[发明专利]一种强效抗紫外线聚碳酸酯树脂及其制备方法

说明书

本发明属于聚碳酸酯改性合成领域，公开了一种强效抗紫外线聚碳酸酯树脂及其制备方法，解决了现有紫外线吸收剂通过化学键的方式接枝在树脂分子链段上时使用了剧毒的光气，且所得的抗紫外线聚碳酸酯对紫外线吸收效果有限，其技术方案是一种强效抗紫外线聚碳酸酯树脂，该树脂对波长300‑400nm的紫外线有广泛的强吸收，而对可见光无吸收或弱吸收，该强效抗紫外线聚碳酸酯树脂是和为原料辅以紫外线吸收剂U1、U2、U3为功能性封端剂，采用酯交换法聚合而成，得到的产品高透明颜色好，抗紫外性能优异。

技术领域

本发明属于聚碳酸酯改性合成领域，特别涉及一种强效抗紫外线聚碳酸酯树脂及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯树脂(PC)是一种性能优异的工程塑料，被称为“透明金属”，它透明度好、强度高、刚性大，尺寸稳定性佳，拥有优异的力学性能、良好的抗冲击特性、较高的热形变温度，因此在众多领域都有广泛的应用，如电子电器、薄膜、汽车、包装、医疗、建筑等等。但是普通PC在长时间紫外线照射下易发生光氧化反应而劣化，劣化现象会导致材料表面出现黄变，切断主链而产生凝胶、引起分子量降低、架桥等各种化学构造的变化，随而导致柔软性和机械强度降低，最终造成龟裂。

为了提高聚碳酸酯树脂的抗紫外线稳定性扩展其在户外的应用，通常直接在树脂中添加紫外线吸收剂进行改性。紫外线吸收剂是通过吸收紫外线后，氢键断裂发生分子异构，分子内结构发生热振动，氢键破坏，螯合环打开，分子内结构发生变化，将有害的紫外光变为无害的热能放出，从而保护了材料。紫外线吸收剂需对波长小于400nm的紫外线有优异的吸收效果，除此之外，还必须能在紫外光或可见光的作用下不进行光化学反应；对化学药品及水稳定性好，对热的稳定性好；挥发性小；对高分子材料的相容性好及不被溶剂萃取等。紫外线吸收剂可分为苯并三唑类、二苯甲酮类、三嗪类、水杨酸酯类及氰代丙烯酸酯类等几大类，其中二苯甲酮类和苯并三唑类应用较为广泛，聚碳酸酯中常用的紫外线吸收剂有UV234、UV329、UV-531、UV-P等。

聚碳酸酯树脂中添加紫外线吸收剂主要采用混合添加的方式进行，在反应过程中加入或在挤出造粒过程中加入。但是采用混合添加的方式通常存在助剂迁移的问题，可能出现喷霜或渗出现象，为了克服这一缺陷有专利将紫外线吸收剂通过化学键的方式接枝在树脂分子链段上。如授权公告号为CN104193979B的中国专利“一种抗紫外线聚碳酸酯树脂及其制备方法”，其公开了一种抗紫外线聚碳酸酯，通过端酰氯聚碳酸酯齐聚物与紫外线吸收剂在弱酸或弱碱条件下进行接枝反应，再扩链缩聚反应制备。但是该种制备方法使用了剧毒的光气，且所得的抗紫外线聚碳酸酯在300-400nm仅有两个吸收峰，吸收峰强度一般，对紫外线的吸收效果有限，故有待改进。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种强效抗紫外线聚碳酸酯树脂，其免除了助剂迁移析出问题且对紫外线广泛吸收，抗紫外线效果好。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种强效抗紫外线聚碳酸酯树脂，所述树脂对300-400nm波长的紫外线有四个强吸收峰，而对可见光无吸收或弱吸收，所述强效抗紫外线聚碳酸酯树脂具有如下所示的结构：

其中，X和Y各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-C6烃基、C1-C6卤代烃基、C1-C6烷氧基、硝基或氰基；Z为C2-C6二价烃基、C2-C6卤代二价烃基、-S-，-SS-，-O-，-S(O)-，或-S(O)₂-；U₁和U₂为紫外线吸收基团，其分子结构骨架为邻羟基苯并三唑、邻羟基二苯甲酮或间苯酚均三嗪；n为大于1的整数，且使得树脂的数均分子量在20,000-30,000范围；所述紫外线吸收基团U₁的分子结构如下所示：