[发明专利]UV稳定和其它方法改性的聚碳酸酯及其制备方法

说明书

                  发明领域

本申请涉及UV稳定和其它方法改性的聚碳酸酯，并涉及此类聚合物的制备方法。

许多聚合材料包括聚碳酸酯对于UV辐射是敏感的。为了抵消这一敏感性，向聚合物中引入了用作UV稳定剂的添加剂。能够以几种方式进行该引入方法。

引入UV稳定剂的最简单方法是，简单地向预聚物混合物中加入UV稳定剂，使得稳定剂处于聚合物间隙中而不与聚合物骨架反应。该方法潜在地避免了由于聚合物链与稳定剂间的化学键接而可能发生的聚合物性能的不希望的改变。遗憾的是，该方法也引入了其自身的难题，包括由于挤出过程中的积垢造成的稳定剂的损失，特别是当使用较低分子量稳定剂时。由于环境浸析和类似方法，不与聚合物结合的稳定剂也可能随着时间的推移而损失。

第二种方法是在聚合反应过程中将UV稳定剂引入到聚合物中。用作UV稳定剂并含有活性基团的分子与其它聚合子单元共聚得到一种产物，其中UV稳定剂被引入到聚合物中并因而耐浸析。然而，UV稳定剂分子的均聚合反应能够且确实发生，潜在地产生缺乏均一性的产物。美国专利US4,055,714公开了用作自由基引发剂和UV稳定剂的化合物。以每聚合物一个或两个分子的比率引入这些化合物。

第三种方法是使用接枝技术向聚合或部分聚合的物质中反应性加入UV稳定剂。美国专利US4,743,657公开了使用非均聚合稳定剂制备聚合物结合稳定剂的方法，但是没有公开该方法在聚碳酸酯方面的用途。美国专利US5,556,936公开了生产UV稳定的聚碳酸酯的熔融酯基转移方法。然而该反应的产物一般是低分子量的，并且同样存在UV稳定剂作用的损失。

尽管有这些公开内容，但是仍然需要一种向聚碳酸酯中反应性引入UV稳定剂的方法，其中该方法不会消弱或明显改变聚合物的性能(分子量、透光性等)并提供防止UV-降解的有效保护。本发明的一个目的就是提供如此的一种方法。

               发明概述

本发明提供一种UV稳定或其它方法改性的聚碳酸酯的制备方法，包含将聚碳酸酯、自由基聚合反应引发剂和UV稳定剂分子或其它添加剂例如阻燃剂或IR添加剂(含有对熔体中自由基进攻敏感的一活性基团)混合的步骤。在熔体中，UV稳定剂或其它添加剂被接枝聚合到聚碳酸酯上，形成改性的聚碳酸酯。使用双酚A(BPA)聚碳酸酯、软链段聚碳酸酯和高热聚碳酸酯能够实施本发明的方法。优选地，反应在挤出机中进行。

                 附图简述

图1A和1B分别表示在本发明方法中用作改性添加剂的引发剂和UV稳定剂的结构；和

图2表示甲基丙烯酸酯UV稳定剂转化成丙烯酸酯UV稳定剂的反应图解。

                  发明详述

如本申请的说明书和权利要求书中所用，术语“聚碳酸酯”包括通常称作聚碳酸酯的热塑性聚合物的所有变例，既包括脂族也包括芳族聚碳酸酯。这既包括均聚物也包括共聚物聚碳酸酯。所述聚碳酸酯可以是线性或支化聚合物。此类物质的非限制性例子包括双酚A聚碳酸酯、软链段聚碳酸酯和高热聚碳酸酯(例如来自Bayer的APEC、来自Dow的INSPIRE、聚碳酸酯酯、四甲基BPA等)。此类聚碳酸酯一般能够由本领域中已知的许多方法中的任一种来制备，包括在二苯基碳酸酯和双酚下的无溶剂反应混合物中的酯基转移反应，和在光气和双酚下的两相/界面法。

软链段聚碳酸酯是具有降低的玻璃化转变温度的共聚酯碳酸酯。此类物质能够按照美国专利US3,030,331、US3,169,121、US4,130,548和US4,286,083来制备，这些专利的所有内容都被引入本文供参考。该方法基本上包括，使用低和相对高分子量二羧酸或其盐在界面条件下的共聚酯碳酸酯制备。酸的例子是乙二酸、丙二酸、二甲基丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸和十二烷双酸。

高热聚碳酸酯能够由各种方法制备，包括在引入本文供参考的美国专利US4,576,996、US4,713,439、US4,310,652、US5,391,693和US5,034,458中公开的那些。

本发明方法中所用的聚碳酸酯适当地具有分子量的范围是5,000～100,000g/mol，这由聚苯乙烯标准物校正的GPC测定(溶剂是二氯甲烷)。更优选地，本发明中所用的聚碳酸酯的分子量是20,000～75,000g/mol。