[发明专利]一种抗紫外线聚碳酸酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚碳酸酯领域，更具体的本发明涉及一种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，具有耐冲击性、透明性、无毒无污染、尺寸稳定性、介电性优良的特点，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。已知的，聚碳酸酯树脂在光、热、湿和氧等作用下会发生降解，色泽变黄，力学性能下降。尤其，日光中的紫外线能量高，极易造成树脂中化学键的断裂，诱发重排、交联等反应，导致树脂力学性能显著下降，同时生成相应酮类结构的生色团加剧了颜色的变化。

为了提高聚碳酸酯树脂的抗紫外线稳定性，可在树脂中添加紫外线吸收剂。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，这是因为这部分光线是引起产品性能变化的主要因素。除此之外，紫外线吸收剂需在可见光波长范围内无吸收或弱吸收而不至于造成树脂颜色变化、与树脂具有良好的相容性、无毒无污染等等。基于以上要求，聚碳酸酯树脂中常用的紫外线吸收剂主要有邻羟基苯并三唑类，如UV-329，UV-234，UV-327，UV-328，UV-329，UV-P等，以及邻羟基二苯甲酮类，如UV-531，UV-207等，其作用机理是通过骨架上的羟基与邻近的杂原子形成氢键，进行烯酮结构转化从而将光能以热能的形式消耗。

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，要么在反应过程中加入或在挤出造粒过程中加入，如公开专利CN103059544A，IL200155B，CN102245690A等所报道。然而，实际上不管紫外线吸收剂与树脂的相容性有多好，采用这种混合添加的方式总存在助剂迁移的问题，在加工或样品放置过程中可能出现喷霜或渗出现象而造成缺陷，如斑点等等。一种方式可将助剂高分子化以解决以上问题，如日本专利JP2002179902公开了一种聚碳酸酯组合物，将具有丙烯结构的苯并三唑类紫外线吸收剂与乙烯基单体进行共聚制备成具有紫外线吸收性能的聚合物，后再与聚碳酸酯复配成相应组合物。还有一种方式可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，如专利JPH09316187将2-(2’-羟基-5’-β-羟基乙基苯基)苯并三唑与双酚和光气进行反应制备含紫外线助剂的聚碳酸酯。然而采用这种传统的合成方式，会造成紫外线吸收剂的活性基团羟基与光气或端酰氯聚碳酸酯齐聚物的酰氯基团参与反应，从而影响其抗紫外线性能。

发明内容

鉴于上述现有技术中的问题，本发明提供了一种抗紫外线聚碳酸酯树脂及其制备方法。采用化学键的方式将紫外线吸收剂接枝到聚碳酸酯树脂分子结构中，不仅避免了紫外线吸收剂中的活性基团羟基参与反应，而且在获取等同效果的抗紫外线性能条件下，解决了助剂迁移析出问题。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供了一种抗紫外线聚碳酸酯树脂，该树脂对400nm波长以下的紫外线有强吸收，而对可见光无吸收或弱吸收。

本发明所提供的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；优选X和Y均为氢原子；

X_1-4表示的是，取代基X的个数是1个或2个或3个或4个，当X个数为2个及以上时，X代表的基团可以相同或不同。Y_1-4同理解释。

A为C2-C6二价烃基、C2-C6卤代二价烃基、－S－，－SS－，－O－，－S(O)－，或－S(O)₂－；优选—C(CH₃)₂—；

U为紫外线吸收基团，其分子结构骨架为邻羟基苯并三唑或邻羟基二苯甲酮；

T为单酚结构封端剂，可举例如对叔丁基苯酚、苯酚、对枯基苯酚等；

n为大于1的整数，且使得树脂的数均分子量在8,000-100,000范围，优选12,000-80,000，更优选15,000-65,000。

本发明所提供的抗紫外线聚碳酸酯树脂，其分子结构中含有能吸收400nm波长以下的紫外线而对可见光无吸收或弱吸收的紫外线吸收基团。该紫外线吸收基团具有邻羟基苯并三唑骨架结构，分子结构如下所示：