本發明屬于材料領域，具體涉及一種輕質聚碳酸酯材料。
背景技術：
聚碳酸酯工程塑料的三大應用領域是玻璃裝配業、汽車工業和電子、電器工業，其次還有工業機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設備、醫療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。聚碳酸酯可用作門窗玻璃，聚碳酸酯層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗，用于飛機艙罩，照明設備、工業安全檔板和防彈玻璃。聚碳酸酯板可做各種標牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業標牌、點式滑動指示器，聚碳酸酯樹脂用于汽車照明系統，儀表盤系統和內裝飾系統，用作前燈罩，帶加強筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護套、阻流板、聚碳酸酯被應用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機、配電盤元件，繼電器外殼，聚碳酸酯可做低載荷零件，用于家用電器馬達、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機、烤面包機、動力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導規、冰箱內擱架。聚碳酸酯是光盤儲存介質理想的材料。聚碳酸酯瓶透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶。聚碳酸酯及聚碳酸酯合金可做計算機架，外殼及輔機，打印機零件。改性聚碳酸酯耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標本器具，血液充氧器，外科手術器械，腎透析器等，聚碳酸酯可做頭盔和安全帽，防護面罩，墨鏡和運動護眼罩。聚碳酸酯薄膜廣泛用于印刷圖表，醫藥包裝，膜式換向器。聚碳酸酯的應用開發是向高復合、高功能、專用化、系列化方向發展，已推出了光盤、汽車、辦公設備、箱體、包裝、醫藥、照明、薄膜等多種產品各自專用的品級牌號；
然而在傳統聚碳酸酯材料中加入的氫氧化鎂、石墨烯等填料質量重，與聚合物基體的相容性差，容易降低成品材料的力學性能。
技術實現要素：
本發明的目的在于針對現有技術中加入的氫氧化鎂、石墨烯等填料質量重，與聚合物基體的相容性差，容易降低成品材料的力學性能的問題，提供一種輕質聚碳酸酯材料。
為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
一種輕質聚碳酸酯材料，它是由下述重量份的原料制得的：
碳酸酯單體140-160份、均苯四甲酸二酐2-3份、鉬酸銨1-2份、氧化聚乙烯蠟6-8份、聚醚二元醇10-12份、乙烯基雙硬脂酸酰胺0.8-1份、乙酰丙酮鈣1-2份、輕質填料10-13份、三羥甲基丙烷1-2份、2-硫醇基苯駢咪唑0.4-1份、n-甲基吡咯烷酮3-5份、山梨坦單油酸酯0.8-1份、硫化亞錫0.1-0.2份、無水甲苯16-20份。
所述的碳酸酯單體為三亞甲基碳酸酯。
所述的輕質填料為重量比為4-6：1的輕質碳酸鈣、硅藻土混合組成的。
所述的輕質聚碳酸酯材料，其由以下步驟制得：
（1）取2-硫醇基苯駢咪唑，加入到其重量10-15倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為60-70℃，加入三羥甲基丙烷，保溫攪拌4-10分鐘，得醇烷溶液；
（2）取聚醚二元醇，在70-80℃下保溫攪拌5-6分鐘，加入氧化聚乙烯蠟，攪拌均勻，送入到130-140℃的油浴中，保溫攪拌10-20分鐘，出料，與乙酰丙酮鈣、鉬酸銨混合，攪拌至常溫，得聚乙烯蠟乳液；
（3）取山梨坦單油酸酯、無水甲苯混合，攪拌均勻，得甲苯溶液；
（4）取碳酸酯單體、均苯四甲酸二酐混合，加入到上述甲苯溶液中，攪拌均勻，送入到反應釜中，通入氮氣，調節反應釜溫度為140-145℃，加入催化劑，密封保溫17-20小時，出料，得酸摻雜聚碳酸酯；
（5）取上述醇烷溶液、聚乙烯蠟乳液混合，攪拌均勻，加入上述輕質填料、硫化亞錫，超聲3-5分鐘，得有機化填料乳液；
（6）取上述酸摻雜聚碳酸酯、有機化填料乳液混合，加入到混合料重量2-3倍的去離子水中，攪拌均勻，加入n-甲基吡咯烷酮、乙烯基雙硬脂酸酰胺，升高溫度為70-75℃，保溫攪拌1-2小時，過濾，將沉淀水洗，真空80-90℃下干燥完全，即得所述輕質聚碳酸酯材料。
其中，所述的催化劑為辛酸亞錫，用量為碳酸酯單體重量的1-2%。
本發明的優點：
本發明以碳酸酯單體、均苯四甲酸二酐混合，以甲苯乳液為溶劑，在催化劑作用下得到酸摻雜聚碳酸酯，然后將2-硫醇基苯駢咪唑分散到硅烷醇溶液中，與氧化聚乙烯蠟的醇溶液混合，將輕質填料進行有機化改性，然后將有機化填料乳液與酸摻雜聚碳酸酯混合，進行酯化反應，然后分散到脂酸酰胺的水溶液中，再通過過濾干燥，即得；
本發明采用輕質碳酸鈣、硅藻土作為輕質填料，通過有機化改性，然后與酸摻雜的聚酯混合酯化，有效的改善了輕質填料在聚酯基體中的分散性，提高了輕質填料與各原料的相容性，提高了成品的穩定性強度，增強了成品的力學性能。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步的描述。
實施例1
按重量份計，稱取各原料：碳酸酯單體三亞甲基碳酸酯160份、均苯四甲酸二酐3份、鉬酸銨2份、氧化聚乙烯蠟8份、聚醚二元醇12份、乙烯基雙硬脂酸酰胺1份、乙酰丙酮鈣2份、輕質填料13份、三羥甲基丙烷2份、2-硫醇基苯駢咪唑0.4份、n-甲基吡咯烷酮5份、山梨坦單油酸酯1份、硫化亞錫0.2份、無水甲苯20份。
其中，所述的輕質填料為重量比為6：1的輕質碳酸鈣、硅藻土混合組成的。
將稱取的各原料進行制備輕質聚碳酸酯材料，具體制備步驟為：
（1）取2-硫醇基苯駢咪唑，加入到其重量15倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為70℃，加入三羥甲基丙烷，保溫攪拌10分鐘，得醇烷溶液；
（2）取聚醚二元醇，在80℃下保溫攪拌6分鐘，加入氧化聚乙烯蠟，攪拌均勻，送入到140℃的油浴中，保溫攪拌20分鐘，出料，與乙酰丙酮鈣、鉬酸銨混合，攪拌至常溫，得聚乙烯蠟乳液；
（3）取山梨坦單油酸酯、無水甲苯混合，攪拌均勻，得甲苯溶液；
（4）取碳酸酯單體、均苯四甲酸二酐混合，加入到上述甲苯溶液中，攪拌均勻，送入到反應釜中，通入氮氣，調節反應釜溫度為145℃，加入催化劑辛酸亞錫，用量為碳酸酯單體重量的2%，密封保溫20小時，出料，得酸摻雜聚碳酸酯；
（5）取上述醇烷溶液、聚乙烯蠟乳液混合，攪拌均勻，加入上述輕質填料、硫化亞錫，超聲5分鐘，得有機化填料乳液；
（6）取上述酸摻雜聚碳酸酯、有機化填料乳液混合，加入到混合料重量3倍的去離子水中，攪拌均勻，加入n-甲基吡咯烷酮、乙烯基雙硬脂酸酰胺，升高溫度為75℃，保溫攪拌2小時，過濾，將沉淀水洗，真空90℃下干燥完全，即得所述輕質聚碳酸酯材料。
實施例2
按重量份計，稱取各原料：碳酸酯單體三亞甲基碳酸酯140份、均苯四甲酸二酐2份、鉬酸銨1份、氧化聚乙烯蠟6份、聚醚二元醇10份、乙烯基雙硬脂酸酰胺0.8份、乙酰丙酮鈣1份、輕質填料10份、三羥甲基丙烷1份、2-硫醇基苯駢咪唑0.4份、n-甲基吡咯烷酮3份、山梨坦單油酸酯0.8份、硫化亞錫0.1份、無水甲苯16份。
所述的輕質填料為重量比為4：1的輕質碳酸鈣、硅藻土混合組成的。
將稱取的各原料進行制備輕質聚碳酸酯材料，具體制備步驟為：
（1）取2-硫醇基苯駢咪唑，加入到其重量10倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為60℃，加入三羥甲基丙烷，保溫攪拌4分鐘，得醇烷溶液；
（2）取聚醚二元醇，在70℃下保溫攪拌5分鐘，加入氧化聚乙烯蠟，攪拌均勻，送入到130℃的油浴中，保溫攪拌10分鐘，出料，與乙酰丙酮鈣、鉬酸銨混合，攪拌至常溫，得聚乙烯蠟乳液；
（3）取山梨坦單油酸酯、無水甲苯混合，攪拌均勻，得甲苯溶液；
（4）取碳酸酯單體、均苯四甲酸二酐混合，加入到上述甲苯溶液中，攪拌均勻，送入到反應釜中，通入氮氣，調節反應釜溫度為140℃，加入催化劑辛酸亞錫，用量為碳酸酯單體重量的1%，密封保溫17小時，出料，得酸摻雜聚碳酸酯；
（5）取上述醇烷溶液、聚乙烯蠟乳液混合，攪拌均勻，加入上述輕質填料、硫化亞錫，超聲3分鐘，得有機化填料乳液；
（6）取上述酸摻雜聚碳酸酯、有機化填料乳液混合，加入到混合料重量2倍的去離子水中，攪拌均勻，加入n-甲基吡咯烷酮、乙烯基雙硬脂酸酰胺，升高溫度為70℃，保溫攪拌1小時，過濾，將沉淀水洗，真空80℃下干燥完全，即得所述輕質聚碳酸酯材料。
性能測試：
取傳統聚碳酸酯材料、本發明實施例1和2的輕質聚碳酸酯材料，制成同樣尺寸的試片，分別在astmd-638條件下測量拉伸強度，然后進行對比測試：
結果：本發明實施例1和2制備的輕質聚碳酸酯材料的拉伸強度為45-50mpa、傳統聚碳酸酯的拉伸強度為20mpa；
本發明實施例1和2試片的比重為0.8-0.85g/cm3、傳統聚碳酸酯試片的比重為1.15g/cm3；
可以看出，本發明的聚碳酸酯材料相比于傳統聚碳酸酯具有更好的拉伸強度，質量更輕。