一種聚碳酸酯合成工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚碳酸酯合成工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯（簡稱PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu) 可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚 碳酸酯的機(jī)械性能較低，從而限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用。目前僅有芳香族聚碳酸酯 獲得了工業(yè)化生產(chǎn)。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)上的特殊性，現(xiàn)已成為五大工程塑料中增長速度最 快的通用工程塑料。
[0003] 如申請?zhí)枮?01310560220. 5的中國專利《一種聚碳酸酯的制備方法》所制造出來 的聚碳酸酯是雙酚A聚碳酸酯，該種聚碳酸酯具有良好的力學(xué)性能、電性能、熱性能、阻燃 性、耐化學(xué)藥品性等優(yōu)點(diǎn)，因此，被廣泛的應(yīng)用于汽車、電子、建筑、包裝等領(lǐng)域。而與此同時 該聚碳酸酯的自然可降解能力差，一旦被丟棄就會對環(huán)境造成很大的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供能夠制造出一種降解能力強(qiáng)的 聚碳酸酯的聚碳酸酯合成工藝。
[0005] -種聚碳酸酯合成工藝，雙酚A和異山梨醇分別與草酸二甲酯在熔融狀態(tài)下均勻 混合進(jìn)行酯化反應(yīng)，將兩者酯化后的反應(yīng)產(chǎn)物再進(jìn)行聚合得到雙酚A-異山梨醇型共聚物 聚碳酸酯。
[0006] 其以下步驟包括：S1、將草酸二甲酯在溫度為54°C~59°C下熔化，將雙酚A和異 山梨醇分別與該熔融狀態(tài)下的草酸二甲酯進(jìn)行均勻混合形成混合物；S2、向S1中的兩混合 物中均加入M〇03/Ti02-Si02催化劑，并保持該兩混合物的溫度為65°C~70°C進(jìn)行酯化反 應(yīng)；S3、將S2中酯化反應(yīng)后的兩混合物再次進(jìn)行混合獲得新混合物，將新混合物的壓力控 制在lkPa~20kPa，溫度控制在220°C~280°C進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)；S4、將S3中預(yù)縮聚反應(yīng)后 的產(chǎn)物加入到縮聚反應(yīng)器中，并控制壓力為〇. OlkPa~5kPa，溫度為250°C~310°C進(jìn)行縮 聚反應(yīng)。
[0007] 作為優(yōu)選，S1中的草酸二甲酯與雙酚A的摩爾比為0. 90~1. 35。
[0008] 作為優(yōu)選，S1中的草酸二甲酯與異山梨醇的摩爾比為0. 95~1. 5。
[0009] 作為優(yōu)選，S2的M〇03/Ti02-Si0 2催化劑為中M〇0 3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%，TiO 2的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為6 %。
[0010] 作為優(yōu)選，Mo03/Ti02-Si02催化劑與草酸二甲酯的摩爾比例為IX 10 9~5X 10 5。
[0011] 作為優(yōu)選，所述Mo03/Ti02-Si02催化劑經(jīng)過弱B酸處理。
[0012] 作為優(yōu)選，所述弱B酸為醋酸。
[0013] 本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn)：該種雙酚A-異山梨醇型共聚物聚碳酸酯的鏈段中雙酚A和 異山梨醇進(jìn)行了無規(guī)則的排序，而由于異山梨醇本生就是生物質(zhì)的產(chǎn)物，且異山梨醇的仲 碳羰基比雙酚A的酚羰基的活性低，從而在聚合反應(yīng)后的產(chǎn)物中，異山梨醇與草酸二甲酯 所形成的酯基更容易受到微生物或降解酶的作用而斷裂。但與此同時，由于異山梨醇本身 是手性結(jié)構(gòu)，因此，所得到的雙酚A-異山梨醇型共聚物聚碳酸酯即能夠保證雙酚A型聚碳 酸酯的剛性特性，適合在汽車、電子、電氣、建筑、包裝等領(lǐng)域被應(yīng)用，且不會對自然環(huán)境造 成污染。
[0014] 其次，草酸二甲酯的熔融溫度在54°C左右，且在熔融狀態(tài)下草酸二甲酯是一種溶 解性比較好的溶劑，從而草酸二甲酯在熔融的狀態(tài)可以充分溶解雙酚A和異山梨醇，進(jìn)而 相對于其他的二甲酯的原料而言大大降低了酯化反應(yīng)的溫度，提高了反應(yīng)的安全性能。
[0015] 同時，在酯化反應(yīng)的過程中加入Mo03/Ti02-Si(^f化劑，M〇0 3/Ti02-Si0^化劑在 保證酯化反應(yīng)的反應(yīng)速率同時，也降低了酯化反應(yīng)的溫度，而且該催化劑在每次使用之后 其失活率不足5%，因此，在該酯化反應(yīng)中M〇03/Ti02-Si0 2催化劑的重復(fù)利用率比較高，大 大降低了生產(chǎn)的成本。
【附圖說明】
[0016] 圖1是一種聚碳酸酯合成工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 參照圖1對本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0018] -種聚碳酸酯合成工藝，包括以下步驟： 步驟一、將草酸二甲酯在溫度為54°C~59°C，壓力為lOOkPa~150kPa下熔化，將雙酚 A和異山梨醇分別與該熔融狀態(tài)下的草酸二甲酯進(jìn)行均勻混合形成混合物，在此過程中， 草酸二甲酯與雙酚A的摩爾比為0. 90~1. 35,草酸二甲酯與異山梨醇的摩爾比為0. 95~ 1. 5 ； 步驟二、向步驟一中的兩混合物中均加入經(jīng)醋酸處理過的18% Mo03/6% Ti02-Si〇Jf 化劑，并保持該兩混合物的溫度為65°C~70°C，壓力為5kPa~60kPa進(jìn)行酯化反應(yīng)，經(jīng)醋 酸處理過的18%1〇03/6%1102^02催化劑與草酸二甲酯的摩爾比為1\10 9~5\105; 步驟三、將步驟二中酯化反應(yīng)后的兩混合物再次進(jìn)行混合獲得新混合物，將新混合物 的壓力控制在lkPa~20kPa，溫度控制在220°C~280°C進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)； 步驟四、將步驟三中預(yù)縮聚反應(yīng)后的產(chǎn)物加入到縮聚反應(yīng)器中，并控制壓力為 0.0 lkPa~5kPa，溫度為250°C~310°C進(jìn)行縮聚反應(yīng)； 步驟五，當(dāng)步驟四中的縮聚反應(yīng)的分子量達(dá)到20000~30000時，縮聚反應(yīng)終止。
[0019] 由于異山梨醇本身是一種生物質(zhì)，而異山梨醇的仲碳羰基比雙酚A的酚羰基的活 性低，而由于異山梨醇本身是手性結(jié)構(gòu)，因此，所得到的雙酚A-異山梨醇型共聚物聚碳酸 酯即能夠保證雙酚A型聚碳酸酯的剛性特性，適合在汽車、電子、電氣、建筑、包裝等領(lǐng)域被 應(yīng)用，且不會對自然環(huán)境造成污染。
[0020] 而且，草酸二甲酯的熔點(diǎn)溫度為54°C左右，同時在熔融狀態(tài)下的草酸二甲酯是比 較好的溶劑，雙酚A和異山梨醇能夠很快在草酸二甲酯中溶解，如表一所示： 表一、在54°C的狀態(tài)下，雙酚A和異山梨醇在草酸二甲酯內(nèi)的溶解度
根據(jù)表一可知，在熔融狀態(tài)下草酸二甲酯就能夠?qū)㈦p酚A和異山梨醇在短時間就可以 溶解，而雙酚A和異山梨醇在54°C狀態(tài)下的碳酸二甲酯中的溶解度僅為46. 3g/100gDMC和 49. 5g/100gDMC，而碳酸二苯酯的熔點(diǎn)為79-82°C，因此，使用草酸二甲酯作為原料節(jié)省了熱 能的使用。
[0021] 而草酸二甲酯與雙酚A的摩爾比為0.90~1.35,草酸二甲酯與異山梨醇的摩爾比 為0. 95~1. 5,這樣混合的物料其中至少一項(xiàng)可以