[發(fā)明專利]環(huán)境友好型聚碳酸酯及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810666479.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108707224B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷鵬剛;郭勝立;史吉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京濮源新材料技術(shù)研究院（普通合伙）
• 主分類號(hào): C08G64/30
• 分類號(hào): C08G64/30;C08L69/00;C08L83/04
• 代理公司: 北京酷愛(ài)智慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 安娜

本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好型聚碳酸酯及其制備方法。以異山梨醇、雙酚A和碳酸二苯酯為原料，采用兩臺(tái)立式反應(yīng)器、一臺(tái)臥式反應(yīng)器和一臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)，將碳酸二苯酯分別與異山梨醇和雙酚A在立式反應(yīng)器中反應(yīng)，制備得到預(yù)聚物，然后將兩種預(yù)聚物送入臥式反應(yīng)器經(jīng)縮聚制得聚碳酸酯熔體，之后將熔體引入雙螺桿擠出機(jī)，同時(shí)加入聚硅氧烷共混，再經(jīng)過(guò)熔體混煉機(jī)和切粒機(jī)處理，得到目標(biāo)產(chǎn)物聚碳酸酯。采用本發(fā)明方法制備得到的聚碳酸酯具有分子量較高、綜合性能優(yōu)異、加工流動(dòng)性好、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高以及凈環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)；且制備過(guò)程中引入的聚硅氧烷，可以有效改善目標(biāo)產(chǎn)物的加工流動(dòng)性和韌性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚碳酸酯制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)境友好型聚碳酸酯及其制備方法。

背景技術(shù)

聚碳酸酯一般以雙酚類作為單體成分，具有高透光率、高抗沖、高韌性、高耐熱性、耐候性和優(yōu)異的電絕緣性，被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)工業(yè)、儀表儀器、電子電器等領(lǐng)域。

現(xiàn)有的聚碳酸酯通常使用由石油資源衍生來(lái)的原料進(jìn)行制造；但是，近年來(lái)基于石油資源枯竭的擔(dān)憂，提倡使用由植物等生物物質(zhì)資源獲得的原料來(lái)制備聚碳酸酯。此外，二氧化碳排放量的增加和蓄積所致的地球變暖會(huì)導(dǎo)致氣候變化，謀求使用后經(jīng)廢棄處理能夠碳中和的、源于植物的單體為原料的聚碳酸酯開(kāi)發(fā)工藝尤為重要。

現(xiàn)有技術(shù)中，人們提出了使用具有雜環(huán)結(jié)構(gòu)的異山梨醇作為源于植物的單體，通過(guò)與碳酸二苯酯的酯交換來(lái)獲得聚碳酸酯的方案；但該法制備得到的聚碳酸酯存在分子量較低、韌性較差、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高、加工流動(dòng)性差等問(wèn)題。基于此，提供一種新型的環(huán)境友好型聚碳酸酯的生產(chǎn)方法尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種環(huán)境友好型聚碳酸酯及其制備方法。采用本發(fā)明方法制備得到的聚碳酸酯具有分子量較高、綜合性能優(yōu)異、加工流動(dòng)性好、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高以及凈環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)；且選用異山梨醇作為反應(yīng)原料，其源自生物質(zhì)，具有凈環(huán)境影響小、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)。此外，本發(fā)明聚碳酸酯制備過(guò)程中引入了聚硅氧烷，從而可以有效改善目標(biāo)產(chǎn)物的加工流動(dòng)性和韌性。

為此，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種聚碳酸酯的制備方法，包括以下步驟：S101：以異山梨醇、雙酚A和碳酸二苯酯為原料，于預(yù)設(shè)條件下反應(yīng)生成預(yù)聚物；S102：將預(yù)聚物進(jìn)行縮聚反應(yīng)，制得聚碳酸酯熔體；S103：將聚碳酸酯熔體引入雙螺桿擠出機(jī)中，加入聚硅氧烷共混，得到聚碳酸酯。

優(yōu)選地，S101中，于預(yù)設(shè)條件下反應(yīng)具體為：S201：在惰性氣體保護(hù)氛圍下，將碳酸二苯酯和異山梨醇加入第一立式反應(yīng)器中，加入酯交換催化劑，升溫?cái)嚢柽M(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到異山梨醇型聚碳酸酯的預(yù)聚物；S202：在惰性氣體保護(hù)氛圍下，將碳酸二苯酯和雙酚A加入第二立式反應(yīng)器中，加入酯交換催化劑，升溫?cái)嚢柽M(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到雙酚A型聚碳酸酯的預(yù)聚物。

優(yōu)選地，S201中，碳酸二苯酯與異山梨醇的摩爾比為(1～10)：1，酯交換催化劑與異山梨醇的摩爾比為(10^-6～10^-4)：1，反應(yīng)壓力為100～500Pa，于60～170℃反應(yīng)0.5～1h，然后升溫至170～250℃反應(yīng)1～3h，惰性氣體為N₂；S202中，碳酸二苯酯與雙酚A的摩爾比為(1～2)：1，酯交換催化劑與雙酚A的摩爾比為(10^-5～10^-3)：1，反應(yīng)壓力為100～500Pa，于90～180℃反應(yīng)0.5～1h，然后升溫至180～260℃反應(yīng)1～3h，惰性氣體為N₂。

優(yōu)選地，S102中，縮聚反應(yīng)于臥式反應(yīng)器中進(jìn)行；將異山梨醇型聚碳酸酯的預(yù)聚物和雙酚A型聚碳酸酯的預(yù)聚物在臥式反應(yīng)器中混合，之后在縮聚催化劑作用下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)完畢后得到聚碳酸酯熔體；其中，縮聚催化劑與混合熔體的質(zhì)量之比為(10^-7～10^-3)：1，反應(yīng)壓力為50～100Pa，反應(yīng)溫度為180～300℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5～3h。