[发明专利]熔融酯交换法合成聚碳酸酯用的猝灭组合物及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯的合成技术领域，具体涉及一种熔融酯交换法合成聚碳酸酯用的猝灭组合物及其应用方法。

背景技术

聚碳酸酯作为分子链中含有重复单元碳酸酯基(-OROCO-)的高分子聚合物的总称，是一种综合性能优良的热塑性工程材料；其中，芳族聚碳酸酯由于具有极好的机械和物理性能，如良好的耐冲击性、耐热性、较高的强度和较好的透明度等被广泛应用于很多领域。

目前已经研究并得到应用的制备芳族聚碳酸酯的常用方法有三种，式(1)为传统的界面聚合光气法，式(2)为以光气为基础的熔融工艺(通过光气和一氧化碳的反应出发进行制备)，式(3)是目前倡导的较为环保的无光气熔融酯交换聚合，该工艺流程排除了有毒性而且成本较高的光气的使用。在上述三种方法中，目前较为流行并被广泛使用的为无光气熔融酯交换聚合工艺，因为其与另外两种工艺相比，成本更低而且避免了有毒性光气的使用。

熔融工艺均采用碳酸二芳基酯如碳酸二苯酯作为中间反应物，按照式(4)所示，将其在碱性催化剂存在下与二羟基酚如双酚A聚合制备聚碳酸酯。制备的聚碳酸酯可以挤出成型或者其他工艺再加工，也可以添加不同性能的添加剂进行改性。但是，制备的聚碳酸酯成品中残余的催化剂的存在会对产物质量造成不利的影响，会造成聚合物分子量分布不均、透明度下降等不良影响。残存的催化剂也可能和加入的添加剂发生作用，削弱添加剂的效果。因此，通过将成品聚合物中的残存催化剂的浓度降低至最小，从而使其不再对聚合物的质量造成较大的影响，这一过程称为“猝灭”，对应的所用的化学试剂称为猝灭剂。

在光学性质聚碳酸酯的制备中，依次使用多个反应釜来制备聚碳酸酯。在这一制备过程中，最终的反应釜使反应混合物处于高温和高真空条件下，此处理方法可以将副产物苯酚、未反应的单体和低分子量低聚物，从而改善最终产物的整体质量。对于光学性质的聚碳酸酯，这也是加入猝灭剂的反应阶段。由于猝灭剂的实际需要量非常少，通常将其溶解在溶剂中或直接固体加入。

一般将稍过量的猝灭剂直接加入熔融缩聚中间产物中。猝灭剂化合物通常含有酸性化合物，可有效地钝化或者中和碱性催化剂。

基于此，研究一种新型的催化剂体系，使其在催化熔融聚合得到高分子聚碳酸酯的同时又能减少副反应，并且改进产物性能显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种熔融酯交换法合成聚碳酸酯用的猝灭组合物及其应用方法。本发明提供的猝灭剂能够有效用于猝灭合成聚碳酸酯过程中所用的催化剂，其能够在显著降低熔融催化剂活性的同时不对聚碳酸酯的性能造成不利影响。此外，该猝灭剂具有寿命长、污染少以及能够显著降低反应成本的优势，进而有效克服传统聚碳酸酯合成过程中催化剂猝灭的弊端。

为此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种合成聚碳酸酯用的猝灭组合物，猝灭组合物的原料组分包括猝灭剂，且猝灭剂包括含氮化合物。

在本发明的进一步实施方式中，含氮化合物的化学组成包括(R_aR_bR_c)N-X-R_d和/或(R_aR_bR_cR_d)N⁺-X^-；其中，R_a、R_b、R_c和R_d均选自氢、C₁～C₁₂烷基、C₁～C₁₂芳基、C₁～C₁₈烷基芳基或C₄～C₁₈环烷基；X包括卤离子、羧酸根、磺酸根、硫酸根、甲酸根、碳酸根或碳酸氢根，N为氮。

在本发明的进一步实施方式中，还包括载体，载体能够溶解猝灭剂且载体的沸点小于猝灭剂；其中，载体包括碳酸二芳基酯、苯酚、双酚A、聚碳酸酯低聚物、双酚A衍生物、碳酸亚丙基酯、水、丙酮、甲苯、二甲苯、氯苯、苯甲醚、苯和乙苯中的一种或多种。双酚A，学名：2，2-二(4-羟基苯基)丙烷，简称二酚基丙烷。

在本发明的进一步实施方式中，猝灭剂的加入量为载体体积的0.01％～10％。

第二方面，本发明提供一种合成聚碳酸酯用的猝灭组合物的制备方法，包括如下步骤：将猝灭组合物的各原料组分混合均匀，得到猝灭组合物。