[发明专利]一种自愈合PC材料及其制备方法和其应用

说明书

本发明公开了一种自愈合PC材料及其制备方法，其首先制备了聚乙二醇甲基丙烯酸酯封端的PC反应液，然后再在制备过程中引入了光敏单体，经反应得到抗缺口冲击的自愈合PC。本发明制备的自愈合PC改善了PC材料易产生应力开裂、缺口冲击敏感性高的缺点，悬臂梁缺口冲击强度明显提高，同时还改善了PC容易被刮擦损伤的缺点，其在紫外光下，分子链上的光敏单元可以通过氢键作用，实现PC缺口的自愈合。

技术领域

本发明涉及一种新型抗缺口冲击的自愈合PC材料及其制备方法和其应用，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚碳酸酯(PC)作为一种工程塑料在电子、汽车、建筑等领域的应用非常广泛，PC在本身具有优异的机械及力学性能的同时还具备优异的光学特性。但同时也存在着抗缺口冲击能力弱，抗刮擦能力弱等缺点，使其在光学领域的使用中，表面经常被划伤导致使用效果变差，应用受到限制。

现有技术通常采取给PC基体覆膜的方法，具体为在PC光学制件表面覆盖一层透明的耐刮擦贴膜，但是由此造成制品生产过程中工序更加繁琐，对覆膜的要求高，成本进一步增加，且覆膜存在年久脱落的风险，同时在覆膜之后导致厚度及表面特性容易发生变化，进而使得透光等光学性能收到不好的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型自愈合PC材料及其制备方法和其应用，该PC材料抗缺口冲击性好，具有自愈合性，使用寿命长。

本发明采用的技术方案如下：

一种自愈合PC材料，结构式如下：

其中，—R结构为n优选＝30-50，m优选1-15。

本发明还提供所述自愈合PC的制备方法，包括以下步骤：

1)将双酚A、碱液以及保险粉混合，得均相水溶液a；

2)向水溶液a中加入油溶性溶剂后得到油水混合物b；

3)向混合物b中持续通入光气和碱液进行反应；

4)加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯、催化剂、任选的单酚，并持续通入碱液，继续反应获得聚乙二醇甲基丙烯酸酯封端的PC反应液；

5)取反应液油相，经过酸洗、水洗后脱除油溶性溶剂获得聚乙二醇甲基丙烯酸酯封端的PC固体；

6)将固体粉碎后加入一定量的丙烯酰-N-(2-硝基苄基)甘氨酰胺光敏单体以及引发剂获得混合物c；

7)混合物c经高温处理，得到抗缺口冲击的自愈合PC。

进一步地，所述步骤1)中，双酚A在水溶液a中的浓度为10-20wt％；

所述步骤1)中，碱为NaOH和/或KOH，碱在水溶液a中的浓度为4-7wt％。保险粉在水溶液a中的浓度为0.1wt％-1wt％；优选的，所述保险粉为连二亚硫酸钠。

优选的，所述步骤1)的反应温度为20-40℃，反应时间10-40min。

所述步骤2)中，油溶性溶剂可以是氯仿、四氯乙烷、二氯甲烷、氯苯、四氢呋喃、二氧六环、吡啶中的一种或多种，水溶液a与油溶性溶剂的质量比为0.5-1.5，优选为0.9-1.1。

所述步骤3)中，光气与双酚A的摩尔比为1-2。所述步骤3)中，反应时间为5-10min；

所述步骤3)中，碱液浓度为5wt％-50wt％，碱可以为NaOH、KOH等强碱，优选为NaOH，反应过程中以1-10g/min的流量通入。

所述步骤3)中，反应温度为15℃-36℃。