一種聚碳酸酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種聚碳酸酯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的快速發(fā)展，各行業(yè)的原材料都在根據(jù)自身的需求發(fā)生著較大的變化。雙酚A型聚碳酸酯(PC)結(jié)構(gòu)中含有柔性的碳酸酯鏈和剛性的苯環(huán)，使其具有許多其它工程塑料不具備的特殊性能，已廣泛應(yīng)用于電子電器、建筑、汽車(chē)制造、航空航天、光學(xué)等領(lǐng)域。PC已經(jīng)工業(yè)化的生產(chǎn)方法主要有光氣法和熔融酯交換法。光氣法采用有毒光氣，且產(chǎn)生大量的有機(jī)污染物、廢水和固體廢棄物；熔融酯交換法采用高溫，使得副反應(yīng)增加，產(chǎn)品的色澤較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，提供一種聚碳酸酯的制備方法。
[0004]—種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
Cl)首先準(zhǔn)確稱(chēng)取IL 03 g BPA，10.56gDPC及0.0079g催化劑，加入帶有攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，蓋緊密封反應(yīng)釜；
(2)用N2置換反應(yīng)釜中的空氣，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度至165°C，反應(yīng)30min后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度至180°C，待反應(yīng)I h后，再升至195°C，反應(yīng)lh，抽真空至真空度為0.03MPa，5min后關(guān)閉所有閥門(mén)及電源，在室溫下，待熔體在反應(yīng)釜中冷卻后，收集低分子量預(yù)聚物固體，用溶劑洗出催化劑，干燥后研磨并篩分出顆粒制成預(yù)聚物；
(3)將預(yù)聚物置于反應(yīng)器中，用0)2置換空氣，通過(guò)平衡反應(yīng)器進(jìn)出口的0)2流量保持反應(yīng)釜內(nèi)壓力恒定，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行降溫泄壓處理，收集產(chǎn)物，干燥至恒重，得到PC。
[0005]本發(fā)明所述的一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述置換空氣的時(shí)間為0.5ho
[0006]本發(fā)明所述的一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述反應(yīng)釜的攪拌轉(zhuǎn)速為800 r / rain。
[0007]本發(fā)明所述的一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述真空栗為循環(huán)水式真空栗。
[0008]本發(fā)明所述的一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述置換空氣時(shí)間為30min。
[0009]本發(fā)明所述的一種聚碳酸酯的制備方法，通過(guò)撞擊流強(qiáng)化物質(zhì)傳遞以及SC-CO2S解反應(yīng)副產(chǎn)物小分子苯酚的特點(diǎn)，在超臨界撞擊流反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了 PC的固相聚合，使得所制備碳酸酯的性能得到有效提高，且本制備方法制備工藝簡(jiǎn)單，易于推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)首先準(zhǔn)確稱(chēng)取IL03 g BPA，10.56gDPC及0.0079g催化劑，加入帶有攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，蓋緊密封反應(yīng)釜；
(2)用N2置換反應(yīng)釜中的空氣，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度至165°C，反應(yīng)30min后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度至180°C，待反應(yīng)I h后，再升至195°C，反應(yīng)lh，抽真空至真空度為0.03MPa，5min后關(guān)閉所有閥門(mén)及電源，在室溫下，待熔體在反應(yīng)釜中冷卻后，收集低分子量預(yù)聚物固體，用溶劑洗出催化劑，干燥后研磨并篩分出顆粒制成預(yù)聚物；
(3)將預(yù)聚物置于反應(yīng)器中，用0)2置換空氣，通過(guò)平衡反應(yīng)器進(jìn)出口的0)2流量保持反應(yīng)釜內(nèi)壓力恒定，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行降溫泄壓處理，收集產(chǎn)物，干燥至恒重，得到PC。
[0011]本發(fā)明所述的一種聚碳酸酯的制備方法，步驟(2)中所述置換空氣的時(shí)間為
0.5h0步驟(2)中所述反應(yīng)釜的攪拌轉(zhuǎn)速為800 r / rain。步驟(2)中所述真空栗為循環(huán)水式真空栗。步驟(3)中所述置換空氣時(shí)間為30min?？s聚反應(yīng)副產(chǎn)物苯酚首先必須通過(guò)固體預(yù)聚物顆粒的內(nèi)表面，擴(kuò)散至外表面。內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)隨預(yù)聚物顆粒粒徑的減小而增大，當(dāng)粒徑小于一定值后，內(nèi)擴(kuò)散速率不受影響，內(nèi)擴(kuò)散阻力可以忽略不計(jì)。預(yù)聚物顆粒粒徑小于0.143_后，PC的數(shù)均分子量隨時(shí)間的增加不再受預(yù)聚物顆粒大小的影響，進(jìn)一步減小粒徑不能增加PC的分子量，可以認(rèn)為苯酚的內(nèi)擴(kuò)散阻力已經(jīng)排除。苯酚從固體預(yù)聚物外表面需要通過(guò)sc-αν流體在顆粒外表面形成的滯流層，擴(kuò)散至流體主體，產(chǎn)生的外擴(kuò)散阻力隨流體流速的增大而減小:流速增大.滯流層減薄，阻力降低，擴(kuò)散系數(shù)增加，擴(kuò)散速率提高。對(duì)粒徑為0.078?0.098 mm的預(yù)聚物，在C(V流量分別為10，15，20和30 mL / min,溫度為1100C，壓力為10 MPa條件下，進(jìn)一步進(jìn)行縮聚反應(yīng)在相同縮聚時(shí)間內(nèi)，PC的數(shù)均分子量在C02流量為10 mL / min時(shí)最小，當(dāng)C(V流量大于15 mL / min后，相同縮聚時(shí)間的PC的數(shù)均分子量相差甚微，PC的數(shù)均分子量隨溫度的增加而增大，但縮聚反應(yīng)時(shí)間在O?6h內(nèi)，不同溫度下的分子量幾乎是線(xiàn)性增加，縮聚時(shí)間超過(guò)6h后，數(shù)均分子量增加的速率減慢，溫度越高，減慢越明顯。這可能由于溫度越高，反應(yīng)速率越快，加之反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，使得PC的數(shù)均分子量越大，反應(yīng)體系的黏度隨之增大。當(dāng)縮聚時(shí)間超過(guò)6 h后，體系內(nèi)縮聚副產(chǎn)物苯酚擴(kuò)散的阻力已經(jīng)不能排除，苯酚的及時(shí)脫除受阻，導(dǎo)致整個(gè)聚合過(guò)程不僅受本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制，還受苯酚擴(kuò)散的控制，所以PC的數(shù)均分子量增加速率減緩，溫度越高，減緩越明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)首先準(zhǔn)確稱(chēng)取11.03 g BPA，10.56gDPC及0.0079g催化劑，加入帶有攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，蓋緊密封反應(yīng)釜； (2)用N2置換反應(yīng)釜中的空氣，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度至165°C，反應(yīng)30min后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度至180°C，待反應(yīng)Ih后，再升至195°C，反應(yīng)lh，抽真空至真空度為0.03MPa，5min后關(guān)閉所有閥門(mén)及電源，在室溫下，待熔體在反應(yīng)釜中冷卻后，收集低分子量預(yù)聚物固體，用溶劑洗出催化劑，干燥后研磨并篩分出顆粒制成預(yù)聚物； (3 )將預(yù)聚物置于反應(yīng)器中，用0)2置換空氣，通過(guò)平衡反應(yīng)器進(jìn)出口的CO 2流量保持反應(yīng)釜內(nèi)壓力恒定，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行降溫泄壓處理，收集產(chǎn)物，干燥至恒重，得到PC。2.如權(quán)利要求1所述的一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述置換空氣的時(shí)間為0.5h。3.如權(quán)利要求1所述的一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述反應(yīng)釜的攪拌轉(zhuǎn)速為800 r / rain。4.如權(quán)利要求1所述的一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述真空栗為循環(huán)水式真空栗。5.如權(quán)利要求1所述的一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述置換空氣時(shí)間為30min。
【專(zhuān)利摘要】一種聚碳酸酯的制備方法，屬于材料制備領(lǐng)域。其特征在于：取BPA，DPC及催化劑，加入反應(yīng)釜中；用N2置換反應(yīng)釜中的空氣，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度至165℃，反應(yīng)30min后，調(diào)節(jié)溫度至180℃，反應(yīng)1h，再升至195℃，反應(yīng)1h，抽真空后關(guān)閉所有閥門(mén)及電源，待熔體在反應(yīng)釜中冷卻后，用溶劑洗出催化劑，干燥后制成預(yù)聚物；將預(yù)聚物置于反應(yīng)器中，用CO2置換空氣，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行降溫泄壓處理，收集產(chǎn)物，干燥至恒重，得到PC。通過(guò)撞擊流強(qiáng)化物質(zhì)傳遞以及SC-CO2溶解反應(yīng)副產(chǎn)物小分子苯酚的特點(diǎn)，在超臨界撞擊流反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了PC的固相聚合，使得所制備碳酸酯的性能得到有效提高，且本制備方法制備工藝簡(jiǎn)單，易于推廣使用。
【IPC分類(lèi)】C08G64/30
【公開(kāi)號(hào)】CN105524266
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510759145
【發(fā)明人】李長(zhǎng)英
【申請(qǐng)人】陜西聚潔瀚化工有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月10日