本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种增强聚碳酸酯工程塑料抗划伤性和耐污性的改性添加剂。
背景技术
聚碳酸酯(简称pc)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。
目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。
纯净的聚碳酸酯具有良好的可见光透过性能，其透光率与样品厚度有关。样片厚度为2mm时，其透光率达90%以上，与无机玻璃相当。与其它工程塑料相比，pc的耐磨性较差，并且在受热下使得制品的外观质量受到很大影响，聚碳酸酯分子中的极性基团与吸附作用引起表面耐污性变差。并且，聚碳酸酯由于加工流动性差、易应力开裂、对缺口敏感、表面硬度低，抗划伤性能差和价格偏高等缺点，使它在许多领域的应用受到限制。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种增强聚碳酸酯工程塑料抗划伤性和耐污性的改性添加剂，能够使得聚碳酸酯工程塑料抗划伤性能优异，耐污性提高，并且透光性也得到提高，适用范围更广。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种增强聚碳酸酯工程塑料抗划伤性和耐污性的改性添加剂，按照重量份计由以下成分制成：甲基丙烯酸烯丙酯50-55份、丙烯酸丁酯25-30份、2-甲基-十一烷醇20-25份、二乙氧基氨丙基硅甲烷5.5-6.5份、己二酸4.0-4.5份、四氢呋喃2.5-3.0份、三乙胺1.0-1.2份、季戊四醇8.0-9.0份、无机复合材料0.6-0.8份、浓硫酸1.5-2.0份，其制备方法包括以下步骤：
（1）将甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸丁酯和二乙氧基氨丙基硅甲烷加入到装有机械搅拌浆，冷凝管的三口烧瓶中，使用油浴锅加热升温，边升温边滴加季戊四醇，在300-350转/分钟下搅拌30-40分钟，油浴加热升温至55-60℃，通入氮气，加入乙二酸和三乙胺，搅拌反应70-80分钟；
（2）向反应液中滴加浓硫酸，待温度升高至85-88℃后，打开循环冷凝水，待温度稳定后，加入2-甲基-十一烷醇和无机复合材料，在400-500转/分钟下持续搅拌30-40分钟，通过恒压滴液漏斗滴加四氢呋喃，缓慢滴加，边滴加边搅拌，继续油浴升温至75-80℃，搅拌反应3-4小时，静置冷却至室温；
（3）对反应物进行减压蒸馏除去溶剂，剩余物料依次使用次氯酸钠水溶液和去离子水洗涤3-4次，过滤得到滤饼进行真空干燥，得到粉末状产物干燥保存即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述丙烯酸丁酯使用前采用质量浓度为5.0%的氢氧化钠水溶液清洗2-3次，然后使用去离子水洗涤至体系ph值为中性，用无水氯化钙干燥后冷藏备用。
作为对上述方案的进一步描述，所述无机复合材料是由石墨与二氧化硅粉末按照质量比为1.5-2.0:3.0-3.5的比例混合，在780-800℃下煅烧2-3小时，冷却干燥后研磨得到的，粒径大小在300-350目之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述浓硫酸质量浓度为95-98%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述次氯酸钠水溶液质量浓度为4.0-5.0%。
作为对上述方案的进一步描述，所述改性添加剂在聚碳酸酯工程塑料中的添加质量百分比为0.16-0.18%。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有聚碳酸酯工程塑料抗划伤性和耐污性不足的问题，本发明提供了一种增强聚碳酸酯工程塑料抗划伤性和耐污性的改性添加剂，将制备得到的改性添加剂作为改性剂在聚碳酸酯工程塑料熔炼注塑中添加，进行共混改性，接枝作用下增强分子间作用力，从而增强其表面硬度，与现有的聚碳酸酯工程塑料相比较，本发明的加工流动性、耐溶剂性、耐疲劳强度和硬度、抗冲击强度都高出很多，并且制备得到的聚碳酸酯工程塑料在耐水性、成型加工性、耐化学药品性、透光性以及耐热性方面都得到显著提高，本发明制备得到的改性添加剂能够使得聚碳酸酯工程塑料抗划伤性能优异，耐污性提高，并且透光性也得到提高，适用范围更广，大大提高了聚碳酸酯工程塑料的使用功能和寿命，满足了特定的工作环境，降低损坏率，能够实现扩展聚碳酸酯工程塑料销售市场的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种增强聚碳酸酯工程塑料抗划伤性和耐污性的改性添加剂，按照重量份计由以下成分制成：甲基丙烯酸烯丙酯50份、丙烯酸丁酯25份、2-甲基-十一烷醇20份、二乙氧基氨丙基硅甲烷5.5份、己二酸4.0份、四氢呋喃2.5份、三乙胺1.0份、季戊四醇8.0份、无机复合材料0.6份、浓硫酸1.5份，其制备方法包括以下步骤：
（1）将甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸丁酯和二乙氧基氨丙基硅甲烷加入到装有机械搅拌浆，冷凝管的三口烧瓶中，使用油浴锅加热升温，边升温边滴加季戊四醇，在300转/分钟下搅拌30分钟，油浴加热升温至55℃，通入氮气，加入乙二酸和三乙胺，搅拌反应70分钟；
（2）向反应液中滴加浓硫酸，待温度升高至85℃后，打开循环冷凝水，待温度稳定后，加入2-甲基-十一烷醇和无机复合材料，在400转/分钟下持续搅拌30分钟，通过恒压滴液漏斗滴加四氢呋喃，缓慢滴加，边滴加边搅拌，继续油浴升温至75℃，搅拌反应3小时，静置冷却至室温；
（3）对反应物进行减压蒸馏除去溶剂，剩余物料依次使用次氯酸钠水溶液和去离子水洗涤3次，过滤得到滤饼进行真空干燥，得到粉末状产物干燥保存即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述丙烯酸丁酯使用前采用质量浓度为5.0%的氢氧化钠水溶液清洗2次，然后使用去离子水洗涤至体系ph值为中性，用无水氯化钙干燥后冷藏备用。
作为对上述方案的进一步描述，所述无机复合材料是由石墨与二氧化硅粉末按照质量比为1.5:3.0的比例混合，在780℃下煅烧2小时，冷却干燥后研磨得到的，粒径大小在300-350目之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述浓硫酸质量浓度为95%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述次氯酸钠水溶液质量浓度为4.0%。
作为对上述方案的进一步描述，所述改性添加剂在聚碳酸酯工程塑料中的添加质量百分比为0.16%。
实施例2
一种增强聚碳酸酯工程塑料抗划伤性和耐污性的改性添加剂，按照重量份计由以下成分制成：甲基丙烯酸烯丙酯52份、丙烯酸丁酯28份、2-甲基-十一烷醇22份、二乙氧基氨丙基硅甲烷6.0份、己二酸4.3份、四氢呋喃2.8份、三乙胺1.1份、季戊四醇8.5份、无机复合材料0.7份、浓硫酸1.8份，其制备方法包括以下步骤：
（1）将甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸丁酯和二乙氧基氨丙基硅甲烷加入到装有机械搅拌浆，冷凝管的三口烧瓶中，使用油浴锅加热升温，边升温边滴加季戊四醇，在330转/分钟下搅拌35分钟，油浴加热升温至58℃，通入氮气，加入乙二酸和三乙胺，搅拌反应75分钟；
（2）向反应液中滴加浓硫酸，待温度升高至86℃后，打开循环冷凝水，待温度稳定后，加入2-甲基-十一烷醇和无机复合材料，在450转/分钟下持续搅拌35分钟，通过恒压滴液漏斗滴加四氢呋喃，缓慢滴加，边滴加边搅拌，继续油浴升温至78℃，搅拌反应3.5小时，静置冷却至室温；
（3）对反应物进行减压蒸馏除去溶剂，剩余物料依次使用次氯酸钠水溶液和去离子水洗涤3次，过滤得到滤饼进行真空干燥，得到粉末状产物干燥保存即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述丙烯酸丁酯使用前采用质量浓度为5.0%的氢氧化钠水溶液清洗2次，然后使用去离子水洗涤至体系ph值为中性，用无水氯化钙干燥后冷藏备用。
作为对上述方案的进一步描述，所述无机复合材料是由石墨与二氧化硅粉末按照质量比为1.8:3.3的比例混合，在790℃下煅烧2.5小时，冷却干燥后研磨得到的，粒径大小在300-350目之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述浓硫酸质量浓度为96%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述次氯酸钠水溶液质量浓度为4.3%。
作为对上述方案的进一步描述，所述改性添加剂在聚碳酸酯工程塑料中的添加质量百分比为0.17%。
实施例3
一种增强聚碳酸酯工程塑料抗划伤性和耐污性的改性添加剂，按照重量份计由以下成分制成：甲基丙烯酸烯丙酯55份、丙烯酸丁酯30份、2-甲基-十一烷醇25份、二乙氧基氨丙基硅甲烷6.5份、己二酸4.5份、四氢呋喃3.0份、三乙胺1.2份、季戊四醇9.0份、无机复合材料0.8份、浓硫酸2.0份，其制备方法包括以下步骤：
（1）将甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸丁酯和二乙氧基氨丙基硅甲烷加入到装有机械搅拌浆，冷凝管的三口烧瓶中，使用油浴锅加热升温，边升温边滴加季戊四醇，在350转/分钟下搅拌40分钟，油浴加热升温至60℃，通入氮气，加入乙二酸和三乙胺，搅拌反应80分钟；
（2）向反应液中滴加浓硫酸，待温度升高至88℃后，打开循环冷凝水，待温度稳定后，加入2-甲基-十一烷醇和无机复合材料，在500转/分钟下持续搅拌40分钟，通过恒压滴液漏斗滴加四氢呋喃，缓慢滴加，边滴加边搅拌，继续油浴升温至80℃，搅拌反应4小时，静置冷却至室温；
（3）对反应物进行减压蒸馏除去溶剂，剩余物料依次使用次氯酸钠水溶液和去离子水洗涤4次，过滤得到滤饼进行真空干燥，得到粉末状产物干燥保存即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述丙烯酸丁酯使用前采用质量浓度为5.0%的氢氧化钠水溶液清洗3次，然后使用去离子水洗涤至体系ph值为中性，用无水氯化钙干燥后冷藏备用。
作为对上述方案的进一步描述，所述无机复合材料是由石墨与二氧化硅粉末按照质量比为2.0:3.5的比例混合，在800℃下煅烧3小时，冷却干燥后研磨得到的，粒径大小在300-350目之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述浓硫酸质量浓度为98%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述次氯酸钠水溶液质量浓度为5.0%。
作为对上述方案的进一步描述，所述改性添加剂在聚碳酸酯工程塑料中的添加质量百分比为0.18%。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，省略丙烯酸丁酯的添加其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，省略二乙氧基氨丙基硅甲烷的添加，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，省略2-甲基-十一烷醇和无机复合材料的添加，其余保持一致。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，所述改性添加剂在聚碳酸酯工程塑料中的添加质量百分比为0.25%，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-4的方法制备增强聚碳酸酯工程塑料抗划伤性和耐污性的改性添加剂，以采用专利公开号为cn106589880a的一种透明耐低温抗划伤聚碳酸酯复合材料中添加的纳米防划伤母粒用于提高聚碳酸酯工程塑料的抗划性的方法作为对照组，各组采用相同聚碳酸酯母粒制备工程塑料，将各组制备得到的聚碳酸酯工程塑料裁剪成规格为长宽厚为15厘米·10厘米·10毫米的试验样品，分别进行性能测试，试验中保持无关变量一致，结果如下表所示：
本发明制备得到的改性添加剂能够使得聚碳酸酯工程塑料抗划伤性能优异，耐污性提高，并且透光性也得到提高，适用范围更广，大大提高了聚碳酸酯工程塑料的使用功能和寿命，满足了特定的工作环境，降低损坏率，能够实现扩展聚碳酸酯工程塑料销售市场的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。