本发明涉及聚合物材料，尤其涉及一种改性聚碳酸酯及其制备方法。
背景技术：
1、聚碳酸酯（polycarbonate, pc），是一种具有优异性能的工程塑料，因其出色的透明度、良好的抗冲击性能、高耐热性和尺寸稳定性，在电子电器、汽车、建筑、包装以及光学材料等领域得到了广泛应用。然而，聚碳酸酯材料在长期暴露于紫外线和高温环境中时，容易发生光降解和热氧化降解，导致材料的机械性能、透明度和外观受到显著影响。这一问题限制了聚碳酸酯在户外应用中的使用寿命，并成为材料改进的重要课题。
2、聚碳酸酯在紫外线照射下，会发生链断裂、黄变和降解反应，主要表现为材料的力学性能下降、表面开裂和颜色变化。这是由于紫外线引发的自由基反应，以及氧化作用使得聚合物主链发生断裂，从而导致分子量降低和物理性能劣化。为此，通常需要对聚碳酸酯进行抗紫外线改性，以提高其耐老化性能。
3、传统的抗紫外线改性方法主要包括添加紫外线吸收剂，如无机纳米材料、杂环化合物、有机硅、偶氮化合物、羟苯丙苯酚、苯并三唑类等，然而这些单一的抗紫外线改性方法难以同时兼顾材料的力学性能、透明度、长期稳定性等，特别是在严柯的户外环境中，单一添加剂的效果可能不够持久，难以完全阻止材料的降解。
4、为解决上述问题，提供一种具有良好的耐紫外抗老化效果的聚碳酸酯材料成为目前亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提出了一种改性聚碳酸酯材料，旨在通过更加合理的改性手段提高聚碳酸酯的抗老化效果。
2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种改性聚碳酸酯，按重量份数计算，该改性聚碳酸酯的原料包括：
3、双酚a100份
4、碳酸二苯酯104-114份
5、槲皮素-氨基甲酸酯5-10份
6、乙酸四丁基单乙酸盐0.1-0.3份
7、抗氧化剂0.1-0.3份
8、助剂0.1-0.3份。
9、本发明的技术方案中，通过加入槲皮素-氨基甲酸酯作为关键改性成分，显著提高了聚碳酸酯的抗老化和抗紫外线性能，槲皮素是一种天然存在的黄酮类化合物，具有强大的抗氧化能力，通过捕捉自由基，阻止或减缓聚碳酸酯材料在紫外线照射下的氧化降解过程，从而提高材料的耐老化性能，但是槲皮素为极性材料，其与聚碳酸酯相容性极差，而且槲皮素的热稳定性差，在聚碳酸酯制备加工过程中，加热过程会导致槲皮素的降解失效。本发明采用改性的方式将槲皮素该行为槲皮素-氨基甲酸酯，通过引入氨基甲酸酯基团，降低了槲皮素的极性，使其更容易与聚碳酸酯基体相容，从而改善分散性，保证材料性能的一致性和稳定性。同时能够提高槲皮素分子的热稳定性，使其在高温加工过程中更为稳定，从而避免槲皮素直接使用时可能出现的降解问题，确保最终产品的质量和性能。通过氨基甲酸酯化反应封闭槲皮素的一些活性位点，可以控制其反应性，使其在聚碳酸酯基体中保持稳定，同时依然能够发挥抗氧化和抗紫外线的作用。这种改性方法有效地降低了可能的副反应，确保了材料的稳定性和可加工性。通过将槲皮素改性为氨基甲酸酯，能够将其更加牢固地固定在聚合物基体中，减少其迁移和挥发的风险，从而延长材料的使用寿命，并确保材料的长期性能稳定性。槲皮素分子结构中的共轭双键和羟基能够有效吸收紫外线（uv-b和uv-a波段），将紫外线能量转换为热能或其他形式的低能量，从而避免紫外线对聚碳酸酯基体的破坏。槲皮素-氨基甲酸酯与聚碳酸酯基体之间的良好相容性确保了其在材料中的均匀分布，进一步提高了整体抗紫外线和抗老化效果。
10、在一些实施方式中，槲皮素-氨基甲酸酯的制备方法包括：将槲皮素、氨基甲酸乙酯加入到二氯甲烷中，搅拌溶解后，加入催化剂4-二甲氨基吡啶，在0℃滴加二异丙基碳二亚胺，滴加完毕，加热至25-35℃，保温搅拌10-14h，加入饱和氯化铵溶液淬灭后，加入乙酸乙酯提取，分离有机相干燥后得到槲皮素-氨基甲酸酯，槲皮素：氨基甲酸乙酯：4-二甲氨基吡啶：二异丙基碳二亚胺的摩尔比为1：1：0.1：1.2。
11、催化剂4-二甲氨基吡啶是一种路易斯碱，通过增加亲核试剂氨基甲酸乙酯的反应活性，使槲皮素与氨基甲酸乙酯之间的反应更高效。滴加二异丙基碳二亚胺可以活化槲皮素的羟基，使其更容易与氨基甲酸乙酯反应，反应完毕后，通过在常温下保温搅拌反应，促进槲皮素-氨基甲酸酯的生成，氯化铵饱和溶液的淬灭主要在于终止反应并防止过度反应或副反应的产生。
12、在一些实施方式中，所述改性聚碳酸酯的原料还包括光稳定剂0.5-2份。
13、为了进一步提高聚碳酸酯的抗老化和抗紫外线性能，通过加入一定的光稳定剂，可以辅助吸收紫外线并转化为无害的能量进行耗散，从而防止紫外线直接引发聚碳酸酯的光降解。
14、在一些实施方式中，所述光稳定剂为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇。
15、以上实施方式中，发明人发现采用2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇作为光稳定剂时，能够与槲皮素-氨基甲酸酯形成协同作用，抗氧化和抗紫外线性能大幅度提升。
16、在一些实施方式中，所述槲皮素-氨基甲酸酯与2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇的质量比为（3-5）：1。
17、在一些实施方式中，抗氧化剂包括抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1520和抗氧剂3114中的至少一种。
18、在一些实施方式中，助剂包括润滑剂、抗静电剂、增塑剂、阻燃剂、增韧剂、抗菌剂和成核剂中的至少一种。
19、第二方面，本发明还提供一种上述改性聚碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：
20、按配方比例将双酚a和碳酸二苯酯混合后，加入槲皮素-氨基甲酸酯搅拌混合后，加入催化剂乙酸四丁基单乙酸盐以及剩余原料，升温至200-220℃，逐渐将压力降低至0.5-5mbar，保温反应3-5h，挤出切片，得到改性聚碳酸酯。
21、本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
22、本发明提供了一种改性聚碳酸酯的方案，该方案采用槲皮素-氨基甲酸酯作为改性成分之一，提高了聚碳酸酯的抗紫外线能力，减少了紫外线引起的材料的降解，同时还能够保持材料的透明性、稳定性、加工性能与环保型，具有良好的应用前景。
1.一种改性聚碳酸酯，其特征在于，所述改性聚碳酸酯的原料按重量份数计算，包括：
2.如权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于，所述槲皮素-氨基甲酸酯的制备方法包括：将槲皮素、氨基甲酸乙酯加入到二氯甲烷中，搅拌溶解后，加入催化剂4-二甲氨基吡啶，在0℃滴加二异丙基碳二亚胺，滴加完毕，加热至25-35℃，保温搅拌10-14h，加入饱和氯化铵溶液淬灭后，加入乙酸乙酯提取，分离有机相干燥后得到槲皮素-氨基甲酸酯，槲皮素：氨基甲酸乙酯：4-二甲氨基吡啶：二异丙基碳二亚胺的摩尔比为1：1：0.1：1.2。
3.如权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于，所述改性聚碳酸酯的原料还包括光稳定剂0.5-2份。
4.如权利要求3所述的改性聚碳酸酯，其特征在于，所述光稳定剂为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇。
5.如权利要求4所述的改性聚碳酸酯，其特征在于，所述槲皮素-氨基甲酸酯与2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇的质量比为（3-5）：1。
6.如权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于，所述抗氧化剂包括抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1520和抗氧剂3114中的至少一种。
7.如权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于，所述助剂包括润滑剂、抗静电剂、增塑剂、阻燃剂、增韧剂、抗菌剂和成核剂中的至少一种。
8.权利要求1-7中任一所述的改性聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按配方比例将双酚a和碳酸二苯酯混合后，加入槲皮素-氨基甲酸酯搅拌混合后，加入催化剂乙酸四丁基单乙酸盐以及剩余原料，升温至200-220℃，逐渐将压力降低至0.5-5mbar，保温反应3-5h，挤出切片，得到改性聚碳酸酯。
