一种高热稳定性的聚碳酸酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及聚碳酸酯技术领域，且公开了一种高热稳定性的聚碳酸酯的制备方法，环氧化酚醛树脂与对氨基苯磺酸进行加成反应并经过碱化，得到羟基

【技术实现步骤摘要】
一种高热稳定性的聚碳酸酯的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚碳酸酯
，具体为一种高热稳定性的聚碳酸酯的制备方法。

技术介绍

[0002]聚碳酸酯是应用广泛的工程塑料，具有良好的抗冲击性、抗氧化性、力学强度等性能，在汽车工业、电子电器、工业机械零件等领域有着重要的应用，但是聚碳酸酯存在热稳定性、耐火性不高的问题，限制了聚碳酸酯在耐热、防火等材料中的应用。
[0003]采用高分子树脂如酚醛树脂（PF）、环氧树脂、聚丙烯等对聚碳酸酯填充改性，可以提高聚碳酸酯的综合性能，文献《热塑性酚醛树脂/磷酸三苯酯复配阻燃PC的研究》，报道了磷酸三苯酯和热塑型酚醛树脂复配，对聚碳酸酯进行阻燃改性，提高了聚碳酸酯的热稳定性和阻燃性；文献《新型sPS/PC/SsPS三组分塑料合金的研究》，采用含有磺酸基团的磺化间规聚苯乙烯和离聚物对聚碳酸酯共混改性，提高聚碳酸酯合金的力学性能。本专利技术对酚醛树脂中接枝磺酸盐和磷酸酯阻燃基团，对聚碳酸酯共混改性，提高聚碳酸酯的热稳定性、耐火性等性能。

技术实现思路

[0004]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高热稳定性的聚碳酸酯的制备方法，解决了聚碳酸酯热稳定性不高的问题。
[0005]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种高热稳定性的聚碳酸酯的制备方法：（1）将酚醛树脂和环氧氯丙烷进行反应，得到环氧化酚醛树脂。
[0006]（2）将环氧化酚醛树脂和对氨基苯磺酸进行反应，然后加入无机碱进行碱化，得到羟基r/>‑
磺酸盐酚醛树脂。
[0007]（3）将羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂、5,5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂己内磷酰氯和三乙胺进行反应，得到磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂。
[0008]（4）将聚碳酸酯和磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂在转矩流变仪中，235
‑
250 ℃中共混5
‑
15 min；然后将物料在平板硫化机中，在10
‑
15 MPa压力下，180
‑
210 ℃中热压3
‑
8 min，得到高热稳定性的聚碳酸酯。
[0009]优选的，所述（1）中环氧化酚醛树脂的制备反应过程为：将酚醛树脂和环氧氯丙烷混合均匀，在75
‑
90 ℃中反应6
‑
12 h，然后减压浓缩除去环氧氯丙烷，蒸馏水洗涤，得到环氧化酚醛树脂。
[0010]优选的，所述（2）中羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂的制备反应过程为：将环氧化酚醛树脂溶解到丙酮、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲苯中任一种反应溶剂中，然后加入对氨基苯磺酸，控制环氧化酚醛树脂和对氨基苯磺酸的重量比为100:60
‑
200，在70
‑
100 ℃中反应2
‑
5 h，
然后冷却至30
‑
50 ℃，加入氢氧化钾、氢氧化钠中任一种无机碱，搅拌3
‑
8 h进行碱化，然后减压浓缩除去部分溶剂，析出不溶性的无机碱并过滤，再将滤液减压浓缩后使用饱和食盐水洗涤，得到羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂。
[0011]优选的，所述（3）中磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂的制备反应过程为：将羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂溶解到丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、N,N
‑
二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、N,N
‑
二甲基乙酰胺任一种溶剂中，然后加入5,5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂己内磷酰氯和三乙胺，控制羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂、5,5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂己内磷酰氯和三乙胺的重量比为100:80
‑
250:50
‑
180，在15
‑
30 ℃中反应18
‑
36 h，反应后减压浓缩除去溶剂，使用饱和食盐水洗涤，得到磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂。
[0012]优选的，所述（4）中聚碳酸酯和磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂的重量比为100:1
‑
8。
[0013]（三）有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益技术效果：利用环氧氯丙烷与酚醛树脂的酚羟基反应，得到环氧化酚醛树脂，然后与对氨基苯磺酸进行加成反应并经过氢氧化钠或氢氧化钾碱化，得到羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂，在加成反应过程中生成的羟基与5,5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂己内磷酰氯发生磷酸酯化反应，得到磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂，从而在酚醛树脂的侧链接枝了磷酸酯和磺酸盐协效阻燃基团。
[0014]利用磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂对聚碳酸酯共混改性，两者的相容性良好，酚醛树脂的耐高温性强，成碳性高，对聚碳酸酯共混改性，在聚碳酸酯中形成物理交联位点，提高了聚碳酸酯材料热分解温度和热稳定性；并且酚醛树脂接枝的磷酸酯基团在高温下热裂解产生磷酸等衍生物，可以促进基体脱水炭化，而磺酸盐基团可以催化聚碳酸酯异构化交联成碳，从而使聚碳酸酯材料具有更高的成碳性，表现出优异的热稳定性和耐火性，在耐高温防火材料等领域具有广阔的应用前景。
附图说明
[0015]图1是磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂的合成机理。
[0016]图2是实施例1的PF
‑
a、PF
‑
b、PF
‑
c的红外光谱。
[0017]图3是聚碳酸酯材料的TG曲线。
具体实施方式
[0018]聚碳酸酯：牌号
‑
德国拜耳PC2458；酚醛树脂（PF）：牌号：润丰
‑
2402；含量：99%；南通润丰石油化工有限公司。
[0019]实施例1（1）将3 g的酚醛树脂和100 mL的环氧氯丙烷混合均匀，在90 ℃中反应6 h，然后减压浓缩除去环氧氯丙烷，蒸馏水洗涤，得到环氧化酚醛树脂PF
‑
a。
[0020]（2）将3 g的环氧化酚醛树脂溶解到100 mL的丙酮中，然后加入1.8 g的对氨基苯磺酸，在70 ℃中反应5 h，然后冷却至40 ℃，加入氢氧化钾，搅拌3 h进行碱化，然后减压浓缩除去2/3体积的溶剂，析出不溶性的氢氧化钾并过滤，再将滤液减压浓缩后使用饱和食盐水洗涤，得到羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂PF
‑
b。
[0021]（3）将5 g的羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂溶解到200 mL的N,N
‑
二甲基甲酰胺中，然后加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高热稳定性的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：（1）将酚醛树脂和环氧氯丙烷进行反应，得到环氧化酚醛树脂；（2）将环氧化酚醛树脂和对氨基苯磺酸进行反应，然后加入无机碱进行碱化，得到羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂；（3）将羟基
‑
磺酸盐酚醛树脂、5,5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂己内磷酰氯和三乙胺进行反应，得到磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂；（4）将聚碳酸酯和磷酸酯
‑
磺酸盐酚醛树脂在转矩流变仪中，235
‑
250 ℃中共混5
‑
15 min；然后将物料在平板硫化机中，在10
‑
15 MPa压力下，180
‑
210 ℃中热压3
‑
8 min，得到高热稳定性的聚碳酸酯。2.根据权利要求1所述的一种高热稳定性的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：所述（1）中环氧化酚醛树脂的制备反应过程为：将酚醛树脂和环氧氯丙烷混合均匀，在75
‑
90 ℃中反应6
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12 h，然后减压浓缩、洗涤，得到环氧化酚醛树脂。3.根据权利要求1所述的一种高热稳定性的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：所述（2）中羟基
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磺酸盐酚醛树脂的制备反应过程为：将环氧化酚醛树脂溶解到反应溶剂中，然后加入对氨基苯磺酸，控制环氧化酚醛树脂和对氨基苯磺酸的重量比为100:60
‑
200，然后加入对氨基苯磺酸在70
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100 ℃中反应2
‑
5 h，然后冷却至30
‑
50 ℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁东桥，李家欣，丁程，
申请(专利权)人：苏州优利金新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：