CN109293856A - 一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子助剂技术领域，具体涉及一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂及其合成方法，该合成方法包括：无机纳米粒子的表面改性；杂化有机硅/无机纳米粒子核乳液的合成；接枝聚合丙烯酸酯软单体；接枝聚合丙烯酸酯硬单体。本发明的合成方法将有机硅与无机纳米粒子杂化，再依次包覆软单体和硬单体，合成的有机硅增韧剂具有多层核‑壳结构，工艺简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及高分子助剂技术领域，具体涉及一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂及其合成方法。
背景技术
刚性和韧性是塑料的重要力学性能，使塑料具有良好的刚性和韧性一直是人们追求的目标之一。在前期的塑料增韧工作中，人们往往在塑料中引入橡胶或者弹性体，使得塑料的韧性得到改善，但另一方面使材料的刚性下降，加工性能和耐热性变差。
无机纳米粒子改性的聚合物将获得比大粒径填料改性聚合物更加优异的力学性能。但无机纳米粒子与有机材料基体的界面相容性差，易于在有机材料中聚集成团，成为复合材料的缺陷态，不仅无法取到增强作用，反而会损坏聚合物基体本身的性能。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，该合成方法将有机硅与无机纳米粒子杂化，再依次包覆软单体和硬单体，合成的有机硅增韧剂具有多层核-壳结构，工艺简单，成本低。
本发明的另一目的在于提供一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂，该有机硅增韧剂对材料既具有良好的增韧性能，也能提高材料的强度。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，包括如下步骤：
A、无机纳米粒子的表面改性：
使用硅烷偶联剂对无机纳米粒子进行改性；
B、杂化有机硅/无机纳米粒子核乳液的合成：
B1、将经过表面改性后的无机纳米粒子加入到溶解有表面活性剂的水溶液中，使用超声波分散25-35min，得到分散液；其中，表面活性剂的用量为水质量的1％～20％，经过表面改性的纳米粒子的用量为水质量的0.1％-10％；
B2、将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到分散液中，再加入催化剂，在30～80℃温度下反应5～10h，得到乳液；其中，有机硅氧烷单体的总质量为分散液质量的40％～60％，催化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的1％～5％；
C、接枝聚合丙烯酸酯软单体：
将丙烯酸酯类软单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应2-5h；其中，丙烯酸酯类软单体的用量为乳液质量的5％-15％，引发剂的用量为乳液质量的0.1％-0.8％；
D、接枝聚合丙烯酸酯硬单体：
D1、将丙烯酸酯类硬单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应2-5h；其中，丙烯酸酯类硬单体的用量为乳液质量的25％-45％，引发剂的用量为乳液质量的0.1％-0.8％；
D2、待反应结束后，加入破乳剂升温熟化1-2h，离心水洗，烘干后即可制得所述聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂。其中，破乳剂的用量为反应后的乳液质量的0.5-3倍；
优选的，所述步骤A中，无机纳米粒子为纳米SiO2粒子，其表面改性方法为：配置乙醇/水溶液，加入纳米SiO2粒子，在3000-4000rpm的转速下高速剪切，加入硅烷偶联剂，加入草酸溶液使反应体系的pH值在3-4，反应1.5-2.5h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米SiO2粒子；其中，乙醇与水的体积比为3-10:1，纳米SiO2粒子的用量为乙醇/水溶液质量的0.1％-10％，硅烷偶联剂的用量为纳米SiO2粒子质量的1％-10％。
其中，所述硅烷偶联剂是由3-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比2-4:1.5-2.5:1组成的混合物。本发明通过严格控制硅烷偶联剂的种类、复配及配比，可以对纳米SiO2进行表面改性，改善纳米SiO2与树脂的相容性，还可以提高树脂的强度和耐热性能。
优选的，所述步骤B2中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比20-60：0.1-1.0：0.5-1.5组成的混合物。
本发明通过采用环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体作为有机硅氧烷单体复配使用，并控制其重量比为20-60：0.1-1.0：0.5-1.5，可以提高树脂的抗冲击性能、防水性、防油性、防雾性、防污性、去污性、耐湿性、润滑性、耐磨耗性、防粘性、耐化学药品性和耐擦伤性。
所述多功能团硅氧烷单体的结构式为：其中，R1、R2、R3和R4分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基、甲氧基、乙氧基和苯基中的任意一种，且R1、R2、R3和R4中至少有一个甲氧基或乙氧基。
优选的，所述多功能团硅氧烷单体为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、三苯基甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、乙基苯基二甲氧基硅烷、丙基苯基二甲氧基硅烷、乙烯基苯基二甲氧基硅烷、丙烯基苯基二甲氧基硅烷、乙炔基苯基二甲氧基硅烷、丙炔基苯基二甲氧基硅烷、甲基二苯基甲氧基硅烷、乙基二苯基甲氧基硅烷、丙基二苯基甲氧基硅烷、乙烯基二苯基甲氧基硅烷、丙烯基二苯基甲氧基硅烷、乙炔基二苯基甲氧基硅烷、丙炔基二苯基甲氧基硅烷、二甲基苯基甲氧基硅烷、二乙基苯基甲氧基硅烷、二丙基苯基甲氧基硅烷、二乙烯基苯基甲氧基硅烷、二丙烯基苯基甲氧基硅烷、二乙炔基苯基甲氧基硅烷、二丙炔基苯基甲氧基硅烷、甲基乙基苯基甲氧基硅烷、甲基丙基苯基甲氧基硅烷、乙基丙基苯基甲氧基硅烷、甲基乙烯基苯基甲氧基硅烷、乙基丙烯基苯基甲氧基硅烷、甲基乙炔基苯基甲氧基硅烷、乙基丙炔基苯基甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、乙基苯基二乙氧基硅烷、丙基苯基二乙氧基硅烷、乙烯基苯基二乙氧基硅烷、丙烯基苯基二乙氧基硅烷、乙炔基苯基二乙氧基硅烷、丙炔基苯基二乙氧基硅烷、甲基二苯基乙氧基硅烷、乙基二苯基乙氧基硅烷、丙基二苯基乙氧基硅烷、乙烯基二苯基乙氧基硅烷、丙烯基二苯基乙氧基硅烷、乙炔基二苯基乙氧基硅烷、丙炔基二苯基乙氧基硅烷、二甲基苯基乙氧基硅烷、二乙基苯基乙氧基硅烷、二丙基苯基乙氧基硅烷、二乙烯基苯基乙氧基硅烷、二丙烯基苯基乙氧基硅烷、二乙炔基苯基乙氧基硅烷、二丙炔基苯基乙氧基硅烷、甲基乙基苯基乙氧基硅烷、甲基丙基苯基乙氧基硅烷、乙基丙基苯基乙氧基硅烷、甲基乙烯基苯基乙氧基硅烷、乙基丙烯基苯基乙氧基硅烷、甲基乙炔基苯基乙氧基硅烷、乙基丙炔基苯基乙氧基硅烷、1，3-双[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1，4-双[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1，3-双[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1，4-双[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-3-[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯和1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-4-[2-二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯中的至少一种。
本发明通过采用上述多功能硅氧烷单体，可以作为交联剂使用，促进或调节聚合物分子链间共价键或离子键形成，从而使多个线型分子相互键合交联成网状结构的物质，可以提高树脂的抗冲击性能和阻燃性。更为优选的，所述多功能硅氧烷单体是由甲基苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比1：0.4-0.8：0.8-1.2组成的混合物。
所述环状硅氧烷单体的聚合单体的结构式为其中R5和R6分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基和苯基中的任意一种，所述环状硅氧烷单体的聚合度n＝3-6。每个聚合单体的取代基团R5和R6可以相同，也可以不同。
优选的，所述环状硅氧烷单体为六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、六乙基环三硅氧烷、八乙基环四硅氧烷、十乙基环五硅氧烷、十二乙基环六硅氧烷、六苯基环三硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、十苯基环五硅氧烷、十二苯基环六硅氧烷、六乙烯基环三硅氧烷、八乙烯基环四硅氧烷、十乙烯基环五硅氧烷、十二乙烯基环六硅氧烷、三氢三甲基环三硅氧烷、三甲基三乙基环三硅氧烷、三甲基三苯基环三硅氧烷、三乙基三苯基环三硅氧烷、三甲基三乙烯基环三硅氧烷、三乙烯基三苯基环三硅氧烷、二乙基四甲基环三硅氧烷、二甲基四乙基环三硅氧烷、二乙烯基四甲基环三硅氧烷、二甲基四乙烯基环三硅氧烷、二苯基四甲基环三硅氧烷、二甲基四苯基环三硅氧烷、乙烯基五甲基环三硅氧烷、甲基五乙烯基环三硅氧烷、苯基五甲基环三硅氧烷、甲基五苯基环三硅氧烷、四氢四甲基环四硅氧烷、四甲基四乙基环四硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷、四乙基四苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四乙烯基四苯基环四硅氧烷、二乙基六甲基环四硅氧烷、二甲基六乙基环四硅氧烷、二乙烯基六甲基环四硅氧烷、二甲基六乙烯基环四硅氧烷、二苯基六甲基环四硅氧烷、二甲基六苯基环四硅氧烷、乙烯基七甲基环四硅氧烷、甲基七乙烯基环四硅氧烷、苯基七甲基环四硅氧烷和甲基七苯基环四硅氧烷中的至少一种。
本发明通过采用上述环状硅氧烷单体，可以控制聚合物的粒径，从而提高树脂的阻燃性和抗冲击强度。更为优选的，所述环状硅氧烷单体是由三甲基三乙基环三硅氧烷、二甲基六乙烯基环四硅氧烷和甲基七苯基环四硅氧烷以重量比2-4:0.5-1.5:1组成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷单体的结构式为：其中，R7、R8、R9和R10分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、苯乙烯基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基、2-(对乙烯基苯基)乙基、3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基、乙炔基、丙炔基、甲氧基、乙氧基和苯基中的任意一种，且R7、R8、R9和R10至少有一个为乙烯基、丙烯基、苯乙烯基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基、2-(对乙烯基苯基)乙基或3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基，至少有一个为甲氧基或乙氧基。
优选的，所述乙烯基硅氧烷单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基乙基二甲氧基硅烷、乙烯基乙基二乙氧基硅烷、乙烯基丙基二甲氧基硅烷、乙烯基丙基二乙氧基硅烷、对乙烯基苯基甲基甲氧基硅烷、对乙烯基苯基甲基乙氧基硅烷、对乙烯基苯基乙基甲氧基硅烷、对乙烯基苯基乙基乙氧基硅烷、苯乙烯基三甲氧基硅烷、苯乙烯基三乙氧基硅烷、2-(对乙烯基苯基)乙基甲基二甲氧基硅烷、2-(对乙烯基苯基)乙基甲基二乙氧基硅烷、3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、丙烯基甲基二甲氧基硅烷、丙烯基甲基二乙氧基硅烷、丙烯基乙基二甲氧基硅烷、丙烯基乙基二乙氧基硅烷、丙烯基丙基二甲氧基硅烷、丙烯基丙基二乙氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基乙基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
本发明通过采用上述乙烯基硅氧烷单体，可以作为偶联剂使用，用于在有机聚硅氧烷的侧链或末端导入乙烯基聚合性官能团的成分，该乙烯基聚合性官能团作为与由共聚单体形成的共聚聚合物化学结合时的接枝活性点而发挥作用。更为优选的，所述乙烯基硅氧烷单体是由乙烯基丙基二甲氧基硅烷、对乙烯基苯基甲基乙氧基硅烷和3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷以重量比2-4：1.5-2.5：1组成的混合物。
优选的，所述步骤B1中，表面活性剂是由阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以重量比0.4-0.8:1:0.2-0.6组成的混合物。
优选的，所述阳离子表面活性剂是由二烷基二甲基季铵盐、苄基烷基二甲基季铵盐和单烷基季铵盐以重量比1：1.2-1.6：1.8-2.6组成的混合物；所述阴离子表面活性剂是由聚氧乙烯烷基醚硫酸氢酯、烷基二苯基醚二磺酸酯和聚氧乙烯烷基醚酯以重量比1：0.5-1.5：1.4-2.2组成的混合物；所述非离子表面活性剂是由异构醇聚氧乙烯醚、脱水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯以重量比1.6-2.4：1：0.8-1.2组成的混合物。本发明通过严格控制阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的种类、复配及配比，其乳化效果好，有利于有机硅氧烷单体的乳化分散，加快反应进行。
所述步骤B2中，催化剂的结构式为：其中，R’为碳原子数为1-10的烷基、烯基、芳香基或碳原子数为3-10的环烷基、环烯基。
具体的，所述催化剂为甲基磺酸、三氟甲基磺酸、羟甲基磺酸、乙基磺酸、三氟乙基磺酸、羟乙基磺酸、丙基磺酸、羟丙基磺酸、1-丁基磺酸、乙烯基磺酸、丙烯磺酸、甲基丙烯磺酸、乙基丙烯磺酸、苯磺酸、甲基苯磺酸、乙基苯磺酸、二甲基苯磺酸、二乙基苯磺酸和十二烷基苯磺酸的至少一种。
本发明通过采用上述催化剂，容易使有机聚硅氧烷乳液的粒径分布窄，另外，容易减少由有机聚硅氧烷的乳化剂成分引起的树脂外观不良的现象，还可以提高树脂在低温时的冲击强度。更为优选的，所述催化剂是由羟甲基磺酸、三氟乙基磺酸和羟丙基磺酸以重量比1：0.8-1.2：0.4-0.8组成的混合物。
所述步骤C中，丙烯酸酯类软单体是由丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸月桂酯以重量比2-4:1-2:1组成的混合物。本发明通过严格控制丙烯酸酯类软单体的种类、复配及配比，其具有较低的玻璃化温度，聚合形成接枝层，制得的有机硅增韧剂具有优异的耐候性能，且耐低温性能优良。
所述步骤D1中，丙烯酸酯类硬单体是由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以重量比1:0.8-1.2:1.5-2.5组成的混合物。本发明通过严格控制丙烯酸酯类硬单体的种类、复配及配比，其具有较高的玻璃化温度，聚合形成壳层，制得的有机硅增韧剂抗冲击效果好。
所述步骤C和所述步骤D1中，引发剂是由异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈和四乙烯亚胺以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物。本发明通过严格控制引发剂的种类、复配及配比，其引发效果好，可以引发自由基聚合和共聚合反应，能提高聚合速率。
所述步骤D2中，所述破乳剂是由氯化钠、乙酸钾和硫酸铵以重量比2-4:1.4-2.2:1组成的混合物。本发明通过严格控制破乳剂的复配、复配及配比，其破乳效果好，能破坏反应液的乳化状态，便于反应产物的分离纯化。
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂，所述有机硅增韧剂根据上述所述的合成方法制得。
一种应用上述所述的聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂制得的增韧聚碳酸酯材料，所述增韧聚碳酸酯材料包括如下重量份的原料：
本发明的阻燃聚碳酸酯材料通过加入玻璃纤维，可以提高材料的强度，通过加入有机硅增韧剂，可以提高材料的韧性，通过加入改性剂，可以提高材料的加工热稳定性、机械力学性能和外观。
其中，所述改性剂是由高分子改性纳米碳酸钙、超支化聚酯酰胺和4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷以重量比2-6:0.1-1.0:0.5-1.5组成的混合物。
优选的，所述高分子改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：
(1)向300-500mL蒸馏水中加入15-25g纳米碳酸钙和0.3-0.7g六偏磷酸钠分散剂，分散20-28h；同时将60-100g聚合物季铵盐溶解在200-400mL四氢呋喃中，分散20-28h备用；
(2)向分散好的纳米碳酸钙体系中加入200-400mL四氢呋喃，高速分散0.3-0.7h，然后把浆液转移至三口瓶中，搅拌下慢慢滴加聚合物季铵盐溶液，体系不断产生白色絮状沉淀；
(3)滴加结束后，体系升温至75-85℃，反应20-28h后，再将浆液过滤，55-65℃真空干燥24-48h，得到高分子改性纳米碳酸钙；
其中，所述步骤(1)中，聚合物季铵盐为溴化聚苯醚十八烷基二甲基苄基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物、聚二甲基二烯丙基氯化铵、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和N,N,N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物中的至少一种。
本发明通过严格高分子改性纳米碳酸钙的原料、制备步骤及工艺参数，制得的高分子改性纳米碳酸钙可以提高聚碳酸酯的加工热稳定性和力学性能。优选的，所述聚合物季铵盐是由溴化聚苯醚十八烷基二甲基苄基氯化铵、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和N,N,N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物以重量比2-4:1.5-2.5:1组成的混合物。
优选的，所述超支化聚酯酰胺的合成方法为：在氮气保护下，依次将0.8-1.2mol三乙醇胺、0.8-1.2mol 1,2,4-偏苯三酸酐以及0.005-0.015mol对甲苯磺酸催化剂加入三口圆底烧瓶并置于加热油浴中，搅拌，逐步升温至210-230℃，待原料混合均匀变透明后，在210-230℃温度下继续搅拌反应2-4h，然后冷却到室温，得到黄色透明固体即超支化聚酯酰胺。
本发明通过严格超支化聚酯酰胺的原料、制备步骤及工艺参数，制得的超支化聚酯酰胺不仅能改善聚碳酸酯的加工流动性，同时还能改善制品的机械性能和表面光洁度，且不会引起聚碳酸酯色泽的变化。
优选的，所述4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷的合成方法为：在装有温度计、搅拌器的三口瓶中，室温下依次加入230-270g聚二甲基硅氧烷、23-27g 4-烯丙基愈创木酚，搅拌后形成白色不透明的悬浊液；再加入0.5-1.0mL铂质量分数为1.5-2.5％的氯铂酸的辛醇溶液；继续搅拌，通氮气下升温至90-100℃，反应2-4h。
本发明通过严格4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷的原料、制备步骤及工艺参数，制得的4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷可以提高聚碳酸酯的拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度和断裂伸长率。
优选的，所述聚碳酸酯的熔融指数为熔融指数在10-50g/10min的双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯和环己烷双酚A型聚碳酸酯中的至少一种。
本发明通过采用上述聚碳酸酯，并严格控制聚碳酸酯的熔融指数为熔融指数在10-50g/10min，使得聚碳酸酯具有高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广，成形收缩率低，尺寸安定性良好，耐疲劳性和耐候性佳，电气特性优，无色无味，安全环保。更为优选的，所述聚碳酸酯是由双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯和环己烷双酚A型聚碳酸酯以重量比1-2:0.8-1.2:1组成的混合物。
所述玻璃纤维为纤维直径在5-15μm、纤维长度在1-10mm的无碱短切玻璃纤维。
本发明通过采用纤维直径在5-15μm、纤维长度在1-10mm的无碱短切玻璃纤维，其绝缘性好，耐热性强，抗腐蚀性好，机械强度高，可以提高塑料的强度。
所述其他助剂为抗氧剂、抗紫外线剂、润滑剂、抑烟剂和瓷化粉中的至少一种。本发明通过采用上述其他助剂，可以提高聚碳酸酯材料的抗氧化性能、抗紫外线性能、加工性能，阻燃抑烟效果好。更为优选的，所述其他助剂是由抗氧剂、抗紫外线剂、润滑剂、抑烟剂和瓷化粉以重量比0.4-0.8:0.6-1.0:1:0.5-1.5:0.8-1.2组成的混合物。
优选的，所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和硫代二丙酸双月桂酯以重量比1-2:0.8-1.2:1组成的混合物。本发明通过严格控制抗氧剂的种类、复配及重量配比，可以延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。
优选的，所述抗紫外线剂是由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和六甲基磷酰三胺以重量比0.5-1.5:1.4-2.2:1组成的混合物。本发明通过严格控制紫外线吸收剂的种类、复配及重量配比，能强烈吸收紫外线，具有优良的协同效应。
优选的，所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、单硬脂酸甘油酯和硬脂酸酰胺以重量比1-2:0.4-0.8:1组成的混合物。本发明通过严格控制润滑剂的种类、复配及配比，可以使材料在加工过程中改善材料的流动性和制品的脱模性，能够降低加工难度，节省能源消耗。
优选的，所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和八钼酸铵以重量比0.5-1.5:1.5-2.5:1组成的混合物。本发明通过严格控制抑烟剂的种类、复配及配比，其抑烟效果好，可以降低热塑性聚氨酯在燃烧时产生的有毒气体和烟雾。
优选的，所述瓷化粉是由凹凸棒土、硼酸锌、硅酸盐玻璃粉以重量比2-4:0.5-1.5:1组成的混合物。本发明通过严格控制瓷化粉的种类、复配及配比，可塑料可在600-1000℃范围内形成致密的陶瓷化产物，形成的陶瓷化产物具有良好的高温强度和抗热流冲击能力，在常温下也具有良好的力学性能。
本发明的有益效果在于：本发明合成的有机硅增韧剂具有多层核-壳结构，核层为杂化有机硅与无机纳米粒子，中间过渡层为软单体丙烯酸酯类，壳层单体为硬单体丙烯酸酯类，一层层包覆，软单体包覆有机硅和刚性无机纳米粒子，硬单体为壳层——“软中有硬，硬中有软”；与市场上常用增韧剂相比，有机硅单体的玻璃化转变温度(Tg)较低，因此该合成的增韧剂更具低温韧性。
本发明的合成方法将有机硅与无机纳米粒子杂化，再依次包覆软单体和硬单体，合成的有机硅增韧剂具有多层核-壳结构，工艺简单，成本低。
本发明的有机硅增韧剂因包覆有无机纳米粒子作为核层部分，外层为硬单体包覆，充分利用了无机纳米粒子的各种优异性能，使得有机硅增韧剂具有更好的增强性，避免了无机粒子与基体有机材料相容性的问题。
本发明的有机硅增韧剂对材料既具有良好的增韧性能，也能提高材料的强度。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，包括如下步骤：
A、无机纳米粒子的表面改性：
使用硅烷偶联剂对无机纳米粒子进行改性；
B、杂化有机硅/无机纳米粒子核乳液的合成：
B1、将经过表面改性后的无机纳米粒子加入到溶解有表面活性剂的水溶液中，使用超声波分散25min，得到分散液；其中，表面活性剂的用量为水质量的1％，经过表面改性的纳米粒子的用量为水质量的0.1％；
B2、将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到分散液中，再加入催化剂，在30℃温度下反应10h，得到乳液；其中，有机硅氧烷单体的总质量为分散液质量的40％，催化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的1％；
C、接枝聚合丙烯酸酯软单体：
将丙烯酸酯类软单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应2h；其中，丙烯酸酯类软单体的用量为乳液质量的5％，引发剂的用量为乳液质量的0.1％；
D、接枝聚合丙烯酸酯硬单体：
D1、将丙烯酸酯类硬单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应2h；其中，丙烯酸酯类硬单体的用量为乳液质量的25％，引发剂的用量为乳液质量的0.1％；
D2、待反应结束后，加入破乳剂升温熟化1h，离心水洗，烘干后即可制得所述聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂。其中，破乳剂的用量为反应后的乳液质量的0.5倍；
所述步骤A中，无机纳米粒子为纳米SiO2粒子，其表面改性方法为：配置乙醇/水溶液，加入纳米SiO2粒子，在3000rpm的转速下高速剪切，加入硅烷偶联剂，加入草酸溶液使反应体系的pH值在3，反应1.5h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米SiO2粒子；其中，所述硅烷偶联剂是由3-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比2:1.5:1组成的混合物。其中，乙醇与水的体积比为3:1，纳米SiO2粒子的用量为乙醇/水溶液质量的0.1％，硅烷偶联剂的用量为纳米SiO2粒子质量的1％；
所述步骤B2中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比20：0.1：0.5组成的混合物。
所述多功能团硅氧烷单体为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷或三苯基甲氧基硅烷。
所述环状硅氧烷单体为六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、六乙基环三硅氧烷、八乙基环四硅氧烷、十乙基环五硅氧烷、十二乙基环六硅氧烷、六苯基环三硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、十苯基环五硅氧烷、十二苯基环六硅氧烷、六乙烯基环三硅氧烷或八乙烯基环四硅氧烷。
所述乙烯基硅氧烷单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基乙基二甲氧基硅烷、乙烯基乙基二乙氧基硅烷、乙烯基丙基二甲氧基硅烷、乙烯基丙基二乙氧基硅烷或对乙烯基苯基甲基甲氧基硅烷。
所述步骤B1中，表面活性剂是由阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以重量比0.4:1:0.2组成的混合物；
所述步骤B2中，催化剂为甲基磺酸、三氟甲基磺酸、羟甲基磺酸或乙基磺酸。
所述步骤C中，丙烯酸酯类软单体是由丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸月桂酯以重量比2:1:1组成的混合物；
所述步骤D1中，丙烯酸酯类硬单体是由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以重量比1:0.8:1.5组成的混合物；
所述步骤C和所述步骤D1中，引发剂是由异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈和四乙烯亚胺以重量比1:0.5:1.5组成的混合物；
所述步骤D2中，所述破乳剂是由氯化钠、乙酸钾和硫酸铵以重量比2:1.4:1组成的混合物。
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂，所述有机硅增韧剂根据上述所述的合成方法制得。
一种应用上述所述的聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂制得的增韧聚碳酸酯材料，所述增韧聚碳酸酯材料包括如下重量份的原料：
其中，所述改性剂是由高分子改性纳米碳酸钙、超支化聚酯酰胺和4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷以重量比2:0.1:0.5组成的混合物。
所述高分子改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：
(1)向300mL蒸馏水中加入15g纳米碳酸钙和0.3g六偏磷酸钠分散剂，分散20h；同时将60g聚合物季铵盐溶解在200mL四氢呋喃中，分散20h备用；
(2)向分散好的纳米碳酸钙体系中加入200mL四氢呋喃，高速分散0.3h，然后把浆液转移至三口瓶中，搅拌下慢慢滴加聚合物季铵盐溶液，体系不断产生白色絮状沉淀；
(3)滴加结束后，体系升温至75℃，反应20h后，再将浆液过滤，55℃真空干燥24h，得到高分子改性纳米碳酸钙；
其中，所述步骤(1)中，聚合物季铵盐为溴化聚苯醚十八烷基二甲基苄基氯化铵。
所述超支化聚酯酰胺的合成方法为：在氮气保护下，依次将0.8mol三乙醇胺、0.8mol1,2,4-偏苯三酸酐以及0.005mol对甲苯磺酸催化剂加入三口圆底烧瓶并置于加热油浴中，搅拌，逐步升温至210℃，待原料混合均匀变透明后，在210℃温度下继续搅拌反应2h，然后冷却到室温，得到黄色透明固体即超支化聚酯酰胺。
所述4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷的合成方法为：在装有温度计、搅拌器的三口瓶中，室温下依次加入230g聚二甲基硅氧烷、23g 4-烯丙基愈创木酚，搅拌后形成白色不透明的悬浊液；再加入0.5mL铂质量分数为1.5％的氯铂酸的辛醇溶液；继续搅拌，通氮气下升温至90℃，反应2h。
所述聚碳酸酯的熔融指数为熔融指数在10g/10min的双酚A型聚碳酸酯；所述玻璃纤维为纤维直径在5μm、纤维长度在1mm的无碱短切玻璃纤维；所述其他助剂为抗氧剂。
实施例2
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，包括如下步骤：
A、无机纳米粒子的表面改性：
使用硅烷偶联剂对无机纳米粒子进行改性；
B、杂化有机硅/无机纳米粒子核乳液的合成：
B1、将经过表面改性后的无机纳米粒子加入到溶解有表面活性剂的水溶液中，使用超声波分散28min，得到分散液；其中，表面活性剂的用量为水质量的5％，经过表面改性的纳米粒子的用量为水质量的1％；
B2、将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到分散液中，再加入催化剂，在40℃温度下反应9h，得到乳液；其中，有机硅氧烷单体的总质量为分散液质量的45％，催化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的2％；
C、接枝聚合丙烯酸酯软单体：
将丙烯酸酯类软单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应3h；其中，丙烯酸酯类软单体的用量为乳液质量的8％，引发剂的用量为乳液质量的0.3％；
D、接枝聚合丙烯酸酯硬单体：
D1、将丙烯酸酯类硬单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应3h；其中，丙烯酸酯类硬单体的用量为乳液质量的30％，引发剂的用量为乳液质量的0.3％；
D2、待反应结束后，加入破乳剂升温熟化1.2h，离心水洗，烘干后即可制得所述聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂。其中，破乳剂的用量为反应后的乳液质量的1倍；
所述步骤A中，无机纳米粒子为纳米SiO2粒子，其表面改性方法为：配置乙醇/水溶液，加入纳米SiO2粒子，在3200rpm的转速下高速剪切，加入硅烷偶联剂，加入草酸溶液使反应体系的pH值在3.2，反应1.8h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米SiO2粒子；其中，所述硅烷偶联剂是由3-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比2.5:1.8:1组成的混合物。其中，乙醇与水的体积比为5:1，纳米SiO2粒子的用量为乙醇/水溶液质量的1％，硅烷偶联剂的用量为纳米SiO2粒子质量的3％；
所述步骤B2中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比30：0.3：0.8组成的混合物。
所述多功能团硅氧烷单体为甲基苯基二甲氧基硅烷、乙基苯基二甲氧基硅烷、丙基苯基二甲氧基硅烷、乙烯基苯基二甲氧基硅烷、丙烯基苯基二甲氧基硅烷、乙炔基苯基二甲氧基硅烷、丙炔基苯基二甲氧基硅烷、甲基二苯基甲氧基硅烷、乙基二苯基甲氧基硅烷、丙基二苯基甲氧基硅烷、乙烯基二苯基甲氧基硅烷、丙烯基二苯基甲氧基硅烷、乙炔基二苯基甲氧基硅烷、丙炔基二苯基甲氧基硅烷、二甲基苯基甲氧基硅烷、二乙基苯基甲氧基硅烷、二丙基苯基甲氧基硅烷、二乙烯基苯基甲氧基硅烷、二丙烯基苯基甲氧基硅烷、二乙炔基苯基甲氧基硅烷、二丙炔基苯基甲氧基硅烷、甲基乙基苯基甲氧基硅烷、甲基丙基苯基甲氧基硅烷、乙基丙基苯基甲氧基硅烷、甲基乙烯基苯基甲氧基硅烷、乙基丙烯基苯基甲氧基硅烷、甲基乙炔基苯基甲氧基硅烷或乙基丙炔基苯基甲氧基硅烷。
所述环状硅氧烷单体为十乙烯基环五硅氧烷、十二乙烯基环六硅氧烷、三氢三甲基环三硅氧烷、三甲基三乙基环三硅氧烷、三甲基三苯基环三硅氧烷、三乙基三苯基环三硅氧烷、三甲基三乙烯基环三硅氧烷、三乙烯基三苯基环三硅氧烷、二乙基四甲基环三硅氧烷或二甲基四乙基环三硅氧烷。
所述乙烯基硅氧烷单体为对乙烯基苯基甲基乙氧基硅烷、对乙烯基苯基乙基甲氧基硅烷、对乙烯基苯基乙基乙氧基硅烷、苯乙烯基三甲氧基硅烷、苯乙烯基三乙氧基硅烷、2-(对乙烯基苯基)乙基甲基二甲氧基硅烷或2-(对乙烯基苯基)乙基甲基二乙氧基硅烷。
所述步骤B1中，表面活性剂是由阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以重量比0.5:1:0.3组成的混合物；
所述步骤B2中，催化剂为三氟乙基磺酸、羟乙基磺酸、丙基磺酸、羟丙基磺酸或1-丁基磺酸。
所述步骤C中，丙烯酸酯类软单体是由丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸月桂酯以重量比2.5:1.2:1组成的混合物；
所述步骤D1中，丙烯酸酯类硬单体是由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以重量比1:0.9:1.8组成的混合物；
所述步骤C和所述步骤D1中，引发剂是由异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈和四乙烯亚胺以重量比1:0.8:1.8组成的混合物；
所述步骤D2中，所述破乳剂是由氯化钠、乙酸钾和硫酸铵以重量比2.5:1.6:1组成的混合物。
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂，所述有机硅增韧剂根据上述所述的合成方法制得。
一种应用上述所述的聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂制得的增韧聚碳酸酯材料，所述增韧聚碳酸酯材料包括如下重量份的原料：
其中，所述改性剂是由高分子改性纳米碳酸钙、超支化聚酯酰胺和4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷以重量比3:0.3:0.8组成的混合物。
所述高分子改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：
(1)向350mL蒸馏水中加入18g纳米碳酸钙和0.4g六偏磷酸钠分散剂，分散22h；同时将70g聚合物季铵盐溶解在250mL四氢呋喃中，分散22h备用；
(2)向分散好的纳米碳酸钙体系中加入250mL四氢呋喃，高速分散0.4h，然后把浆液转移至三口瓶中，搅拌下慢慢滴加聚合物季铵盐溶液，体系不断产生白色絮状沉淀；
(3)滴加结束后，体系升温至78℃，反应22h后，再将浆液过滤，58℃真空干燥30h，得到高分子改性纳米碳酸钙；
其中，所述步骤(1)中，聚合物季铵盐为二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物。
所述超支化聚酯酰胺的合成方法为：在氮气保护下，依次将0.9mol三乙醇胺、0.9mol1,2,4-偏苯三酸酐以及0.008mol对甲苯磺酸催化剂加入三口圆底烧瓶并置于加热油浴中，搅拌，逐步升温至215℃，待原料混合均匀变透明后，在215℃温度下继续搅拌反应2.5h，然后冷却到室温，得到黄色透明固体即超支化聚酯酰胺。
所述4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷的合成方法为：在装有温度计、搅拌器的三口瓶中，室温下依次加入240g聚二甲基硅氧烷、24g 4-烯丙基愈创木酚，搅拌后形成白色不透明的悬浊液；再加入0.6mL铂质量分数为1.8％的氯铂酸的辛醇溶液；继续搅拌，通氮气下升温至92℃，反应2.5h。
所述聚碳酸酯的熔融指数为熔融指数在20g/10min的聚酯型聚碳酸酯；所述玻璃纤维为纤维直径在8μm、纤维长度在3mm的无碱短切玻璃纤维；所述其他助剂为抗紫外线剂。
实施例3
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，包括如下步骤：
A、无机纳米粒子的表面改性：
使用硅烷偶联剂对无机纳米粒子进行改性；
B、杂化有机硅/无机纳米粒子核乳液的合成：
B1、将经过表面改性后的无机纳米粒子加入到溶解有表面活性剂的水溶液中，使用超声波分散30min，得到分散液；其中，表面活性剂的用量为水质量的10％，经过表面改性的纳米粒子的用量为水质量的5％；
B2、将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到分散液中，再加入催化剂，在50℃温度下反应8h，得到乳液；其中，有机硅氧烷单体的总质量为分散液质量的50％，催化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的3％；
C、接枝聚合丙烯酸酯软单体：
将丙烯酸酯类软单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应3.5h；其中，丙烯酸酯类软单体的用量为乳液质量的10％，引发剂的用量为乳液质量的0.5％；
D、接枝聚合丙烯酸酯硬单体：
D1、将丙烯酸酯类硬单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应3.5h；其中，丙烯酸酯类硬单体的用量为乳液质量的35％，引发剂的用量为乳液质量的0.5％；
D2、待反应结束后，加入破乳剂升温熟化1.5h，离心水洗，烘干后即可制得所述聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂。其中，破乳剂的用量为反应后的乳液质量的1.5倍；
所述步骤A中，无机纳米粒子为纳米SiO2粒子，其表面改性方法为：配置乙醇/水溶液，加入纳米SiO2粒子，在3500rpm的转速下高速剪切，加入硅烷偶联剂，加入草酸溶液使反应体系的pH值在3.5，反应2h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米SiO2粒子；其中，所述硅烷偶联剂是由3-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比3:2:1组成的混合物。其中，乙醇与水的体积比为8:1，纳米SiO2粒子的用量为乙醇/水溶液质量的5％，硅烷偶联剂的用量为纳米SiO2粒子质量的5％；
所述步骤B2中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比40：0.5：1组成的混合物。
所述多功能团硅氧烷单体为苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷或三苯基乙氧基硅烷。
所述环状硅氧烷单体为二乙烯基四甲基环三硅氧烷、二甲基四乙烯基环三硅氧烷、二苯基四甲基环三硅氧烷、二甲基四苯基环三硅氧烷、乙烯基五甲基环三硅氧烷、甲基五乙烯基环三硅氧烷、苯基五甲基环三硅氧烷或甲基五苯基环三硅氧烷。
所述乙烯基硅氧烷单体为3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、丙烯基甲基二甲氧基硅烷、丙烯基甲基二乙氧基硅烷、丙烯基乙基二甲氧基硅烷、丙烯基乙基二乙氧基硅烷、丙烯基丙基二甲氧基硅烷或丙烯基丙基二乙氧基硅烷。
所述步骤B1中，表面活性剂是由阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以重量比0.6:1:0.4组成的混合物；
所述步骤B2中，催化剂为乙烯基磺酸、丙烯磺酸、甲基丙烯磺酸、乙基丙烯磺酸或苯磺酸。
所述步骤C中，丙烯酸酯类软单体是由丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸月桂酯以重量比3:1.5:1组成的混合物；
所述步骤D1中，丙烯酸酯类硬单体是由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以重量比1:1:2组成的混合物；
所述步骤C和所述步骤D1中，引发剂是由异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈和四乙烯亚胺以重量比1:1:2组成的混合物；
所述步骤D2中，所述破乳剂是由氯化钠、乙酸钾和硫酸铵以重量比3:1.8:1组成的混合物。
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂，所述有机硅增韧剂根据上述所述的合成方法制得。
一种应用上述所述的聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂制得的增韧聚碳酸酯材料，所述增韧聚碳酸酯材料包括如下重量份的原料：
其中，所述改性剂是由高分子改性纳米碳酸钙、超支化聚酯酰胺和4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷以重量比4:0.5:1组成的混合物。
所述高分子改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：
(1)向400mL蒸馏水中加入20g纳米碳酸钙和0.5g六偏磷酸钠分散剂，分散24h；同时将80g聚合物季铵盐溶解在300mL四氢呋喃中，分散24h备用；
(2)向分散好的纳米碳酸钙体系中加入300mL四氢呋喃，高速分散0.5h，然后把浆液转移至三口瓶中，搅拌下慢慢滴加聚合物季铵盐溶液，体系不断产生白色絮状沉淀；
(3)滴加结束后，体系升温至80℃，反应24h后，再将浆液过滤，60℃真空干燥36h，得到高分子改性纳米碳酸钙；
其中，所述步骤(1)中，聚合物季铵盐为聚二甲基二烯丙基氯化铵。
所述超支化聚酯酰胺的合成方法为：在氮气保护下，依次将1mol三乙醇胺、1mol1,2,4-偏苯三酸酐以及0.01mol对甲苯磺酸催化剂加入三口圆底烧瓶并置于加热油浴中，搅拌，逐步升温至220℃，待原料混合均匀变透明后，在220℃温度下继续搅拌反应3h，然后冷却到室温，得到黄色透明固体即超支化聚酯酰胺。
所述4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷的合成方法为：在装有温度计、搅拌器的三口瓶中，室温下依次加入250g聚二甲基硅氧烷、25g 4-烯丙基愈创木酚，搅拌后形成白色不透明的悬浊液；再加入0.8mL铂质量分数为2％的氯铂酸的辛醇溶液；继续搅拌，通氮气下升温至95℃，反应3h。
所述聚碳酸酯的熔融指数为熔融指数在30g/10min的环己烷双酚A型聚碳酸酯；所述玻璃纤维为纤维直径在10μm、纤维长度在5mm的无碱短切玻璃纤维；所述其他助剂为润滑剂。
实施例4
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，包括如下步骤：
A、无机纳米粒子的表面改性：
使用硅烷偶联剂对无机纳米粒子进行改性；
B、杂化有机硅/无机纳米粒子核乳液的合成：
B1、将经过表面改性后的无机纳米粒子加入到溶解有表面活性剂的水溶液中，使用超声波分散32min，得到分散液；其中，表面活性剂的用量为水质量的15％，经过表面改性的纳米粒子的用量为水质量的8％；
B2、将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到分散液中，再加入催化剂，在70℃温度下反应6h，得到乳液；其中，有机硅氧烷单体的总质量为分散液质量的55％，催化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的4％；
C、接枝聚合丙烯酸酯软单体：
将丙烯酸酯类软单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应4h；其中，丙烯酸酯类软单体的用量为乳液质量的12％，引发剂的用量为乳液质量的0.6％；
D、接枝聚合丙烯酸酯硬单体：
D1、将丙烯酸酯类硬单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应4h；其中，丙烯酸酯类硬单体的用量为乳液质量的40％，引发剂的用量为乳液质量的0.6％；
D2、待反应结束后，加入破乳剂升温熟化1.8h，离心水洗，烘干后即可制得所述聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂。其中，破乳剂的用量为反应后的乳液质量的2倍；
所述步骤A中，无机纳米粒子为纳米SiO2粒子，其表面改性方法为：配置乙醇/水溶液，加入纳米SiO2粒子，在3800rpm的转速下高速剪切，加入硅烷偶联剂，加入草酸溶液使反应体系的pH值在3.8，反应2.2h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米SiO2粒子；其中，所述硅烷偶联剂是由3-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比3.5:2.2:1组成的混合物。其中，乙醇与水的体积比为9:1，纳米SiO2粒子的用量为乙醇/水溶液质量的8％，硅烷偶联剂的用量为纳米SiO2粒子质量的8％；
所述步骤B2中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比50：0.8：1.2组成的混合物。
所述多功能团硅氧烷单体为甲基苯基二乙氧基硅烷、乙基苯基二乙氧基硅烷、丙基苯基二乙氧基硅烷、乙烯基苯基二乙氧基硅烷、丙烯基苯基二乙氧基硅烷、乙炔基苯基二乙氧基硅烷、丙炔基苯基二乙氧基硅烷、甲基二苯基乙氧基硅烷、乙基二苯基乙氧基硅烷、丙基二苯基乙氧基硅烷、乙烯基二苯基乙氧基硅烷、丙烯基二苯基乙氧基硅烷、乙炔基二苯基乙氧基硅烷、丙炔基二苯基乙氧基硅烷、二甲基苯基乙氧基硅烷、二乙基苯基乙氧基硅烷、二丙基苯基乙氧基硅烷、二乙烯基苯基乙氧基硅烷、二丙烯基苯基乙氧基硅烷、二乙炔基苯基乙氧基硅烷、二丙炔基苯基乙氧基硅烷、甲基乙基苯基乙氧基硅烷、甲基丙基苯基乙氧基硅烷、乙基丙基苯基乙氧基硅烷、甲基乙烯基苯基乙氧基硅烷、乙基丙烯基苯基乙氧基硅烷、甲基乙炔基苯基乙氧基硅烷或乙基丙炔基苯基乙氧基硅烷。
所述环状硅氧烷单体为四氢四甲基环四硅氧烷、四甲基四乙基环四硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷、四乙基四苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四乙烯基四苯基环四硅氧烷、二乙基六甲基环四硅氧烷、二甲基六乙基环四硅氧烷或二乙烯基六甲基环四硅氧烷。
所述乙烯基硅氧烷单体为γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二甲基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基甲基硅烷。
所述步骤B1中，表面活性剂是由阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以重量比0.7:1:0.5组成的混合物；
所述步骤B2中，催化剂为甲基苯磺酸、乙基苯磺酸或二甲基苯磺酸。
所述步骤C中，丙烯酸酯类软单体是由丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸月桂酯以重量比3.5:1.8:1组成的混合物；
所述步骤D1中，丙烯酸酯类硬单体是由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以重量比1:1.1:2.2组成的混合物；
所述步骤C和所述步骤D1中，引发剂是由异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈和四乙烯亚胺以重量比1:1.2:2.2组成的混合物；
所述步骤D2中，所述破乳剂是由氯化钠、乙酸钾和硫酸铵以重量比3.5:2:1组成的混合物。
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂，所述有机硅增韧剂根据上述所述的合成方法制得。
一种应用上述所述的聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂制得的增韧聚碳酸酯材料，所述增韧聚碳酸酯材料包括如下重量份的原料：
其中，所述改性剂是由高分子改性纳米碳酸钙、超支化聚酯酰胺和4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷以重量比5:0.8:1.2组成的混合物。
所述高分子改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：
(1)向450mL蒸馏水中加入22g纳米碳酸钙和0.6g六偏磷酸钠分散剂，分散26h；同时将80g聚合物季铵盐溶解在350mL四氢呋喃中，分散26h备用；
(2)向分散好的纳米碳酸钙体系中加入350mL四氢呋喃，高速分散0.6h，然后把浆液转移至三口瓶中，搅拌下慢慢滴加聚合物季铵盐溶液，体系不断产生白色絮状沉淀；
(3)滴加结束后，体系升温至82℃，反应26h后，再将浆液过滤，62℃真空干燥42h，得到高分子改性纳米碳酸钙；
其中，所述步骤(1)中，聚合物季铵盐为氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚。
所述超支化聚酯酰胺的合成方法为：在氮气保护下，依次将1.1mol三乙醇胺、1.1mol1,2,4-偏苯三酸酐以及0.012mol对甲苯磺酸催化剂加入三口圆底烧瓶并置于加热油浴中，搅拌，逐步升温至225℃，待原料混合均匀变透明后，在225℃温度下继续搅拌反应3.5h，然后冷却到室温，得到黄色透明固体即超支化聚酯酰胺。
所述4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷的合成方法为：在装有温度计、搅拌器的三口瓶中，室温下依次加入260g聚二甲基硅氧烷、26g 4-烯丙基愈创木酚，搅拌后形成白色不透明的悬浊液；再加入0.9mL铂质量分数为2.2％的氯铂酸的辛醇溶液；继续搅拌，通氮气下升温至98℃，反应3.5h。
所述聚碳酸酯的熔融指数为熔融指数在40g/10min的双酚A型聚碳酸酯；所述玻璃纤维为纤维直径在12μm、纤维长度在8mm的无碱短切玻璃纤维；所述其他助剂为抑烟剂。
实施例5
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，包括如下步骤：
A、无机纳米粒子的表面改性：
使用硅烷偶联剂对无机纳米粒子进行改性；
B、杂化有机硅/无机纳米粒子核乳液的合成：
B1、将经过表面改性后的无机纳米粒子加入到溶解有表面活性剂的水溶液中，使用超声波分散35min，得到分散液；其中，表面活性剂的用量为水质量的20％，经过表面改性的纳米粒子的用量为水质量的10％；
B2、将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到分散液中，再加入催化剂，在80℃温度下反应5h，得到乳液；其中，有机硅氧烷单体的总质量为分散液质量的60％，催化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的5％；
C、接枝聚合丙烯酸酯软单体：
将丙烯酸酯类软单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应5h；其中，丙烯酸酯类软单体的用量为乳液质量的15％，引发剂的用量为乳液质量的0.8％；
D、接枝聚合丙烯酸酯硬单体：
D1、将丙烯酸酯类硬单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应5h；其中，丙烯酸酯类硬单体的用量为乳液质量的45％，引发剂的用量为乳液质量的0.8％；
D2、待反应结束后，加入破乳剂升温熟化2h，离心水洗，烘干后即可制得所述聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂。其中，破乳剂的用量为反应后的乳液质量的3倍；
所述步骤A中，无机纳米粒子为纳米SiO2粒子，其表面改性方法为：配置乙醇/水溶液，加入纳米SiO2粒子，在4000rpm的转速下高速剪切，加入硅烷偶联剂，加入草酸溶液使反应体系的pH值在3-4，反应2.5h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米SiO2粒子；其中，所述硅烷偶联剂是由3-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比4:2.5:1组成的混合物。其中，乙醇与水的体积比为10:1，纳米SiO2粒子的用量为乙醇/水溶液质量的10％，硅烷偶联剂的用量为纳米SiO2粒子质量的10％；
所述步骤B2中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比60：1.0：1.5组成的混合物。
所述多功能团硅氧烷单体为1，3-双[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1，4-双[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1，3-双[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1，4-双[1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯、1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-3-[2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯或1-[1_(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]-4-[2-二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基]苯。
所述环状硅氧烷单体为二甲基六乙烯基环四硅氧烷、二苯基六甲基环四硅氧烷、二甲基六苯基环四硅氧烷、乙烯基七甲基环四硅氧烷、甲基七乙烯基环四硅氧烷、苯基七甲基环四硅氧烷或甲基七苯基环四硅氧烷。
所述乙烯基硅氧烷单体为γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基乙基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。
所述步骤B1中，表面活性剂是由阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以重量比0.8:1:0.6组成的混合物；
所述步骤B2中，催化剂为二乙基苯磺酸或十二烷基苯磺酸。
所述步骤C中，丙烯酸酯类软单体是由丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸月桂酯以重量比4:2:1组成的混合物；
所述步骤D1中，丙烯酸酯类硬单体是由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以重量比1:1.2:2.5组成的混合物；
所述步骤C和所述步骤D1中，引发剂是由异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈和四乙烯亚胺以重量比1:1.5:2.5组成的混合物；
所述步骤D2中，所述破乳剂是由氯化钠、乙酸钾和硫酸铵以重量比4:2.2:1组成的混合物。
一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂，所述有机硅增韧剂根据上述所述的合成方法制得。
一种应用上述所述的聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂制得的增韧聚碳酸酯材料，所述增韧聚碳酸酯材料包括如下重量份的原料：
其中，所述改性剂是由高分子改性纳米碳酸钙、超支化聚酯酰胺和4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷以重量比6:1.0:1.5组成的混合物。
所述高分子改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：
(1)向500mL蒸馏水中加入25g纳米碳酸钙和0.7g六偏磷酸钠分散剂，分散28h；同时将100g聚合物季铵盐溶解在400mL四氢呋喃中，分散28h备用；
(2)向分散好的纳米碳酸钙体系中加入400mL四氢呋喃，高速分散0.7h，然后把浆液转移至三口瓶中，搅拌下慢慢滴加聚合物季铵盐溶液，体系不断产生白色絮状沉淀；
(3)滴加结束后，体系升温至85℃，反应28h后，再将浆液过滤，65℃真空干燥48h，得到高分子改性纳米碳酸钙；
其中，所述步骤(1)中，聚合物季铵盐为N,N,N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物。
所述超支化聚酯酰胺的合成方法为：在氮气保护下，依次将1.2mol三乙醇胺、1.2mol1,2,4-偏苯三酸酐以及0.015mol对甲苯磺酸催化剂加入三口圆底烧瓶并置于加热油浴中，搅拌，逐步升温至230℃，待原料混合均匀变透明后，在230℃温度下继续搅拌反应4h，然后冷却到室温，得到黄色透明固体即超支化聚酯酰胺。
所述4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷的合成方法为：在装有温度计、搅拌器的三口瓶中，室温下依次加入270g聚二甲基硅氧烷、27g 4-烯丙基愈创木酚，搅拌后形成白色不透明的悬浊液；再加入1.0mL铂质量分数为2.5％的氯铂酸的辛醇溶液；继续搅拌，通氮气下升温至100℃，反应4h。
所述聚碳酸酯的熔融指数为熔融指数在50g/10min的聚酯型聚碳酸酯；所述玻璃纤维为纤维直径在15μm、纤维长度在10mm的无碱短切玻璃纤维；所述其他助剂为瓷化粉。
实施例6
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述多功能硅氧烷单体是由甲基苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比1：0.4：0.8组成的混合物。
所述环状硅氧烷单体是由三甲基三乙基环三硅氧烷、二甲基六乙烯基环四硅氧烷和甲基七苯基环四硅氧烷以重量比2：0.5：1组成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷单体是由乙烯基丙基二甲氧基硅烷、对乙烯基苯基甲基乙氧基硅烷和3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷以重量比2：1.5：1组成的混合物。
所述催化剂是由羟甲基磺酸、三氟乙基磺酸和羟丙基磺酸以重量比1：0.8：0.4组成的混合物。
所述阳离子表面活性剂是由二烷基二甲基季铵盐、苄基烷基二甲基季铵盐和单烷基季铵盐以重量比1：1.2：1.8组成的混合物；所述阴离子表面活性剂是由聚氧乙烯烷基醚硫酸氢酯、烷基二苯基醚二磺酸酯和聚氧乙烯烷基醚酯以重量比1：0.5：1.4组成的混合物；所述非离子表面活性剂是由异构醇聚氧乙烯醚、脱水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯以重量比1.6：1：0.8组成的混合物。
所述聚合物季铵盐是由溴化聚苯醚十八烷基二甲基苄基氯化铵、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和N,N,N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物以重量比2：1.5：1组成的混合物。
所述聚碳酸酯是由双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯和环己烷双酚A型聚碳酸酯以重量比1：0.8：1组成的混合物。
所述其他助剂是由抗氧剂、抗紫外线剂、润滑剂、抑烟剂和瓷化粉以重量比0.4：0.6：1：0.5：0.8组成的混合物。
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和硫代二丙酸双月桂酯以重量比1：0.8：1组成的混合物。
所述抗紫外线剂是由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和六甲基磷酰三胺以重量比0.5：1.4：1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、单硬脂酸甘油酯和硬脂酸酰胺以重量比1：0.4：1组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和八钼酸铵以重量比0.5：1.5：1组成的混合物。
所述瓷化粉是由凹凸棒土、硼酸锌、硅酸盐玻璃粉以重量比2：0.5：1组成的混合物。
实施例7
本实施例与上述实施例2的不同之处在于：
所述多功能硅氧烷单体是由甲基苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比1：0.5：0.9组成的混合物。
所述环状硅氧烷单体是由三甲基三乙基环三硅氧烷、二甲基六乙烯基环四硅氧烷和甲基七苯基环四硅氧烷以重量比2.5：0.8：1组成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷单体是由乙烯基丙基二甲氧基硅烷、对乙烯基苯基甲基乙氧基硅烷和3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷以重量比2.5：1.8：1组成的混合物。
所述催化剂是由羟甲基磺酸、三氟乙基磺酸和羟丙基磺酸以重量比1：0.9：0.5组成的混合物。
所述阳离子表面活性剂是由二烷基二甲基季铵盐、苄基烷基二甲基季铵盐和单烷基季铵盐以重量比1：1.3：2组成的混合物；所述阴离子表面活性剂是由聚氧乙烯烷基醚硫酸氢酯、烷基二苯基醚二磺酸酯和聚氧乙烯烷基醚酯以重量比1：0.8：1.6组成的混合物；所述非离子表面活性剂是由异构醇聚氧乙烯醚、脱水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯以重量比1.8：1：0.9组成的混合物。
所述聚合物季铵盐是由溴化聚苯醚十八烷基二甲基苄基氯化铵、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和N,N,N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物以重量比2.5：1.8：1组成的混合物。
所述聚碳酸酯是由双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯和环己烷双酚A型聚碳酸酯以重量比1.2：0.9：1组成的混合物。
所述其他助剂是由抗氧剂、抗紫外线剂、润滑剂、抑烟剂和瓷化粉以重量比0.5：0.7：1：0.8：0.9组成的混合物。
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和硫代二丙酸双月桂酯以重量比1.2：0.9：1组成的混合物。
所述抗紫外线剂是由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和六甲基磷酰三胺以重量比0.8：1.6：1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、单硬脂酸甘油酯和硬脂酸酰胺以重量比1.2：0.5：1组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和八钼酸铵以重量比0.8：1.8：1组成的混合物。
所述瓷化粉是由凹凸棒土、硼酸锌、硅酸盐玻璃粉以重量比2.5：0.8：1组成的混合物。
实施例8
本实施例与上述实施例3的不同之处在于：
所述多功能硅氧烷单体是由甲基苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比1：0.6：1组成的混合物。
所述环状硅氧烷单体是由三甲基三乙基环三硅氧烷、二甲基六乙烯基环四硅氧烷和甲基七苯基环四硅氧烷以重量比3：1：1组成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷单体是由乙烯基丙基二甲氧基硅烷、对乙烯基苯基甲基乙氧基硅烷和3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷以重量比3：2：1组成的混合物。
所述催化剂是由羟甲基磺酸、三氟乙基磺酸和羟丙基磺酸以重量比1：1：0.6组成的混合物。
所述阳离子表面活性剂是由二烷基二甲基季铵盐、苄基烷基二甲基季铵盐和单烷基季铵盐以重量比1：1.4：2.2组成的混合物；所述阴离子表面活性剂是由聚氧乙烯烷基醚硫酸氢酯、烷基二苯基醚二磺酸酯和聚氧乙烯烷基醚酯以重量比1：1：1.8组成的混合物；所述非离子表面活性剂是由异构醇聚氧乙烯醚、脱水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯以重量比2：1：1组成的混合物。
所述聚合物季铵盐是由溴化聚苯醚十八烷基二甲基苄基氯化铵、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和N,N,N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物以重量比3：2：1组成的混合物。
所述聚碳酸酯是由双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯和环己烷双酚A型聚碳酸酯以重量比1.5：1：1组成的混合物。
所述其他助剂是由抗氧剂、抗紫外线剂、润滑剂、抑烟剂和瓷化粉以重量比0.6：0.8：1：1：1组成的混合物。
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和硫代二丙酸双月桂酯以重量比1.5：1：1组成的混合物。
所述抗紫外线剂是由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和六甲基磷酰三胺以重量比1：1.8：1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、单硬脂酸甘油酯和硬脂酸酰胺以重量比1.5：0.6：1组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和八钼酸铵以重量比1：2：1组成的混合物。
所述瓷化粉是由凹凸棒土、硼酸锌、硅酸盐玻璃粉以重量比3：1：1组成的混合物。
实施例9
本实施例与上述实施例4的不同之处在于：
所述多功能硅氧烷单体是由甲基苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比1：0.7：1.1组成的混合物。
所述环状硅氧烷单体是由三甲基三乙基环三硅氧烷、二甲基六乙烯基环四硅氧烷和甲基七苯基环四硅氧烷以重量比3.5：1.2：1组成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷单体是由乙烯基丙基二甲氧基硅烷、对乙烯基苯基甲基乙氧基硅烷和3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷以重量比3.5：2.2：1组成的混合物。
所述催化剂是由羟甲基磺酸、三氟乙基磺酸和羟丙基磺酸以重量比1：1.1：0.7组成的混合物。
所述阳离子表面活性剂是由二烷基二甲基季铵盐、苄基烷基二甲基季铵盐和单烷基季铵盐以重量比1：1.5：2.4组成的混合物；所述阴离子表面活性剂是由聚氧乙烯烷基醚硫酸氢酯、烷基二苯基醚二磺酸酯和聚氧乙烯烷基醚酯以重量比1：1.2：2组成的混合物；所述非离子表面活性剂是由异构醇聚氧乙烯醚、脱水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯以重量比2.2：1：1.1组成的混合物。
所述聚合物季铵盐是由溴化聚苯醚十八烷基二甲基苄基氯化铵、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和N,N,N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物以重量比3.5：2.2：1组成的混合物。
所述聚碳酸酯是由双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯和环己烷双酚A型聚碳酸酯以重量比1.8：1.1：1组成的混合物。
所述其他助剂是由抗氧剂、抗紫外线剂、润滑剂、抑烟剂和瓷化粉以重量比0.7：0.9：1：1.2：1.1组成的混合物。
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和硫代二丙酸双月桂酯以重量比1.8：1.1：1组成的混合物。
所述抗紫外线剂是由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和六甲基磷酰三胺以重量比1.2：2：1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、单硬脂酸甘油酯和硬脂酸酰胺以重量比1.8：0.7：1组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和八钼酸铵以重量比1.2：2.2：1组成的混合物。
所述瓷化粉是由凹凸棒土、硼酸锌、硅酸盐玻璃粉以重量比3.5：1.2：1组成的混合物。
实施例10
本实施例与上述实施例5的不同之处在于：
所述多功能硅氧烷单体是由甲基苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比1：0.8：1.2组成的混合物。
所述环状硅氧烷单体是由三甲基三乙基环三硅氧烷、二甲基六乙烯基环四硅氧烷和甲基七苯基环四硅氧烷以重量比4：1.5：1组成的混合物。
所述乙烯基硅氧烷单体是由乙烯基丙基二甲氧基硅烷、对乙烯基苯基甲基乙氧基硅烷和3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷以重量比4：2.5：1组成的混合物。
所述催化剂是由羟甲基磺酸、三氟乙基磺酸和羟丙基磺酸以重量比1：1.2：0.8组成的混合物。
所述阳离子表面活性剂是由二烷基二甲基季铵盐、苄基烷基二甲基季铵盐和单烷基季铵盐以重量比1：1.6：2.6组成的混合物；所述阴离子表面活性剂是由聚氧乙烯烷基醚硫酸氢酯、烷基二苯基醚二磺酸酯和聚氧乙烯烷基醚酯以重量比1：1.5：2.2组成的混合物；所述非离子表面活性剂是由异构醇聚氧乙烯醚、脱水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯以重量比2.4：1：1.2组成的混合物。
所述聚合物季铵盐是由溴化聚苯醚十八烷基二甲基苄基氯化铵、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和N,N,N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物以重量比4：2.5：1组成的混合物。
所述聚碳酸酯是由双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯和环己烷双酚A型聚碳酸酯以重量比2：1.2：1组成的混合物。
所述其他助剂是由抗氧剂、抗紫外线剂、润滑剂、抑烟剂和瓷化粉以重量比0.8：1.0：1：1.5：1.2组成的混合物。
所述抗氧剂是由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和硫代二丙酸双月桂酯以重量比2：1.2：1组成的混合物。
所述抗紫外线剂是由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和六甲基磷酰三胺以重量比1.5：2.2：1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、单硬脂酸甘油酯和硬脂酸酰胺以重量比2：0.8：1组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和八钼酸铵以重量比1.5：2.5：1组成的混合物。
所述瓷化粉是由凹凸棒土、硼酸锌、硅酸盐玻璃粉以重量比4：1.5：1组成的混合物。
本发明的有机硅增韧剂对材料既具有良好的增韧性能，也能提高材料的强度，经测试，悬臂梁缺口冲击强度可以达到65KJ/m2以上，与现有的聚碳酸酯的悬臂梁缺口冲击强度可提高1-3倍，韧性较好。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、无机纳米粒子的表面改性：
使用硅烷偶联剂对无机纳米粒子进行改性；
B、杂化有机硅/无机纳米粒子核乳液的合成：
B1、将经过表面改性后的无机纳米粒子加入到溶解有表面活性剂的水溶液中，使用超声波分散25-35min，得到分散液；
B2、将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到分散液中，再加入催化剂，在30～80℃温度下反应5～10h，得到乳液；
C、接枝聚合丙烯酸酯软单体：
将丙烯酸酯类软单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应2-5h；
D、接枝聚合丙烯酸酯硬单体：
D1、将丙烯酸酯类硬单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应2-5h；
D2、待反应结束后，加入破乳剂升温熟化1-2h，离心水洗，烘干后即可制得所述聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：所述步骤A中，无机纳米粒子为纳米SiO2粒子，其表面改性方法为：配置乙醇/水溶液，加入纳米SiO2粒子，在3000-4000rpm的转速下高速剪切，加入硅烷偶联剂，加入草酸溶液使反应体系的pH值在3-4，反应1.5-2.5h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米SiO2粒子；其中，所述硅烷偶联剂是由3-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比2-4:1.5-2.5:1组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：所述步骤B2中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比20-60：0.1-1.0：0.5-1.5组成的混合物；
所述多功能团硅氧烷单体的结构式为：其中，R1、R2、R3和R4分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基、甲氧基、乙氧基和苯基中的任意一种，且R1、R2、R3和R4中至少有一个甲氧基或乙氧基；
所述环状硅氧烷单体的聚合单体的结构式为其中R5和R6分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基和苯基中的任意一种，所述环状硅氧烷单体的聚合度n＝3-6；
所述乙烯基硅氧烷单体的结构式为：其中，R7、R8、R9和R10分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、苯乙烯基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基、2-(对乙烯基苯基)乙基、3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基、乙炔基、丙炔基、甲氧基、乙氧基和苯基中的任意一种，且R7、R8、R9和R10至少有一个为乙烯基、丙烯基、苯乙烯基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基、2-(对乙烯基苯基)乙基或3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基，至少有一个为甲氧基或乙氧基。
4.根据权利要求1所述的一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：所述步骤B1中，表面活性剂是由阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以重量比0.4-0.8:1:0.2-0.6组成的混合物；
所述步骤B2中，催化剂的结构式为：其中，R’为碳原子数为1-10的烷基、烯基、芳香基或碳原子数为3-10的环烷基、环烯基；
所述步骤C中，丙烯酸酯类软单体是由丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸月桂酯以重量比2-4:1-2:1组成的混合物；
所述步骤D1中，丙烯酸酯类硬单体是由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以重量比1:0.8-1.2:1.5-2.5组成的混合物；
所述步骤C和所述步骤D1中，引发剂是由异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈和四乙烯亚胺以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物；
所述步骤D2中，所述破乳剂是由氯化钠、乙酸钾和硫酸铵以重量比2-4:1.4-2.2:1组成的混合物。
5.一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂，其特征在于：所述有机硅增韧剂根据权利要求1-4任一项所述的合成方法制得。
6.一种应用权利要求5所述的聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂制得的增韧聚碳酸酯材料，其特征在于：所述增韧聚碳酸酯材料包括如下重量份的原料：
其中，所述改性剂是由高分子改性纳米碳酸钙、超支化聚酯酰胺和4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷以重量比2-6:0.1-1.0:0.5-1.5组成的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于：所述高分子改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：
(1)向300-500mL蒸馏水中加入15-25g纳米碳酸钙和0.3-0.7g六偏磷酸钠分散剂，分散20-28h；同时将60-100g聚合物季铵盐溶解在200-400mL四氢呋喃中，分散20-28h备用；
(2)向分散好的纳米碳酸钙体系中加入200-400mL四氢呋喃，高速分散0.3-0.7h，然后把浆液转移至三口瓶中，搅拌下慢慢滴加聚合物季铵盐溶液，体系不断产生白色絮状沉淀；
(3)滴加结束后，体系升温至75-85℃，反应20-28h后，再将浆液过滤，55-65℃真空干燥24-48h，得到高分子改性纳米碳酸钙；
其中，所述步骤(1)中，聚合物季铵盐为溴化聚苯醚十八烷基二甲基苄基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物、聚二甲基二烯丙基氯化铵、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚和N,N,N-三甲基-2-(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于：所述超支化聚酯酰胺的合成方法为：在氮气保护下，依次将0.8-1.2mol三乙醇胺、0.8-1.2mol 1,2,4-偏苯三酸酐以及0.005-0.015mol对甲苯磺酸催化剂加入三口圆底烧瓶并置于加热油浴中，搅拌，逐步升温至210-230℃，待原料混合均匀变透明后，在210-230℃温度下继续搅拌反应2-4h，然后冷却到室温，得到黄色透明固体即超支化聚酯酰胺。
9.根据权利要求6所述的一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于：所述4-烯丙基愈创木酚改性聚二甲基硅氧烷的合成方法为：在装有温度计、搅拌器的三口瓶中，室温下依次加入230-270g聚二甲基硅氧烷、23-27g 4-烯丙基愈创木酚，搅拌后形成白色不透明的悬浊液；再加入0.5-1.0mL铂质量分数为1.5-2.5％的氯铂酸的辛醇溶液；继续搅拌，通氮气下升温至90-100℃，反应2-4h。
10.根据权利要求6所述的一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于：所述聚碳酸酯的熔融指数为熔融指数在10-50g/10min的双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯和环己烷双酚A型聚碳酸酯中的至少一种；所述玻璃纤维为纤维直径在5-15μm、纤维长度在1-10mm的无碱短切玻璃纤维；所述其他助剂为抗氧剂、抗紫外线剂、润滑剂、抑烟剂和瓷化粉中的至少一种。
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