一种耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯及其制备方法和用途，所述无规共聚聚碳酸酯由聚碳酸酯嵌段和聚硅氧烷嵌段组成。本发明专利技术无规共聚聚碳酸酯综合性能优良，具有优异的耐低温性和力学性能，特别是抗冲击强度高，尤其是具有较好的低温抗冲击强度，且同时加工性能良好，具有实际应用价值。

Low temperature resistant non transparent high impact random copolymer polycarbonate and preparation method and application thereof

The invention discloses a low temperature, non transparent, high impact, random copolymer polycarbonate, a preparation method and an application thereof, wherein the random copolymerized polycarbonate is composed of a polycarbonate block and a polysiloxane block. The present invention has no comprehensive performance of polycarbonate copolymer excellent, excellent low temperature resistance and mechanical properties, especially high impact strength, especially has good low-temperature impact strength and good processability, has practical application value.

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯及其制备方法和用途
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯，且还涉及制备所述耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯的方法及所述所述耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯的用途。
技术介绍
聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物以及以其为基质而制得的各种材料的总称。根据酯基结构的不同，其可分为脂肪族、脂环族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型，其中脂肪族聚碳酸酯具有熔点低、溶解度大、热稳定性差、力学强度不高等缺点，从而无法作为工程塑料使用；脂环族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯由于结晶的趋势过大、性脆且力学强度不高以致其无法得到广泛应用；从原材料成本、制品性能、成型加工条件等多方面来综合考虑，仅有芳香族聚碳酸酯才具有工业应用价值，尤其以双酚A型聚碳酸酯最为重要。一般在没有特别加以说明的情况下，通常所说的聚碳酸酯均是指双酚A型聚碳酸酯及其改性品种。双酚A型聚碳酸酯是一种现在尚处于生命发展期的无定形透明的热塑性工程塑料，综合性能优良，具有较高的玻璃化温度、热变形温度、较宽的使用温度范围吸水率低、制品尺寸、较高的抗冲击强度、较优的力学强度和电绝缘性等优点，是其他通用工程塑料无法达到的。然而，由于分子链的高刚性和大的空间位阻，双酚A型聚碳酸酯具有较高的熔体粘度，加工困难，难于制作大型制品、易发生应力开裂，且耐溶剂性、耐磨损性较差，高温起泡。因此，近年来，聚碳酸酯研究者和制造商一直致力于对聚碳酸酯进行改性。CN103958573B公布了聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物及其制造方法，所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含特定结构的羟基封端的硅氧烷和聚碳酸酯嵌段作为重复单元，其中羟基封端的硅氧烷的数均分子量为2500-15000，且聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的粘均分子量为15000-25000。CN103534297A公布了一种硅酮碳酸酯弹性体共聚物，其通过以下物质反应制备：50至90wt％的至少一种双官能酚封端的聚二有机硅氧烷，具有5至50个有机硅氧烷重复单元，10至50wt％的至少一种含有6至36个碳原子的双酚，以及碳酸酯前体；其中，如通过13CNMR所确定的，小于20％的由所述碳酸酯前体形成的碳酸酯连接键位于酚封端的聚二有机硅氧烷之间；以及其中，如通过ASTMD638-03所测量的，所述嵌段共聚物在屈服之前具有至少30％的伸长度。该硅酮碳酸酯弹性体共聚物在屈服前具有高伸长度，透明且具有弹性体性质。聚硅氧烷是一类以重复的Si-O键为主链且硅原子上直接连接有有机基团的聚合物。由于聚硅氧烷的主链中的Si-O键的键能远高于C-C键的键能，因此其具有良好的热稳定性。此外，Si原子和O原子的电负性差异大，故而Si-O键的极性大，对所连接的烃基起到屏蔽作用，提高氧化稳定性。同时，聚硅氧烷耐高温、耐低温、耐候性优异；分子链柔性高、低表面张力和低表面能，可以有效改善聚合物链段运动能力；且易加工。综上，聚硅氧烷的这些优点恰好弥补了聚碳酸酯的缺点。然而，目前大部分制备聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的方法较为复杂，通常是先制备聚碳酸酯低聚物，随后将其与聚硅氧烷聚合，对反应控制要求比较严苛，工艺过程耗时长。此外，有些方法制备的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的综合性能无法到达要求，特别是低温抗冲击强度，以致于产物无法满足实际应用。因此，需要开发出一种综合性能优良，特别是具有较高的抗低温冲击强度且制备工艺简单的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中的上述问题，提供一种综合性能优异的无规共聚聚碳酸酯，其具有优异的耐低温性，且抗冲击强度高。同时还提供一种制备上述无规共聚聚碳酸酯的方法，过程简单易控且所制备的产物性质稳定。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯，其特征在于，所述无规共聚聚碳酸酯包含以下两种嵌段：(1)下式(Ⅰ)的聚碳酸酯嵌段，和(2)下式(Ⅱ)的聚硅氧烷嵌段，其中，m为90至200之间的整数，优选150至200之间的整数；n为10至70之间的整数，优选50至60之间的整数；p为40至50之间的整数，优选45至50之间的整数，且所述无规共聚聚碳酸酯中结构(I)的聚碳酸酯嵌段的重量百分比为80-90％，结构(Ⅱ)的聚硅氧烷嵌段的重量百分比为10-20％。本专利技术的无规共聚聚碳酸酯具有特别优异的耐低温性和抗冲击强度，特别是低温冲击强度，且同时综合性能优良，能够满足实际应用。优选地，在上述无规共聚聚碳酸酯中，所述无规共聚聚碳酸酯中结构(Ⅱ)的聚硅氧烷嵌段的重量百分比为15-20％。优选地，在上述无规共聚聚碳酸酯中，所述无规共聚聚碳酸酯中结构(I)的聚碳酸酯嵌段与结构(Ⅱ)的聚硅氧烷嵌段的重量比为(80-85)：(15-20)。如果共聚物中的聚硅氧烷嵌段的相对量太少，会损害低温抗冲击强度；而如果聚硅氧烷嵌段的相对量太多，则会损害共聚物的其他性能如热稳定性并且还会使成本增加。优选地，在上述无规共聚聚碳酸酯中，所述无规共聚聚碳酸酯的重均分子量为30000-70000，且多分散性指数为1.1-1.9。如果所述无规共聚聚碳酸酯的重均分子量过小，则其机械性能会显著降低；如果如果所述无规共聚聚碳酸酯的重均分子量过大，则其将难以加工，即无法进行应用。同时所述无规共聚聚碳酸酯的多分散性指数如果过大，则由于不利于其性能。更优选地，在上述无规共聚聚碳酸酯中，所述无规共聚聚碳酸酯的重均分子量为40000-60000，最优选40000-50000，且多分散性指数为1.2-1.5。优选地，在上述无规共聚聚碳酸酯中，所述无规共聚聚碳酸酯在-50℃下的悬臂梁缺口冲击强度为≥550J/m2，其是根据ASTMD256-1997规定的塑料的悬臂梁冲击性能检测的标准试验方法进行测定所得的值。优选地，在上述无规共聚聚碳酸酯中，所述无规共聚聚碳酸酯的延展性/脆性转变温度为-20至-60℃。在本专利技术中，所述延展性/脆性转变温度是指样品在悬臂梁缺口冲击性能试验中从100％延展性转变至100％脆性情况下的温度。本专利技术制备的无规共聚聚碳酸酯由于在主链中含有丁香酚封端的聚硅氧烷结构而具有优异的机械性能，扩大了其应用范围。此外，本专利技术还提供了一种制备上述无规共聚聚碳酸酯的方法，其包括以下步骤：(1)配制水相：将双酚A、碱金属氢氧化物、水按1:(3.0-4.5):(100-150)的摩尔比混合，在双酚A完全溶解后，加入催化剂，构成水相；(2)配制油相：将光气与惰性有机溶剂按1:(35-60)的重量比混合，构成油相；(3)进行聚合反应：在500-1000rpm的搅拌速率下将油相和丁香酚封端的聚硅氧烷滴加入至水相中以进行聚合反应，同时用碱金属氢氧化物水溶液将反应体系的pH保持在11-12，并将反应体系的温度保持在35-50℃，反应2-4小时后，得到无规共聚聚碳酸酯乳液；(4)后处理：将步骤(3)制备的无规共聚聚碳酸酯乳液进行纯化并脱除有机溶剂，即可得到产物，其中，在步骤(3)中，所添加的光气与双酚A摩尔比为(1.3-1.4):1，所述丁香酚封端的聚硅氧烷与双酚A的重量比为1：(4-9)，且所述丁香酚封端的聚硅氧烷的重均分子量为3500-4200，多分散性指数小于3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯，其特征在于，所述无规共聚聚碳酸酯包含以下两种嵌段：(1)下式(Ⅰ)的聚碳酸酯嵌段，和

【技术特征摘要】
1.一种耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯，其特征在于，所述无规共聚聚碳酸酯包含以下两种嵌段：(1)下式(Ⅰ)的聚碳酸酯嵌段，和(2)下式(Ⅱ)的聚硅氧烷嵌段，其中，m为90至200之间的整数，优选150至200之间的整数；n为10至70之间的整数，优选50至60之间的整数；p为40至50之间的整数，优选45至50之间的整数，且所述无规共聚聚碳酸酯中结构(I)的聚碳酸酯嵌段的重量百分比为80-90％，结构(Ⅱ)的聚硅氧烷嵌段的重量百分比为10-20％。2.根据权利要求1所述的无规共聚聚碳酸酯，其特征在于，所述无规共聚聚碳酸酯中结构(Ⅱ)的聚硅氧烷嵌段的重量百分比为15-20％。3.根据权利要求1所述的无规共聚聚碳酸酯，其特征在于，所述无规共聚聚碳酸酯中结构(I)的聚碳酸酯嵌段与结构(Ⅱ)的聚硅氧烷嵌段的重量比为(80-85)：(15-20)。4.根据权利要求1所述的无规共聚聚碳酸酯，其特征在于，所述无规共聚聚碳酸酯的重均分子量为30000-70000，且多分散性指数为1.1-1.9。5.根据权利要求1所述的无规共聚聚碳酸酯，其特征在于，所述无规共聚聚碳酸酯的延展性/脆性转变温度为为-20至-60℃。。6.根据权利要求1所述的无规共聚聚碳酸酯，其特征在于，所述无规共聚聚碳酸酯在-50℃下的悬臂梁缺口冲击强度为≥550J/m2，其是根据ASTMD...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛建芳，郑文亮，温炳章，
申请(专利权)人：中山市通彩化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44