本發(fā)明屬于膜材料，具體地，涉及一種高透明抗沖擊膜材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近些年來，汽車行業(yè)飛速發(fā)展，人們除了對(duì)汽車駕駛方面的要求逐漸提高，還對(duì)汽車的窗膜有了更高的需求。汽車窗膜不僅可以增加車窗的堅(jiān)固性，防止車窗在意外情況下被輕易打破，而且深色窗膜還能有效營造私密空間，防止外界視線干擾車內(nèi)情況。

2、聚碳酸酯是一種高性能的熱塑性聚合物，具有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐熱性，可見光的透過率可達(dá)90%以上，并且具有極強(qiáng)的抗沖擊性，其抗沖擊性能是玻璃的250倍，亞克力板的30倍，能在玻璃破碎時(shí)粘合碎片，減少對(duì)乘客的傷害，是一種較新的汽車窗膜材料，因其優(yōu)異的性能，聚碳酸酯膜通常被用于高端的車窗膜。

3、聚碳酸酯汽車窗膜，在經(jīng)過太陽長時(shí)間的照射后，太陽光中的紫外線輻射則會(huì)導(dǎo)致汽車車漆的褪色，漆面保護(hù)膜也會(huì)隨之發(fā)生黃變及老化；不僅如此，聚碳酸酯的氧指數(shù)低，阻燃性能較差，這極大限制了聚碳酸酯汽車窗膜的應(yīng)用，因此還需解決以上問題，以滿足膜材料技術(shù)領(lǐng)域的更高需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種高透明抗沖擊膜材料及其制備方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種高透明抗沖擊膜材料的制備方法，包括以下步驟：

4、將聚碳酸酯樹脂、抗氧劑、改性劑與抗滴落劑進(jìn)行干燥；將干燥后的聚碳酸酯樹脂在高速混料機(jī)中，以300-400rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌1-3min后加入抗氧劑、改性劑、抗滴落劑和加工助劑，繼續(xù)攪拌4-8min后，將得到的混合物送入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，熔融擠出，造粒，將得到的母粒經(jīng)成型機(jī)吹塑成型，得到高透明抗沖擊膜材料。

5、進(jìn)一步地，各原料按照重量份數(shù)計(jì)如下：聚碳酸酯樹脂80-90份、抗氧劑4-8份、改性劑5-15份、抗滴落劑3-5份、加工助劑1-4份。

6、進(jìn)一步地，所述聚碳酸酯樹脂為芳香族聚碳酸酯樹脂。

7、進(jìn)一步地，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑以質(zhì)量之比為3:1復(fù)配制得。

8、進(jìn)一步地，所述抗滴落劑為聚四氟乙烯抗滴落劑和硅酮類抗滴落劑中的一種。

9、進(jìn)一步地，所述加工助劑為石蠟、硬脂酸、硬脂酸鈣和硬脂酸鋅中的一種或多種。

10、膜材料以聚碳酸酯為基體，賦予了膜材料優(yōu)異的抗沖擊性和透明性，加入的抗滴落劑能增強(qiáng)膜材料的阻燃性能；加入的加工助劑能提高加工的穩(wěn)定性，最后，加入的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類輔助抗氧劑，二者能起到協(xié)同作用，大大增強(qiáng)了膜材料的抗氧化性能。

11、進(jìn)一步地，所述改性劑通過以下步驟制得：

12、a1、將季戊四醇和硼酸加入到配有溫度計(jì)和油水分離器的三口瓶中，再將裝置置于電動(dòng)攪拌器上，再加入甲苯作為帶水劑，升溫至115℃，攪拌回流至水不再生成，保持溫度不變，繼續(xù)反應(yīng)3h，反應(yīng)完成，減壓蒸餾除去甲苯，得到中間產(chǎn)物1；季戊四醇、硼酸、甲苯的用量之比為13.6g:12.4g:100ml；

13、季戊四醇和硼酸發(fā)生酯化反應(yīng)，并且控制二者摩爾比為1:2；選擇甲苯作為帶水劑，可以將生成的水從反應(yīng)體系中移除，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，得到中間產(chǎn)物1；具體反應(yīng)過程如下所示：

14、

15、a2、將三聚氯氰、間苯二酚和甲苯加入到裝有溫度計(jì)和攪拌裝置的三口燒瓶中，混合并不斷攪拌，再加入三氯化鋁（催化劑），控制反應(yīng)溫度為65℃，反應(yīng)期間不斷攪拌，反應(yīng)6h后，反應(yīng)完成，過濾，水蒸汽蒸餾去除甲苯，再過濾，無水乙醇洗滌2-3次，烘箱干燥，得到中間產(chǎn)物2；三聚氯氰、間苯二酚、甲苯、三氯化鋁的用量之比為19.1g:21.8g:150ml:7.4g；

16、在三氯化鋁的催化下，三聚氯氰與間苯二酚發(fā)生烷基化反應(yīng)，通過控制二者的摩爾比接近1:2且三聚氯氰略微過量，使三聚氯氰上只有兩個(gè)氯基參與到反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物2；具體反應(yīng)過程如下所示：

17、

18、a3、將中間產(chǎn)物1、中間產(chǎn)物2和n,n-二甲基甲酰胺（dmf）加入到裝有溫度計(jì)和攪拌裝置的三口燒瓶中；控制反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)期間不斷攪拌，并用碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)ph為中性，保溫反應(yīng)8h，反應(yīng)完成，抽濾，干燥，得到改性劑；中間產(chǎn)物1、中間產(chǎn)物2、n,n-二甲基甲酰胺的用量之比為18.6g:68.3g:200ml；

19、中間產(chǎn)物2中的cl原子因?yàn)閺?qiáng)電負(fù)性，致使c-cl鍵中c為c正離子，中間產(chǎn)物1中的oh-負(fù)離子作為親核試劑攻擊中間產(chǎn)物2中的c正離子，而將cl原子取代，發(fā)生sn親核取代反應(yīng)；通過控制中間產(chǎn)物1和中間產(chǎn)物2的摩爾比接近1:2，且中間產(chǎn)物2略微過量，制得改性劑；改性劑的結(jié)構(gòu)如下所示：

20、

21、制得的改性劑分子中含有有機(jī)硼、有機(jī)氮、季戊四醇骨架、三嗪結(jié)構(gòu)和苯環(huán)，其中有機(jī)硼是一種凝聚相阻燃劑，在燃燒時(shí)，會(huì)生成硼酸酐或者硼酸，在熱裂解時(shí)就會(huì)形成玻璃狀的熔融覆蓋物，促使材料直接氧化成co2，減少co的生成，能提高基體的阻燃性；此外，引入的有機(jī)氮屬于氮系阻燃劑，受熱分解，而分解會(huì)消耗燃燒體系當(dāng)中大量的熱，從而使得聚合物基體表面的溫度下降到基體燃點(diǎn)溫度以下，能與有機(jī)硼起到協(xié)效作用，大幅增強(qiáng)基體的阻燃性能；另外，季戊四醇骨架能提高改性劑分子的穩(wěn)定性；引入的三嗪結(jié)構(gòu)接有三個(gè)鄰羥基苯基，屬于三嗪類紫外線吸收劑，這種結(jié)構(gòu)在吸收特定波長的紫外線后，分子內(nèi)氫鍵的氫和羰基氧或三嗪環(huán)上的氮原子形成一螫合環(huán)，當(dāng)穩(wěn)定劑吸收紫外光能量后，發(fā)生熱振動(dòng)，氫鍵破裂，螯合環(huán)打開，將所吸收的紫外線能量轉(zhuǎn)化為無害的熱能或其他能量形式釋放出去，能大幅增強(qiáng)基體的抗紫外性能；最后，分子引入4個(gè)苯環(huán)，不僅能增強(qiáng)與基體的相容性，還能提高基體的抗沖擊性能。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、1、本發(fā)明制得的膜材料以聚碳酸酯為基體，賦予了膜材料優(yōu)異的抗沖擊性和透明性；

24、2、加入的抗氧劑能起到協(xié)同作用，增強(qiáng)了膜材料的抗氧化性能；

25、3、通過一系列反應(yīng)制得改性劑，改性劑分子中含有功能基團(tuán)，能提高膜材料的阻燃性、抗紫外性和抗沖擊性能，并且穩(wěn)定性好；

26、因此，本發(fā)明制得的膜材料力學(xué)性能好，透明度高，具有優(yōu)異的抗沖擊性、阻燃性和抗紫外性能，在膜材料技術(shù)領(lǐng)域具備重要應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種高透明抗沖擊膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透明抗沖擊膜材料的制備方法，其特征在于，步驟a1中季戊四醇、硼酸、甲苯的用量之比為13.6g:12.4g:100ml。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透明抗沖擊膜材料的制備方法，其特征在于，步驟a2中三聚氯氰、間苯二酚、甲苯、三氯化鋁的用量之比為19.1g:21.8g:150ml:7.4g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透明抗沖擊膜材料的制備方法，其特征在于，步驟a3中中間產(chǎn)物1、中間產(chǎn)物2、n,n-二甲基甲酰胺的用量之比為18.6g:68.3g:200ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透明抗沖擊膜材料的制備方法，其特征在于，各原料按照重量份數(shù)計(jì)如下：聚碳酸酯樹脂80-90份、抗氧劑4-8份、改性劑5-15份、抗滴落劑3-5份、加工助劑1-4份。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透明抗沖擊膜材料的制備方法，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑以質(zhì)量之比為3:1復(fù)配制得。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透明抗沖擊膜材料的制備方法，其特征在于，所述抗滴落劑為聚四氟乙烯抗滴落劑和硅酮類抗滴落劑中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透明抗沖擊膜材料的制備方法，其特征在于，所述加工助劑為石蠟、硬脂酸、硬脂酸鈣和硬脂酸鋅中的一種或多種。

9.一種高透明抗沖擊膜材料，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法制備而成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高透明抗沖擊膜材料及其制備方法，屬于膜材料技術(shù)領(lǐng)域。包括以下重量份的原料：聚碳酸酯樹脂80?90份、抗氧劑4?8份、改性劑5?15份、抗滴落劑3?5份、加工助劑1?4份。制得的膜材料以聚碳酸酯為基體，賦予了膜材料優(yōu)異的抗沖擊性和透明性；加入的抗氧劑能起到協(xié)同作用，增強(qiáng)了膜材料的抗氧化性能；通過一系列反應(yīng)制得改性劑，改性劑分子中含有功能基團(tuán)，能提高膜材料的阻燃性、抗紫外性和抗沖擊性能，并且穩(wěn)定性好；因此，本發(fā)明制得的膜材料力學(xué)性能好，透明度高，具有優(yōu)異的抗沖擊性、阻燃性和抗紫外性能，在膜材料技術(shù)領(lǐng)域具備重要應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：韓雪云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海安浩馳科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8