CN1321154C

CN1321154C - 一种阳光板用纳米复合功能母粒及其制备方法

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Publication number: CN1321154C
Application number: CNB2004100812710A
Authority: CN
Inventors: 曹建军; 涂铭旌; 郭刚; 张波; 段小平; 李迎星
Original assignee: Sichuan University; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Sichuan University; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2024-11-19
Also published as: CN1631975A

Abstract

本发明提供了一种阳光板用纳米复合功能母粒及其制备方法，它是由经进行表面处理及复配后的无机纳米复合材料与聚碳酸酯共聚物、抗氧剂、光稳定剂、增韧剂等原料经超高速混合、熔融挤出、冷却、造粒等工序制备而成。本发明提供的纳米复合功能母粒具有优异的抗冲击和耐候性能，其缺口冲击强度较纯聚碳酸酯提高20～100%，经1500小时的氙灯气候试验机的人工加速老化试验后，其颜色变化等级为0～1级，其光泽度保持率在80%以上，其抗冲击性能保持率在80%以上，适用于对工况和耐候具有较高要求的实心、中空以及波浪等户外阳光板的制造。

Description

一种阳光板用纳米复合功能母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纳米复合功能母粒，特别是一种阳光板用功能母粒。

技术背景

阳光板于上个世纪80年代诞生于欧洲，是聚碳酸酯(PC)透明板的商品名称，简称PC板，是一种新型的高强度、隔热、透光建筑材料，作为采光顶棚或装饰材料广泛用于商业大楼、体育馆、展览中心、购物街、停车场、候车厅、候机楼、游泳池、高架路、电话亭、建筑幕墙、居室或办公室的间隔等场所。虽然阳光板的基体树脂即聚碳酸酯树脂具有许多优异的物理机械性能，但同其它有机高分子材料一样，聚碳酸酯在紫外线的作用下会发生光老化而导致降解。降解物在空气中同氧或者其它活性成分发生反应，从而出现黄化现象，同时透光率、光泽度以及力学性能都将大幅度降低，最后导致其实际使用寿命降低[周大纲，谢鸽成，等.塑料老化与防老化技术[M].北京：中国轻工业出版社，1992.]。

为了防止阳光板在使用中过快老化，目前国内外主要采取向阳光板基体树脂即聚碳酸酯材料中加入有机光稳定剂和在阳光板接受日光辐射的外表面附着一层有机光稳定剂两种方法来加以解决。美国通用电气公司的R·F·塞罗夫在公开号为CN 1177612A的发明专利中报道了含二(2，6-二羟基一3，5-二苯甲酰苯基)甲烷紫外光吸收物的聚碳酸酯组合物；美国通用电气公司的J·E·皮克特等在公开号为CN 1209446A的发明专利中报道了含有哌嗪酮或哌嗪二酮系HALS(受阻胺光稳定剂)的可耐候的聚碳酸酯组合物(配合物或掺混物)；美国陶氏化学公司的C·T·E·范纳菲尔在公开号为CN 1371404A的发明专利中报道了含氰基丙烯酸酯型UV(紫外线)吸收剂并结合亚硫酸酯型稳定剂和任选的受阻酚稳定剂和/或内酯型稳定剂的聚碳酸酯组合物；美国通用公司的T·M·斯克洛范等在公开号为CN 1332760A、CN 1331711A的发明专利中报道了制备嵌段共聚碳酸酯的方法以及与聚羧酸亚烷基二醇酯等其它聚合物共混来改善耐候性的方法。以上专利都只报道了采用有机光稳定剂或在合成聚碳酸酯的工艺过程中引入其它基团来改善聚碳酸酯耐候性能的方法，并且所采用的光稳定剂类别或牌号不同会导致改性的效果不同，但此类方法都存在同一问题，即有机光稳定剂长期使用后自身会老化降解，从而引起其紫外线屏蔽功能失效。

而第二种方法又分为两种——涂覆法和共挤法。涂覆法工艺简单，但涂层牢固度差，不均匀，易脱落。而采用共挤法形成的吸收层各项性能都优于涂覆法制作的涂层，共挤法是通过共挤机在板材的表面形成一个融合均匀并且牢固的抗紫外线共挤层(即UV层)，它的厚度可以均匀控制在50μm。德国拜耳公司运用自己的专利共挤技术，通过使用共挤层专用聚碳酸酯树脂(含有高浓度紫外线吸收剂)，有效保证了阳光板的耐候性能。但抗紫外线共挤层(UV层)的厚度在生产时必须得到保证，因为长时间的日光照射会消耗紫外线吸收剂，从而导致UV层中的紫外线吸收剂浓度降低，影响阳光板的各项理化性能。同时共挤法对生产设备要求很高，需要配备价格高昂的专用的双层共挤出设备，质量要求高，生产工艺非常复杂，不少企业往往无法保证这道工序的正确实施，从而限制了阳光板的发展。

发明内容

为了克服阳光板有机光稳定剂降解老化，从而引起其紫外线屏蔽功能失效的缺陷，本发明料提供一种具有优异耐候性和韧性，适合于生产阳光板的纳米复合功能母粒。同时，本发明还提供了该纳米复合功能母粒的生产工艺，克服了涂覆法不均匀，共挤法工艺复杂的缺陷。

本发明纳米复合功能母粒是由下列重量配比的原料制备而成：

聚碳酸酯共聚物 92.7～99.1份

无机纳米复合材料 0.2～1.3份

抗氧剂 0.1～0.5份

光稳定剂 0.1～0.5份

增韧剂 0.5～5份。

进一步地，它是由下列重量配比的原料制备而成：

聚碳酸酯共聚物 96.2份

无机纳米复合材料 0.3份

抗氧剂 0.4份

光稳定剂 0.1份

增韧剂 3份。

其中，所述的聚碳酸酯共聚物为熔融指数在3～15g/10min之间的双酚A型聚碳酸酯共聚物，聚碳酸酯共聚物的特征分子量(M_w)为40000～80000。

所述的无机纳米复合材料为纳米TiO₂、纳米ZnO和纳米SiO₂中的至少一种进行表面处理及复配，再将表面处理及复配后的材料在80～250℃的条件下进行喷雾干燥、超高速混合、气流粉碎等工艺过程后形成无机纳米复合材料。纳米复合材料的特征粒径为10～70nm。

其中，所述表面处理及复配是指将平均粒径为10～70nm的TiO₂、ZnO和SiO₂粉体在80～120℃的条件下干燥2～4小时，将其中至少一种纳米粒子与表面处理剂按1∶1～5∶1的配比在球磨机中高速研磨混合反应15～30分钟完成表面处理，形成复配材料。

所述的表面处理剂为硬脂酸及其盐、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的至少一种。

所述的抗氧剂为酚类抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯如Irganox1010或β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯如Irganox1076与亚磷酸酯类抗氧剂三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯如Irgafos168的组合中的至少一种。

所述的光稳定剂为受阻胺类(HALS)光稳定剂4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶如Tinuvin744或苯并三唑类(BZT)光稳定剂2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑如Tinuvin329中的至少一种。

所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS、具有核壳结构的丙烯酸酯共聚物ACR或乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA中的至少一种。

进一步地，它是由下列重量配比的原料制备而成：

聚碳酸酯共聚物 96.2份

无机纳米复合材料 0.3份

酚类抗氧剂 0.1份

亚磷酸酯类抗氧剂 0.3份

受阻胺类光稳定剂HALS 0.04份

苯并三唑类光稳定剂BZT 0.06份

丙烯酸酯共聚物ACR 1.5份

甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS 1份

乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 0.5份

其中，上述无机纳米复合材料是由0.15份纳米TiO₂、0.05份纳米SiO₂和0.05份纳米ZnO与0.02份硅烷偶联剂、0.02份钛酸酯偶联剂和0.01份铝酸酯类偶联剂进行表面处理及复配而成。

本发明纳米复合功能母粒的制备方法包括如下步骤：

(1)将平均粒径为10～70nm的TiO₂、ZnO和SiO₂粉体在80～120℃的条件下干燥2～4小时，将其中至少一种纳米粒子配比成无机纳米复合粉体与硬脂酸及其盐、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的至少一种按1∶1～5∶1的配比在球磨机中高速研磨(一般转速1000r/min左右)，混合反应15～30分钟完成表面处理及复配，再将其在80～250℃的条件下进行喷雾干燥、超高速混合、气流粉碎等过程形成无机纳米复合材料；

(2)将上述已经进行表面处理及复配后的无机纳米复合材料在70～110℃的条件下干燥1～3小时，将聚碳酸酯在110～130℃的条件下干燥4～8小时，将无机纳米复合材料与聚碳酸酯共聚物、抗氧剂、光稳定剂、增韧剂在超高速混合机进行预混合3～10分钟，预混合速度为1000～1500rpm；

(3)将预混合好的物料用长径比大于40的双螺杆挤出设备在220～280℃下熔融挤出，螺杆转速为50～200rpm，然后将挤出物料用水冷却后在60～150rpm的转速下进行造粒形成阳光板用纳米复合功能母粒。

其中，步骤(1)将平均粒径为10～70nm的TiO₂、ZnO和SiO₂中的至少一种进行表面处理、复配、喷雾干燥和气流粉碎，能够使纳米粒子与偶联剂反应改善无机粒子表面性能，提高不同粒子之间的结合力和分散性，提高无机纳米复合材料与有机树脂的相容性，并不是纳米粒子与纳米粒子、无机与有机相的简单加合，而是由纳米粒子与纳米粒子、无机相与有机相在纳米范围内结合形成，粒子间以及两相界面间存在着化学键力，从而能够发挥无机纳米复合材料的纳米效应和协同效应以及赋予复合功能母粒较优异的综合性能。

步骤(2)将无机纳米复合材料、聚碳酸酯、抗氧剂、光稳定剂以及增韧剂在高速混合机中进行1000～1500rpm的预混合，能够促进无机纳米复合材料与其它原料充分混合，避免在熔融挤出前形成团聚体。

步骤(3)将预混合好的物料用长径比大于40的双螺杆挤出设备在220～280℃下熔融挤出，220～280℃的加工温度能够保证树脂达到加工流动性好的熔融粘稠状态，长径比大于40的双螺杆及其转速能够使剪切力场满足无机纳米材料在阳光板基体树脂即聚碳酸酯中形成纳米范围内的均匀分布体系。

按照GB/T 16422.2-1999标准，采用氙灯耐气候试验机对阳光板用纳米复合功能母粒的标准测试样条进行气候加速老化1500小时后，按照GB/T 15596-1995标准测试其颜色变化等级为0～1级，按照GB/T 8807-1988标准测试其光泽度保持率在80％以上，按照GB/T 1843-1996标准测试其抗冲击性能保持率在80％以上。此外，按照GB/T1843-1996标准测试其未老化样条的缺口冲击强度较纯聚碳酸酯提高20～100％，其纳米复合功能母粒适用于对工况和耐候具有较高要求的实心、中空以及波浪等户外阳光板的制造。

聚碳酸酯共聚物作为阳光板的基体树脂，包括脂肪族、脂肪族-芳香族和芳香族等聚碳酸酯，由于工业上合成双酚A型聚碳酸酯的原料丰富，生产工艺简单，且综合性能优越，因此选用双酚A型聚碳酸酯，鉴于阳光板的加工要求和实际使用工况条件，选用熔融指数在3～15g/10min之间和特征分子量(M_w)为40000～80000的聚碳酸酯共聚物，分子量分布范围较宽为佳。

无机纳米半导体粒子复配成的纳米复合材料对紫外线UVA(315～400nm)、UVB(280～315nm)和UVC(190～280nm)波段都有很好的屏蔽作用，吸收紫外线后不分解、不变色，具有优良的稳定性和持久性，它能够通过超细化后的大比表面和界面散射掉大部分紫外线，并以热或荧光等形式释放，从而实现对紫外线的屏蔽过程，避免阳光板基体树脂即聚碳酸酯的分子链吸收高能的紫外光后发生断裂。此外，刚性粒子达到纳米尺度后，比表面积增大，表面的物理和化学缺陷增多，粒子与树脂发生物理或化学结合机会增多，并通过偶联剂的表面处理后，纳米材料与树脂之间的粘结性和相容性得以提高，致使阳光板的强度得到提高。同时分散粒子与基体杨氏模量、泊松比差别产生的应力可以使刚性粒子产生屈服，并促使基体发生剪切屈服，吸收冲击能，从而达到增韧目的，使阳光板的抗冲击能力得到提高。鉴于以上情况，选用特征粒径为10～70nm的纳米TiO₂、ZnO和SiO₂中的至少-种进行表面处理及复配成无机纳米复合材料。

抗氧剂使纳米复合功能母粒以及阳光板在加工过程中有良好的加工稳定性，避免色泽、性能发生变化，尤其是在长期使用过程中和无机纳米复合材料、光稳定剂等协同生效，提高阳光板良好的热氧老化性能。选用的抗氧剂种类包括主抗氧剂和辅抗氧剂的组合，主抗氧剂可以选取用受阻酚类抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯如Irganox1010、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯如Irganox1076，辅抗氧剂可以选用亚磷酸酯类三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯如Irgafos168。

光稳定剂可以通过截断阳光板基体树脂即聚碳酸酯的老化降解反应链来保护阳光板不受紫外线的破坏，鉴于光稳定剂的热稳定性以及对阳光板颜色的影响，因此选择热稳定性好和对阳光板颜色影响小的受阻胺类(HALS)光稳定剂4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶如Tinuvin744或苯并三唑类(BZT)光稳定剂2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑如Tinuvin329中的至少一种。

增韧剂可以提高阳光板的抗冲击性能和改善阳光板使用过程中的缺口开裂性，鉴于阳光板对采光、耐候均有较高要求，因此选用透光率大于80％以上的透明甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS、具有核壳结构的丙烯酸酯共聚物ACR或乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA中的至少一种。

综上所述，本发明与传统耐候型阳光板及其生产工艺或公开的耐候型阳光板技术相比较具有以下优点：

(1)克服了阳光板易光老化的缺点，通过发挥无机纳米复合材料的宽波段、长效屏蔽紫外线的能力和有机光稳定剂截断阳光板老化降解反应链的协同作用，使阳光板的耐候能力大幅度提高；

(2)解决了有机紫外吸收剂易失效的问题，通过发挥无机纳米复合材料的宽波段、长效屏蔽紫外线的能力，使大部分紫外线不能够进入阳光板内部，并使有机光稳定剂得到有效保护；

(3)改善了阳光板的力学性能，通过无机纳米复合材料与增韧剂的协同作用，使阳光板获得优异的综合力学性能尤其是抗冲击性能；

(4)赋予了阳光板优良的环保性，使用无机纳米复合材料后能够减少有机光稳定剂的使用量，减少了阳光板基体树脂尤其是有机光稳定剂降解后产生的对环境有害的产物，因此在环境保护方面也更具优势；

(5)避免了生产耐候型阳光板配备专用设备，从而减少了设备投资，简化了生产工艺，使阳光板的生产设备和工艺常规化和易于工业规模化，使生产耐候型阳光板易于实现，能够促进阳光板的发展。

因此通过实施本发明后，能够赋予对工况和耐候具有较高要求的实心、中空以及波浪等户外阳光板优异的耐候性能和力学性能，延长阳光板的户外使用寿命。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体和进一步详述，但不应理解为是对本发明保护范围的限制。

实施例1：

表1 阳光板用纳米复合功能母粒的实施例1配方

配方组分	聚碳酸酪	纳米复合材料		抗氧剂(1076)	抗氧剂(168)	光稳定剂(744)	增韧剂(MBS)
		纳米复合材料						纳米TiO₂	硅烷偶联剂(KH550)
		重量/(公斤)	96.2					纳米TiO₂	硅烷偶联剂(KH550)	0.1	0.1	0.1	0.3	0.2	3

将平均粒径为20～30nm的1公斤纳米TiO2在90～110℃的条件下干燥2～4小时，将0.5公斤干燥好的纳米TiO₂与0.5公斤硅烷偶联剂KH550按1∶1的配比在球磨机中高速研磨混合反应20分钟完成表面处理及复配，再将其在80～250℃的条件下进行喷雾干燥、超高速混合、气流粉碎等过程形成无机纳米复合材料；然后将上述无机纳米复合材料在80～100℃的条件下干燥2～3小时，将聚碳酸酯在120～130℃的条件下干燥6～8小时，将0.2公斤无机纳米复合材料与96.2公斤聚碳酸酯共聚物、0.1公斤Irganox1076、0.3公斤Irgafos168、0.2公斤Tinuvin744、3公斤MBS进行预混合8～10分钟，预混合速度为1200～1300rpm；将预混合好的物料用长径比大于40的双螺杆挤出设备在220～280℃下熔融挤出，螺杆转速为50～180rpm，然后将挤出物料用水冷却后在80～120rpm的转速下进行造粒形成阳光板用纳米复合功能母粒。

按照GB/T 1843-1996塑料悬臂梁冲击实验方法，将纳米复合功能母粒注塑成标准测试样条，然后按照GB/T 16422.2-1999标准，采用氙灯耐气候试验机对阳光板用纳米复合功能母粒的标准测试样条进行气候加速老化1500小时。按照GB/T 15596-1995，使用CR-10型色差仪分别测试试样老化前和老化后的颜色值(L、a、b三刺激色)，氙灯气候加速老化1500小时后的颜色变化等级为0级。按照GB/T 8807-1988，使用GG-66C型光泽度计分别测试试样老化前和老化后的光泽度值，氙灯气候加速老化1500小时后的光泽度保持率为82.53％。按照GB/T 1843-1996塑料悬臂梁冲击实验方法，使用XJC-25D悬简组合冲击试验机分别测试试样老化前和老化后的IZOD缺口以及无缺口强度，老化前的纳米复合功能母粒测试样条进行无缺口冲击时为“不断”(计算冲击强度大于550 KJ/m²)，自制“V”型尖缺口样条的缺口冲击强度为42.5 KJ/m²，氙灯气候加速老化1500小时后的缺口冲击强度保持率为85.46％，22J悬臂梁摆锤进行无缺口冲击时为“不断”(计算冲击强度大于550 KJ/m²)。按照GB/T 2410-1980透明塑料透光率和雾度试验方法，使用全自动白度仪WSD-III型测试老化前的厚度为2mm的纳米复合功能母粒测试样板的透光率为65％。

同样的测试方法，普通板材级PC纯料(如牌号为143R的进口料)制备成标准测试样条，未老化样条进行无缺口冲击时为“不断”(实验采用22J摆锤，计算冲击强度大于550 KJ/m²)，其自制“V”型尖缺口样条的缺口冲击强度为21.5 KJ/m²，然后经氙灯气候加速老化1500小时后，其缺口冲击强度保持率为31.5％，无缺口冲击时断裂(其冲击强度为221.5KJ/m²)，颜色变化等级为2级，光泽度保持率为40.83％，2mm的测试样板的透光率为85％。

实施例2：

表2 阳光板用纳米复合功能母粒的实施例2配方

配方组分	聚碳酸酯	纳米复合材料			抗氧剂(1010)	抗氧剂(168)	光稳定剂(329)	增韧剂(ACR)
		纳米复合材料							纳米TiO₂	纳米SiO₂	钛酸酯偶联剂
		重量/(公斤)	96.7	0.16					纳米TiO₂	纳米SiO₂	钛酸酯偶联剂	0.04	0.1	0.1	0.3	0.1	2.5

具体制备方法同实施例1。按照GB/T 16422.2-1999标准，采用氙灯耐气候试验机对阳光板用纳米复合功能母粒的标准测试样条进行气候加速老化1500小时。经测试，加速老化前的纳米复合功能母粒测试样条的缺口冲击强度较老化前的纯聚碳酸酯测试样条提高75％，加速老化前的厚度为2mm的测试样板的透光率为45％，氙灯气候加速老化1500小时后，颜色变化等级为0级，光泽度保持率为86.75％，缺口冲击强度保持率为86.54％，25J悬臂梁摆锤进行无缺口冲击时为“不断”。

实施例3：

表3 阳光板用纳米复合功能母粒的实施例3配方

配方组分	聚碳酸酯	纳米复合材料				抗氧剂(1010)	抗氧剂(168)	光稳定剂(329)	增韧剂(EVA)
		纳米复合材料								纳米TiO₂	纳米ZnO	纳米SiO₂	铝酸酯偶联剂
		重量/(公斤)	95.7	0.12	0.04					纳米TiO₂	纳米ZnO	纳米SiO₂	铝酸酯偶联剂	0.04	0.1	0.1	0.3	0.1	3.5

具体制备方法同实施例1。按照GB/T 16422.2-1999标准，采用氙灯耐气候试验机对阳光板用纳米复合功能母粒的标准测试样条进行气候加速老化1500小时。经测试老化前的纳米复合功能母粒测试样条的缺口冲击强度较老化前的纯聚碳酸酯测试样条提高95％，老化前的厚度为2mm的测试样板的透光率为42％，氙灯气候加速老化1500小时后，颜色变化等级为0级，光泽度保持率为83.24％，缺口冲击强度保持率为84.79％，25J悬臂梁摆锤进行无缺口冲击时为“不断”。

实施例4：

表4 阳光板用纳米复合功能母粒的实施例4配方

配方组分	聚碳酸酯	纳米复合材料						抗氧剂		光稳定剂		增韧剂
		纳米复合材料						抗氧剂		光稳定剂		增韧剂			纳米TiO₂	纳米ZnO	纳米SiO₂	硅烷偶联剂	钛酸酯偶联剂	铝酸酯偶联剂	1076	168	329	744	ACR	MBS	EVA
		重量/(公斤)	96.2	0.12	0.04	0.04	0.03	0.03	0.04	0.1	0.3	0.06	0.04	1	纳米TiO₂	纳米ZnO	纳米SiO₂	硅烷偶联剂	钛酸酯偶联剂	铝酸酯偶联剂	1076	168	329	744	ACR	MBS	EVA	1	1

具体制备方法同实施例1。按照GB/F 16422.2-1999标准，采用氙灯耐气候试验机对阳光板用纳米复合功能母粒的标准测试样条进行气候加速老化1500小时。经测试老化前的纳米复合功能母粒测试样条的缺口冲击强度较老化前的纯聚碳酸酯测试样条提高91％，老化前的厚度为2mm的测试样板的透光率为44％，氙灯气候加速老化1500小时后，颜色变化等级为0级，光泽度保持率为85.35％，缺口冲击强度保持率为86.42％，25J悬臂梁摆锤进行无缺口冲击时为“不断”。

综上所述，本发明的阳光板用纳米复合功能母粒制备工艺简单，不需昂贵的专用设备；同时，解决了有机光稳定剂易降解和紫外线吸收剂易失效的问题，克服了阳光板易光老化的缺点，使阳光板的耐候能力大幅度提高；与普通板材料相比，由发明的纳米复合功能母粒制备的测试样条，氙灯气候加速老化1500小时后的缺口冲击强度保持率为85.46％，22J悬臂梁摆锤进行无缺口冲击时为“不断”(计算冲击强度大于550KJ/m²)，颜色变化等级为0级，光泽度保持率为82.53％。由此可见，本发明制备的纳米复合功能母粒制成的阳光板的性能的优越性是显而易见的，是制备阳光板的最佳选择。

Claims

1、一种阳光板用纳米复合功能母粒，其特征在于：它是由下列重量配比的原料制备而成：

聚碳酸酯共聚物 92.7～99.1份

无机纳米复合材料 0.2～1.3份

抗氧剂 0.1～0.5份

光稳定剂 0.1～0.5份

增韧剂 0.5～5份；

所述的无机纳米复合材料为纳米TiO₂、ZnO和SiO₂中的至少一种进行表面处理及复配，再将表面处理及复配后的材料在80～250℃的条件下进行喷雾干燥、超高速混合、气流粉碎后形成无机纳米复合材料；

其中，所述无机纳米复合材料的表面处理及复配是指将平均粒径为10～70nm的TiO₂、ZnO和SiO₂粉体在80～120℃的条件下干燥2～4小时，将其中至少一种纳米粒子与表面处理剂按1∶1～5∶1的配比在球磨机中高速研磨，混合反应15～30分钟完成表面处理及复配。

2、根据权利要求1所述的纳米复合功能母粒，其特征在于：它是由下列重量配比的原料制备而成：

聚碳酸酯共聚物 96.2份

无机纳米复合材料 0.3份

抗氧剂 0.4份

光稳定剂 0.1份

增韧剂 3份。

3、根据权利要求1或2所述的纳米复合功能母粒，其特征在于：所述的聚碳酸酯共聚物为熔融指数在3～15g/10min之间的双酚A型聚碳酸酯共聚物，聚碳酸酯共聚物的特征分子量M_w为40000～80000。

4、根据权利要求1所述的纳米复合功能母粒，其特征在于：所述的表面处理剂为硬脂酸及其盐、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的至少一种。

5、根据权利要求1或2所述的纳米复合功能母粒，其特征在于：所述的抗氧剂为酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的组合；其中，所述的酚类抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯；所述的亚磷酸酯类抗氧剂为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

6、根据权利要求1或2所述的纳米复合功能母粒，其特征在于：所述的光稳定剂为受阻胺光稳定剂或苯并三唑类光稳定剂中的至少一种；其中，所述的受阻胺光稳定剂为：4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶；所述的苯并三唑类光稳定剂为：2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑。

7、根据权利要求1或2所述的纳米复合功能母粒，其特征在于：所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、具有核壳结构的丙烯酸酯共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

8、根据权利要求1或2所述的纳米复合功能母粒，其特征在于：它是由下列重量配比的原料制备而成：

聚碳酸酯共聚物 96.2份

无机纳米复合材料 0.3份

酚类抗氧剂 0.1份

亚磷酸酯类抗氧剂 0.3份

受阻胺类光稳定剂 0.04份

苯并三唑类光稳定剂 0.06份

丙烯酸酯共聚物 1.5份

甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 1份

乙烯-醋酸乙烯共聚物 0.5份

其中，所述无机纳米复合材料是由0.15份纳米TiO₂、0.05份纳米SiO₂和0.05份纳米ZnO与0.02份硅烷偶联剂、0.02份钛酸酯偶联剂和0.01份铝酸酯类偶联剂进行表面处理及复配而成。

9、一种阳光板用纳米复合功能母粒的制备方法，它包括如下步骤：

(1)将平均粒径为10～70nm的TiO₂、ZnO和SiO₂粉体在80～120℃的条件下干燥2～4小时，将其中至少一种纳米粒子与表面处理剂按1∶1～5∶1的配比在球磨机中高速研磨混合反应15～30分钟完成表面处理及复配，再将其在80～250℃的条件下进行喷雾干燥、超高速混合、气流粉碎过程形成无机纳米复合材料；

(2)将上述无机纳米复合材料在70～110℃的条件下干燥1～3小时，将聚碳酸酯在110～130℃的条件下干燥4～8小时，将无机纳米复合材料与聚碳酸酯共聚物、抗氧剂、光稳定剂、增韧剂在超高速混合机进行预混合3～10分钟，预混合速度为1000～1500rpm；