CN103755942A - 一种高阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法，高阻燃聚碳酸酯材料由双酚A和双酚S共聚得到，其制备方法包括：（1）将双酚A和双酚S两单体用碱溶液溶解，加入催化剂后，边搅拌边滴加溶有三光气的二氯甲烷溶液，滴加完毕后于35℃继续反应20分钟，停止搅拌，溶液分层；（2）分离出有机层，有机相用盐酸洗涤，再用去离子水洗涤至中性，无Cl-后，将有机相倒入无水甲醇中沉淀，得到凝胶状聚合物；过滤，用蒸馏水洗涤，在70℃下真空干燥，冷却后得到共聚碳酸酯。本发明提供的高阻燃聚碳酸酯材料与普通聚碳酸酯材料相比，阻燃性能明显提高，且制备过程中避免使用剧毒气体光气，更安全，有利于放大生产。

Description

一种高阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚合材料及其制备方法，具体涉及一种高阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法。
背景技术
开关永久了，面板会发生氧化，颜色会变黄，这种变化往往是不可逆的，不能通过清洗的方式来改进。而聚碳酸酯材料对紫外线有非常好的抵抗能力，长期使用也不会变色，且聚碳酸酯具有透光性好、冲击强度高、电绝缘性等优点，所以市面上很多厂家选择使用聚碳酸酯材料来作为开关面板材料使用。
常用的聚碳酸酯材料是双酚A型聚碳酸酯，主要由双酚A和光气为原料合成，但双酚A型聚碳酸酯耐热性能欠佳，热变形温度只有140℃左右，阻燃性不能满足需要。此外，光气是一种无色剧毒气体，而且很容易水解，不利于贮存。
发明内容
鉴于上述信息，本发明的目的之一在于提供一种高阻燃聚碳酸酯材料，通过引入含硫结构单元，明显提高聚碳酸酯材料的阻燃性能。
本发明提供一种高阻燃聚碳酸酯材料，由双酚A和双酚S共聚得到，结构通式如下：
Figure BDA0000451927490000011
其中，双酚A和双酚S单体的结构分别为：
Figure BDA0000451927490000012
所述双酚A和双酚S的摩尔比为2.4:1～1:2.4。
本发明的另一目的在于提供高阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括如下步骤：（1）、将双酚A和双酚S两单体用30%NaOH溶液溶解，配成两单体的钠盐饱和溶液，加入催化剂后，边搅拌边滴加溶有三光气的二氯甲烷溶液，滴加完毕后于35℃继续反应20分钟，停止搅拌，溶液分层；
（2）、将上述溶液分离出有机层，有机相用3wt%盐酸洗涤2次，再用去离子水洗涤至中性，用0.02mol/L的AgNO3溶液鉴定有无Cl‐，无Cl‐后，将有机相倒入无水甲醇中沉淀，得到凝胶状聚合物；过滤，用蒸馏水洗涤，在70℃下真空干燥，冷却后得到共聚碳酸酯。
作为优选，步骤（1）中，NaOH的摩尔量为双酚S和双酚S总摩尔量的1.5倍；催化剂的摩尔量为双酚A和双酚S总摩尔量的0.1倍；三光气的摩尔量为双酚A和双酚S总摩尔量的0.4倍。
作为优选，所述催化剂为三乙胺和四丁基溴化铵的混合物，两者物质的量比为1：1。
本发明提供的高阻燃聚碳酸酯材料与普通聚碳酸酯材料相比，阻燃性能明显提高，且制备过程中避免使用剧毒气体光气，更安全，有利于放大生产。
具体实施方式
下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
在装有搅拌器、温度计、冷凝管、恒压漏斗的250mL四口烧瓶中，加入21mmol双酚A、9mmol双酚S、45mmolNaOH、420mL水、3mmol三乙胺和3mmol四丁基溴化铵；将12.5mmol三光气溶于60mLCH2Cl2中，在强烈搅拌下，40min内滴加到反应瓶中，于35℃继续反应20min。分离出有机相，有机相经3%盐酸洗涤后，再用去离子水洗涤至中性，用0.02mol/L的AgNO3溶液鉴定至无Cl‐后，倒人无水甲醇中沉淀，得到凝胶状聚合物。过滤，用蒸馏水洗涤，在70℃下真空干燥24h，得到聚碳酸酯Ⅰ。
实施例2
在装有搅拌器、温度计、冷凝管、恒压漏斗的250mL四口烧瓶中，加入15mmol双酚A、15mmol双酚S、45mmolNaOH、420mL水、3mmol三乙胺和3mmol四丁基溴化铵；将12.5mmol三光气溶于60mLCH2Cl2中，在强烈搅拌下，40min内滴加到反应瓶中，于35℃继续反应20min。分离出有机相，有机相经3%盐酸洗涤后，再用去离子水洗涤至中性，用0.02mol/L的AgNO3溶液鉴定至无Cl‐后，倒人无水甲醇中沉淀，得到凝胶状聚合物。过滤，用蒸馏水洗涤，在70℃下真空干燥24h，得到聚碳酸酯Ⅱ。
实施例3
在装有搅拌器、温度计、冷凝管、恒压漏斗的250mL四口烧瓶中，加入9mmol双酚A、21mmol双酚S、45mmolNaOH、420mL水、3mmol三乙胺和3mmol四丁基溴化铵；将12.5mmol三光气溶于60mLCH2Cl2中，在强烈搅拌下，40min内滴加到反应瓶中，于35℃继续反应20min。分离出有机相，有机相经3%盐酸洗涤后，再用去离子水洗涤至中性，用0.02mol/L的AgNO3溶液鉴定至无Cl‐后，倒人无水甲醇中沉淀，得到凝胶状聚合物。过滤，用蒸馏水洗涤，在70℃下真空干燥24h，得到聚碳酸酯Ⅲ。
实施例4
在装有搅拌器、温度计、冷凝管、恒压漏斗的250mL四口烧瓶中，加入30mmol双酚A、75mmol双酚S、45mmolNaOH、420mL水、3mmol三乙胺和3mmol四丁基溴化铵；将12.5mmol三光气溶于60mLCH2Cl2中，在强烈搅拌下，40min内滴加到反应瓶中，于35℃继续反应20min。分离出有机相，有机相经3%盐酸洗涤后，再用去离子水洗涤至中性，用0.02mol/L的AgNO3溶液鉴定至无Cl‐后，倒人无水甲醇中沉淀，得到凝胶状聚合物。过滤，用蒸馏水洗涤，在70℃下真空干燥24h，得到聚碳酸酯Ⅳ。
实施例5
对聚碳酸酯Ⅰ～Ⅳ进行热性能测试，测试条件为：温度范围40～600℃，升温速率10℃/min，氮气氛，流速40ml/min，各聚碳酸酯的热性能见表1。
表1聚碳酸酯Ⅰ～Ⅳ的热性能
Figure BDA0000451927490000031
注：T1%/℃、T3%/℃、T5%/℃、T10%/℃及T50%/℃分别为各聚碳酸酯失重1%、3%、5%、10%及50%的分解温度；Tmax为质量损失速率达到最大值时的分解温度
由表1可以看出，聚碳酸酯Ⅰ～Ⅳ的T1%/℃均达到250℃以上，耐热性能好。

Claims (5)

1.一种高阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，由双酚A和双酚S共聚得到，结构通式如下：
Figure FDA0000451927480000011
其中，双酚A和双酚S单体的结构分别为：
Figure FDA0000451927480000012
2.根据权利要求1所述的高阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述双酚A和双酚S的摩尔比为2.4:1～1:2.4。
3.基于权利要求1所述的高阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）、将双酚A和双酚S两单体用30%NaOH溶液溶解，配成两单体的钠盐饱和溶液，加入催化剂后，边搅拌边滴加溶有三光气的二氯甲烷溶液，滴加完毕后于35℃继续反应20分钟，停止搅拌，溶液分层；
（2）、将上述溶液分离出有机层，有机相用3wt%盐酸洗涤2次，再用去离子水洗涤至中性，用0.02mol/L的AgNO3溶液鉴定有无Cl-，无Cl-后，将有机相倒入无水甲醇中沉淀，得到凝胶状聚合物；过滤，用蒸馏水洗涤，在70℃下真空干燥，冷却后得到共聚碳酸酯。
4.根据权利要求3所述的高阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，NaOH的摩尔量为双酚S和双酚S总摩尔量的1.5倍；催化剂的摩尔量为双酚A和双酚S总摩尔量的0.2倍；三光气的摩尔量为双酚A和双酚S总摩尔量的0.4倍。
5.根据权利要求3或4所述的高阻燃聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，所述催化剂为三乙胺和四丁基溴化铵的混合物，两者物质的量比为1：1。
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