本发明涉及材料制备领域，具体关于一种层状硅酸盐粘土纳米复合聚碳酸酯材料的制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯材料是一种性能优良的热塑性工程塑料，是几乎无色的玻璃态的无定型聚合物，具有优异的光学特性、抗冲击性、电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，还具有透明、自熄、易增强、阻燃、无毒、能着色等优点，在电子电气、汽车工业、医疗器械、建筑和照明用具以及许多高新技术领域如航空、航天、电子计算机、光纤等领域用途广泛。
cn104672883a公开了一种聚碳酸酯复合材料、其制备方法及其应用。该聚碳酸酯复合材料包括如下重量百分比的组分：聚碳酸酯63-90％、玻璃纤维5-35％、浸润阻燃剂1-10％、阻燃协效剂0-2％、润滑剂和/或抗氧剂0.1-1％。该发明聚碳酸酯复合材料，通过使用浸润阻燃剂使得聚碳酸酯树脂与玻纤具有良好相容性，在阻燃协效剂和玻纤的作用下可实现透明增强无卤阻燃的效果。该发明聚碳酸酯复合材料，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产。该材料强度高，刚性好，透明度高，可用于液晶电视边框材料，使得外观设计具有更大的自由度。
cn105504738a提供了一种无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，其按重量份数表示包括：聚碳酸酯树脂60-65份；磨碎玻璃纤维25-35份；增韧剂2-7份；阻燃剂0.005-0.012份；协效阻燃剂0.05-0.15份；润滑剂0.2-0.5份。该发明的无卤阻燃聚碳酸酯复合材料，通过在聚碳酸酯树脂中添加一定比例的磨碎玻璃纤维、阻燃剂及协效阻燃剂等组分，使该复合材料成型后的产品不仅具有良好的阻燃性，还具有良好的机械性能。
cn106867225a公开一种玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法，涉及复合材料技术领域，用于提高用该材料制得的墙壁开关固定架的强度和韧性。所述玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料，以质量份数计，包括以下组分：60份-80份的聚碳酸酯和10份-20份的玻璃纤维。所述玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的制备方法包括上述技术方案所提的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料。该发明提供的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料用于制备电器设备。
使用层状硅酸盐粘土纳米材料对聚碳酸酯材料进行改性一直是人们研究的热点，但是以上专利以及现有技术制备聚碳酸酯层状硅酸盐粘土纳米复合材料存在分散效果差，热降解严重，导致材料发黑发黄，影响聚碳酸酯材料的透明性，严重影响了聚碳酸酯材料的性能。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种层状硅酸盐粘土纳米复合聚碳酸酯材料的制备方法。
一种层状硅酸盐粘土纳米复合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150-200份的聚碳酸酯树脂粒料在鼓风干燥机中于100-150℃干燥1-5h，加入0.5-5份的改性纳米层状硅酸盐粘土和0.1-0.5份的白矿油，混合8-20min，然后冷却至温度25-35℃，再加入5-20份的邻苯二甲酸酐/偏苯三酸酐/二元醇类共聚物、0.5-1.5份的聚碳酸酯-马来酸酐共聚物、0.01-0.1份的三[双(三甲基硅)氨基]镧、0.2-0.6份的丙酮-o-(2,4,6-三甲基苯磺酰)肟、0.01-0.06份的1-氨基-6-甲氧基茚满、0.1-0.5份的抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.3-0.8份的润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、0.8-1.8份的硬脂酸锌，将混合物料放入到低高速混合器中，先低速混合180-300s，再高速混合200-400s，确保物料混合均匀；双螺杆挤出机中挤出造粒，即可得到所述的一种层状硅酸盐粘土纳米复合聚碳酸酯材料。
所述的聚碳酸酯树脂为中粘度均聚碳酸酯或共聚碳酸酯，重均分子量为10000-50000。
所述的双螺杆挤出机的条件为：双螺杆一段温度210-220℃、二段温度220-230℃、三段温度230-250℃，模具温度70-110℃，停留时间1-5分钟，压力为5-15mpa。
所述的改性纳米层状硅酸盐粘土按照以下方法制备：
按照质量份数，将6-12份的氯丙烯、0.001-0.01份的氯铂酸和10-20份的异丙醇加入到反应釜中，控温到60-80℃，搅拌均匀后，将20-35份的含氢硅油滴加到反应釜中，反应3-8h，完成反应后将15-25份的n,n-二甲基苄胺和30-50份的正丁醇，氮气保护，控温100-120℃，反应50-100h，完成反应后，蒸馏除去溶剂，到入到无水乙醚中沉析，过滤，乙醚洗涤，干燥后将得到的10-15份的固体粉碎后与150-300份的纯化水混合均匀，然后加入30-60份的纳米层状硅酸盐粘土，控温60-80℃，反应6-10h，然后过滤，洗涤，干燥，即可得到所述的改性纳米层状硅酸盐粘土。
所述的纳米层状硅酸盐粘土为蒙脱石粉或滑石粉或高岭石粉或水硅钠石粉。
本发明方法公开的一种层状硅酸盐粘土纳米复合聚碳酸酯材料的制备方法，本方法将聚碳酸酯树脂粒料与改性纳米层状硅酸盐粘土和白矿油混合，然后加入邻苯二甲酸酐/偏苯三酸酐/二元醇类共聚物、聚碳酸酯-马来酸酐共聚物、抗氧剂、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸锌，将混合物料混合均匀；双螺杆挤出机中挤出造粒得到。使用一种改性纳米层状硅酸盐粘土不仅具有良好的热稳定性，而且与基质聚碳酸酯材料有良好的相容性和比较强的相互作用，这样就使得聚合物链熔融插层进入改性纳米层状硅酸盐粘土层间，填料分散效果好，热降解少，不影响聚碳酸酯材料的透明性。
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：
实施例1
一种层状硅酸盐粘土纳米复合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180份的聚碳酸酯树脂粒料在鼓风干燥机中于130℃干燥3h，加入2.5份的改性纳米层状硅酸盐粘土和0.3份的白矿油，混合10min，然后冷却至温度30℃，再加入10份的邻苯二甲酸酐/偏苯三酸酐/二元醇类共聚物、1份的聚碳酸酯-马来酸酐共聚物、0.03份的三[双(三甲基硅)氨基]镧、0.5份的丙酮-o-(2,4,6-三甲基苯磺酰)肟、0.05份的1-氨基-6-甲氧基茚满、0.3份的抗氧剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.5份的润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、1.2份的硬脂酸锌，将混合物料放入到低高速混合器中，先低速混合240s，再高速混合300s，确保物料混合均匀；双螺杆挤出机中挤出造粒，即可得到所述的一种层状硅酸盐粘土纳米复合聚碳酸酯材料。
所述的聚碳酸酯树脂为中粘度均聚碳酸酯，重均分子量为30000。
所述的双螺杆挤出机的条件为：双螺杆一段温度215℃、二段温度225℃、三段温度240℃，模具温度90℃，停留时间3分钟，压力为10mpa。
所述的改性纳米层状硅酸盐粘土按照以下方法制备：
按照质量份数，将9份的氯丙烯、0.008份的氯铂酸和15份的异丙醇加入到反应釜中，控温到70℃，搅拌均匀后，将28份的含氢硅油滴加到反应釜中，反应5h，完成反应后将20份的n,n-二甲基苄胺和40份的正丁醇，氮气保护，控温110℃，反应70h，完成反应后，蒸馏除去溶剂，到入到无水乙醚中沉析，过滤，乙醚洗涤，干燥后将得到的13份的固体粉碎后与200份的纯化水混合均匀，然后加入40份的纳米层状硅酸盐粘土，控温70℃，反应8h，然后过滤，洗涤，干燥，即可得到所述的改性纳米层状硅酸盐粘土。
所述的纳米层状硅酸盐粘土为蒙脱石粉。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为81.37mpa，材料的可见光透过率为90.31%。
实施例2
一种层状硅酸盐粘土纳米复合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150份的聚碳酸酯树脂粒料在鼓风干燥机中于100℃干燥1h，加入0.5份的改性纳米层状硅酸盐粘土和0.1份的白矿油，混合8min，然后冷却至温度25℃，再加入5份的邻苯二甲酸酐/偏苯三酸酐/二元醇类共聚物、0.5份的聚碳酸酯-马来酸酐共聚物、0.01份的三[双(三甲基硅)氨基]镧、0.2份的丙酮-o-(2,4,6-三甲基苯磺酰)肟、0.01份的1-氨基-6-甲氧基茚满、0.1份的抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.3份的润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、0.8份的硬脂酸锌，将混合物料放入到低高速混合器中，先低速混合180s，再高速混合200s，确保物料混合均匀；双螺杆挤出机中挤出造粒，即可得到所述的一种层状硅酸盐粘土纳米复合聚碳酸酯材料。
所述的聚碳酸酯树脂为中粘度共聚碳酸酯，重均分子量为10000。
所述的双螺杆挤出机的条件为：双螺杆一段温度210℃、二段温度220℃、三段温度230℃，模具温度70℃，停留时间1分钟，压力为5mpa。
所述的改性纳米层状硅酸盐粘土按照以下方法制备：
按照质量份数，将6份的氯丙烯、0.001份的氯铂酸和10份的异丙醇加入到反应釜中，控温到60℃，搅拌均匀后，将20份的含氢硅油滴加到反应釜中，反应3h，完成反应后将15份的n,n-二甲基苄胺和30份的正丁醇，氮气保护，控温100℃，反应50h，完成反应后，蒸馏除去溶剂，到入到无水乙醚中沉析，过滤，乙醚洗涤，干燥后将得到的10份的固体粉碎后与150份的纯化水混合均匀，然后加入30份的纳米层状硅酸盐粘土，控温60℃，反应6h，然后过滤，洗涤，干燥，即可得到所述的改性纳米层状硅酸盐粘土。
所述的纳米层状硅酸盐粘土为滑石粉。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为79.86mpa，材料的可见光透过率为89.62%。
实施例3
一种层状硅酸盐粘土纳米复合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200份的聚碳酸酯树脂粒料在鼓风干燥机中于150℃干燥5h，加入5份的改性纳米层状硅酸盐粘土和0.5份的白矿油，混合20min，然后冷却至温度35℃，再加入20份的邻苯二甲酸酐/偏苯三酸酐/二元醇类共聚物、1.5份的聚碳酸酯-马来酸酐共聚物、0.1份的三[双(三甲基硅)氨基]镧、0.6份的丙酮-o-(2,4,6-三甲基苯磺酰)肟、0.06份的1-氨基-6-甲氧基茚满、0.5份的抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.8份的润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、1.8份的硬脂酸锌，将混合物料放入到低高速混合器中，先低速混合300s，再高速混合400s，确保物料混合均匀；双螺杆挤出机中挤出造粒，即可得到所述的一种层状硅酸盐粘土纳米复合聚碳酸酯材料。
所述的聚碳酸酯树脂为中粘度均聚碳酸酯，重均分子量为50000。
所述的双螺杆挤出机的条件为：双螺杆一段温度220℃、二段温度230℃、三段温度250℃，模具温度110℃，停留时间5分钟，压力为15mpa。
所述的改性纳米层状硅酸盐粘土按照以下方法制备：
按照质量份数，将12份的氯丙烯、0.01份的氯铂酸和20份的异丙醇加入到反应釜中，控温到80℃，搅拌均匀后，将35份的含氢硅油滴加到反应釜中，反应8h，完成反应后将25份的n,n-二甲基苄胺和50份的正丁醇，氮气保护，控温120℃，反应100h，完成反应后，蒸馏除去溶剂，到入到无水乙醚中沉析，过滤，乙醚洗涤，干燥后将得到的15份的固体粉碎后与300份的纯化水混合均匀，然后加入60份的纳米层状硅酸盐粘土，控温80℃，反应10h，然后过滤，洗涤，干燥，即可得到所述的改性纳米层状硅酸盐粘土。
所述的纳米层状硅酸盐粘土为高岭石粉。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为82.86mpa，材料的可见光透过率为92.64%。
实施例4
一种层状硅酸盐粘土纳米复合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150份的聚碳酸酯树脂粒料在鼓风干燥机中于100℃干燥1h，加入0.5份的改性纳米层状硅酸盐粘土和0.1份的白矿油，混合8min，然后冷却至温度25℃，再加入5份的邻苯二甲酸酐/偏苯三酸酐/二元醇类共聚物、0.5份的聚碳酸酯-马来酸酐共聚物、0.01份的三[双(三甲基硅)氨基]镧、0.6份的丙酮-o-(2,4,6-三甲基苯磺酰)肟、0.03份的1-氨基-6-甲氧基茚满、0.1份的抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.3份的润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、0.8份的硬脂酸锌，将混合物料放入到低高速混合器中，先低速混合180s，再高速混合200s，确保物料混合均匀；双螺杆挤出机中挤出造粒，即可得到所述的一种层状硅酸盐粘土纳米复合聚碳酸酯材料。
所述的聚碳酸酯树脂为中粘度均聚碳酸酯，重均分子量为30000。
所述的双螺杆挤出机的条件为：双螺杆一段温度210℃、二段温度230℃、三段温度250℃，模具温度110℃，停留时间5分钟，压力为15mpa。
所述的改性纳米层状硅酸盐粘土按照以下方法制备：
按照质量份数，将12份的氯丙烯、0.01份的氯铂酸和20份的异丙醇加入到反应釜中，控温到80℃，搅拌均匀后，将35份的含氢硅油滴加到反应釜中，反应8h，完成反应后将25份的n,n-二甲基苄胺和50份的正丁醇，氮气保护，控温120℃，反应100h，完成反应后，蒸馏除去溶剂，到入到无水乙醚中沉析，过滤，乙醚洗涤，干燥后将得到的15份的固体粉碎后与300份的纯化水混合均匀，然后加入60份的纳米层状硅酸盐粘土，控温80℃，反应10h，然后过滤，洗涤，干燥，即可得到所述的改性纳米层状硅酸盐粘土。
所述的纳米层状硅酸盐粘土为水硅钠石粉。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为81.82mpa，材料的可见光透过率为91.05%。
实施例5
一种层状硅酸盐粘土纳米复合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200份的聚碳酸酯树脂粒料在鼓风干燥机中于150℃干燥5h，加入5份的改性纳米层状硅酸盐粘土和0.5份的白矿油，混合20min，然后冷却至温度35℃，再加入20份的邻苯二甲酸酐/偏苯三酸酐/二元醇类共聚物、1.5份的聚碳酸酯-马来酸酐共聚物、0.1份的三[双(三甲基硅)氨基]镧、0.2份的丙酮-o-(2,4,6-三甲基苯磺酰)肟、0.03份的1-氨基-6-甲氧基茚满、0.5份的抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.8份的润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、1.8份的硬脂酸锌，将混合物料放入到低高速混合器中，先低速混合300s，再高速混合400s，确保物料混合均匀；双螺杆挤出机中挤出造粒，即可得到所述的一种层状硅酸盐粘土纳米复合聚碳酸酯材料。
所述的聚碳酸酯树脂为中粘度均聚碳酸酯或共聚碳酸酯，重均分子量为10000。
所述的双螺杆挤出机的条件为：双螺杆一段温度210℃、二段温度220℃、三段温度240℃，模具温度80℃，停留时间3分钟，压力为8mpa。
所述的改性纳米层状硅酸盐粘土按照以下方法制备：
按照质量份数，将6份的氯丙烯、0.001份的氯铂酸和10份的异丙醇加入到反应釜中，控温到60℃，搅拌均匀后，将20份的含氢硅油滴加到反应釜中，反应3h，完成反应后将15份的n,n-二甲基苄胺和30份的正丁醇，氮气保护，控温100℃，反应50h，完成反应后，蒸馏除去溶剂，到入到无水乙醚中沉析，过滤，乙醚洗涤，干燥后将得到的10份的固体粉碎后与150份的纯化水混合均匀，然后加入30份的纳米层状硅酸盐粘土，控温60℃，反应6h，然后过滤，洗涤，干燥，即可得到所述的改性纳米层状硅酸盐粘土。
所述的纳米层状硅酸盐粘土为蒙脱石粉。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为81.67mpa，材料的可见光透过率为90.98%。
对比例1
不加三[双(三甲基硅)氨基]镧，其它同实施例1。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为81.58mpa，材料的可见光透过率为87.25%。
对比例2
不加改性纳米层状硅酸盐粘土，其它同实施例1。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为65.30mpa，材料的可见光透过率为93.51%。
对比例3
不加邻苯二甲酸酐/偏苯三酸酐/二元醇类共聚物，其它同实施例1。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为80.58mpa，材料的可见光透过率为86.25%。
对比例4
不加1-氨基-6-甲氧基茚满，其它同实施例1。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为78.65mpa，材料的可见光透过率为82.05%。
对比例5
不加丙酮-o-(2,4,6-三甲基苯磺酰)肟，其它同实施例1。
本实验制备的聚碳酸酯复合材料的拉伸强度为76.27mpa，材料的可见光透过率为81.67%。