一种高耐候性聚碳酸酯实心板及其制备方法与流程

1.本发明涉及聚碳酸酯板技术领域，具体涉及一种高耐候性聚碳酸酯实心板及其制备方法。


背景技术：

2.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。聚碳酸酯板，是以聚碳酸酯聚合物为原料，采用先进的配方和最新的挤出工艺技术制造而得。pc板是一种新型的高强度、透光建筑材料，是取代玻璃、有机玻璃的最佳建材。pc板比夹层玻璃、钢化玻璃、中空玻璃等更具轻质、耐候、超强、阻燃、隔音等优异性能，成为深受欢迎的建筑装饰材料。
3.但当将其使用于阳光暴露的环境下，长时间会受到阳光的照射，容易产生褪色等现象，其本身的耐候性已经不能满足该条件下使用，需要进一步加强其耐候性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高耐候性聚碳酸酯实心板及其制备方法，用于解决背景技术中的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种高耐候性聚碳酸酯实心板，包括如下重量份原料：
7.聚碳酸酯树脂80-100份、钛白粉1-3份、助剂0.8-1.2份、增强剂1.1-1.7份、耐候添加剂1.7-2.1份；
8.该高耐候性聚碳酸酯实心板由如下步骤制备而成：
9.步骤一：将钛白粉、助剂、增强剂、耐候添加剂混合均匀，得到混合料；
10.步骤二：将聚碳酸酯树脂在温度110-120℃下烘干3h，然后加入混合料中，搅拌混合后加入双螺杆挤出机中，控制挤出机一区温度180℃，二区温度245℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度235℃，七区温度235℃，八区温度230℃，模头温度250℃，物料停留时间2-3min，压力为10-20mpa，螺杆转速450转/min，挤出成型，制得该聚碳酸酯实心板。
11.作为本发明进一步的方案：所述助剂为季戊四醇硬脂酸酯。
12.作为本发明进一步的方案：所述增强剂为甲基丙烯酸甲酯。
13.作为本发明进一步的方案：所述聚碳酸酯树脂的熔融指数为8-10g/10min。
14.作为本发明进一步的方案：所述耐候添加剂由如下步骤制成：
15.步骤s1：将3,5-二甲苯酚、去离子水加入烧瓶，回流并加入高锰酸钾，回流反应3h，制得中间物1；将中间物1、去离子水加入烧瓶，然后将加入氯化亚砜与dmf，70℃下反应3h，制得中间物2；其中，3,5-二甲苯酚与高锰酸钾的用量比为1mol：1.1mol；中间物1、氯化亚砜、dmf的用量比为0.1mol：0.1mol：0.05ml；
16.此步骤将3,5-二甲苯酚经过氧化反应与氯化反应，使其甲基变为高反应活性的酰
氯基团，反应过程如下：
[0017][0018]
步骤s2：将中间物2与四氢呋喃加入烧瓶，然后加入吡啶，搅拌后将2,2,6,6-四甲基哌啶胺加入烧瓶，室温下反应3-5h，制得中间物3；其中，中间物2、四氢呋喃、吡啶与2,2,6,6-四甲基哌啶胺的用量比为0.01mol：40ml：0.011mol：0.01mol；
[0019]
此步骤中，中间物2的两个酰氯基团与2,2,6,6-四甲基哌啶胺的氨基反应，得到的中间物3分子中具有两个受阻胺结构，以及还具有一个活性的羟基，可以进行接下来的反应；反应过程如下所示：
[0020][0021]
步骤s3：将三聚氯氰加入装有丙酮的烧瓶中，搅拌溶解后，在冰浴下继续搅拌10min，然后将中间物3加入烧瓶，在冰浴下反应4h，制得组分a；其中，三聚氯氰、丙酮、中间物3的用量比为0.01mol：50ml：0.01mol；
[0022]
在该步骤中利用中间物3的活性羟基与三聚氯氰的一个活性氯反应使得受阻胺结构与三嗪结构结合在一起；反应过程如下所示：
[0023][0024]
步骤s4：将组分a加入装有二氯乙烷的烧瓶中，然后加入间苯二酚与三氯化铝，然后升温至90℃，反应1-2h，制得该耐候添加剂；其中，组分a、二氯乙烷、间苯二酚、三氯化铝的用量比为0.02mol：200ml：0.04mol：4.5g；
[0025]
组分a与间苯二酚发生傅克烷基化反应，使组分a带有多个酚羟基，制得耐候添加剂，反应过程如下所示：
[0026][0027]
本发明提供了一种高耐候性聚碳酸酯实心板及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：本发明在制备聚碳酸酯板的过程中加入了一种耐候添加剂，该耐候添加剂以三嗪类结构为基体，是一种具有高紫外吸收效率的紫外吸收结构，且该结构具有良好的稳定性，同时该三嗪基体还连接有多个受阻胺结构，具有高效抑制光氧化的作用，可以有效的淬灭单线态氧，避免高分子材料的老化，同时还具有捕获自由基以及消除氢过氧化物的能力，从而有效抑制聚碳酸酯板的光降解，同时该耐候添加剂还具有多个抗氧化抗紫外的酚羟基，进一步提升其耐候性能，使其不易老化。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
实施例1
[0030]
制备耐候添加剂：
[0031]
步骤s1：将0.1mol 3,5-二甲苯酚、200ml去离子水加入烧瓶，回流并加入0.11mol高锰酸钾，回流反应3h，制得中间物1；将0.1mol中间物1、250ml去离子水加入烧瓶，然后将加入0.1mol氯化亚砜与0.05mldmf，70℃下反应3h，制得中间物2；
[0032]
步骤s2：将0.1mol中间物2与400ml四氢呋喃加入烧瓶，然后加入0.11mol吡啶，搅拌后将0.1mol 2,2,6,6-四甲基哌啶胺加入烧瓶，室温下反应3h，制得中间物3；
[0033]
步骤s3：将0.01mol三聚氯氰加入装有50ml丙酮的烧瓶中，搅拌溶解后，在冰浴下继续搅拌10min，然后将0.01mol中间物3加入烧瓶，在冰浴下反应4h，制得组分a；
[0034]
步骤s4：将0.02mol组分a加入装有200ml二氯乙烷的烧瓶中，然后加入0.04mol间苯二酚与4.5g三氯化铝，然后升温至90℃，反应1h，制得该耐候添加剂。
[0035]
实施例2
[0036]
制备耐候添加剂：
[0037]
步骤s1：将0.1mol 3,5-二甲苯酚、200ml去离子水加入烧瓶，回流并加入0.11mol高锰酸钾，回流反应3h，制得中间物1；将0.1mol中间物1、250ml去离子水加入烧瓶，然后将加入0.1mol氯化亚砜与0.05ml dmf，70℃下反应3h，制得中间物2；
[0038]
步骤s2：将0.1mol中间物2与400ml四氢呋喃加入烧瓶，然后加入0.11mol吡啶，搅拌后将0.1mol 2,2,6,6-四甲基哌啶胺加入烧瓶，室温下反应4h，制得中间物3；
[0039]
步骤s3：将0.01mol三聚氯氰加入装有50ml丙酮的烧瓶中，搅拌溶解后，在冰浴下继续搅拌10min，然后将0.01mol中间物3加入烧瓶，在冰浴下反应4h，制得组分a；
[0040]
步骤s4：将0.02mol组分a加入装有200ml二氯乙烷的烧瓶中，然后加入0.04mol间苯二酚与4.5g三氯化铝，然后升温至90℃，反应1.5h，制得该耐候添加剂。
[0041]
实施例3
[0042]
制备耐候添加剂：
[0043]
步骤s1：将0.1mol 3,5-二甲苯酚、200ml去离子水加入烧瓶，回流并加入0.11mol高锰酸钾，回流反应3h，制得中间物1；将0.1mol中间物1、250ml去离子水加入烧瓶，然后将加入0.1mol氯化亚砜与0.05ml dmf，70℃下反应3h，制得中间物2；
[0044]
步骤s2：将0.1mol中间物2与400ml四氢呋喃加入烧瓶，然后加入0.11mol吡啶，搅拌后将0.1mol 2,2,6,6-四甲基哌啶胺加入烧瓶，室温下反应5h，制得中间物3；
[0045]
步骤s3：将0.01mol三聚氯氰加入装有50ml丙酮的烧瓶中，搅拌溶解后，在冰浴下继续搅拌10min，然后将0.01mol中间物3加入烧瓶，在冰浴下反应4h，制得组分a；
[0046]
步骤s4：将0.02mol组分a加入装有200ml二氯乙烷的烧瓶中，然后加入0.04mol间苯二酚与4.5g三氯化铝，然后升温至90℃，反应2h，制得该耐候添加剂。
[0047]
实施例4
[0048]
一种高耐候性聚碳酸酯实心板，由如下步骤制成：
[0049]
步骤一：将1kg钛白粉、0.8kg助剂、1.1kg增强剂、1.7kg实施例2制备的耐候添加剂混合均匀，得到混合料；
[0050]
步骤二：将80kg聚碳酸酯树脂在温度110℃下烘干3h，然后加入混合料中，搅拌混合后加入双螺杆挤出机中，控制挤出机一区温度180℃，二区温度245℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度235℃，七区温度235℃，八区温度230℃，模头温度250℃，物料停留时间2min，压力为10mpa，螺杆转速450转/min，挤出成型，制得该聚碳酸酯实心板。
[0051]
实施例5
[0052]
一种高耐候性聚碳酸酯实心板，由如下步骤制成：
[0053]
步骤一：将2kg钛白粉、1.0kg助剂、1.4kg增强剂、1.9kg实施例2制备的耐候添加剂混合均匀，得到混合料；
[0054]
步骤二：将90kg聚碳酸酯树脂在温度115℃下烘干3h，然后加入混合料中，搅拌混合后加入双螺杆挤出机中，控制挤出机一区温度180℃，二区温度245℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度235℃，七区温度235℃，八区温度230℃，模头温度250℃，物料停留时间2min，压力为15mpa，螺杆转速450转/min，挤出成型，制得该聚碳酸酯实心板。
[0055]
实施例6
[0056]
一种高耐候性聚碳酸酯实心板，由如下步骤制成：
[0057]
步骤一：将3kg钛白粉、1.2kg助剂、1.7kg增强剂、2.1kg实施例2制备的耐候添加剂混合均匀，得到混合料；
[0058]
步骤二：将100kg聚碳酸酯树脂在温度120℃下烘干3h，然后加入混合料中，搅拌混合后加入双螺杆挤出机中，控制挤出机一区温度180℃，二区温度245℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度235℃，七区温度235℃，八区温度230℃，模头温度250℃，物料停留时间3min，压力为20mpa，螺杆转速450转/min，挤出成型，制得该聚碳酸酯
实心板。
[0059]
对比例1：与实施例5相比不添加耐候添加剂；
[0060]
对比例2：与实施例5相比使用实施例2制备的组分a作为耐候添加剂；
[0061]
对实施例4-6和对比例1-2进行性能测试，测试球压、内应力、抗uv照射及老化试验；
[0062]
其中，球压的测试温度为125
±
2℃，用20n的力将直径为5mm的钢球压住样品表面(样品的厚度为3mm)，1小时后，测试压痕直径；
[0063]
内应力测试条件：用浓度为99.5％的冰醋酸浸泡3min，不能有裂纹、起皮、分层、断裂等现象；
[0064]
抗uv照射条件：样品在紫外线试验箱中经20wuv灯、距离40cm照射1.5h，试验后目测颜色有无明显变化；
[0065]
得到结果如下表所示：
[0066] 球压直径(mm)冰醋酸浸泡uv照射实施例41.12正常颜色无明显变化实施例51.15正常颜色无明显变化实施例61.14正常颜色无明显变化对比例11.76出现部分裂纹颜色出现变化对比例21.35出现轻微裂纹颜色轻微变化
[0067]
从上表可以看出实施例4-6相对于对比例1、2的耐候性能较好。
[0068]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0069]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。