【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及聚碳酸酯領(lǐng)域，具體涉及一種兼具高折射率和高分子量的聚碳酸酯樹脂及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、聚碳酸酯樹脂具有可塑性強(qiáng)和密度低的優(yōu)勢(shì)，有利于其加工成各類便攜式精密設(shè)備的光學(xué)元件。因此，聚碳酸酯樹脂正在逐漸地替代光學(xué)玻璃，已廣泛應(yīng)用于手機(jī)鏡頭、車載鏡頭、安防鏡頭、ar/vr等領(lǐng)域。
2、而通用的雙酚a型聚碳酸酯的折射率僅有1.58左右，并且其在加工成型時(shí)易產(chǎn)生應(yīng)力雙折射，不利于光學(xué)成像。
3、現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)在均聚碳酸酯引入其他結(jié)構(gòu)的方式來(lái)提高聚碳酸酯的折射率。通過(guò)引入9,9’-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)芴(雙醚芴)得到雙醚芴均聚碳酸酯，雙醚芴均聚碳酸酯的折射率最高為1.64。在2,2’-雙(2-羥基乙氧基)-1,1’-聯(lián)萘的6取代位上引入苯基、萘基、菲基等，與雙醚芴共聚所得的共聚碳酸酯的最高折射率高達(dá)1.718，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度196℃，但分子量較低，粘均分子量不足12000。引入單體2,2’-雙(2-羥基乙氧基)-6,6’-二(萘-2-基)-1,1’-聯(lián)硫萘與雙醚芴共聚得到的聚碳酸酯的折射率高達(dá)1.725，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度176℃，但是重均分子量?jī)H有13200。
4、高精密光學(xué)儀器需要的鏡片往往要求材料折射率在1.64以上甚至更高、重均分子量不低于30000；因此，開發(fā)兼具高折射率和高分子量的聚碳酸酯樹脂材料以滿足其在高精密光學(xué)儀器中的應(yīng)用要求，是光學(xué)聚碳酸酯領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有聚碳酸酯樹脂無(wú)法兼具高
2、本專利技術(shù)的目的之一是提供一種聚碳酸酯樹脂。
3、所述聚碳酸酯樹脂含有式(i)和式(ii)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，
4、
5、具體的，所述聚碳酸酯樹脂可以由式(i)和式(ii)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成。
6、上述聚碳酸酯樹脂可以由包括二羥基化合物與碳酸二酯化合物的反應(yīng)單體通過(guò)熔融酯交換縮聚法制備得到；二羥基化合物包括如式(a)和式(b)所示化合物；
7、
8、
9、本專利技術(shù)的式(a)單體，是在具有聯(lián)萘結(jié)構(gòu)的bhebn單體上引入菲基；式(a)單體可以有效提升聚碳酸酯樹脂的折射率，但玻璃化轉(zhuǎn)變溫度也跟隨上升。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，直接影響材料的制件加工成型難易度，進(jìn)而影響材料的最終光學(xué)性能；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越高，越不利于產(chǎn)品的加工成型。所以，為了有利于產(chǎn)品的加工成型，對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行一定的控制是有必要的。因此，本專利技術(shù)在式(a)單體的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入了式(b)單體。式(b)單體是直鏈結(jié)構(gòu)，對(duì)共聚物起到增韌作用，式(b)單體的引入能夠有效降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；另外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在式(a)單體的基礎(chǔ)上引入式(b)單體，能在一定程度上提高透光率，還能產(chǎn)生顯著提高重均分子量和阿貝數(shù)的效果。相比于式(a)，式(b)單體的聚合位阻小，有利于聚合度的增加，進(jìn)而分子量得到增加。式(b)中具有硫元素，硫元素也是提升折射率的有效基團(tuán)，且硫元素的引入，可以降低聚合物的色散，及阿貝數(shù)的數(shù)值有一定增大。
10、本專利技術(shù)中，各重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的含量范圍可在較寬的范圍內(nèi)選擇。具體技術(shù)方案中，式(i)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元與式(ii)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為(1：9)-(9：1)，或者為(3：7)-(9：1)，或者為(3：7)-(7：3)，或者為(5：5)-(9：1)，或者為(5：5)-(7：3)。例如，式(i)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元與式(ii)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為3：7、5：5或7：3。作為優(yōu)選方案，式(i)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元與式(ii)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為(3：7)-(7：3)。
11、其中，“式(i)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元與式(ii)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的摩爾比”可以通過(guò)本領(lǐng)域的常規(guī)的方法檢測(cè)，也可以根據(jù)投料量進(jìn)行計(jì)算。在本專利技術(shù)中，“式(i)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元與式(ii)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的摩爾比”采用投料量進(jìn)行計(jì)算得到。
12、本專利技術(shù)中，所述聚碳酸酯樹脂是一種共聚物。即，所述聚碳酸酯樹脂中，一個(gè)聚合物分子中同時(shí)含有式(i)結(jié)構(gòu)單元和式(ii)結(jié)構(gòu)單元；式(i)和式(ii)單元可以是以交替、嵌段或者無(wú)規(guī)的形式形成共聚碳酸酯結(jié)構(gòu)。
13、本專利技術(shù)中，所述聚碳酸酯樹脂的重均分子量不低于30000，優(yōu)選為30000-80000；更優(yōu)選為30000-60000；進(jìn)一步優(yōu)選為40000-52000。
14、本專利技術(shù)中，所述聚碳酸酯的玻璃化溫度為120-200℃，優(yōu)選為140-185℃。
15、本專利技術(shù)中，所述聚碳酸酯的折射率大于等于1.65，優(yōu)選為1.65-1.74，更優(yōu)選為1.67-1.73。
16、本專利技術(shù)中，所述聚碳酸酯材料的阿貝數(shù)為17-24，優(yōu)選為19-22。
17、本專利技術(shù)中，所述聚碳酸酯材料的透光率為87-89％，優(yōu)選為88-89％。
18、作為一種技術(shù)方案，所述聚碳酸酯樹脂是由式(i)和式(ii)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成的共聚物；式(i)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元與式(ii)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為(1：9)-(9：1)；其重均分子量為30000-60000。此時(shí)，所述聚碳酸酯樹脂的玻璃化溫度為127-200℃，折射率為1.65-1.73，阿貝數(shù)為19-24，透光率為88-89％。
19、作為一種技術(shù)方案，所述聚碳酸酯樹脂是由式(i)和式(ii)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成的共聚物；式(i)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元與式(ii)所示重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為(3：7)-(7：3)；其重均分子量為40000-52000。此時(shí)，所述聚碳酸酯樹脂的玻璃化溫度為145-185℃，折射率為1.67-1.71，阿貝數(shù)為20-22，透光率為88-89％。
20、高精密光學(xué)儀器需要的鏡片往往要求材料的重均分子量不低于30000；玻璃化溫度不低于140℃以上；折射率在1.64以上甚至更高；透光率在88％以上。作為高精密光學(xué)儀器需要的鏡片材料，其使用環(huán)境要求其綜合性能較優(yōu)，不能僅有單一性能指標(biāo)優(yōu)異，而犧牲其他性能。根據(jù)上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)提供的聚碳酸酯樹脂，其重均分子量為30000-60000、玻璃化溫度為140-200℃、折射率為1.651-1.738，阿貝數(shù)為19-24、透光率為88-89％；兼具高折射率和高分子量的優(yōu)點(diǎn)，能滿足其作為光學(xué)樹脂在光學(xué)元器件領(lǐng)域的應(yīng)用要求。能夠用于制備光學(xué)透鏡。
21、本專利技術(shù)的目的之二在于提供一種專利技術(shù)目的之一所述的聚碳酸酯樹脂的制備方法。
22、所述聚碳酸酯樹脂的制備方法包括：熔融后的二羥基化合物與碳酸二酯化合物，在催化劑作用下、保護(hù)氣體保護(hù)下，依次進(jìn)行酯交換、縮聚反應(yīng)，制得所述聚碳酸酯樹脂；
23、二羥基化合物包括如式(a)和式(b)所示化合物；
24、
25、式(a)為2,本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種聚碳酸酯樹脂，其特征在于，所述聚碳酸酯樹脂含有式(I)和式(II)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯樹脂，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯樹脂，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯樹脂，其特征在于：
5.一種權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹脂的制備方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述聚碳酸酯樹脂的制備方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述聚碳酸酯樹脂的制備方法，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述聚碳酸酯樹脂的制備方法，其特征在于：
9.一種光學(xué)透鏡，其特征在于，所述光學(xué)透鏡含有權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹脂或者權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的聚碳酸酯。
10.一種權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯或者權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的聚碳酸酯在光學(xué)材料中的應(yīng)用。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種聚碳酸酯樹脂，其特征在于，所述聚碳酸酯樹脂含有式(i)和式(ii)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯樹脂，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯樹脂，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯樹脂，其特征在于：
5.一種權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹脂的制備方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述聚碳酸酯樹脂的制備方法，其特征在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李晨，孫騰，鄒勝，龍?chǎng)?/a>，張遠(yuǎn)康，王慶印，王公應(yīng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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