[发明专利]一种透明耐热的聚碳酸酯材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种透明耐热的聚碳酸酯材料及其制备方法，该聚碳酸酯材料为聚碳酸酯、聚芳酯和有机盐的共混物。其制备方法是将聚碳酸酯、聚芳酯分别在80～120℃下真空干燥24～48h；将干燥后的聚碳酸酯、聚芳酯和有机盐按质量比60～90：40～10：0.3～3，加入熔融混炼设备250～300℃下进行熔融混炼，得到混合物；将混合物从熔融混炼设备中出料，降至常温，得到聚碳酸酯材料。本发明中聚碳酸酯材料具有优异的透光性和良好的耐热性能，其制备方法仅需使用常用的熔融混炼设备，工业制备简单。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种兼有高透明性和耐热性的聚碳酸酯复合物及其制备方法，尤其涉及一种通过有机盐改性聚碳酸酯获得兼具耐热性和透明性能的聚碳酸酯复合物及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(简称PC)是一种无定形、无嗅、无味、无毒而透明的热塑性聚合物，是唯一具有良好透明性的塑料品种，具有较好的机械强度、耐热性能、耐紫外辐射及耐电综合性能，耐冲击强度高，蠕变性小，制品尺寸稳定，易增强，无毒卫生，能着色，具有良好的性价比和化学修饰、物理改性的潜力，是综合性能优异、用途极为广泛的重要工程塑料品种。自1988年首篇关于聚碳酸酯类缩合物发表，以及1953年德国拜耳公司首先研制出具有热塑性和高熔点的聚碳酸酯并于同年申请第一篇聚碳酸酯专利以来以及随后1958年后的工业化，聚碳酸酯作为一种非常重要的工程塑料，在世界塑料市场上占有十分重要的地位。

目前，聚碳酸酯的工业应用主要集中在以下几个方面：1)用于建筑行业。鉴于其良好的透光性、抗冲击性、耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势。例如，聚碳酸酯在世界建筑业上占主导地位，约有1/3用于窗玻璃、商业橱窗等玻璃制品。2)用于汽车制造工业。例如，聚碳酸酯主要应用领域集中在制造照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。尤其在汽车车窗、汽车前车灯以及薄层车顶(诸如德国拜耳公司首创研发的聚碳酸酯款eXasis全透明车身)等。目前，世界上许多牌号的汽车如尼桑、福特、奔驰、沃尔沃等车型均已采用光学聚碳酸酯材料作为其汽车灯罩材料。3)用于航空、航天领域。在此领域，聚碳酸酯最初只是用于飞机的座舱罩和挡风玻璃的制作。随着航空航天技术的发展，对飞机和航天器中各部件的要求不断提高，使得聚碳酸酯在该领域的应用日趋增加。仅1架波音747型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个之多，单机耗用聚碳酸酯数量近2t。在宇宙飞船上则采用了数百个不同构型并由玻璃纤维增强的聚碳酸酯部件及宇航员的防护用品等。4)用于电子电器领域。聚碳酸酯主要用于生产各种食品加工机械、电动工具外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。而且对于零件精度要求较高的计算机、视频录像机和彩色电视机中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也显示出了极高的使用价值。5)用于光学透镜领域。采用光学级聚碳酸酯制作的光学透镜不仅可用于制造照相机、显微镜、望远镜及光学测试仪器等，还可用于制造电影投影机透镜、复印机透镜、红外自动调焦投影仪透镜、激光束打印机透镜，以及各种棱镜、多面反射镜等，其应用市场极为广阔。此外，聚碳酸酯在光学透镜方面的另一重要应用领域便是作为儿童眼镜、太阳镜、安全镜和成人眼镜的镜片材料等。6)用于光盘的基础材料。聚碳酸酯作为光盘基材在全球大量使用，不仅可以制备CD、VCD、DVD光盘，还可用做高密度记录光盘的基材，尤其是聚碳酸酯与苯乙烯接枝生成的共聚物具有极佳的效果。7)用于包装领域等。

值得注意的是，在上述聚碳酸酯的广泛应用中，有两方面的内容需要在研发聚碳酸酯材料中得到考虑：第一，聚碳酸酯材料的透明性问题。第二，聚碳酸酯的耐热性问题。诸如，在建筑行业的窗玻璃、商业橱窗、汽车行业以及光学透镜等中各种透明的需求。

聚芳酯(PAR)又称芳香族聚酯，是分子主链上带有芳香族环和酯键的热塑性特种工程塑料。它是一种无定形的、透明的聚合物，是与聚碳酸酯结构相似的等级更高的工程塑料。聚芳酯由于主链结构中含有大量的芳环，因而具有优异的耐热性和良好的力学性能，在航空航天、电子电器、汽车及机械行业、医用品和日用品等行业具有广泛的应用。虽然聚芳酯的耐热性能好，但是其也存在一些缺点，如熔融黏度高、流动性差，溶解性能、加工性能不好，特别是薄壁和大件制品难以制得。