CN103739836A - 一种芳香族聚碳酸酯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种芳香族聚碳酸酯,其主链具有含有非芳香结构的小分子偶联基团-O-[R1-O]k-或-N-[R1-N]k-,其中R1是亚乙基、亚丙基或亚丁基和k是1-8,优选是2-6。该芳香族聚碳酸酯可由双酚、偶联剂、封端剂及光气采用传统的界面缩聚反应制备。
Description
技术领域
本发明属于聚碳酸酯领域,更具体的说本发明涉及一种芳香族聚碳酸酯及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是相应于碳酸的聚酯的总称,可分为脂肪族聚碳酸酯和芳香族聚碳酸酯。芳香族聚碳酸酯是指主链结构为苯环基团的聚碳酸酯,是性能优异的工程塑料,特别如双酚A聚碳酸酯,具有耐冲击性、透明性、无毒无污染、尺寸稳定性、介电性优良的特点,因此在众多领域都有广泛的应用,如电子电器、薄膜、汽车、包装、医疗、建筑等等。已知的,对于芳香族聚碳酸酯,由于主链为刚性的苯环结构,加工过程分子链被迫取向而解取向又比较困难,成型后被取向的链有恢复自然状态的趋势,但由于整个分子链已经被冻结及大分子链之间的相互作用等原因,易造成制品存在残留应力,而残余应力的存在又造成产品应力开裂、翘曲变形等质量劣化现象。
为了消除残留应力,已知的方法可在树脂中添加抗应力开裂剂,如专利CN101974217A、CN103319875A等所示,然而引入抗应力开裂剂往往会以牺牲聚碳酸酯其它性能为前提,如透明性、光学性能等等,同时也造成了生产成本的升高。另一种有效的方式是退火处理,即在低于树脂玻璃化转变温度10~20℃条件下进行热处理以消除应力。尽管退火处理可以使内应力松弛,但也会使分子排列趋于紧密,引起产品力学性能发生变化,特别如脆性转变,冲击性能下降等,从而造成产品合格率降低,增加了生产成本。已有研究表明,退火处理后引起的这种脆性转变是由于退火处理提高了PC分子链的堆砌程度,降低了自由体积,主链上的小基团或小链段及大链段的运动受到了不同程度的限制,不利于外界负荷的快速松弛,从而影响到了材料的韧脆性(柯毓才,马喜茹,潘平来等,热处理对PC的β转变与韧脆性的影响,高分子材料科学与工程,1992,56-60)。
另外,US4839458A公开了一种芳族聚碳酸酯的制备方法,包括使用光气作为原料和二氯甲烷作为有机溶剂,将二羟基二芳基化合物、任选存在的二胺化合物或酰氯聚合。
JPS49133494公开了一种颜色和热稳定性聚碳酸酯的制备方法,包括让双酚A、反应速度低于双酚A的二醇、光气在碱水溶液和惰性有机溶剂的存在下反应。
JPH01292031公开了一种用于光学器件的含有聚碳酸酯的耐热树脂组合物,其中,聚碳酸酯共聚物通过使双酚和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇与光气在酸捕集剂和溶剂的存在下,任选在催化剂的存在下直接反应。
日本特开平10-292037公开了一种聚碳酸酯,其中聚碳酸酯链中含有二醇残基,二醇残基由摩尔比为5/95/45/55的1,6-己二醇残基和新戊二醇残基构成。
发明内容
鉴于上述现有技术中的问题,本发明者进行了深入研究,结果,出乎意料地发现,在刚性的芳香族聚碳酸酯树脂主链中引入适量柔性结构分子,不影响树脂固有优异性能,并且使树脂在成型过程中分子链解取向变得容易以及在退火处理过程后提高了链段的运动能力,从而降低内应力残留,解决了树脂退火处理脆性转变问题,增强了树脂的实际使用性能和效果。
为了解决上述问题,本发明提供了一种芳香族聚碳酸酯及其制备方法。该芳香族聚碳酸酯的主链结构中含有非芳香结构的小分子偶联基团,该芳香族聚碳酸酯可采用界面缩聚法进行合成。
为了达到上述目的,本发明是通过以下技术方案来实现的:
本发明提供了一种芳香族聚碳酸酯,其特征在于,主链含有非芳香结构的小分子偶联基团-O-[R1-O]k-或-N-[R1-N]k-,其中R1是亚乙基、亚丙基或亚丁基和k是1-8,优选是2-6,更优选2-4,例如3。
优选的是,芳香族聚碳酸酯的主链含有非芳香结构的小分子偶联基团-O-[R1-O]k-或-N-[R1-N]k-,该芳香族聚碳酸酯具有如下所示的通式:
其中,X和Y各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-C6烃基(优选C1-C3)、C1-C6卤代烃基(优选C1-C3)、C1-C6烷氧基(优选C1-C3)、硝基、氰基;
A为C2-C6二价烃基(优选C2-C3)、C2-C6卤代二价烃基(优选C2-C3)、-S-,-SS-,-O-,-S(O)-,或-S(O)2-;
L为至少二价的偶联基团-O-[R1-O]k-或-N-[R1-N]k-,其中R1是亚乙基、亚丙基(包括1,2-或1,3-亚丙基)或亚丁基(包括1,2-、1,3-、1,4-或2,3-亚丁基)和k是1-8,优选是2-6,更优选2-4,例如3;
其中m,n及p为大于1的整数,且使得芳香族聚碳酸酯的数均分子量在8,000-100,000范围,优选在12,000-50,000范围,更优选1,5000-40,000范围,进一步优选1,8000-30,000范围。
优选的是,m为2~400的整数,优选10~200的整数,更优选20~100的整数。优选的是,n为2~400的整数,优选10~200的整数,更优选20~100的整数。优选的是,p为1~100的整数,优选5-70,更优选10-50。
优选的是,m+n为30-400的整数,优选50~200,更优选70~150。
在本申请中,亚丙基包括1,2-或1,3-亚丙基或亚丁基包括1,2-、1,3-、1,4-或2,3-亚丁基。
优选的是,基于芳香族聚碳酸酯的重量,小分子偶联基团的含量为0.05~2%,优选0.10~1.5%,更优选0.20~1.0%。
优选的是,芳香族聚碳酸酯为双酚A聚碳酸酯。
另外,本发明提供一种制备芳香族聚碳酸酯的方法,其特征在于,将(1)双酚化合物的碱溶液,(2)小分子偶联剂H-O-[R1-O]k-H或H-N-[R1-N]k-H,其中R1是亚乙基、亚丙基或亚丁基和k是1-8,优选是2-6,更优选2-4,(3)光气及有机溶剂进行混合,在催化剂存在条件下,使用单酚为封端剂进行界面缩聚反应。
优选,双酚为双酚A。
优选的是,小分子偶联剂选自至少具有两个官能度的缩醇或至少具有两个官能度的缩胺。更优选的是,所述缩醇是一缩二乙二醇,二缩三乙二醇,三缩四乙二醇,一缩二丙二醇,二缩三丙二醇,一缩二丁二醇或二缩三丁二醇。更优选的是,所述缩胺是一缩二乙二胺,二缩三乙二胺,三缩四乙二胺,一缩二丙二胺,二缩三丙二胺,一缩二丁二胺或二缩三丁二胺。
一般,反应过程中pH值控制为9~13。
一般,相对于双酚所需光气的量为化学计量量的1~1.15倍。
一般,小分子偶联剂的用量为双酚重量的0.05~2.5%,优选0.1~1.5%,更优选为0.15~1.0%。
优选的是,催化剂为含氮碱性化合物,优选三乙胺。一般,催化剂的摩尔用量为双酚的0.2~2%。
一般,所述的单酚为苯酚、对叔丁基苯酚或枯基酚中的一种或两种或三种。
所述的有机溶剂为氯代烷烃,氯代烷烃选自二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烷或氯苯,优选二氯甲烷。
本发明的芳香族聚碳酸酯的通过凝胶渗透色谱法测定的数均分子量一般为1万~10万,优选1.2万~5万,更优选1.5万~3.5万,更优选1.8万~2.5万。分子量分布(Mw/Mn)一般为1~4,优选1.2~3,更优选1.5~2.5。
本发明所提供的芳香族聚碳酸酯,其主链结构中含有小分子偶联基团,该小分子偶联基团的分子量在500以内,优选300以内。
为了不影响树脂固有的优良的力学性能及光学性能,本发明所提供的聚碳酸酯中,小分子偶联基团的含量为0.05~2%,优选0.10~1.5%,更优选0.20~1.0%,更优选0.4~0.8%,基于芳香族聚碳酸酯的重量。
本发明还提供了一种上述芳香族聚碳酸酯的制备方法,该方法可描述为将双酚化合物的碱溶液、小分子偶联剂、光气及有机溶剂进行混合,在催化剂存在条件下,使用单酚为封端剂的界面缩聚反应。
该界面缩聚反应工艺与传统制备聚碳酸酯的工艺相比无显著变化,只是在反应体系中引入了小分子偶联剂。双酚的碱性水溶液、封端剂、光气、有机溶剂及催化剂的加入方式可依据界面缩聚法制备聚碳酸酯的常用工艺决定。小分子偶联剂的加入可在双酚与光气反应生成预聚物前加入也可在生成预聚物后加入。另外,如传统制备聚碳酸酯工艺中为了防止单体双酚的氧化,通常需加入一定量的抗氧剂,如连二亚硫酸钠,在本发明的实施例中也使用该抗氧剂。
所述的双酚优选具有如下结构,
其中,X及Y分别独立的表示氢原子、卤原子、烃基、卤代烃基、烷氧基、硝基、氰基;
A为二价烃基、卤代烃基、-S-,-SS-,-O-,-S(O)-,或-S(O)2-;
优选的是,X和Y各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-C6烃基(优选C1-C3)、C1-C6卤代烃基(优选C1-C3)、C1-C6烷氧基(优选C1-C3)、硝基、氰基;
A为C2-C6二价烃基(优选C2-C3)、C2-C6卤代二价烃基(优选C2-C3)、-S-,-SS-,-O-,-S(O)-,或-S(O)2-;
优选的,可举的双酚实例如2,2-双-(4-羟苯基)丙烷(双酚A)、4,4-(间亚苯基二异丙基)双酚(双酚M)、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、4,4-双(4-羟苯基)庚烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)丙烷、对,对-二羟基联苯、3,3-二氯-4,4-二羟基联苯、间苯二酚、1,4-二羟基-3-甲基苯、1,4-二羟基-2,5-二氯苯、双(4-羟基苯)醚、双(3,5-二氯-4-羟苯基)醚、双(3,5-二溴-4羟基苯)亚砜,双(羟苯基)砜、双(4-羟苯基)硫醚及双(4-羟苯基)亚砜,优选的双酚为双酚A。
优选的是,所述的小分子偶联剂为至少具有两个官能度的缩醇或缩胺中的一种或几种,优选的缩醇为一缩二乙二醇,二缩三乙二醇,三缩四乙二醇,一缩二丙二醇,二缩三丙二醇,一缩二丁醇或二缩三丁醇;优选的缩胺为一缩二乙二胺,二缩三乙二胺,三缩四乙二胺,一缩二丙二胺,二缩三丙二胺,一缩二丁二胺或二缩三丁二胺。
所述的制备方法中,反应过程需保持pH为碱性,pH控制为优选9~13。
所述的制备方法中,相对于双酚所需光气的用量优选为化学计量量的1~1.15倍。
所述的制备方法中,小分子偶联剂的用量优选为双酚重量的0.05~2.5%;
所述的制备方法中,催化剂优选为含氮碱性化合物,优选三乙胺;
所述的制备方法中,催化剂的用量优选为双酚摩尔量的0.2~2%;
所述的封端剂为制备聚碳酸酯常用的链终止剂,可举例的如苯酚、对叔丁基苯酚或枯基酚中的一种或几种;
所述的制备方法中,有机溶剂优选氯代烷烃,包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烷、氯苯等,优选二氯甲烷。
本发明的有益效果是,在芳香族聚碳酸酯刚性的主链结构中引入了柔性的分子基团,利于提高分子链段的柔顺性及运动能力,以降低树脂加工过程中的应力残留及树脂退火处理脆性变化等问题,提高树脂的实际使用性能和效果。
具体实施例
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
双酚A(工业级,蓝星化工新材料股份有限公司);氢氧化钠(分析纯,天津科密欧化学试剂有限公司);光气(工业级,烟台万华);二氯甲烷(分析纯,天津科密欧化学试剂有限公司);对叔丁基苯酚(分析纯,大日本油墨化学公司);三乙胺(分析纯,天津科密欧化学试剂有限公司);盐酸(分析纯,山东莱阳经济技术开发区精细化工厂);连二亚硫酸钠(天津科密欧化学实际有限公司);抗氧剂IRGAFOS168(汽巴精化中国有限公司)。
分子量的测定采用凝胶渗透色谱法检测(GPC);
偶联剂的含量采用核磁共振法进行计算(氘代氯仿做溶剂);
悬臂梁冲击强度测定(缺口,室温):ASTM D256;
透光率测试:ASTM D1003(样片厚度3mm);
退火处理:在温度为120℃条件下,将样条在烘箱中放置4h后缓慢冷却至室温,测定其冲击强度,计算冲击强度保留率;
对比例1
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,油水再分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
对比例2
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、0.56g乙二胺,2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,油水再分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
对比例3
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、0.45g丁二醇,2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,油水再分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例1
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、0.45g一缩二乙二醇,2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,油水再分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例2
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入1.78g一缩二乙二醇、3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,油水再分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例3
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、0.33g二缩三乙二醇、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入1.34g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间以保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,油水再分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例4
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、2.90g二缩三乙二醇、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,油水再分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例5
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、0.59g一缩二丙二醇、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,油水再分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例6
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、0.71g一缩二丁二醇、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,油水再分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例7
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、0.90g一缩二乙二胺、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,再经分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例8
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、4.90g二缩三乙二胺、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,再经分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例9
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入0.18g一缩二丙二胺、3.35g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间以保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,再经分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
实施例10
将200g BPA、1000g水、240g30%NaOH溶液、0.12g保险粉、0.89g一缩二丁二胺、2000g二氯甲烷进行混合,使BPA全部溶解。搅拌条件下通入光气,光气流量控制为1.5~2.0g/min,并以30%NaOH溶液调节pH,控制pH为12-13,待光气总量为90.97g时,停止光化,加入0.84g对叔丁基苯酚、0.46g三乙胺,搅拌至体系内无酰氯基团存在,继续搅拌30min,期间保持pH为12-13。分离除去水相,油相用盐酸溶液酸化,调节pH<3.0,再经分离,油相用水洗涤至中性后采用甲醇沉淀收集固体。产品分子量采用GPC进行检测。
将上述所得固体在抗氧剂168存在条件下(0.05%重量分数)进行造粒和注塑制成相应样条进行物性评估,所得结果见表1。
Claims (14)
1.一种芳香族聚碳酸酯,其特征在于,主链含有非芳香结构的小分子偶联基团-O-[R1-O]k-或-N-[R1-N]k-,其中R1是亚乙基、亚丙基或亚丁基和k是1-8,优选是2-6,更优选2-4,例如3。
2.根据权利要求1所述的芳香族聚碳酸酯,其特征在于,主链含有非芳香结构的小分子偶联基团-O-[R1-O]k-或-N-[R1-N]k-,该芳香族聚碳酸酯具有如下所示的通式:
其中,X和Y各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-C6烃基、C1-C6卤代烃基、C1-C6烷氧基、硝基、氰基;
A为C2-C6二价烃基、C2-C6卤代二价烃基、-S-,-SS-,-O-,-S(O)-,或-S(O)2-;
L为至少二价的偶联基团-O-[R1-O]k-或-N-[R1-N]k-,其中R1是亚乙基、亚丙基或亚丁基和k是1-8,优选是2-6,更优选2-4,例如3;
其中m,n及p为大于1的整数,且使得芳香族聚碳酸酯的数均分子量在8,000-100,000范围;
优选的是,m为2~400的整数,优选10~200的整数,更优选20~100的整数;优选的是,n为2~400的整数,优选10~200的整数,更优选20~100的整数;优选的是,p为1~100的整数,优选5-70,更优选10-50;
优选的是,m+n为30-600的整数,优选50~200,更优选70~150。
3.根据权利要求1或2所述的芳香族聚碳酸酯,其特征在于,以重量分数计,小分子偶联基团的含量为0.05~2%,优选0.10~1.5%,更优选0.20~1.0%。
4.根据权利要求1~3中任何一项所述的芳香族聚碳酸酯,其特征在于,该芳香族聚碳酸酯为双酚A聚碳酸酯。
5.制备以上权利要求1~4中任何一项所述的芳香族聚碳酸酯的方法,其特征在于,将(1)双酚化合物的碱溶液,(2)小分子偶联剂H-O-[R1-O]k-H或H-N-[R1-N]k-H,其中R1是亚乙基、亚丙基或亚丁基和k是1-8,优选是2-6,更优选2-4,(3)光气及有机溶剂进行混合,在催化剂存在条件下,使用单酚为封端剂进行界面缩聚反应。
6.根据权利要求5所述的芳香族聚碳酸酯制备方法,其特征在于,双酚为双酚A。
7.根据权利要求5或6所述的芳香族聚碳酸酯制备方法,其特征在于,小分子偶联剂选自至少具有两个官能度的缩醇或至少具有两个官能度的缩胺;优选的是,所述缩醇是一缩二乙二醇,二缩三乙二醇,三缩四乙二醇,一缩二丙二醇,二缩三丙二醇,一缩二丁二醇或二缩三丁二醇;优选的是,所述缩胺是一缩二乙二胺,二缩三乙二胺,三缩四乙二胺,一缩二丙二胺,二缩三丙二胺,一缩二丁二胺或二缩三丁二胺。
8.根据权利要求5~7中任何一项所述的芳香族聚碳酸酯制备方法,其特征在于,反应过程中pH值控制为9~13。
9.根据权利要求5~8中任何一项所述的芳香族聚碳酸酯制备方法,其特征在于,相对于双酚所需光气的量为化学计量量的1~1.15倍。
10.根据权利要求5~9中任何一项所述的芳香族聚碳酸酯制备方法,其特征在于,小分子偶联剂的用量为双酚重量的0.05~2.5%,优选0.1~1.5%。
11.根据权利要求5~10中任何一项所述的芳香族聚碳酸酯制备方法,其特征在于,催化剂为含氮碱性化合物,优选三乙胺。
12.根据权利要求5~11中任何一项所述的芳香族聚碳酸酯制备方法,其特征在于,催化剂的摩尔用量为双酚的0.2~2%。
13.根据权利要求5~12所述的芳香族聚碳酸酯制备方法,其特征在于,所述的单酚为苯酚、对叔丁基苯酚或枯基酚中的一种或两种或三种。
14.根据权利要求5~13中任何一项所述的芳香族聚碳酸酯制备方法,其特征在于,所述的有机溶剂为氯代烷烃,所述氯代烷烃选自二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烷或氯苯,优选二氯甲烷。
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