[發明專利]一種聚碳酸酯及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110900336.3
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113480722B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 徐菲;王恒;張鎖江;李正凱;張振才
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C08G64/30
• 分類號: C08G64/30;C08G64/16;G02B1/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

本發明提供了一種聚碳酸酯及其制備方法和應用，所述聚碳酸酯包括選自如式(I)所示的結構單元和式(II)所示的結構單元中的至少一種結構單元：本發明聚碳酸酯的折射率高，所得聚碳酸酯的折射率達到1.673～1.794，能夠滿足聚碳酸酯作為光學樹脂在光學部件中的性能要求。

技術領域

本發明涉及光學材料領域，具體涉及一種聚碳酸酯及其制備方法和應用。

背景技術

光學透鏡材料主要包括光學玻璃和光學樹脂等。然而，光學玻璃存在材料成本較高、成型加工性差、耐水熱穩定性欠佳等缺點，因此限制了其在光學鏡頭和鏡片中的大規模應用。相比之下，光學樹脂具有成本較低、易加工成型、輕薄化的優點，應用前景更加廣闊。

近年來，電子產品輕薄化發展為發展高折射率的光學透鏡提出了更高的要求。聚碳酸酯是一種綜合性能優異的工程塑料，不僅具有良好的尺寸穩定性、耐熱性和機械性能，而且無色透明，是一種廣泛使用的光學樹脂。傳統的雙酚A型聚碳酸酯的折射率僅1.58，雖然相比于聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯，光學性能更加優異，但已無法滿足一些高端電子產品的光學性能需求。因此開發一種基于聚碳酸酯材料的光學樹脂是十分有研究價值的。

CN103476825A公開了一種由芴衍生物構成的熱塑性樹脂，所述聚碳酸酯樹脂含有芴環的結構單元，可通過注塑成型得到光學透鏡或棱鏡、光盤、光纖維、光學膜等色相優異的光學部件，但折射率無法達到1.64以上。除了光學性能外，聚碳酸酯材料成型加工過程需要經過二次高溫處理，對材料的高溫穩定性要求高，因此隨著對光學樹脂材料性能要求的不斷提升和應用場景的多樣化發展，開發具有高折射率、高熱穩定性的聚碳酸酯材料具有重要意義。

發明內容

本發明提出了一種聚碳酸酯，所述聚碳酸酯兼具高折射率、高熱穩定性等優異性能，折射率最高可達1.794，能夠滿足聚碳酸酯作為光學樹脂在光學部件中的性能要求；還提到了一種聚碳酸酯的制備方法，所述制備方法以碳酸二酯和二羥基化合物為原料，在催化劑作用下發生熔融酯交換反應，縮聚生成聚碳酸酯；所述制備方法能夠容易地得到兼具高折射率、高熱穩定性、分子量可調的聚碳酸酯，催化劑用量少，反應條件溫和，反應過程不會造成環境污染，產物不含有毒物質，工藝簡單，便于大規模生產，是一種高效、綠色環保的聚碳酸酯制備工藝；還提到了一種光學制品，以合成得到聚碳酸酯可以做成一種光學制品，所述光學制品兼具高折射率、高熱穩定性等優良性能。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種聚碳酸酯，所述聚碳酸酯包含選自式(I)所示的結構單元和式(II)所示的結構單元中的至少一種結構單元：

其中式(I)和式(II)中，X₁、X₂各自獨立地表示取代或未取代的碳原子數為1～8的直鏈狀或支鏈狀的亞烷基；X₃表示氧、硫、氮、羰基、取代或未取代的碳原子數位1～10的直鏈狀或直鏈狀的亞烷基、取代或未取代的碳原子數為3～10的亞環烷基；R₁、R₂各自獨立地表示氫、鹵素、羥基、酯基、氰基、氨基、硫醇基、取代或未取代的碳原子數為1～6的直鏈或支鏈烷基、取代或未取代碳原子數為3～10的環烷基、取代或未取代的碳原子數為2～6的烯烴基、取代或未取代的碳原子數為1～6的烷氧基、取代或未取代的碳原子數為6～30的芳基或稠環芳基、取代或未取代的碳原子數為3～30的雜芳基或稠環雜芳基、或可取代上述基團的原子或原子團；p1、p2各自獨立地選自1～3的整數；a、b各自獨立地選自0～5的整數。