一种聚碳酸酯的制备工艺制造技术

一种聚碳酸酯的制备工艺，包括以下步骤：S1、将

Process for preparing polycarbonate

The preparation process of polycarbonate comprises the following steps: S1 and

【技术实现步骤摘要】
一种聚碳酸酯的制备工艺
本专利技术涉及化工生产领域，特别涉及一种聚碳酸酯的制备工艺。
技术介绍
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，由于其结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。同时，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。尤其是双酚A型的聚碳酸酯，其具有较好的机械强度、优异的耐热性能和耐冲击强度高等优点，并且其制备工艺也较为成熟，所以被应用于众多领域。例如将其应用在有机光导体中，但由于其只溶于卤代烷，在使用中涂膜时会在膜中残留少量卤代烷，在光导体使用时会由于卤代烷发生光化学作用生成氯自由基使传输材料离解，加速光导体的老化，缩短光导体的使用寿命。而双酚Z型聚碳酸酯具有一般双酚A型聚碳酸酯的优点，并且其可以溶于芳烃，能够有效避免双酚A型聚碳酸酯的上述缺点，从而可以有效地降低残余电位和暗衰率，提高光导体应用性能。而现有技术双酚Z型聚碳酸酯只要是以三光气和双酚Z来作为原料进行生产的，例如申请号为200610130498的中国专利《一种双酚Z型聚碳酸酯的合成方法》公开了一种双酚Z型聚碳酸酯的合成方法，其将双酚Z溶于质量浓度为3％的氢氧化钠水溶液中，在-10～10℃下加入与双酚Z摩尔比为0.33～0.67的三光气卤代烷溶液，再加入与双酚Z摩尔比为5％～15％的四丁基溴化铵和三乙胺后，于20～40℃进行液-液两相缩聚2～3小时。反应结束后，直接用去离子水反复洗涤，直至水相中不含氯离子，加入甲醇搅拌，分离出沉淀得到双酚Z型聚碳酸酯。虽然，该合成方法的原料易得，反应温度低，产品质量好，热稳定性佳，便于实现工业化生产。制得的产品粘均分子量范围为3×104～14×104，产品收率以双酚Z计可达90％。但是，在整个制备的过程中，需要大量的碱和卤代烷来作为有溶剂，这样生产过程中也容易造成大量的资源浪费和环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚碳酸酯的制备工艺，其不仅能够减少资源的浪费和环境的污染，而且操作步骤也得到了简化。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种聚碳酸酯的制备工艺，包括以下步骤：S1、将分别进行熔融，加入到酯交换反应器中，并加入催化剂进行酯交换反应，得到低聚物；S2、将S1中的所得到低聚物加入到缩聚反应器中进行缩聚反应，得到缩聚产物；S3、将S2中的缩聚产物加入到挤出机中被挤出，挤出之后经过水浴冷却并干燥，被输送至造粒机中进行剪切造粒，制得成品的聚碳酸酯颗粒；其中R为环烷基，R’和R”为烷基或苯基。作为优选，为双酚Z，为碳酸二苯酯。作为优选，碳酸二苯酯和双酚Z的摩尔比为1.03～1.05。通过采用上述技术方案，利用熔融的方式来制备双酚Z系列的聚碳酸酯，这样省去大量溶剂的使用，从而既有利于节省资源，又不容易对环境造成过大的污染。并且，碳酸二苯酯加入的量与双酚Z相比过量，这样在酯交换的过程中所得到的预聚物分子两端均为有较强活性的酯基，从而有利于保证预聚物分子的活性，这样待预聚物被送入到缩聚反应器后，就能够快速地进行缩聚反应，从而大大提高了聚碳酸酯的生产效率。作为优选，所述催化剂为卤代锂和三乙基硼氢化锂中的混合物。作为优选，所述卤代铝锂为氯化锂。通过采用上述技术方案，三乙基硼氯化锂相比于其母体四氢硼锂具有更强的选择还原性，其能够高效地将碳酸二苯酯中的酯基还原成羟基。而氯化锂作为催化剂的一部分能够提高新的酯化反应的进行。从而在氯化锂和三乙基硼氯化锂的共同作用下，可以大大提高双酚Z和碳酸二苯酯进行酯交换反应。作为优选，S2中缩聚反应进行时，真空泵对缩聚反应器进行抽真空处理，缩聚反应器的压力在0.1～0.01kPa，温度为290～310℃。通过采用上述技术方案，由于聚碳酸酯生产的过程中会产生大量的苯酚，其会影响聚碳酸酯的收率，因而真空泵将缩聚反应器抽成真空状态，这样能够快速地除去苯酚。作为优选，S2中缩聚反应过程，向缩聚反应器中加入消泡剂。通过采用上述技术方案，由于苯酚从原料挥发出来的过程主要是以鼓泡的方式进行的，而在缩聚反应的过程中，原料的粘度有比较的大，气泡很难发生破裂，从而就会影响聚碳酸酯最终的产品质量。因此，消泡剂的加入能够快速地消除缩聚反应过程中的气泡，从而有利于容易提高苯酚的去除率。作为优选，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。通过采用上述技术，聚二甲基硅氧烷不仅具有普通消泡剂的效果，能够快速地使气泡发生破裂。同时，在缩聚反应的过程中还能够与聚碳酸酯形成少量的共聚物，这样在聚碳酸酯分子链中则引入了硅氧基团，从而大大提高了聚碳酸酯的硬度及耐擦伤性。作为优选，S1中酯交换反应过程中，酯交换反应器的温度在210～280℃，压力在10～0.1kPa。为获得高分子量的聚碳酸酯，必须不间断并尽可能多地从反应物系中移出反应生成的低分子产物苯酚或碳酸二苯酯。而酯交换反应器在工作状态下处于较大的真空状态，这样也就更容易使低分子产物苯酚或碳酸二苯酯从原料体系中挥发出来，之后则能够很方便地被抽离。作为优选，S1中酯交换反应的中期，向酯交换反应器中加入无卤超支化聚合物。通过采用上述技术方案，这样聚碳酸酯的分子就会引入无卤超支化聚合物，通过将无卤超支化聚合物作为聚丙烯的流动改性剂，在不改变聚丙烯树脂的分子量及分子量分布的情况下，可以提高聚丙烯的流动性，提高制品外观，降低能耗，降低生产成本。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、将双酚Z和碳酸二苯酯在熔融状态下进行酯交换反应和缩聚反应制成聚碳酸酯，省去了溶剂的投入，既节省了资源又能够减小对环境的污染；2、利用在聚碳酸酯的缩聚过程中加入超支化聚合物，这样在保证聚碳酸酯力学性能的前提下，又能够提高聚碳酸酯的流动性能；3、在缩聚的过程中，向缩聚反应器中加入消泡剂，这样能够加快气泡的破裂，从而有利于真空泵将反应过程中产生的小分子苯酚或碳酸二苯酯，从而有利于获得高分子量的聚碳酸酯。附图说明图1是聚碳酸酯的制备工艺流程图；图2是超支化聚合物的制备流程图。具体实施方式以下结合附图1对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术是以为原料，在熔融的状态下发生酯交换反应，然后再进行缩聚反应制成聚碳酸酯。其中R为环烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基、环戌基等，而R’和R”为烷基或苯基，例如甲基、乙基、丙基以及苯基。此处，分别为双酚Z和碳酸二苯酯。实施例一、步骤一：将碳酸二苯酯和双酚Z以摩尔比为1.03，分别投入到两个熔融罐内进行升温完全熔融；步骤二：将碳酸二苯酯和双酚Z的熔融体输送至同一混合料罐内进行搅拌混合，搅拌的转速为800rpm，搅拌的时间为10min；步骤三：将混合罐中的混合物一次输送至带分离塔和真空泵的酯交换反应器中，并加入催化剂进行酯交换反应，待反应中期时加入超支化聚合物，反应总时长为1小时，得到预聚反应物，其中酯交换反应过程中的温度为210℃，压力为10kPa；步骤四：将预聚反应物输送至带冷凝器和真空泵的缩聚反应器中，并投入消泡剂，进行缩聚反应，反应总时长为2小时，得到半成品聚碳酸酯，缩聚反应器的温度为290℃，压力在0.1kPa，聚碳酸酯的收率为95.2％，重均分子量Mw为21000。步骤五：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚碳酸酯的制备工艺，包括以下步骤：S1、将

【技术特征摘要】
1.一种聚碳酸酯的制备工艺，包括以下步骤：S1、将分别进行熔融，加入到酯交换反应器中，并加入催化剂进行酯交换反应，得到低聚物；S2、将S1中的所得到低聚物加入到缩聚反应器中进行缩聚反应，得到缩聚产物；S3、将S2中的缩聚产物加入到挤出机中被挤出，挤出之后经过水浴冷却并干燥，被输送至造粒机中进行剪切造粒，制得成品的聚碳酸酯颗粒；其中R为环烷基，R’和R”为烷基或苯基。2.根据权利要求1所示的一种聚碳酸酯的制备工艺，其特征在于：为双酚Z，为碳酸二苯酯。3.根据权利要求2所述的一种聚碳酸酯的制备工艺，其特征在于：碳酸二苯酯和双酚Z的摩尔比为1.03～1.05。4.根据权利要求1所示的一种聚碳酸酯的制备工艺，其特征在于：所述催化剂为卤代锂和三乙基硼氢化锂中的混合物。5.根据权利要求4所述的一种聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：施懿军，邱琪浩，周志峰，周浩，张豪杰，何燕峰，王晨晔，倪安新，
申请(专利权)人：宁波浙铁大风化工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33