一种具有耐磨性的聚碳酸酯制造技术

本发明专利技术提供一种聚碳酸酯，采用具有下式Ⅰ的含酰胺芳香族酚类作为封端剂：选用酰胺取代芳香族化合物为控制聚合物分子量的封端剂，从而制备了一种具有优异耐磨性能的聚碳酸酯。此种聚碳酸酯表面光滑、耐磨耐刮擦，可用于空气中各种复杂粒子磨蚀或频繁摩擦的领域，例如汽车前大灯和光学数据记录介质等。灯和光学数据记录介质等。

【技术实现步骤摘要】
一种具有耐磨性的聚碳酸酯


[0001]本专利技术涉及一种具有耐磨性的聚碳酸酯，具体是一种具有酰胺取代芳基端结构的聚碳酸酯。

技术介绍

[0002]聚碳酸酯塑料具有密度小、韧性好、易加工和价格低廉等优点，因此被广泛应用到高铁窗户、航空透明件、光学仪器、汽车灯条、建筑等领域。但聚碳酸酯透明塑料由于结构的问题，也有其自身的缺点，如：表面硬度低、耐紫外线辐射差、耐划伤性差、耐溶剂性能差等，在使用过程中常因外表面受到摩擦、大气灰尘或表面的清洗等原因造成聚碳酸酯表面划花、划伤，影响透明性及外观，从而影响其使用寿命，限制了应用。因此，解决聚碳酸酯表面耐摩擦性能差的问题已成为研究的热点。
[0003]目前，解决这一问题最有效的办法是将聚碳酸酯共混改性，或在其表面涂覆保护涂层，主要的保护层有有机涂层、有机
‑
无机杂化涂层、无机涂层等。
[0004]中国专利CN103319870A报道了一种聚碳酸酯耐磨改性塑料，将聚碳酸酯中添加10wt％～20wt％的聚四酰胺乙烯和一定量的聚氨酯热塑性弹性体，最终制备了具有低的摩擦系数、吸水性小尺寸稳定、自润滑性好的聚碳酸酯耐磨改性塑料。还有专利CN109370425A报道在聚碳酸酯表面涂抹耐磨涂层，主要用正硅酸乙酯、苯基三甲氧基硅烷和γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷等在基材表面制备涂层，该涂层液在基材表面所成膜的附着力良好、硬度达到4H、耐磨性能优异、可通过水煮测试。
[0005]基于共混改性的不均匀性以及涂层存在脱落基材的情况，两种聚碳酸酯材料耐磨性能提升方法均存在一定弊端。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种具有新型端基的聚碳酸酯，它是用一种酰胺取代的芳香族酚类作为封端剂制备的聚碳酸酯。本专利技术突出的优点是材料制备过程简单，且产品耐磨性优于常规聚碳酸酯。
[0007]本专利技术提供一种聚碳酸酯，采用具有下式Ⅰ的含酰胺芳香族酚类作为封端剂：
[0008][0009]其中：羟基可在与R1相连的酰胺结构的间位或对位；R1可为C1
‑
C4烷基，也可为芳香族的苯基、对甲苯基、萘基，或包含杂原子的氯甲基、三氟甲基，优选为苯基；
[0010]所述含酰胺芳香族酚类优选的结构如下：
[0011][0012]所述的聚碳酸酯包括均聚聚碳酸酯和共聚聚碳酸酯，一般包含下式Ⅱ的结构单元：
[0013][0014]其中M1基团来源于二羟基化合物，M1基团总数的至少80％是芳香族结构，其余可以是脂肪族或脂环族结构。优选地，M1是芳香族有机基团，更优选具有下式Ⅲ的结构：
[0015][0016]其中M2和M3是单环的芳基，Y是分割M2和M3的桥基；上式中共价键通常处于Y与M2和M3的间位或对位；M2和M3可以是未取代的亚苯基或其衍生物，优选未取代的亚苯基。虽然两者可以是邻或间位亚苯基，或一个是邻或间位亚苯基而另一个是对位亚苯基，但M2和M3均优选对亚苯基；
[0017]桥连结构Y是一个基团，使M2和M3分开，最常见的是烷基，特别是脂肪族饱和C1～C8或脂环族如亚甲基、亚乙基、亚异丙基、亚环己基、亚环十二烷基或2,2
‑
亚金刚烷基，优选是
亚异丙基；
[0018]式Ⅲ结构来源于芳香族二羟基化合物(称为双酚)，为了简便起见，下文将芳香族二羟基化合物称为双酚。由于有效性且特别适合本专利技术，所述双酚优选双酚A，其中Y是亚异丙基，且M2和M3都是对亚苯基；
[0019]上述的M1基团还可以是脂肪族或脂环族结构，例如1，3
‑
丙二醇、1，4
‑
丁二醇、2
‑
甲基
‑
1，3
‑
丙二醇、环己烷二甲醇、异山梨醇。
[0020]本专利技术所述的聚碳酸酯可通过光气与二羟基化合物在界面反应制备，其中酰胺取代的芳香族酚类作为链封端剂。此类反应的条件在本领域是公知的，主要过程是使用水和水不相容的溶剂如二氯甲烷作为反应介质，叔胺或季胺盐为催化剂(例如三乙胺或四正丁剂氯化铵)，以及还包括提供碱性环境的氢氧化钠。链封端剂的比例通常是二羟基化合物比例的1～10mol％，优选1～5mol％。本专利技术的聚碳酸酯也可通过其它方法制备，可将二叔烷基苯酚变为碳酸酯，与二羟基化合物的酯交换过程制备聚碳酸酯。
[0021]在一种具体的实施方式中，所述的聚碳酸酯是由如下工艺制备：
[0022]向玻璃釜中加入1质量份的去离子水、0.05～0.10质量份的氢氧化钠、0.15～0.25质量份的双酚(优选双酚A)和封端剂(酰胺取代的芳香族酚类)，氮气吹扫玻璃釜，并开启机械搅拌混合均匀，得到水相料液；
[0023]用0.0001～0.0010质量份的催化剂和1.1～1.5质量份的溶剂配成混合溶液B；其中，水相料液与混合溶液B也可以在同一个容器中直接配制；
[0024]向反应罐中以一定的速度通入上述配制好的水相料液、混合溶液B和共计0.11～0.15质量份的光气，整个过程中持续滴加浓碱液，使体系pH控制在11～13之间，反应液温度维持在20℃～30℃。光气和双酚A在反应罐中持续反应，直至反应完全；浓碱液例如是质量分数为32％的氢氧化钠溶液；
[0025]反应液依次经过稀盐酸例如0.4M盐酸酸洗和三次去离子水水洗，最后在甲醇中沉降得到粉料。粉料在例如130℃条件下真空干燥10h，可得到干燥的粉料。
[0026]本专利技术的有益效果在于：选用酰胺取代的芳香族酚类为控制聚合物分子量的封端剂，从而制备了一种具有优异耐磨性能的聚碳酸酯。此种材料可以用于各种复杂粒子磨蚀或频繁摩擦的领域，例如汽车前大灯和光学数据记录介质等。
具体实施方式
[0027]本专利技术用下面的实施例来说明，但本专利技术的范围并不局限于这些实施例。
[0028]聚碳酸酯的分子量是通过Agilent Technologies 1260infinity测试获得，二氯甲烷为流动相，流速为1mL/min，柱温和箱体温度均为30℃。
[0029]制片所用注塑机是型号为MA900Ⅱ1260的海天注塑机。
[0030]聚碳酸酯的耐磨性是用钢丝绒在聚碳酸酯片材表面均匀擦拭，采用400g砝码的压力、50rpm/min的摆动速度，共计擦拭10min，以CSI
‑
101型钢丝绒耐磨试验机进行测试，再用BYK公司HAZE
‑
GARD PLUS测试雾度。
[0031]实施例1
[0032]向30L玻璃釜中加入7L二氯甲烷、8L去离子水、1824g双酚A、400g氢氧化钠、68.3g的N
‑
(4
‑
羟苯基)苯甲酰胺和8mL三乙胺，氮气吹扫玻璃釜，并开启机械搅拌。
[0033]搅拌混合均匀后以15g/min的速度通入928g光气，整个过程中持续滴加32％浓碱液，使水相pH控制在11～12之间。持续搅拌，直至溶液中酰氯反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有耐磨性的聚碳酸酯，其特征在于，其结构中含有来源于下式Ⅰ的含酰胺芳香族酚类：其中：羟基在与R1相连的酰胺结构的间位或对位；R1选自C1
‑
C4烷基、苯基、对甲苯基、萘基、氯甲基、三氟甲基。2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯，其特征在于，包含下式Ⅱ的结构单元：其中M1基团来源于二羟基化合物，M1基团总数的至少80mol％是芳香族结构。3.根据权利要求2所述的聚碳酸酯，其特征在于，芳香族结构的M1具有下式Ⅲ的结构：其中M2和M3是单环的芳基，优选是未取代的亚苯基或其衍生物；Y是烷基，特别是脂肪族饱和C1～C8或脂环族如亚甲基、亚乙基、亚异...

【专利技术属性】
技术研发人员：高俊民，李诚，罗佳辉，隋东武，李强，张怀强，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：