阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯及其制备方法，属于阻燃高分子材料技术领域。本发明专利技术解决的技术问题是提供一种本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯。该聚碳酸酯的结构式为式Ⅰ所示。本发明专利技术通过熔融共聚的方法将具有高效的相关阻燃结构通过化学反应引入到HBPA

【技术实现步骤摘要】
阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯及其制备方法，属于阻燃高分子材料


技术介绍

[0002]聚碳酸酯(PC)是一种综合性能较好的工程塑料，具有具高强度、高弹性系数、高冲击强度、高度透明性、成形收缩率低、尺寸稳定性良好、耐疲劳性佳和耐候性佳等特点，广泛用于玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其以及工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等领域。
[0003]但是双酚A(BPA)中含有苯环结构，会对人体及动物的内分泌及代谢产生干扰，其应用受到限制；双酚A中所含的苯环结构耐候性较差，且会限制与其相连的化学键的活动性，使双酚A型聚碳酸酯在紫外线或户外阳光长期照射下易变色，导致透明性、绝缘性、强度等物化性能指标大幅度下降，对材料的力学、电学和光学等性能产生严重影响，不能满足相关应用领域的要求。氢化双酚A(HBPA)是双酚A催化加氢的产物。由于双酚A(BPA)的两个苯环通过加氢反应被转化为尺寸较大且饱和的环己烷，因此HBPA既无毒又耐紫外线，是替代BPA合成PC以及特种环氧树脂的理想单体。
[0004]虽然PC综合性能优良，但其燃烧性和绝缘性限制了其在电子产品和建筑材料方面的应用，为提高其阻燃性，目前使用最多的方法是添加阻燃剂，主要包括卤系阻燃剂、磷酸酯类和磺酸盐类阻燃剂。卤系阻燃剂虽然性价比较高，但添加量较大，在燃烧后会释放大量有毒气体，会对人体造成二次伤害。申请号为202110805208.0的中国专利技术专利申请，将双酚类物质、含磷有机物、有机硅氧烷通过光气法合成阻燃PC，但含磷有机物类阻燃剂阻燃效率一般，添加量大，而且熔点低，严重降低了PC的耐热性，一般需与其他阻燃剂复配才可达到良好的阻燃效果。
[0005]此外，为提高PC的抗静电性，最常见方法有添加导电填料、添加抗静电剂或与结构型导电高分子共混三种方法。申请号为201811115123.4的中国专利技术专利申请，公开了一种通过加入导电炭黑从而增加PC的导电性能，但加入炭黑后导致复合材料的加工性能和力学性能变差，还需与其它聚合物共混来改善复合材料力学性能，且加入炭黑后制品颜色单一，限制了其适用范围。

技术实现思路

[0006]针对以上缺陷，本专利技术解决的技术问题是提供一种本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯。
[0007]本专利技术阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯，其结构式为式Ⅰ所示：
[0008][0009]其中，m为20～200，n为10～100，Me为钠或钾。
[0010]在本专利技术一个实施方式中，所述阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的数均分子量为1.2
×
104～1.9
×
104。
[0011]本专利技术解决的第二个技术问题是提供阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的制备方法。
[0012]本专利技术阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：
[0013]1)将氢化双酚A、碳酸二酯、二羟基苯磺酸盐及催化剂混合，升温进行酯交换反应，同时脱出副产物苯酚；所述酯交换反应的温度为200～240℃，压力为0.04～0.09MPa；
[0014]2)当酯交换率达到90％以上，升高温度在真空低压下缩聚反应，当没有苯酚产生时，反应结束，得到阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯；所述缩聚反应的温度为250～260℃，压力为200～400Pa。
[0015]在本专利技术一个实施方式中，步骤1)中，所述二羟基苯磺酸盐为2,5
‑
二羟基苯磺酸钠、2,5
‑
二羟基苯磺酸钾中的至少一种；碳酸二酯为碳酸二苯酯和碳酸二甲酯中的至少一种；催化剂为乙酰丙酮锂、氯化锂、碳酸铯、甲醇钠、钛酸正丁酯和四乙基氢氧化铵中的至少一种。在一个优选的实施方式中，所述二羟基苯磺酸盐为2,5
‑
二羟基苯磺酸钠；碳酸二酯为碳酸二苯酯；催化剂为氯化锂。
[0016]在本专利技术一个实施方式中，氢化双酚A、二羟基苯磺酸盐、碳酸二酯的摩尔比为0.7～0.9:0.3～0.1:1.01～1.03，催化剂用量为0.03～0.06wt.％。在一个优选的实施方式中，氢化双酚A、二羟基苯磺酸盐、碳酸二酯的摩尔比为0.7:0.3:1.01；催化剂用量为0.05wt.％。
[0017]在本专利技术一个实施方式中，酯交换反应分为两个阶段，第一阶段的温度为200℃，压力为0.04MPa，第二阶段的温度为240℃，压力为0.09MPa。一般情况下，两个阶段的反应时间分别为1h左右，酯交换率可达到90％以上，可以进行步骤2)的缩聚反应。
[0018]在本专利技术一个实施方式中，缩聚反应的温度为260℃，压力为300Pa。
[0019]本专利技术解决的第三个技术问题是提供抗静电本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯。
[0020]本专利技术抗静电本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯，包括抗静电剂、抗滴落剂、抗氧化剂和阻燃PHBPA，所述阻燃PHBPA为本专利技术所述的阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯。
[0021]在本专利技术一个实施方式中，所述抗静电本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯由以下重量百分比的组分组成：抗静电剂2～6％，抗滴落剂0.1～0.5％，抗氧化剂0.4～1％，其余为阻燃PHBPA。
[0022]在一个具体的实施方式中，所述抗静电剂为十二烷基苯磺酸钠，抗滴落剂为聚四氟乙烯粉末，抗氧化剂1包括RIANOX1076和RIANOX168。优选RIANOX1076、RIANOX168按质量比1:1复配。
[0023]本专利技术还提供本专利技术所述抗静电本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的制备方法。
[0024]本专利技术抗静电本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：将粉碎干燥后的阻燃PHBPA与抗静电剂、抗滴落剂、抗氧化剂混匀，熔融挤出，冷却后，得到抗静电本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯。
[0025]在本专利技术的一个实施方式中，熔融挤出的转速为300～400r/min，温度240～280℃。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0027]本专利技术通过熔融共聚的方法将具有高效的相关阻燃结构通过化学反应引入到HBPA
‑
PC基体中，获得阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯，该阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的阻燃效果明显，且不影响材料的物理性能。
[0028]本专利技术将阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯与抗静电剂、抗氧化剂等其他助剂进行共混后熔融挤出，从而得到一种抗静电本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸。该抗静电本征阻燃型氢化双酚A聚碳酸是一种无卤阻燃抗静电PC材料，阻燃效果好，力学性能佳，且易于着色，可配成多种色彩。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例1制备的阻燃PHBPA
‑
1的1H
‑
NMR。
具体实施方式
[0030]本专利技术阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯，其结构式为式Ⅰ所示：
[0031][0032]其中，m为20～200，n为10～100，M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯，其特征在于，其结构式为式Ⅰ所示：其中，m为20～200，n为10～100，Me为钠或钾。2.根据权利要求1所述的阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯，其特征在于：所述阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的数均分子量为1.2
×
104～1.9
×
104。3.权利要求1或2所述的阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将氢化双酚A、碳酸二酯、二羟基苯磺酸盐及催化剂混合，升温进行酯交换反应，同时脱出副产物苯酚；所述酯交换反应的温度为200～240℃，压力为0.04～0.09MPa；2)当酯交换率达到90％以上，升高温度在真空低压下缩聚反应，当没有苯酚产生时，反应结束，得到阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯；所述缩聚反应的温度为250～260℃，压力为200～400Pa。4.根据权利要求3所述的阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述二羟基苯磺酸盐为2,5
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二羟基苯磺酸钠、2,5
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二羟基苯磺酸钾的至少一种；碳酸二酯为碳酸二苯酯和碳酸二甲酯中的至少一种；催化剂为乙酰丙酮锂、氯化锂、碳酸铯、甲醇钠、钛酸正丁酯和四乙基氢氧化铵中的至少一种；优选所述二羟基苯磺酸盐为2,5
‑
二羟基苯磺酸钠；碳酸二酯为碳酸二苯酯；催化剂为氯化锂。5.根据权利要求3所述的阻燃型氢化双酚A聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：氢化双酚A、二羟基苯磺酸盐、碳酸二酯的摩尔比为0.7～0.9:0.3～...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲泽军，吴芳，余大洋，钟家春，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：