【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料，涉及一种共聚碳酸酯及其制备方法，具体涉及分子链中含有poss结构的新型共聚物及其制备方法。
技术介绍
1、聚碳酸酯(pc)是分子链中含有碳酸酯键的高分子聚合物，可以分为脂肪族、脂环族、脂肪-芳香族以及芳香族聚碳酸酯，其中芳香族聚碳酸酯具有优异的的力学性能，耐热性能、冲击韧性、电绝缘性和透光性，耐蠕变和吸水率低、尺寸稳定性好，介电性能优良等，可以作为一种热塑性工程塑料，广泛的应用于汽车、电子设备，建筑、办公用品、光盘、运动器材、医疗保健、计算机、航空航天等领域。然而，普通pc也存在一定的缺陷，例如本征阻燃性能相对较差(3mmv2)，耐溶剂性能较差，触碰溶剂后易出现应力开裂，低温下的冲击性能较差，限制了在低温场所的应用等，为了拓宽其应用领域，需对其进行改性。
2、笼型聚倍半硅氧烷(poss)是由美国空军研究实验室首先开发研制出来，是一种具有相当对称性的纳米结构，是由三维si-o短链形成的无机骨架(内核)和完全覆盖它的有机取代基(外壳)组成，有机取代基使得poss分子具有良好的反应性，与有机聚合物有较好的相容性。此外无机si8o12内核赋予poss分子很好的稳定性，在酸、水气和空气环境中也能够稳定存在。它具有无机材料热氧化稳定性高和优异的力学性能，同时兼顾有机材料的易加工、韧性好和密度低等特点。poss本身是一种纳米尺寸的化合物，因此，它具有的小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应使其表现出特殊的热学、光学、磁学和声学性质，将poss引入聚合物体系必然有效改善聚合物的性能。同时，
3、专利cn109943052a公开了一种poss改性的热稳定阻燃聚碳酸酯及其制备方法，将羧基官能化的poss加入到熔融状态的聚碳酸酯中，混合预设时间，得到熔融混合后的混合物，将熔融混合后的混合物投入到双螺杆挤出机中，在氮气保护下熔融混合反应预设时间，经挤出、拉条、切粒、干燥，制得poss改性的聚碳酸酯，仅改善了材料的热稳定性能，未提及材料的耐化学性能和低温抗冲击性能；专利cn114196187公开一种石墨烯接枝poss协同阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法，通过物理共混方式改善聚碳酸酯性能，石墨烯接枝poss作为阻燃剂，其制备过程非常繁琐，首先通过硅氢键封端双层倍半硅氧烷ddsq两端的硅氢键分别与对氯甲基苯乙烯的烯基键发生硅氢加成反应，制备得到氯芳基封端poss，实现poss的氯芳基修饰；然后通过对氯甲基苯甲酰氯的酰氯键与氧化石墨烯上的羟基基团发生反应，实现石墨烯的氯甲基芳基酰化修饰；之后通过石墨烯上的氯官能团与乙酰乙酰乙酯上的活泼亚甲基的一个活泼氢基团发生亲核取代的烷基化反应，得到β-二酮基修饰的石墨烯；最后通过石墨烯上β-二酮基的活泼亚甲基的一个活泼氢基团与poss上的氯芳基再次发生亲核取代的烷基化反应，实现poss与石墨烯的接枝，从而制备得到石墨烯接枝poss阻燃剂；专利cn115991930a公开一种聚碳酸酯复合材料其制备方法，将含氟笼型倍半硅氧烷阻燃剂(siof-poss)中接枝氟硅烷上的全氟烷基的“趋表”效应，使阻燃剂分子在聚碳酸酯材料表面富集，能固定住氧化的有机炭黑形成一层致密的耐火硅炭组隔层并对聚碳酸酯材料提供支撑，防止聚碳酸酯材料薄壁制件被烧穿。进一步配合溴系阻燃剂的加入，推迟了聚碳酸酯材料点燃时间的同时，降低了材料的最大热释放速率。此外在溴系阻燃剂、siof-poss以及抗滴落剂复配后对聚碳酸酯材料进行改性，得到的复合材料能同时满足ul94标准1.0mmv0和2.0mm5va的阻燃等级，但是物理共混方式，材料相容性有待于进一步提升。
4、综上，目前poss对聚碳酸酯的改性均采用的物理共混的方法，对材料性能的提升有限，需要开发一种化学共聚改性的方法，提高聚碳酸酯树脂的阻燃性能、耐化学性、抗冲击性能等，拓宽poss基聚碳酸酯材料的应用领域。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种共聚碳酸酯，提高聚碳酸酯的阻燃性能、耐化学性能、低温抗冲击性能等，这种共聚碳酸酯中包含以下结构：
2、(1)下式(ⅰ)的聚碳酸酯链段
3、
4、(2)下式(ⅱ)的poss结构
5、
6、
7、其中，式(ⅱ)中，r1～r8独立地选自羟基或碳酸酯键，且至少有一个为碳酸酯基团
8、可选地，下式(ⅲ)聚硅氧烷链段，
9、
10、式(ⅲ)中，p选自20～60的整数，优选为35～50的整数；
11、优选地，所述共聚碳酸酯的重均分子量为20000～55000g/mol，优选为25000～35000g/mol。
12、所述共聚碳酸酯结构中，结构(i)的聚碳酸酯链段的重量百分比为80～99％，优选85％～95％，结构(ⅱ)的poss链段的重量百分比为1-10％，优选为1％～6％；结构(ⅲ)所示链段的重量百分比为0-10％，优选为5％～10％。
13、本专利技术的目的之二是提供一种界面光气法工艺制备分子链中含有poss结构的聚碳酸酯共聚物的方法，其包括以下步骤：
14、(1)配制水相：将双酚a、丁香酚改性的poss、封端剂、碱金属氢氧化物、水混合，在双酚a完全溶解后，加入催化剂，构成水相；
15、(2)配制油相：在一个混合器中将液态光气与惰性有机溶剂混合，配置光气溶液，同时，在另一个混合器中将任选的聚有机硅氧烷二醇与惰性有机溶剂混合，配置共聚单体溶液；
16、(3)聚合反应：将配好的光气溶液和任选的共聚单体溶液滴加至水相中以进行聚合反应，得到聚碳酸酯共聚物乳液；
17、(4)后处理：将步骤(3)制备的聚碳酸酯共聚物乳液进行纯化并脱除有机溶剂，即可得到产物。
18、所述步骤(1)中，所述封端剂选自苯酚、对甲基苯酚、对异丙基苯酚、对叔丁基苯酚中的一种或多种，优选为对叔丁基苯酚。
19、所述碱金属氢氧化物选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铯中的一种或多种，优选为氢氧化钠。
20、优选地，所述双酚a：封端剂：碱金属氢氧化物：水的摩尔比为1:(0.01～0.03):(2.0-3.0):(25-50)。
21、所述双酚a与丁香酚改性poss质量比为0.01～0.14。
22、所述催化剂选自三乙胺、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵中的一种或多种，
23、优选为三乙胺。
24、所述催化剂与双酚a的摩尔比为0.0001-0.006:1；优选为0.001～0.005:1。
25、所述惰性有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷中的一种或多种，优选为二氯甲烷；
26、所述丁香酚改性poss的结构式如下式(ⅳ)所示，
27、
28、所述式(ⅳ)所示的丁香酚改性poss通过二甲基硅氧烷-笼形聚倍本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种共聚碳酸酯，所述共聚碳酸酯中包含以下结构：
2.如权利要求1所述的共聚碳酸酯，其特征在于，所述共聚碳酸酯的重均分子量为20000～55000g/mol，优选为25000～35000g/mol；和/或，结构(I)的聚碳酸酯链段的重量百分比为80～99％，优选85％～95％，结构(Ⅱ)的POSS链段的重量百分比为1-10％，优选为1％～6％；结构(Ⅲ)所示链段的重量百分比为0-10％，优选为5％～10％。
3.如权利要求1或2所述的共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述丁香酚改性POSS的结构式如下式Ⅳ所示，
5.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述封端剂选自苯酚、对甲基苯酚、对异丙基苯酚、对叔丁基苯酚中的一种或多种，优选为对叔丁基苯酚；和/或，所述碱金属氢氧化物选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铯中的一种或多种，优选为氢氧化钠。
6.如权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述双酚A：封端剂：碱金属氢氧化物：水
7.如权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，聚有机硅氧烷二醇单体的结构式如式(Ⅴ)所示，
8.如权利要求3-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述水相中双酚A与光气的摩尔比为1.01～1.3，优选为1.1～1.15。
9.如权利要求3-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应时间为2-4h，反应温度为30～35℃；所述反应体系的pH保持为11～12，优选为11.5～11.7。
...【技术特征摘要】
1.一种共聚碳酸酯，所述共聚碳酸酯中包含以下结构：
2.如权利要求1所述的共聚碳酸酯，其特征在于，所述共聚碳酸酯的重均分子量为20000～55000g/mol，优选为25000～35000g/mol；和/或，结构(i)的聚碳酸酯链段的重量百分比为80～99％，优选85％～95％，结构(ⅱ)的poss链段的重量百分比为1-10％，优选为1％～6％；结构(ⅲ)所示链段的重量百分比为0-10％，优选为5％～10％。
3.如权利要求1或2所述的共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述丁香酚改性poss的结构式如下式ⅳ所示，
5.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述封端剂选自苯酚、对甲基苯酚、对异丙基苯酚、对叔丁基苯酚中的一种或多种，优选为对叔丁基苯酚；和/或，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗春萌，张红，张振威，王文博，
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：
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