一种安防用聚碳酸酯材料及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种安防用聚碳酸酯材料及其生产工艺在本发明的分别通过先制备第一预聚体、第二预聚体、第三预聚体，通过第一预聚体、第二预聚体、第三预聚体再次聚合得到及时在长时间暴露在外界条件下，仍然具有较好的阻燃性和物理强度的特性。
【专利说明】
一种安防用聚碳酸酯材料及其生产工艺
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及材料领域，更具体的说是涉及一种安防用聚碳酸酯材料及其生产工 〇
【背景技术】
[0003] 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，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。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为 五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI 级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯 的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。但是 聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。
[0004] 但是，在安防领域中，安防设备需要长时间暴露在自然条件下，此时，现有技术中 的聚碳酸酯，在长时间暴露后，往往会失去其阻燃性、冲击强度高等特点，应用于安防领域 的材料本身就需要就有长时间暴露在外界具有稳定性质的要求。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种安防用聚碳酸酯材料及其 生产工艺。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案： 一种安防用聚碳酸酯材料，其特征在于:包括下列摩尔份的组成构成： 双酚A 100份 4,4'_二羟基二苯砜 10份 氢化双酚A 10份 1,3-二羟基丙酮 10份 二乙二醇 5份 2，5_二羟基甲苯 7份 3,6-二羟基邻苯二甲腈 5份 1，3-二羟基丙烷 8份 2，5-二溴-3，6-二羟对苯醌 6份 碳酸二苯酯 110份 碳酸二乙酯 20份 烯丙基二甘醇二碳酸酯 1〇份 4,4'_二甲基联苯甲酰 10份 3,5-二溴-4-羟基苯甲醛 5份。
[0007] 一种安防用聚碳酸酯的生产工艺， 步骤一:第一预聚体合成，将摩尔份为50份双酚A、50份碳酸二苯酯，加入催化剂，在压 力为3000Pa的负压条件下，加热至180°C，反应时间为3~6小时，得到第一预聚体； 步骤二:第二预聚体合成，将摩尔份数为30份双酸A、10份4，4 二羟基二苯砜、 10份氢化双酚A、7份2,5_二羟基甲苯、5份3,6_二羟基邻苯二甲腈、40份碳酸二苯酯、20 份碳酸二乙酯，在压力为3000Pa的负压条件下，升温至200°C，反应3~5个小时，得到第二预 聚体； 步骤三：第三预聚体合成，将摩尔份数为20份双酚A、8份1，3-二羟基丙烷、6份2，5-二 溴-3，6_二羟对苯醌、20份碳酸二苯酯、10份4,4'_二甲基联苯甲酰，在3000Pa的负压条件 下，在180摄氏度条件下，反应3~5小时，得到第三预聚体； 步骤四：将第一预聚体、第二预聚体、第三预聚体混合，加入10份1，3_二羟基丙酮、5份 二乙二醇、10份烯丙基二甘醇二碳酸酯，在真空度130Pa条件下，升温至300°C，反应时间为3 ~5小时； 步骤五:加入3，5-二溴-4-羟基苯甲醛保持温度在300 °C条件下，2~3小时； 步骤六:对熔融物料进行造粒。
[0008] 作为本发明的进一步改进:还包括有步骤七:将颗粒浸泡在10%的盐酸溶液中，将 浸泡过后的颗粒用蒸馏水冲洗之后干燥包装。
[0009] 作为本发明的进一步改进:所述步骤一、步骤二、步骤三中的催化剂为苯甲酸钠、 醋酸锂、醋酸铬、醋酸钴、四硼酸钠中至少一种。
[0010]作为本发明的进一步改进:所述步骤五:在保持300Γ2~3小时过程中通入惰性气 体。
[0011] 在本发明的分别通过先制备第一预聚体、第二预聚体、第三预聚体，通过第一预聚 体、第二预聚体、第三预聚体再次聚合得到及时在长时间暴露在外界条件下，仍然具有较好 的阻燃性和物理强度的特性。
[0012] 在第一预聚体中，以双酚A和碳酸二苯酯为单元，现有技术中的聚碳酸酯基本都是 以双酚A和碳酸二苯酯结构单元，在本发明中第一预聚体主要起到一个搭建主体构架的作 用。
[0013] 在第二预聚体中，依然有双酚A和碳酸二苯酯，但是同时加入了4,4'_二羟基二苯 砜、氢化双酚A、2,5-二羟基甲苯、3,6_二羟基邻苯二甲腈，两端均具有羟基，同时添加了 20 份碳酸二乙酯，与羟基反应，4，4 二羟基二苯砜的加入能够有效提高整体材料的强度，氢 化双酚A则大大降低了材料的含碳量，能够在发生燃烧过程中，尽可能减少烟尘，提高了阻 燃性能;2,5_二羟基甲苯能够适当调节整体链段的刚性，3,6_二羟基邻苯二甲腈的加入能 够提供主链段上的活性基团，能够在反应过程中与其他链段反应，形成网状结构，同时分子 间作用力叫强，能够有效防止在长时间暴露环境过程中发生的强度降低的现象;碳酸二乙 酯则分子的规整性较好，能够提高整体链段的强度。
[0014] 在第三预聚体中，以双酸A和碳酸二苯酯为分子链段的主要单元，添加有1，3_二羟 基丙烷、2,5_二溴-3,6-二羟对苯醌、4,4'_二甲基联苯甲酰。其中1，3_二羟基丙烷能够提高 整体连段的刚性，提高强度，同时2,5_二溴-3,6-二羟对苯醌能够将溴原子引入到链段中， 能够提高其聚合物的阻燃性，另外4,4'_二甲基联苯甲酰能够增加整体链段的支链基团，防 止了分子链段发生结晶保证了其透明度。另外1，3-二羟基丙烷还能够起到相容剂的作用， 能够使得原料与原料之间的相容性更好，流动性更好，使得第三预聚体更加均匀。
[0015] 在第一预聚体、第二预聚体、第三预聚体聚合过程中，第二预聚体中3,6_二羟基邻 苯二甲腈提供的活性基团能够与第三预聚体中2,5_二溴-3,6-二羟对苯醌发生提供的集团 发生反应，牢牢锁住溴原子，使得在长期暴露的环境下，也依然能够保持较好的阻燃性。
[0016] 加入的1，3_二羟基丙酮、二乙二醇，一方面能够与主体发生反应，调节链段间的结 构，同时液是一种稀释剂的作用，使得减缓反应速率，使得聚合过程中不会发生爆聚，而烯 丙基二甘醇二碳酸酯主要起到一个改性作用，能够增强聚合物强度，以及保证聚合物的透 光率。
[0017] 最后加入3,5_二溴-4-羟基苯甲醛，主要起到一个终止剂的作用，由于只有一个活 性基团，在分子链段的端部起到封闭作用，终止反应，同时能够引入溴元素，提高了聚合物 的阻燃性。
【具体实施方式】
[0018] -种安防用聚碳酸酯材料，其特征在于:包括下列摩尔份的组成构成： 双酚A 100份 4,4'_二羟基二苯砜 10份 氢化双酚A 10份 1,3-二羟基丙酮 10份 二乙二醇 5份 2，5_二羟基甲苯 7份 3,6-二羟基邻苯二甲腈 5份 1，3-二羟基丙烷 8份 2，5-二溴-3，6-二羟对苯醌 6份 碳酸二苯酯 110份 碳酸二乙酯 20份 烯丙基二甘醇二碳酸酯 1〇份 4,4'_二甲基联苯甲酰 10份 3,5-二溴-4-羟基苯甲醛 5份。
[0019] 一种安防用聚碳酸酯的生产工艺， 步骤一:第一预聚体合成，将摩尔份为50份双酚A、50份碳酸二苯酯，加入催化剂，在压 力为3000Pa的负压条件下，加热至180°C，反应时间为3~6小时，得到第一预聚体； 步骤二:第二预聚体合成，将摩尔份数为30份双酸A、10份4，4 二羟基二苯砜、 10份氢化双酚A、7份2,5_二羟基甲苯、5份3,6_二羟基邻苯二甲腈、40份碳酸二苯酯、20 份碳酸二乙酯，在压力为3000Pa的负压条件下，升温至200°C，反应3~5个小时，得到第二预 聚体； 步骤三：第三预聚体合成，将摩尔份数为20份双酚A、8份1，3-二羟基丙烷、6份2，5-二 溴-3，6_二羟对苯醌、20份碳酸二苯酯、10份4,4'_二甲基联苯甲酰，在3000Pa的负压条件 下，在180摄氏度条件下，反应3~5小时，得到第三预聚体； 步骤四：将第一预聚体、第二预聚体、第三预聚体混合，加入10份1，3-二羟基丙酮、5份 二乙二醇、10份烯丙基二甘醇二碳酸酯，在真空度130Pa条件下，升温至300°C，反应时间为3 ~5小时； 步骤五:加入3，5-二溴-4-羟基苯甲醛保持温度在300 °C条件下，2~3小时； 步骤六:对熔融物料进行造粒。
[0020]步骤七:将颗粒浸泡在10%的盐酸溶液中，将浸泡过后的颗粒用蒸馏水冲洗之后干 燥包装。
[0021 ] 所述步骤一、步骤二、步骤三中的四硼酸钠。
[0022] 所述步骤五:在保持300 °C 2~3小时过程中通入惰性气体。
[0023]将上述配方和步骤制备的聚碳酸酯颗粒，加入到注塑机中，注塑成板材。通过对板 材进行阻燃性测试、力学测试，之后将板材防止在疝气灯照射50、100、150、200小时试验后， 分别测定其进行阻燃测试和力学测试。
通过上述实验数据可以表明在本发明的分别通过先制备第一预聚体、第二预聚体、第 三预聚体，通过第一预聚体、第二预聚体、第三预聚体再次聚合得到及时在长时间暴露在外 界条件下，仍然具有较好的阻燃性和物理强度的特性。
[0025] 在第一预聚体中，以双酚A和碳酸二苯酯为单元，现有技术中的聚碳酸酯基本都是 以双酚A和碳酸二苯酯结构单元，在本发明中第一预聚体主要起到一个搭建主体构架的作 用。
[0026] 在第二预聚体中，依然有双酚A和碳酸二苯酯，但是同时加入了4,4'_二羟基二苯 砜、氢化双酚A、2,5-二羟基甲苯、3,6_二羟基邻苯二甲腈，两端均具有羟基，同时添加了 20 份碳酸二乙酯，与羟基反应，4，4 二羟基二苯砜的加入能够有效提高整体材料的强度，氢 化双酚A则大大降低了材料的含碳量，能够在发生燃烧过程中，尽可能减少烟尘，提高了阻 燃性能;2,5_二羟基甲苯能够适当调节整体链段的刚性，3,6_二羟基邻苯二甲腈的加入能 够提供主链段上的活性基团，能够在反应过程中与其他链段反应，形成网状结构，同时分子 间作用力叫强，能够有效防止在长时间暴露环境过程中发生的强度降低的现象;碳酸二乙 酯则分子的规整性较好，能够提高整体链段的强度。
[0027]在第三预聚体中，以双酸A和碳酸二苯酯为分子链段的主要单元，添加有1，3-二羟 基丙烷、2,5_二溴-3,6-二羟对苯醌、4,4'_二甲基联苯甲酰。其中1，3_二羟基丙烷能够提高 整体连段的刚性，提高强度，同时2,5_二溴-3,6-二羟对苯醌能够将溴原子引入到链段中， 能够提高其聚合物的阻燃性，另外4,4'_二甲基联苯甲酰能够增加整体链段的支链基团，防 止了分子链段发生结晶保证了其透明度。另外1，3_二羟基丙烷还能够起到相容剂的作用， 能够使得原料与原料之间的相容性更好，流动性更加，使得第三预聚体更加均匀。
[0028]在第一预聚体、第二预聚体、第三预聚体聚合过程中，第二预聚体中3,6_二羟基邻 苯二甲腈提供的活性基团能够与第三预聚体中2,5_二溴-3,6-二羟对苯醌发生提供的集团 发生反应，牢牢锁住溴原子，使得在长期暴露的环境下，也依然能够保持较好的阻燃性。 [0029]加入的1，3_二羟基丙酮、二乙二醇，一方面能够与主体发生反应，调节链段间的结 构，同时液是一种稀释剂的作用，使得减缓反应速率，使得聚合过程中不会发生爆聚，而烯 丙基二甘醇二碳酸酯主要起到一个改性作用，能够增强聚合物强度，以及保证聚合物的透 光率。
[0030] 最后加入3,5_二溴-4-羟基苯甲醛，主要起到一个终止剂的作用，由于只有一个活 性基团，在分子链段的端部起到封闭作用，终止反应，同时能够引入溴元素，提高了聚合物 的阻燃性。
[0031] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种安防用聚碳酸酯材料，其特征在于:包括下列摩尔份的组成构成： 双酚A 100份 4,4'_二羟基二苯砜 10份 氢化双酚A 10份 1,3-二羟基丙酮 10份 二乙二醇 5份 2，5_二羟基甲苯 7份 3,6-二羟基邻苯二甲腈 5份 1，3-二羟基丙烷 8份 2，5-二溴-3，6-二羟对苯醌 6份 碳酸二苯酯 110份 碳酸二乙酯 20份 烯丙基二甘醇二碳酸酯 1〇份 4,4'_二甲基联苯甲酰 10份 3,5-二溴-4-羟基苯甲醛 5份。2. 如权利要求1所述的安防用聚碳酸酯的生产工艺，其特征在于： 步骤一:第一预聚体合成，将摩尔份为50份双酚A、50份碳酸二苯酯，加入催化剂，在压 力为3000Pa的负压条件下，加热至180°C，反应时间为3~6小时，得到第一预聚体； 步骤二:第二预聚体合成，将摩尔份数为30份双酸A、10份4，4 二羟基二苯砜、 I 〇份氢化双酚A、7份2，5-二羟基甲苯、5份3，6-二羟基邻苯二甲腈、40份碳酸二苯酯、20 份碳酸二乙酯，在压力为3000Pa的负压条件下，升温至200°C，反应3~5个小时，得到第二预 聚体； 步骤三：第三预聚体合成，将摩尔份数为20份双酚A、8份1，3_二羟基丙烷、6份2,5_二 溴-3，6_二羟对苯醌、20份碳酸二苯酯、10份4,4'_二甲基联苯甲酰，在3000Pa的负压条件 下，在180摄氏度条件下，反应3~5小时，得到第三预聚体； 步骤四：将第一预聚体、第二预聚体、第三预聚体混合，加入10份1，3_二羟基丙酮、5份 二乙二醇、10份烯丙基二甘醇二碳酸酯，在真空度130Pa条件下，升温至300°C，反应时间为3 ~5小时； 步骤五:加入3，5-二溴-4-羟基苯甲醛保持温度在300 °C条件下，2~3小时； 步骤六:对熔融物料进行造粒。3. 根据权利要求2所述的安防用聚碳酸酯的生产工艺，其特征在于:还包括有步骤七： 将颗粒浸泡在10%的盐酸溶液中，将浸泡过后的颗粒用蒸馏水冲洗之后干燥包装。4. 根据权利要求1或2或3所述的安防用聚碳酸酯的生产工艺，其特征在于：所述步骤 一、步骤二、步骤三中的催化剂为苯甲酸钠、醋酸锂、醋酸铬、醋酸钴、四硼酸钠中至少一种。5. 根据权利要求1或2或3所述的安防用聚碳酸酯的生产工艺，其特征在于：所述步骤 五:在保持300 °C 2~3小时过程中通入惰性气体。
【文档编号】C08G64/16GK105885026SQ201610361225
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】苏儒超
【申请人】福建盈科百创电子有限公司