一种聚碳酸酯的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种聚碳酸酯的制备工艺，其涉及聚碳酸酯领域，其利用熔融的方式来制备双酚A系列的聚碳酸酯，然后聚合反应过程中通过控制反应温度、压力和催化剂用量及原料添加比例控制链重排等副反应的发生，并促进聚碳酸酯中

【技术实现步骤摘要】
一种聚碳酸酯的制备工艺
本专利技术涉及领域聚碳酸酯领域，更具体地说，它涉及一种聚碳酸酯的制备工艺。
技术介绍
聚碳酸酯被称为“透明金属”，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，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。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。另外，通常的PC在UL94测试中仅属于HB或者V-2等级，所以需要对PC进行阻燃改性，但是将传统的阻燃剂和防滴落剂添加到通常的PC中，会使PC的熔体粘度降低，透明度大幅下降，甚至无法熔融挤出拉条。为此，我司在生产聚碳酸酯的时候，发现了其低剪切区粘度高，可以抑制燃烧时的熔融滴落现象。从而，在不添加阻燃剂情况下，有效地提高PC本身的阻燃等级。而本专利技术正是含有该种分子结构的聚碳酸酯的制备工艺。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚碳酸酯的制备工艺，其能够在生产聚碳酸酯的过程中，产生从而有利于提升聚碳酸酯的阻燃效果。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：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，温度控制在210～290℃，压力控制在10～0.1kPa，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，并利用真空泵对缩聚反应器进行抽真空处理，且缩聚反应器的压力控制在0.1～0.01kPa，温度控制在290～310℃，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，挤出过程添加猝灭剂，挤出之后经过水浴冷却并干燥，之后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为烷基或环烷基，R’和R”为烷基或苯基，所述催化剂为乙酰丙酮基金属配合物、卤化锂、三乙基硼氢化锂和含氮碱性化合物的混合物。通过采用上述技术方案，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。另外，大量的苯酚的产生，还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。并且，通过调控缩聚反应的过程中温度和压力，使得聚碳酸酯内部的分子链在Fries重排反应机理的作用下，发生了重排反应，即两个聚碳酸酯的分子链之间形成共价键，从而得到了特殊分子结构这样再不添加阻燃剂的情况下，也使得成品聚碳酸酯也能够拥有高等级的阻燃性。优选为，为双酚A，为碳酸二苯酯。优选为，碳酸二苯酯和双酚A的摩尔比为1.03～1.08。通过采用上述技术方案，利用熔融的方式来制备双酚A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A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。优选为，所述的乙酰丙酮基金属配合物为La(acac)3，所述的卤化锂为氯化锂，含氮碱性化合物为三乙胺，所述催化剂使用量为每摩尔芳香二羟基化合物10-8～5×10-4。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A和碳酸二苯酯进行酯交换反应。优选为，所述催化剂用苯酚溶解稀释后以溶液的形式加入反应器中。通过采用上述技术方案，这样催化剂能够充分地与反应原料进行混合，从而有利于保证各部分的反应原料均能够拥有相同的反应速率，以便后期能够同时进行出料，并且这样也有利于提高聚碳酸酯的整体性能。优选为，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。优选为，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。优选为，S3中所述猝灭剂包括液体载体和猝灭组分，其中液体载体包含苯酚，猝灭组分包括对甲苯磺酸、亚磷酸二苯酯、磷酸三苯酯中的一种或多种的混合物。优选为，所述猝灭剂以总聚碳酸酯为准还包含1～10ppm的对甲苯磺酸、亚磷酸二苯酯或磷酸三苯酯中的一种或多种的混合物。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、将双酚A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、控制聚合反应合适的温度和压力，催化剂的用量及聚合反应中原料的添加比例等因素达到减少聚碳酸酯中链重排等副反应的发生并促进持殊结构的生成；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为本专利技术聚碳酸酯的制备工艺流程图；图2为特殊结构PC的HNMR谱图；图3为特殊结构PC的HNMR谱图δH＝2.15～2.30(4)处的信号峰放大图。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A和碳酸二苯酯。实施例一：步骤一：将碳酸二苯酯和双酚A以摩尔比为1∶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A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：将混合料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，并加入摩尔比为1∶1.2∶1.4的La(acac)3、氯化锂和三乙胺的混合型催化剂进行酯交换反应，且混合型催化剂与双酚A的摩尔比为1×10-8，待反应中期时加入超支化聚碳酸酯，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，并投入聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷与双酚A的摩尔比为1×10-4，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％，重均分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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，温度控制在210～290℃，压力控制在10～0.1kPa，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，并利用真空泵对缩聚反应器进行抽真空处理，且缩聚反应器的压力控制在0.1～0.01kPa，温度控制在290～310℃，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，挤出过程添加猝灭剂，挤出之后经过水浴冷却并干燥，之后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为烷基或环烷基，R’和R”为烷基或苯基，所述催化剂为乙酰丙酮基金属配合物、卤化锂、三乙基硼氢化锂和含氮碱性化合物的混合物。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A，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A的摩尔比为1.03～1.08。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：施懿军，邱琪浩，王香香，张豪杰，周浩，郭新康，
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