[发明专利]一种高分子量聚碳酸酯的制备方法及聚碳酸酯

说明书

本申请涉及聚碳酸酯技术领域，具体涉及一种高分子量聚碳酸酯的制备方法及聚碳酸酯。该高分子量聚碳酸酯的制备方法，以碳酸二酯和二羟基化合物作为原料，加入催化剂后混合预热，在温度为210‑320℃、绝压为0.01‑30kPa的条件下依次进行酯交换、预缩聚和终缩聚反应；所述酯交换采用至少三个依次连接的塔式酯交换反应器，三个所述塔式酯交换反应器的温度逐步升高，依次为210‑240℃、230‑250℃和245‑270℃，所述预缩聚采用至少一个卧式预缩聚反应器，所述终缩聚采用至少一个卧式终缩聚反应器。由此方法制得的聚碳酸酯的分子量分布较窄，平均分子量可达4w，具有较高的分子量。

技术领域

本申请涉及聚碳酸酯技术领域，更具体地说，它涉及一种高分子量聚碳酸酯的制备方法及聚碳酸酯。

背景技术

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。其中，脂肪族和芳香族聚碳酸酯具有优越的机械性能，被广泛应用于电子部件、汽车用部件、光学记录介质、透镜等领域中。

分子量及其分布是表征高聚物的重要参数之一，其对高聚物的力学性能、热稳定性等有重要影响。现有的聚碳酸酯通常双酚A和碳酸二苯酯通过酯交换和缩聚反应合成，然而，目前国内制得的聚碳酸酯的分子量分布较宽、最大平均分子量仅为3w左右。

针对上述技术方案，发明人认为，如何有效制备更高平均分子量的聚碳酸酯，是目前急需解决的技术难题。

发明内容

为了获得较高平均分子量的聚碳酸酯，本申请提供一种高分子量聚碳酸酯的制备方法及聚碳酸酯。

第一方面，本申请提供一种高分子量聚碳酸酯的制备方法，采用如下的技术方案：

一种高分子量聚碳酸酯的制备方法，以碳酸二酯和二羟基化合物作为原料，加入催化剂后混合预热，在温度为210-320℃、绝压为0.01-30kPa的条件下依次进行酯交换、预缩聚和终缩聚反应；

所述酯交换采用至少三个依次连接的塔式酯交换反应器，三个所述塔式酯交换反应器的温度逐步升高，依次为210-240℃、230-250℃和245-270℃，所述预缩聚采用至少一个卧式预缩聚反应器，所述终缩聚采用至少一个卧式终缩聚反应器。

通过采用上述技术方案，发明人发现随着酯交换反应的进行，物料粘度不断增大，传质、传热变得越来越苦难，由此造成局部过热、易产生支化、交联等副反应；因此，本申请设定至少三个塔式酯交换反应器，物料需要定期进行输送，避免物料局部过热，再利用逐步升高的温度，使得酯交换反应平缓进行，由此减少产生支化、交联等副反应；在此基础上，本申请的预缩聚反应器和终缩聚反应器均采用卧式结构，其相对于塔式结构，物料在反应器周侧与中心处的温度差异能明显缩小，由此方法制得的聚碳酸酯的分子量分布较窄，平均分子量可达4w，具有较高的分子量。

优选的，所述碳酸二酯的结构式为，其中R为烷基或芳基。

通过采用上述技术方案，上述结构式的碳酸二酯，例如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等，其可以单独使用一种，也可以两种以上混合使用，制备出高分子量的聚碳酸酯。

优选的，所述二羟基化合物的结构式为HO-R-OH，其中R为烷基或芳基。

通过采用上述技术方案，上述结构式的二羟基化合物，例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-庚二醇、1,6-己二醇等脂肪族二羟基化合物，2,2-双（4-羟苯基）丙烷（双酚A，简称BPA）、2,2-双（4-羟基-3,5-二甲基苯基）丙烷、2,2-双（4-羟基-3,5-二乙基苯基）丙烷、2,2-双（4-羟基-（3,5-二苯基）苯基）丙烷、2,2-双（4-羟基-3,5-二溴苯基）丙烷等芳香族二羟基化合物，其能择一选择用于制备高分子量的聚碳酸酯。

优选的，所述催化剂为碱金属碳酸氢盐。