[发明专利]一种耐刮擦的共聚碳酸酯及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种共聚碳酸酯，包含通式(1)所示的结构单元和通式(2)所示的结构单元，

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯领域，更具体的涉及一种高耐候性、高耐刮擦的共聚碳酸酯及其制备方法和应用。

背景技术

聚碳酸酯(PC)作为一种性能优异的工程塑料，在汽车、家电、电子电器等领域有着很好的应用。其具有良好的机械性能，良好的冲击韧性且耐蠕变，尺寸稳定性好，使用温度范围广，同时有良好的电绝缘性并对人体无害符合卫生安全。PC本身可以达到的UL94V-2耐候等级，其对于通用塑料来说耐候性不俗，但在某些特殊的场合却达不到耐候要求，长期暴露于紫外线中会发黄，甚至降解、变脆，影响其使用性能及寿命。

现有的技术中一般采用将聚碳酸酯进行物理改性或化学改性等方法来改善其性能。物理改性通过向PC中加入其它聚合物如ASA、聚硅氧烷，或小分子助剂如二苯甲酮类、苯并三唑类紫外吸收剂等。物理改性操作简单，容易实现，但由于和基体的相容性不好，会降低材料的透光率、表面光泽度及颜色饱和度，材料冲击强度会有所下降，同时添加组分会在长期使用过程中从基体中迁移出来，影响材料整体性能，还会对环境造成危害。对此，有专利尝试将将紫外吸收基团以化学键的方式接枝在PC分子主链上或对其进行封端，如在专利CN104193979B文献中提供一种抗紫外线聚碳酸酯树脂及其制备方法，其通过端酰氯聚碳酸酯齐聚物与紫外吸收剂在弱酸或弱碱催化作用下进行接枝反应，再进一步扩链缩聚制得，但这种方法会导致紫外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发生反应，从而影响其抗紫外性能，其所得的抗紫外线聚碳酸酯在300～400nm仅有两个峰强度较低的吸收峰，抗紫外线的效果非常有限。

另外，PC表面硬度较低，铅笔硬度只有1～2H等级，在使用过程中易擦伤和刮花，耐划痕性能略差，从而影响透光及外观效果。目前常用的提高聚碳酸酯硬度的方法是添加PMMA和硅氧烷等耐刮擦剂，但这些方法会因为相容性问题导致材料透光率下降，雾度增加，甚至出现珠光现象，影响产品外观及强度。如专利CN201510413851.3中采用马来酸酐-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物改善PC耐刮擦性，但注塑产品耐热性差，易发黄、出现银丝，严重影响产品外观及加工性能。

因此，开发一种具有优异的耐候性同时具有优异的机械性能如高硬度等的共聚聚碳酸酯的新结构，以满足其在高性能户外使用部件中的应用要求，是本领域的研究重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种共聚聚碳酸酯及其制备方法和应用，使所述聚碳酸酯兼具高耐候性、高耐刮擦性。

本发明采用如下技术方案：

一种共聚碳酸酯，包含通式(1)所示的结构单元和通式(2)所示的结构单元，

其中，通式(1)所示的结构单元如下所示：

式(1)中，其中R₁、R₂分别独立的表示氢原子、碳原子数1～20的烷基、碳原子数1～20的烷氧基、碳原子数5～20的环烷基、碳原子数5～20的环烷氧基、碳原子数6～20的芳基、碳原子数6～20的芳氧基或卤原子。

通式(2)所示的结构单元如下所示：

本发明所述共聚碳酸酯的结构单元中，式(1)表示的结构单元与式(2)表示的结构单元的摩尔比为1:99～99:1，优选35:65～70:30，更优选55:45～60:40。

本发明还提供所述共聚聚碳酸酯的制备方法，所述共聚聚碳酸酯采用通式(A)所述的二羟基化合物和通式(B)所述的二羟基化合物与碳酸二酯反应制备而成。

作为一种优选方案，所述通式(A)表示的二羟基化合物，其结构式如下：