一种自愈合PC材料及其制备方法和其应用技术

本发明专利技术公开了一种自愈合PC材料及其制备方法，其首先制备了聚乙二醇甲基丙烯酸酯封端的PC反应液，然后再在制备过程中引入了光敏单体，经反应得到抗缺口冲击的自愈合PC。本发明专利技术制备的自愈合PC改善了PC材料易产生应力开裂、缺口冲击敏感性高的缺点，悬臂梁缺口冲击强度明显提高，同时还改善了PC容易被刮擦损伤的缺点，其在紫外光下，分子链上的光敏单元可以通过氢键作用，实现PC缺口的自愈合。实现PC缺口的自愈合。

【技术实现步骤摘要】
一种自愈合PC材料及其制备方法和其应用


[0001]本专利技术涉及一种新型抗缺口冲击的自愈合PC材料及其制备方法和其应用，属于高分子材料


技术介绍

[0002]聚碳酸酯(PC)作为一种工程塑料在电子、汽车、建筑等领域的应用非常广泛，PC在本身具有优异的机械及力学性能的同时还具备优异的光学特性。但同时也存在着抗缺口冲击能力弱，抗刮擦能力弱等缺点，使其在光学领域的使用中，表面经常被划伤导致使用效果变差，应用受到限制。
[0003]现有技术通常采取给PC基体覆膜的方法，具体为在PC光学制件表面覆盖一层透明的耐刮擦贴膜，但是由此造成制品生产过程中工序更加繁琐，对覆膜的要求高，成本进一步增加，且覆膜存在年久脱落的风险，同时在覆膜之后导致厚度及表面特性容易发生变化，进而使得透光等光学性能收到不好的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新型自愈合PC材料及其制备方法和其应用，该PC材料抗缺口冲击性好，具有自愈合性，使用寿命长。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种自愈合PC材料，结构式如下：
[0007][0008]其中，—R结构为n优选＝30
‑
50，m优选1
‑
15。
[0009]本专利技术还提供所述自愈合PC的制备方法，包括以下步骤：
[0010]1)将双酚A、碱液以及保险粉混合，得均相水溶液a；
[0011]2)向水溶液a中加入油溶性溶剂后得到油水混合物b；<br/>[0012]3)向混合物b中持续通入光气和碱液进行反应；
[0013]4)加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯、催化剂、任选的单酚，并持续通入碱液，继续反应获得聚乙二醇甲基丙烯酸酯封端的PC反应液；
[0014]5)取反应液油相，经过酸洗、水洗后脱除油溶性溶剂获得聚乙二醇甲基丙烯酸酯封端的PC固体；
[0015]6)将固体粉碎后加入一定量的丙烯酰
‑
N
‑
(2
‑
硝基苄基)甘氨酰胺光敏单体以及引发剂获得混合物c；
[0016]7)混合物c经高温处理，得到抗缺口冲击的自愈合PC。
[0017]进一步地，所述步骤1)中，双酚A在水溶液a中的浓度为10
‑
20wt％；
[0018]所述步骤1)中，碱为NaOH和/或KOH，碱在水溶液a中的浓度为4
‑
7wt％。保险粉在水溶液a中的浓度为0.1wt％
‑
1wt％；优选的，所述保险粉为连二亚硫酸钠。
[0019]优选的，所述步骤1)的反应温度为20
‑
40℃，反应时间10
‑
40min。
[0020]所述步骤2)中，油溶性溶剂可以是氯仿、四氯乙烷、二氯甲烷、氯苯、四氢呋喃、二氧六环、吡啶中的一种或多种，水溶液a与油溶性溶剂的质量比为0.5
‑
1.5，优选为0.9
‑
1.1。
[0021]所述步骤3)中，光气与双酚A的摩尔比为1
‑
2。所述步骤3)中，反应时间为5
‑
10min；
[0022]所述步骤3)中，碱液浓度为5wt％
‑
50wt％，碱可以为NaOH、KOH等强碱，优选为NaOH，反应过程中以1
‑
10g/min的流量通入。
[0023]所述步骤3)中，反应温度为15℃
‑
36℃。
[0024]所述步骤4)中，优选地，催化剂为三乙胺或季铵盐类，例如三甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，更优选使用三乙胺，在步骤(4)反应液中的质量含量为50
‑
500ppm；
[0025]优选地，聚乙二醇甲基丙烯酸酯与双酚A的摩尔比为0.01～0.08；
[0026]优选地，单酚可以是苯酚、对叔丁基苯酚、2
‑
甲氧基苯酚或2
‑
甲氧基
‑4‑
甲基苯酚，优选对叔丁基苯酚，其与双酚A的摩尔比为0～0.08；
[0027]优选地，步骤4)中的碱可以为NaOH、KOH等强碱，优选为NaOH，浓度为5wt％
‑
50wt％，优选为32％，反应过程中以0.1
‑
1g/min的流量通入；
[0028]优选地，步骤4)的反应温度为25℃
‑
36℃；反应时间为5
‑
40min。
[0029]所述步骤5)中，酸洗使用的酸可以为盐酸、硫酸、硝酸等强酸类物质，优选为盐酸，浓度可以是0.5wt％
‑
10wt％，优选为1wt％；
[0030]步骤5)所得到的固体产物中催化剂含量低于0.3ppm，氯离子含量低于10ppm，油溶性溶剂含量低于100ppm。
[0031]优选地，所述步骤6)中，丙烯酰
‑
N
‑
(2
‑
硝基苄基)甘氨酰胺光敏单体的加入量是PC固体质量的3wt％
‑
20wt％；
[0032]优选地，所述丙烯酰
‑
N
‑
(2
‑
硝基苄基)甘氨酰胺光敏单体的结构式为：
[0033][0034]所述丙烯酰
‑
N
‑
(2
‑
硝基苄基)甘氨酰胺光敏单体采用专利CN112552204A中记载的
方法制备。
[0035]优选地，引发剂可以为偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈(ABVN)等偶氮类引发剂，或过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮等有机过氧化物类引发剂，优选AIBN作为引发剂，用量为丙烯酰
‑
N
‑
(2
‑
硝基苄基)甘氨酰胺光敏单体的质量0.5％～3％。
[0036]所述步骤7)中，优选地，将混合物c加入高温模具中进行处理，处理温度为250℃
‑
350℃，保温时间为10min
‑
120min。
[0037]本专利技术还提供所述新型抗缺口冲击的自愈合PC在防晒材料中的应用。
[0038]本专利技术与现有技术相比，具有以下优势：
[0039]1)制备了一种新型抗缺口冲击的自愈合PC材料，通过使用聚乙二醇甲基丙烯酸酯作为交联剂，使聚乙二醇甲基丙烯酸酯依靠羟基在聚合过程中与光气发生缩聚反应，依靠碳碳双键在加工过程中发生自由基聚合反应，使在不影响PC加工性能的条件下交联使得悬臂梁缺口冲击强度提高至20～60kJ/m2，同时获得更强的抗缺口冲击性能。
[0040]2)该材料中由于丙烯酰
‑
N
‑
(2
‑
硝基苄基)甘氨酰胺光敏单体的加入使其在PC制品表面划伤后，通过光照等处理方法能使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自愈合PC材料，其特征在于，结构式如下：其中，R结构为n＝30
‑
50，m为1
‑
15。2.根据权利要求1所述的自愈合PC的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将双酚A、碱液以及保险粉混合，得均相水溶液a；2)向水溶液a中加入油溶性溶剂后得到油水混合物b；3)向混合物b中持续通入光气和碱液进行反应；4)加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯、催化剂、任选的单酚，并持续通入碱液，继续反应获得聚乙二醇甲基丙烯酸酯封端的PC反应液；5)取反应液油相，经过酸洗、水洗后脱除油溶性溶剂获得聚乙二醇甲基丙烯酸酯封端的PC固体；6)将固体粉碎后加入一定量的丙烯酰
‑
N
‑
(2
‑
硝基苄基)甘氨酰胺光敏单体以及引发剂获得混合物c；7)混合物c经高温处理，得到抗缺口冲击的自愈合PC。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，双酚A在水溶液a中的浓度为10
‑
20wt％；优选地，所述步骤1)中，碱为NaOH和/或KOH，碱在水溶液a中的浓度为4
‑
7wt％；优选的，所述保险粉为连二亚硫酸钠，保险粉在水溶液a中的浓度为0.1wt％
‑
1wt％；优选地，所述步骤1)的反应温度为20
‑
40℃，反应时间10
‑
40min。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，油溶性溶剂为氯仿、四氯乙烷、二氯甲烷、氯苯、四氢呋喃、二氧六环、吡啶中的一种或多种；优选地，水溶液a与油溶性溶剂的质量比为0.5
‑
1.5，优选为0.9
‑
1.1。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，光气与双酚A的摩尔比为1
‑
2；优选地，所述步骤3)中，反应时间为5
‑
10min；反应温度为15℃
‑
36℃；优选地，所述步骤3)中，碱液浓度为5wt％
‑
50wt％，碱为NaOH或KOH反应过程中以1
‑
10g/min的流量通入。
6.根据权利要求2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，周波，许钦一，刘宏晓，吴雪峰，张宏科，
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：