3.9份，步骤(4)得到的改性石英纤维16份；
(6)将除了聚碳酸酯之外的原料投入搅拌机中，200转/分搅拌速度下搅拌3分钟，加入聚碳酸酯后继续搅拌5分钟得到混合物料，将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒得到耐高温的聚碳酸酯材料，双螺杆挤出机沿加料口到口模方向温度为230-290℃，口模温度为260-280℃，螺杆转速为120转/分，真空度为0.7MPa。
对实施例1-6制得的聚碳酸酯材料以及对比例的耐高温性能分别进行测试，对比例为公开号为CN101812225B的中国专利，耐高温性能参考GB/T 1634-2004测试各材料的热变形温度，热变形温度越高表明耐高温性能越好。
测试结果如下表所示：
由该表可以看出，本发明实施例1-6所制得的聚碳酸酯材料的热变形温度均高于对比例很多，表明具有非常好的耐高温性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。