CN100457826C - 用作光盘底基的聚碳酸酯树脂及光盘底基 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚碳酸酯树脂,其粘均分子量为10,000-17,000,并在铁含量、游离酚总含量、脱模剂含量、羟端基分数、1H-NMR谱等方面具有特点。这种聚碳酸酯树脂可以在不把脱模剂用量增加到不必要的程度就具有较少的因溢料而造成的缺陷,因此适合于用作光盘底基材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种用作光盘底基的聚碳酸酯树脂和一种光盘底基,更具体地说,本发明涉及一种适合于用作具有较少缺陷的光盘底基材料的聚碳酸酯树脂,此缺陷是由于溢料造成的,以及由该树脂成形的光盘底基。
发明背景
聚碳酸酯树脂因其透明性、耐热性和低吸水性而广泛用作CD,CD-ROM,MO,CD-R,CD-RW,DVD-ROM,DVD-R和DVD-RAM之类的光盘底基。一般来说,这类光盘常用下述方法制造:在金属模内装有一个称做刻模的薄镍板,其上有一个通过刻蚀信号,如凹坑和沟槽,形成的表面,通过注塑成型可将该表面特征转移到由聚碳酸酯成形的底基上。
近些年来,在光盘底基的生产中,为进一步提高大规模生产效率,已在一个工厂中引进数十台至百台以上的模塑机,同时严格保证质量控制。但是,虽然刻模没变,或模塑条件没变,且决定聚碳酸酯树脂流动性的因素如分子量、分子量分布、玻璃化转变温度等都稳定在预设范围内,但在切除光盘底基中心孔的料把时意外地脱模失败时有发生,且光盘底基外围或在外围形成的细微溢料因脱模失败而粘在金属模上,造成树脂屑污染,从而使光盘底基的产率降低到百分之几到百分之几十。这种现象一般称之为源自溢料的缺陷,可以通过增加脱模剂的用量来加以防止。但是,脱模剂的用量不能增加到不必要的程度,因为它会引起光学特性方面的缺陷产生,尤其是在恒温恒湿条件下进行加速老化试验时,会在聚碳酸酯树脂中加速出现极化和泛白等缺陷,作为光盘,这还会降低记录数据存贮稳定性的可靠度。
本发明就是在这种情况下开发出来的,旨在提供一种聚碳酸酯树脂及由该树脂成形的光盘底基,这种聚碳酸酯树脂适合用作光盘底基材料,它无需将脱模剂用量增加到不必要的程度就能使光盘底基具有较少的因溢料引起的缺陷。
发明公开
本发明人经多方面调研后发现,出现因溢料造成的缺陷与下述因素有关:(1)聚碳酸酯树脂中的铁含量和游离酚总含量,(2)在原材料2,2-(4-羟基苯基)丙烷中的特定杂质和聚碳酸酯树脂中的羟端基分数,(3)聚碳酸酯树脂的铁含量与1H-NMR谱,以及(4)聚碳酸酯树脂中的铁含量和羟端基分数,并因此而完成了第一发明到第四发明。
即,第一发明可概括如下:
1.一种用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其特征在于粘均分子量为10,000-17,000,铁含量为0.2ppm或更少,游离酚总含量为80ppm或更少,并含100-500ppm脱模剂。
2.一种款1所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其中丙酮可溶物含量为12质量%或更少。
3.一种款1或2中所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其中含有150-350ppm脱模剂。
4.一种款1-3其中之一所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其中所述脱模剂是一种多元醇脂肪酸酯。
5.一种光盘底基,它包含一种款1-4其中之一所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂。
第二发明可概括如下:
1.一种用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其特征在于:用含有1,000ppm或更少的2-(2-羟基苯基)-2-(4-羟基苯基)丙烷(此后称之为2,4-双酚A),150ppm或更少的由以下通式(I)代表的对异丙烯基苯酚的环状二聚体(此后称之为环状IPP二聚体)
以及150ppm或更少的由以下通式(II)代表的三酚化合物(此后简称其为三酚)
的2,2-(4-羟基苯基)丙烷(此后称其为双酚A)作为原材料来生产,粘均分子量为10,000-17,000,羟端基分数小于7mol%,并含有100-500ppm脱模剂。
2.一种如款1中所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其游离酚总含量为80ppm或更少。
3.一种款1或2中所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,它含有150-350ppm脱模剂。
4.一种款1-3其中之一所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其中所述脱模剂是一种多元醇脂肪酸酯。
5.一种光盘底基,它包含一种款1-4其中之一所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂。
第三发明可概括如下:
1.一种以满足下列条件为特征的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂:
(1)粘均分子量为10,000-17,000;
(2)铁含量为0.2ppm或更少;
(3)当在1H-NMR测定的波谱中,以苯环为基准,化学位移δ为7.0-7.5ppm处的强度为1,000时,在δ为1.02-1.08和6.69-6.73ppm处的信号强度为0.01或更小;以及
(4)含有100-500ppm脱模剂。
2.一种如款1所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,它含有150-350ppm脱模剂。
3.一种款1或2中所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其中所述脱模剂是一种多元醇脂肪酸酯。
4.一种款3中所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其中所述多元醇脂肪酸酯是一种脂肪酸甘油单酯。
5.一种光盘底基,它包含款1-4其中之一所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂。
第四发明可概括如下:
1.一种用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其特征在于粘均分子量为10,000-17,000,铁含量为0.2ppm或更少,羟端基分数小于7mol%,并含100-500ppm脱模剂。
2.一种如款1中所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,它含有150-350ppm的脱模剂。
3.一种款1或2中所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其中所述脱模剂是一种多元酸脂肪酸酯。
4.一种款3中所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂,其中所述多元醇脂肪酸酯是一种脂肪酸甘油单酯。
5.一种光盘底基,它包含一种款1-4其中之一所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂。
附图简述:
图1是实施例III-1,对比例III-2和对比例III-3中的一幅1H-NMR谱图(0-2ppm)。
图2是实施例III-1,对比例III-2和对比例III-3中的一幅1H-NMR谱图(6-8ppm)。
图3是对比例III-1中的一幅1H-NMR谱图(0-2ppm)。
图4是对比例III-1中的一幅1H-NMR谱图(6-8ppm)。
图5是实施例III-1,对比例III-1,对比例III-2和对比例III-3中的一幅放大的1H-NMR谱图(1.0-1.5ppm)。
图6是实施例III-1,对比例III-1,对比例III-2和对比例III-3中的一幅放大的1H-NMR谱图(6.5-7.0ppm)。
在图1-6中,符号1表示实施例III-1,对比例III-2和对比例III-3中的谱,符号2表示对比例III-1中的谱。
图7是实施例IV-1,对比例IV-2和对比例IV-3中双酚A的生产流程示意图。
图8是对比例IV-1中双酚A的生产流程示意图。
在图7和图8,符号1表示一个反应器,符号3表示一个浓缩步骤,符号5表示一个结晶步骤,符号7表示一个分离步骤,符号9表示一个洗涤步骤,符号11表示一个加合物分解步骤,符号12表示蒸馏出来的苯酚,以及符号13表示双酚A。
实施本发明的最佳方式
下面将描述本发明(第一发明到第四发明)的一个实施方案:
I.第一发明
下面将描述第一发明(本章中有时简称其为“发明”)中用于光盘底基的聚碳酸酯树脂。
聚碳酸酯树脂的化学结构与生产方法不受特别限制,可采用多种结构和方法。例如,优选采用一种由一种二元酚与一种碳酸酯前体之间发生反应生成的芳族聚碳酸酯树脂。可采用的生产方法可以是溶液法,也可以是熔体法。
所述二元酚包括多种二元酚,其优选的实例包括2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、4,4’-二羟基联苯、双(4-羟基苯基)环己烷、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫化物、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)酮、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚等等。在这些二元酚中,优选一种双(羟基苯基)烷,尤其优选2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)。这些二元酚可单独使用也可以两种或多种通过混合而组合使用。
至于碳酸酯的前体,可以使用一种羰基卤化物、羰基酯和卤代甲酸酯。更具体的实例包括光气、二元酚的二卤代甲酸酯、碳酸二苯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等。
关于聚碳酸酯树脂的化学结构,可以采用分子链具有线性结构、环结构或支化结构的那些树脂。其中,具有支化结构的聚碳酸酯树脂,可优选采用用下列化合物作为支化剂生产的那些树脂:1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、α,α′,α″-三(4-羟基苯基)-1,3,5-三异丙基苯、氟化甘氨酸、偏苯三酸、靛红双邻甲酚等。用对苯二甲酸之类的二官能度羧酸或其衍生而成的酯生产的聚酯型聚碳酸酯树脂可用来作为聚碳酸酯树脂。还可以用含有多种化学结构的聚碳酸酯树脂的混合物。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量一般为10,000-30,000。粘均分子量(Mv)是以下述方法测得的值:用乌氏粘度计在20℃下测定二氯甲烷溶液的粘度,以获得极限粘度[η],然后用方程[η]=1.23×10-5Mv0.83计算粘均分子量值。为调节聚碳酸酯树脂的分子量,要使用苯酚、对叔丁基苯酚、对叔辛基苯酚、对枯基苯酚等。
关于聚碳酸酯树脂,一般用溶液法生产,因此下文叙述聚碳酸酯时假设它是由溶液法获得的。
由前述方法生产的箔状聚碳酸酯树脂必须用一种溶剂,如丙酮、二噁烷等进行洗脱处理,目的是洗脱杂质和所有的游离酚。在这种情况下,以粒状进行洗脱处理就足以使粘均分子量为10,000-17,000,铁含量为0.2ppm或更少,以及游离酚总含量为80ppm或更少。优选丙酮可溶物含量为12质量%或更少。洗脱处理后,在烘干的聚碳酸酯树脂箔状料中加入一种脱模剂并按必要与否加入20-100ppm的磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。有必要在粒料中加入100-500ppm(优选150-350ppm)脱模剂。
当脱模剂少于100ppm时,出现因脱模失败而导致溢料所产生的缺陷增多,而当脱模剂超过500ppm时,作为光盘,容易出现极化和泛白等缺陷,因此,这两种情况都不是优选的。
关于脱模剂,优选用一种多元醇脂肪酸酯,其实例包括一种三元醇如甘油、三甲基丙烷、己三醇等和一种四元或更多元醇如季戊四醇、介赤藓醇、木糖醇、山梨糖醇等与一种含有10-30个碳原子的脂肪酸形成的部分酯。脂肪酸的实例包括癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、二十二烷酸等。具体地说,可使用一种甘油单酯,例如,甘油单硬脂酸酯、甘油单棕榈酸酯、甘油单豆蔻酸酯、甘油单月桂酸酯等、二硬脂酸季戊四醇酯、三硬脂酸季戊四醇酯、单棕榈酸季戊四醇酯、二棕榈酸季戊四醇酯、三月桂酸介赤藓醇酯、三月桂酸木糖醇酯、二硬脂酸木糖醇酯、三硬脂酸木糖醇酯、四硬脂酸木糖醇酯等。这些酯可以单独使用,也可以两种或多种组合使用。
磷型抗氧剂的实例包括一种亚磷酸三烷基酯,如亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸三辛酯、亚磷酸三壬酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三十八烷基酯、二亚磷酸二硬脂基季戊四醇基酯、亚磷酸三(2-氯代乙基)酯、亚磷酸三(2,3-二氯代丙基)酯等;一种亚磷酸三环烷基酯,如亚磷酸三环己基酯等;一种亚磷酸三芳基酯,如亚磷酸三苯基酯、亚磷酸三甲苯基酯、亚磷酸三(乙基苯基)酯、亚磷酸三(丁基苯基)酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(羟基苯基)酯等;一种亚磷酸单烷基二芳基酯,如亚磷酸2-乙基己基二苯基酯;一种磷酸三烷基酯,如磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三癸酯、磷酸三十八烷基酯、二磷酸二硬脂酰基季戊四醇基酯、磷酸三(2-氯代乙基)酯、磷酸三(2,3-二氯代丙基)酯等;一种磷酸三环烷基酯,如磷酸三环己酯等;一种磷酸三芳基酯,如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸三(壬基苯基)酯、磷酸2-乙基苯基二苯基酯等等。
上述酯可以单独使用,也可以两种或多种组合使用。
如前所述,粒状聚碳酸酯树脂的粘均分子量为10,000-17,000,铁含量为0.2ppm或更少,游离酚总含量为80ppm或更少是必要的。当残留的铁含量和游离酚总含量太高时,常出现因溢料造成的缺陷。从避免因溢料而出现缺陷的观点来看,优选丙酮可溶物含量为12质量%或更少。
当粘均分子量小于10,000时,模塑制品的机械强度降低,而当粘均分子量超过17,000时,因模塑中缺乏流动性,模塑制品中保留有变形,从而降低光学特性,因此上述两种情况都不是优选的。铁含量、游离酚总含量和丙酮可溶物含量的测定方法如下。
(1)铁含量
试样烧成灰后,用石墨炉原子吸收光谱仪进行定量分析。
(2)游离酚总含量
酚如原材料单体中的二元酚、终止剂中的一元酚等的总含量,用下述方法分析。
(1)在圆筒状滤纸中放进10g样品。
(2)在一个平底烧瓶中加入120毫升丙酮和2-3片玻璃沸石。
(3)进行Soxhlet萃取。对于粒料,萃取时间为4小时,从第一次丙酮回流结束时开始计时。
(4)将丙酮溶液置于旋转蒸发器内,蒸馏出丙酮,浓缩至干燥。
(5)在烘箱内于105℃干燥1小时后,静置冷却到室温。
(6)加入10毫升二氯甲烷以熔解烘干物。
(7)加入50毫升浓度为0.1N的氢氧化钠水溶液,并用搅拌器搅拌15min。
(8)溶液静置待分离,收集约25毫升作为水层(上层)的氢氧化钠水溶液,并经5A滤纸过滤。
(9)用分光光度计测量滤液中酚的总含量。
(3)丙酮可溶物含量
(1)在10毫升二氯甲烷中溶解1g样品。
(2)在其中加入200毫升丙酮以沉淀聚碳酸酯。
(3)用过滤法除去聚碳酸酯。
(4)将滤液浓缩至干燥后,称重,然后标记为丙酮可溶物含量。
本发明的光盘底基可以通过以任何方法模塑聚碳酸酯粒料而获得,如注塑法、模压法、挤塑法等。其中,优选采用一个刻模的注塑成型法。
下面将参考实施例和对比例更具体地描述本发明。
(实施例I-1)
在100kg用双酚A和光气为原材料,以溶液法制备的、丙酮可溶物含量为14质量%且游离酚总含量为120ppm的箔状聚碳酸酯中,加入225kg丙酮,在50℃搅拌1小时以进行洗脱处理。然后,除去丙酮并在120℃和1.3-40hPa减压下干燥20小时。所得箔状聚碳酸酯的粘均分子量为14,900,在其中加入300ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂以及40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料中丙酮可溶物含量为8质量%,游离酚总含量为70ppm,铁含量为0.1ppm并含有280ppm甘油单硬脂酸酯。将这种粒料进料到一台注塑机(DISK5,Sumitomo重工业有限公司制造)中,在下述条件下生产600片直径为130mm厚度为1.2mm的盘基。
料筒温度:325℃
金属模具温度:90℃(刻模侧)/85℃
刻模:用于CD-ROM
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为4.5%。将该盘基在90℃恒温和90%恒湿条件下进行加速老化300小时,用电特性检测仪测定时,信息块错误率为5。
(实施例I-2)
在100kg用双酚A和光气为原材料,以溶液法制备的、丙酮可溶物含量为12质量%且游离酚总含量为120ppm的箔状聚碳酸酯中,加入225kg丙酮,并在60℃搅拌1小时以进行洗脱处理。然后,除去丙酮并在120℃和1.3-40hPa减压下干燥20小时。所得箔状聚碳酸酯的粘均分子量为14,900,在其中加入300ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂以及40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料中丙酮可溶物含量为6质量%,游离酚总含量为40ppm,铁含量为0.1ppm,并含有280ppm甘油单硬脂酸酯。以与实施例I-1中相同的方式用这种粒料生产600片盘基,用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为2.5%。
(对比例I-1)
在用双酚A和光气为原材料,以溶液法制备的、丙酮可溶物含量为14质量%、游离酚总含量为120ppm且粘均分子量为14,900的箔状聚碳酸酯中,加入300ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂以及40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料中丙酮可溶物含量为13质量%,游离酚总含量为90ppm,铁含量为0.1ppm并含有280ppm甘油单硬脂酸酯。以与实施例I-1相同的方式用这种粒料生产600片盘基。用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是因溢料造成的缺陷为15%。
(对比例I-2)
在100kg用双酚A和光气为原材料,以溶液法制备的、丙酮可溶物含量为14质量%且游离酚总含量为120ppm的箔状聚碳酸酯中,加入225kg丙酮,并在50℃搅拌1小时以进行洗脱处理。然后,除去丙酮并在120℃和1.3-40hPa减压下干燥20小时。所得箔状聚碳酸酯的粘均分子量为14,900,在其中加入50ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂以及40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料中丙酮可溶物含量为8质量%,游离酚总含量为80ppm,铁含量为0.1ppm,并含有40ppm甘油单硬脂酸酯。以与实施例I-1相同的方式用这种粒料生产600片盘基。用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为11.0%。
(对比例I-3)
在100kg用双酚A和光气为原材料,以溶液法制备的、丙酮可溶物含量为14质量%且游离酚总含量为120ppm的箔状聚碳酸酯中,加入225kg丙酮,并在50℃搅拌1小时以进行洗脱处理。然后,除去丙酮并在120℃和1.3-40hPa减压下干燥20小时。所得箔状聚碳酸酯的粘均分子量为14,900,在其中加入600ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂以及40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料中丙酮可溶物含量为8质量%,游离酚总含量为80ppm,铁含量为0.1ppm,并含有550ppm甘油单硬脂酸酯。以与实施例I-1相同的方式用这种粒料生产600片盘基。用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为4.0%,但这类盘基在90℃恒温和90%恒湿条件下加速老化300小时后,用电特性检测仪测定时,信息块错误率为25。
II.第二发明
下面将详述第二发明(在本章中有时简称其为“发明”)。
在该发明中,作为聚碳酸酯树脂原材料的双酚A中,2,4-双酚A的含量为1,000ppm或更少,IPP二聚体的含量为150ppm或更少,以及三酚的含量为150ppm或更少是必要的。当每一种的含量太大时,则在将聚碳酸酯模塑成型为盘基时,常常出现因溢料造成的缺陷。
这里,双酚A由苯酚与丙酮用普通方法生成,但必须在该方法的某一步骤中进行纯化。虽然可采用多种纯化方法,但优选如日本专利JP-A-7-25798中所述,在双酚A与苯酚的加成步骤中进行纯化。也就是说,在双酚A的生产过程中,双酚A与苯酚的加合物从酸催化剂存在下苯酚与丙酮发生反应所获得的双酚A的苯酚溶液中结晶出来,然后将所得浆料进行固液分离后,从固体组分中除去苯酚,在浆料固液分离后除去苯酚前将双酚A和苯酚的加合物溶于苯酚中然后进行结晶,然后将浆料进行固-液分离,这种操作重复至少一次就够了。
下面将描述本发明光盘底基中所使用的聚碳酸酯树脂。
作为聚碳酸酯树脂,优选使用一种由作为二元酚的双酚A与一种碳酸酯前体发生反应生成的芳族聚碳酸酯。这种生产方法可以是溶液法,也可以是熔体法。
在这种情况下,作为碳酸酯前体,可以采用一种羰基卤化物,一种羰基酯和一种卤化甲酸酯。更具体的实例包括光气、二元酚的二卤代甲酸酯、碳酸二苯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等等。
关于聚碳酸酯树脂的化学结构,可以采用分子链具有线型结构、环状结构或支化结构的那些。其中,优选采用以下列化合物为支化剂生产的那些具有支化结构的聚碳酸酯树脂:1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、α,α′,α″-三(4-羟基苯基)-1,3,5-三异丙基苯、氟化甘氨酸、偏苯三酸、靛红双邻甲酚等等。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量一般为10,000-30,000,但本发明必须用10,000-17,000的聚碳酸酯树脂。粘均分子量(Mv)是用与第一发明中相同的方法获得的数值。为调节聚碳酸酯树脂的分子量,要采用苯酚、对叔丁基苯酚、对叔辛基苯酚、对枯基苯酚等。
在这种情况下,有必要调节终止剂的用量,以使后述粒状聚碳酸酯中羟端基分数小于7mol%。
下面描述聚碳酸酯树脂时将假设它是由溶液法获得的。
将缩聚后的聚碳酸酯溶液用各种已知方法进行洗涤纯化,然后以各种已知的方法将纯化后的聚碳酸酯溶液造粒。
在由前述方法获得的聚碳酸酯树脂中游离酚总含量高的情况下,优选用溶剂如丙酮、二噁烷等进行洗脱处理以洗脱所有的游离酚,使其含量为80ppm或更少。在这种情况下,聚碳酸酯是后述粒状形式时,洗脱处理方式要使粘均分子量为10,000-17,000,羟端基分数少于7mol%以及游离酚总含量为80ppm或更少。
洗脱处理后,在烘干的聚碳酸酯树脂箔中加入一种脱模剂并按需要加入20-100ppm的磷型抗氧剂,然后用挤出机进行造粒。有必要在粒料中加入100-500ppm(优选150-350ppm)的脱模剂。
当脱模剂少于100ppm时,出现因脱模失败而导致溢料所产生的缺陷增多,而当脱模剂超过500ppm时,则作为光盘容易出现极化和泛白缺陷,因此上述两种情况都不是优选的。
关于脱模剂,可以用第一发明中所述的那些化合物。
关于磷型抗氧剂,也可以用第一发明中所述的那些化合物。
如前所述,必须使颗粒状聚碳酸酯树脂的粘均分子量为10,000-17,000,羟端基分数少于7mol%。当羟端基分数过大时,常出现因溢料造成的缺陷。从防止出现因溢料而造成缺陷的观点来看,优选游离酚总含量为80ppm或更少。
当粘均分子量小于10,000时,模塑制品的机械强度下降,而当它超过17,000时,因模塑中缺乏流动性在模塑制品中保留有变形,因此这两种情况都不是优选的。
双酚A中的杂质含量及聚碳酸酯树脂中的羟端基分数和游离酚总含量的测定方法如下:
(1)双酚A中的杂质含量
将样品溶于乙腈中,用已知物质作为参比物,由液相色谱技术进行定量分析。
(2)羟端基分数(在用对叔丁基苯酚作为终止剂的情况下)
将样品溶于重氯仿中,测定1HNMR谱。获得相对于OH基团邻位的质子量A和对叔丁基苯基端基中丁基的质子量B,用以下公式进行计算:
羟端基分数(mol%)=100×(A/2)/((A/2)+(B/9))
(3)游离酚总含量
分析方法与第一发明中所述的相同。
本发明的光盘底基用第一发明中所述的模塑法模塑成型。其中,优选采用一个刻模的注塑成型法。
然后本发明将参考实施例与对比例作更具体的描述。
(实施例II-1)
混合1,000kg苯酚与100kg丙酮,在其中加入盐酸,在65℃进行缩合反应4小时。蒸馏反应溶液,从塔顶回收盐酸、水和一定量的苯酚。塔底的物质含有32.0质量%的双酚A,64.4质量%的苯酚和3.6质量%的其它化合物。让双酚A的苯酚溶液在该条件下静置2小时使之冷却到55℃。该溶液为含有双酚A的苯酚加合物的浆料。然后用一个粗滤器抽滤该溶液,用苯酚洗涤所得晶体,以获得晶体样品(a)。晶体样品(a)在165℃熔化,在减压下蒸馏出苯酚,以获得双酚A(b)。双酚A(b)中的杂质浓度为1,200ppm(2,4-双酚A),200ppm(环状IPP二聚体)和160ppm(三酚)。
在为获得晶体样品(a)的过程中得到的100kg双酚A的苯酚加合物中,加入100kg苯酚并加热到95℃溶解。当将双酚A的苯酚溶液在该状态下静置2小时使之冷却到55℃时,该溶液是含双酚A的苯酚加合物晶体的浆状料。然后抽滤该溶液,并用苯酚洗涤所得晶体,以获得晶体样品(c)。晶体样品(c)在165℃熔化,在减压下蒸馏出苯酚,然后边搅拌边冷却,以获得箔状双酚A(d)。双酚A(d)中的杂质浓度为180ppm(2,4-双酚A),10ppm(环状IPP二聚体)和20ppm(三酚)。
用双酚A(d)在下列条件下进行聚合。
(1)聚碳酸酯低聚物的制备
在400升浓度为5质量%的氢氧化钠水溶液中溶解60kg双酚A,以制备双酚A的氢氧化钠溶液。
然后,将保持在室温的双酚A的氢氧化钠溶液以138升/小时的流速和二氯甲烷以69升/小时的流速通过一个孔板引进到一个内径为10mm、管长为10m的管式反应器中,以10kg/小时的流速向管内吹进光气,从而以连续方式反应3小时。这里所用的管式反应器具有一个双层管结构,让冷却水流经夹套部分以将反应液的卸料温度维持在25℃。
将卸出液的pH值从10调到11。静置由此得到的反应液以分离并除去水相,从而收集二氯甲烷相(220升),以获得一种聚碳酸酯低聚物溶液。
(2)聚碳酸酯的生产
在10升款(1)中所获得的聚碳酸酯低聚物溶液中溶解118g对叔丁基苯酚,在其中加入氢氧化钠水溶液(Na0H:75g,水:1L)和1.17mL三乙胺,并在常温下以300rpm的转速搅拌30分钟。然后在其中加入8L二氯甲烷和双酚A的氢氧化钠水溶液(双酚A:607g,NaOH:320g,水:5L),并在常温下以500rpm的转速搅拌1小时。随后加入5L二氯甲烷,并在常温下以500rpm转速搅拌10分钟。搅拌停止后,静置分离以获得有机相。该有机相依次用5L浓度为0.03N的氢氧化钠水溶液进行碱洗,用5L浓度为0.2N的盐酸洗涤,再用5L水洗涤(2次),然后蒸馏出二氯甲烷,以获得箔状聚碳酸酯。将所得的聚碳酸酯箔在120℃真空干燥48小时,以获得粘均分子量为14,500的聚碳酸酯箔。在类似的操作中获得约50kg聚碳酸酯箔。
在所得的箔状聚碳酸酯中,加入300ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料所含的羟端基分数为4mol%,游离酚总含量为40ppm以及甘油单硬脂酸酯含量为280ppm。将粒料进料到一台注塑机(DISK5,Sumitomo重工业有限公司生产),在下述条件下生产600片直径为130mm、厚度为1.2mm的盘基。
料筒温度:325℃
金属模具温度:90℃(刻模侧)/85℃
刻模:用于CD-ROM
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为4.5%。将这类盘基在90℃恒温和90%恒温条件下进行加速老化300小时,用电特性检测仪测定时,信息块错误率为5。
(对比例II-1)
用实施例1中生产的双酚A(d),以与实施例II-1中相同的方式进行聚合,以获得粘均分子量为14,500的聚碳酸酯箔。在所得到的箔状聚碳酸酯中加入30ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料中所含的羟端基分数为4m0l%,游离酚总含量为40ppm以及甘油单硬脂酸酯含量为20ppm。用该粒料以与实施例II-1中相同的方式生产600片盘基。用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为11.0%。
(对比例II-2)
用实施例II-1中生产的双酚A(d),以光气法进行聚合,以获得粘均分子量为14,500的聚碳酸酯箔。在所得箔状聚碳酸酯中加入600ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料中所含的羟端基分数为4mol%,游离酚总含量为40ppm以及甘油单硬脂酸酯含量为560ppm。用该粒料以与实施例II-1中相同的方式生产600片盘基。用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为4.0%,但将这些盘基在90℃恒温和90%恒湿条件下进行加速老化300小时后,用电特性检测仪测定时,信息块错误率为26。
(对比例II-3)
用实施例II-1中生产的双酚A(b),以与实施例II-1中相同的方式进行聚合,以获得粘均分子量为14,500的聚碳酸酯箔。在所得箔状聚碳酸酯中,加入300ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料中所含的羟端基分数为8mol%,游离酚总含量为90ppm以及甘油单硬脂酸酯含量为280ppm。用该粒料以与实施例II-1中相同的方式生产600片盘基。用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为15.0%。
III.第三发明
下面将详述第三发明(在本章中有时简称其为“发明”)。
下面描述本发明光盘底基中所用的聚碳酸酯树脂。
聚碳酸酯树脂的化学结构与生产方法不受特别限制,可以采用多种方法。例如,优选采用一种由一种二元酚与一种碳酸酯前体之间发生反应所生成的芳族聚碳酸酯树脂。可用的生产方法可以是溶液法,也可以是熔体法。
关于二元酚,可以用第一发明中所述的那些。关于聚碳酸酯前体,可以用第一发明中所述的那些。关于聚碳酸酯树脂的化学结构,可以用第一发明中所述的那些。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量一般为10,000-30,000。粘均分子量(Mv)可以用与第一发明中所述的相同方式获得。
在由上述方法生产的聚碳酸酯树脂箔中,加入一种脱模剂并按需要加入20-100ppm的磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。有必要在粒料中加入100-500ppm(优选150-350ppm)的脱模剂。
当脱模剂少于100ppm时,出现因脱模失败而导致溢料所产生的缺陷增多,而当脱模剂超过500ppm时,作为光盘,容易出现极化与泛白之类的缺陷,因此上述两种情况都不是优选的。
粒料的粘均分子量为10,000-17,000,铁含量为0.2ppm或更少,而且当在1H-NMR谱上,以苯环为基准,化学位移δ为7.0-7.5ppm处的强度为1,000时,位移δ为1.02-1.08和6.69-6.73处的信号强度为0.01或更小。认为δ为1.02-1.08和6.69-6.73ppm处的信号强度归因于某些杂质。
为了上述特性中的铁含量和1H-NMR谱,在生产双酚A期间进行纯化更有效,虽然不是限定性的,方法是:反应后通过蒸馏从苯酚与丙酮的混合物中除去未反应的丙酮、副产物水和作为助催化剂的烷基硫醇,并使由此得到的残留物与酸性离子交换树脂接触。
关于脱模剂,可以采用第一发明中所述的那些。
关于磷型抗氧剂,可以采用第一发明中所述的那些。
如前所述,粒状聚碳酸酯树脂的粘均分子量为10,000-17,000,铁含量为0.2ppm或更少,以及当在1H-NMR谱中,以苯环为基准,在化学位移δ为7.0-7.5ppm处的强度为1,000时,在δ为1.02-1.08和6.69-6.73ppm处的信号强度为0.01或更小是必要的。当铁含量太高或1H-NMR谱的条件不满足时,常出现因溢料造成的缺陷。
当粘均分子量小于10,000时,模塑制品的机械强度降低,而当其超过17,000时,因模塑中缺乏流动性,在模塑制品中保留有变形,从而降低光学特性,所以两种情况都不是优选的。铁含量和1H-NMR谱的测定方法如下:
(1)铁含量
试样烧成灰后,用石墨炉原子吸收光谱仪进行定量分析。
(2)1H-NMR谱
在直径为5mm的NMR样品管内收集40mg样品并在室温下均匀地溶于0.6mL的重氯仿中,用JEOL有限公司生产的500MHzNMR(LAMBDA-500)在下述条件下测定其1H-NMR谱。
测量条件:
脉冲宽度:45度
脉冲重复时间:9秒
累积数:256倍
化学位移标准:四甲基硅烷
测量温度:室温
BF值:0.15。
本发明的光盘底基用第一发明中所述的模塑方法模塑成型。其中,优选使用一个刻模的注塑成型法。
本发明将参考实施例和对比例作更具体的描述。
(实施例III-1)
(1)双酚A的生产
在内径为20mm、高度为1,500mm的填充层型反应器内装填磺酸型阳离子交换树脂(Diaion 104H,Mitsubishi化学有限公司生产)。将反应温度维持在80℃,同时从反应器的一个入口将苯酚、丙酮、乙基硫醇按苯酚/丙酮(摩尔比)=10,丙酮/硫醇(摩尔比)=20的比例和LHSV=1Hr-1的速率输进反应器,以进行反应。当丙酮的转化率稳定在75%时,在66.6kPa压力和172℃下将未反应的丙酮、副产物水和过量部分的苯酚从反应混合物中蒸馏出去。让塔底液体在80℃和LHAV=3Hr-1的速率,与装填在一个内径为20mm、高度为1,500mm的填充层型反应器中的磺酸型阳离子交换树脂(Diaion 104H,Mitsubishi化学有限公司生产)接触。在15.7kPa压力和134℃温度下将过量的苯酚从如此接触的液体中蒸馏出去,从而将双酚A的浓度浓缩到40质量%。让该浓缩液冷却到43℃以结晶苯酚加合物,然后进行固液分离。在4.0kPa压力和170℃温度下从苯酚加合物中除去苯酚以获得双酚A。
(2)聚碳酸酯低聚物的制备
在400L浓度为5质量%的氢氧化钠水溶液中溶解60kg由上述方法生产的双酚A,以制成双酚A的氢氧化钠溶液。
然后,将保持在室温下的双酚A的氢氧化钠溶液以138升/小时的流速和二氯甲烷以69升/小时的流速从一个孔板引进到一个内径为10mm、长度为10m的管式反应器中,以10kg/小时的流速把光气吹进反应器,从而以连续方式进行反应3小时。这里所用的管式反应器有一个双层管结构,让冷却水通过夹套部分以将反应液的卸料温度维持为25℃。
将卸出液的pH值从10调节到11。让由此获得的反应液静置以分离并除去水相,从而收集二氯甲烷相(220L),以获得一种聚碳酸酯低聚物溶液。
(3)聚碳酸酯的生产
在10升款(2)中获得的聚碳酸酯低聚物溶液中溶解118g对叔丁基苯酚,在其中加入氢氧化钠水溶液(NaOH:75g,水:1L)和1.17mL三乙胺,并在常温下以300rpm的转速搅拌30分钟。然后在其中加入8L二氯甲烷和双酚A的氢氧化钠水溶液(双酚A:607g,NaOH:320g,水:5L),并在常温下以500rpm的转速搅拌1小时。然后,加入5L二氯甲烷并在常温下以500rpm的转速搅拌10分钟。终止搅拌后,进行静置分离以获得有机相。该有机相依次用5L浓度为0.03N的氢氧化钠水溶液进行碱洗,用5L浓度为0.2N的盐酸洗涤,再用5L水洗涤(2次),然后蒸馏出二氯甲烷,以获得箔状聚碳酸酯。将所得的聚碳酸酯箔在120℃真空干燥48小时,以获得粘均分子量为14,500的聚碳酸酯箔。在类似的操作中获得约50kg聚碳酸酯箔。
(4)造粒
在款(3)中获得的箔状聚碳酸酯中,加入300ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料的粘均分子量为14,200,铁含量为0.1ppm,当1H-NMR谱中,以苯环为基准,化学位移δ为7.0-7.5ppm处的强度为1,000时,在δ为1.02-1.08和6.69-6.73ppm处的信号强度为0(检测不到)(见图1,2,5和6)以及脱模剂含量为250ppm。
(5)模塑与检测
将款(4)中获得的粒料进料到一台注塑机(DISK5,Sumitomo重工业有限公司制造),在下述条件下生产600片直径为130mm、厚度为1.2mm的盘基。
料筒温度:325℃
金属模具温度:90℃(刻模侧)/85℃
刻模:用于CD-ROM
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为4.5%。将这类盘基在90℃恒温和90%恒湿条件下进行加速老化300小时,用电特性检测仪测定时,信息块错误率为6。
(对比例III-1)
(1)双酚A的制备
用与实施例III-1款(1)中相同的方式生产双酚A,但是不让反应后从混合物中除去了未反应丙酮、副产物水与过量部分苯酚所获得的塔底液体与磺酸型阳离子交换树脂接触。
(2)聚碳酸酯低聚物的制备
用对比例III-1款(1)中生产的双酚A,以与实施例III-1款(2)相同的方式获得一种聚碳酸酯低聚物溶液。
(3)聚碳酸酯的制备
用对比例III-1款(2)中生产的聚碳酸酯低聚物溶液,以与实施例III-1款(3)中相同的方法,获得粘均分子量为14,300的聚碳酸酯箔。
(4)造粒
在款(3)中所得的箔状聚碳酸酯中,加入300ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机进行造粒。该粒料的粘均分子量为14,000,铁含量为0.3ppm,以及脱模剂含量为250ppm,而且当1H-NMR谱中以苯环为基准化学位移δ为7.0-7.5ppm处的强度为1,000时,出现在δ=1.04ppm处的信号强度为0.23,出现在δ=6.69和6.71ppm处的信号强度为0.90和0.32(见图3-6)。
(5)模塑与检测
用款(4)中获得的粒料,以与实施例III-1款(5)中相同的方式,生产600片直径为130mm、厚度为1.2mm的盘基。
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为15%。
(对比例III-2)
(1)双酚A的生产
以与实施例III-1款(1)中相同的方式生产双酚A。
(2)聚碳酸酯低聚物的制备
以与实施例III-1款(2)中相同的方式获得聚碳酸酯低聚物溶液。
(3)聚碳酸酯的生产
以与实施例III-1款(3)中相同的方式获得聚碳酸酯箔。
(4)造粒
在款(3)中所得的箔状聚碳酸酯中,加入600ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料的粘均分子量为14,200,铁含量为0.1ppm,而且当1H-NMR光谱中以苯环为基准化学位移δ为7.0-7.5ppm处的强度为1,000时,δ为1.02-1.08和6.69-6.73ppm处的信号强度为0(检测不出)(见图1,2,5和6),以及脱模剂的含量为530ppm。
(5)模塑与检测
用款(4)中获得的粒料,以与实施例III-1款(5)中相同的方式生产600片直径为130mm、厚度为1.2mm的盘基。
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为3.9%。将该类盘基在90℃恒温和90%恒湿条件下进行加速老化300小时后,用电特性检测仪测定时,信息块错误率为29。
(对比例III-3)
(1)双酚A的生产
以与实施例III-1款(1)中相同的方式生产双酚A。
(2)聚碳酸酯低聚物的制备
以与实施例III-1款(2)中相同的方式获得聚碳酸酯低聚物溶液。
(3)聚碳酸酯的生产
以与实施例III-1款(3)中相同的方式获得聚碳酸酯箔。
(4)造粒
在款(3)所获得的箔状聚碳酸酯中,加入30ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料的粘均分子量为14,200,铁含量为0.1ppm,以及在用1H-NMR测定的波谱中以苯环为基准,化学位移δ为7.0-7.5ppm处的强度为1,000时,在δ为1.02-1.08和6.69-6.73ppm处的信号强度为0(检测不到)(见图1,2,5和6),以及脱模剂含量为20ppm。
(5)模塑和检测
用款(4)中获得的粒料,以与实施例III-1款(5)中相同的方式生产600片直径为130mm、厚度为1.2mm的盘基。
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为18%。
IV.第四发明
下面将详述第四发明(在本章中有时简称其为“发明”)。
下面将详述本发明的光盘底基中所用的聚碳酸酯树脂。
聚碳酸酯树脂的化学结构与生产方法不受特别限制,可采用多种方法。例如,优选采用一种由一种二元酚与一种碳酸酯前体之间发生反应所生成的芳族聚碳酸酯树脂。可用的生产方法可以是溶液法,也可以是熔体法。
关于二元酚,可以用第一发明中所述的那些。关于聚碳酸酯前体,可以用第一发明中所述的那些。关于聚碳酸酯树脂的化学结构,可以用第一发明所述的那些。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量一般为10,000-30,000。粘均分子量(Mv)可以用第一发明中所述的相同方式获得。
在由前述方法生产的聚碳酸酯树脂箔中加入一种脱模剂并按需要加入20-100ppm的磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。有必要在粒料中加入100-500ppm(优选150-350ppm)的脱模剂。
当脱模剂少于100ppm时,出现因脱模失败而导致溢料所产生的缺陷增多,而当脱模剂超过500ppm时,则作为光盘容易出现极化与泛白等缺陷,所以两种情况都不是优选的。
粒料的粘均分子量为10,000-17,000,铁含量为0.2ppm或更少,羟端基分数少于7mol%是必要的。这里,羟端基分数是聚碳酸酯中的羟端基相对于端基总量的比值(mol%),而且是一个用下文所述方法测定的值。
在上述特性中,为满足铁含量和羟端基分数,例如,在日本专利JP-A-6-48970所述的双酚A生产期间的纯化方法更有效,但不限于该方法,方法是:在用纯化苯酚洗涤双酚A与苯酚的加合物后,它将分解成苯酚与双酚A,然后苯酚被回收到反应体系中。
关于脱模剂,可采用第一发明中所述的那些。
关于磷型抗氧剂,可采用第一发明中所述的那些。
如前所述,粒状聚碳酸酯树脂的粘均分子量为10,000-17,000,铁含量为0.2ppm或更少,羟端基分数小于7mol%是必要的。当铁含量太大或羟端基分数太高时,常出现因溢料引起的缺陷。
当粘均分子量小于10,000时,模塑制品的机械强度降低,而当它超过17,000时,因模塑期间缺乏流动性,在模塑制品中保留有变形,因而光学特性下降,因此两种情况都不是优选的。铁含量与羟端基分数的测量方法如下:
(1)铁含量
样品烧成灰后,用石墨炉原子吸收光谱仪进行定量分析。
(2)羟端基分数(在用对叔丁基苯酚作为终止剂的情况下)
在直径为5mm的NMR样品管内收集40mg样品并在室温下均匀地溶解在0.6mL重氯仿中。用JEOL有限公司生产的500MHzNMR(LAMBDA-500)在下述条件下测量其1H-NMR谱。
测量条件
脉冲宽度:45度。
脉冲重复时间:9秒
累积数:256倍
化学位移标准:四甲基硅烷
测量温度:室温
BF值:0.15
在NMR谱中,设端羟基附近的邻苯基在δ=6.6ppm处的特征信号强度为X,叔丁基在δ=1.3ppm处的特征信号强度为Y,则羟端基分数用下述公式计算:
羟端基分数(mol%)=100×(X/2)/((X/2)+(Y/9))
本发明的光盘底基用第一发明所述的模塑方法模塑成型。其中优选采用一个刻模的注塑成型法。
下面将参考实施例和对比例对本发明作更具体的描述。
(实施例IV-1)
(1)双酚A的生产
按照图7所示的双酚A的生产流程图,双酚A是以一种连续工艺生产的。苯酚、丙酮和乙基硫醇分别以4,600g/小时、280g/小时和16g/小时的速率连续地引进一个其中填充了600g阳离子树脂的反应器1中,同时将温度维持在75℃。将反应混合物2引进一个浓缩步骤3,并在165℃和53.3kPa的条件下进行浓缩,使双酚A的浓度达到30质量%,然后将浓缩液4引进结晶步骤5,并在45℃条件下进行冷却处理,从而使双酚A与苯酚的加合物结晶。然后将加合物浆料6输送到分离步骤7并分离成加合物晶体和母液。用纯化苯酚洗涤加合物晶体8,其用量为湿滤饼的0.5倍(重量),然后将如此洗涤过的加合物晶体10进行重结晶,然后输送到一个加合物分解步骤11中。在加合物分解步骤中,加合物在2.6kPa和170℃条件下分解,从而将大部分苯酚蒸馏出去。所有蒸馏出来的苯酚12被回收进反应器1。另一方面,残留苯酚通过汽提从来自分解步骤11的双酚A13中基本上完全除去,从而获得双酚A产物。
(2)聚碳酸酯低聚物的制备
在400升浓度为5质量%的氢氧化钠水溶液中溶解60kg由前述方法生产的双酚A,以制备双酚A的氢氧化钠溶液。
然后,将维持在室温下的双酚A的氢氧化钠溶液以138升/小时的流速和二氯甲烷以69升/小时的流速经由一个孔板引进一个内径为10mm、管长为10m的管式反应器中,以10kg/小时的流速向其中吹进光气,从而以连续方式进行反应3小时。这里所用的管式反应器具有一个双层管结构,让冷却水通过夹套部分以将反应液的卸料温度维持在25℃。
将卸出液的pH值从10调到11。静置由此获得的反应液,以分离并除去水相,从而收集二氯甲烷相(220L),以获得聚碳酸酯低聚物溶液。
(3)聚碳酸酯的生产
在10升款(2)中所获得的聚碳酸酯低聚物溶液中溶解118g对-叔丁基苯酚,在其中加入氢氧化钠水溶液(NaOH:75g,水:1L)和1.17mL三乙胺,在常温下以300rpm的转速搅拌30分钟。然后在其中加入8L二氯甲烷和双酚A的氢氧化钠水溶液(双酚A:607g,NaOH:320g,水:5L),并在常温下以500rpm的转速搅拌1小时。随后加入5L二氯甲烷并在常温下以500rpm转速搅拌10分钟。搅拌停止后,静置分离以获得有机相。该有机相依次用5L浓度为0.03N的氢氧化钠水溶液进行碱洗、用5L浓度为0.2N的盐酸洗涤、再用5L水洗涤(2次),然后蒸馏出二氯甲烷,以获得箔状聚碳酸酯。将所得的聚碳酸酯箔在120℃真空干燥48小时,以获得粘均分子量为14,500的聚碳酸酯箔。在类似的操作中获得约50kg聚碳酸酯箔。
(4)造粒
在款(3)中所得的箔状聚碳酸酯中,加入300ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料的粘均分子量为14,200,铁含量为0.1ppm,羟端基分数为5.4mol%以及脱模剂含量为250ppm。
(5)模塑和检测
将款(4)中获得的粒料进料到一台注塑机(DISK5,Sumitomo重工业有限公司制造),在下述条件下生产600片直径为130mm、厚度为1.2mm的盘基。
料筒温度:325℃
金属模具温度:90℃(刻模侧)/85℃
刻模:用于CD-ROM
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为4.5%。将这类盘基在90℃恒温和90%恒湿条件下进行加速老化300小时,用电特性检测仪测定时,信息块错误率为6。
(对比例IV-1)
(1)双酚A的生产
按照图8所示的双酚A生产流程示意图,双酚A是以连续工艺生产的。也就是说,采用与实施例IV-1款(1)中相同的步骤,以生产双酚A,但蒸馏出的苯酚12不回收进反应器1,而是代替纯化苯酚,用于加合物的洗涤步骤9中。
(2)聚碳酸酯低聚物的制备
用对比例IV-1款(1)中生产的双酚A,以与实施例IV-1款(2)中相同的方法获得聚碳酸酯低聚物溶液。
(3)聚碳酸酯的生产
用对比例IV-1款(2)中生产的聚碳酸酯低聚物溶液,以与实施例IV-1款(3)中相同的方法获得粘均分子量为14,300的聚碳酸酯箔。
(4)造粒
在款(3)中所得的箔状聚碳酸酯中,加入300ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料的粘均分子量为14,100,铁含量为0.3ppm,羟端基分数为7.5mol%以及脱模剂含量为250ppm。
(5)模塑和检测
用款(4)中获得的粒料,以与实施例IV-1款(5)中相同的方法,生产600片直径为130mm、厚度为1.2mm的盘基。
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为16%。
(对比例IV-2)
(1)双酚A的生产
以与实施例IV-1款(1)中相同的方法生产双酚A。
(2)聚碳酸酯低聚物的制备
以与实施例IV-1款(2)中相同的方法获得聚碳酸酯低聚物溶液。
(3)聚碳酸酯的生产
以与实施例IV-1款(3)中相同的方法获得聚碳酸酯箔。
(4)造粒
在款(3)中获得的箔状聚碳酸酯中,加入600ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料的粘均分子量为14,200,铁含量为0.1ppm,羟端基分数为5.4mol%以及脱模剂含量为530ppm。
(5)模塑和检测
用款(4)中获得的粒料,以与实施例IV-1款(5)中相同的方法生产600片直径为130mm、厚度为1.2mm的盘基。
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为4%。将该类盘基在90℃恒温和90%恒湿条件下进行加速老化300小时后,用电特性检测仪测定时,信息块错误率为28。
(对比例IV-3)
(1)双酚A的生产
以与实施例IV-1款(1)中相同的方法生产双酚A。
(2)聚碳酸酯低聚物的制备
以与实施例IV-1款(2)中相同的方法获得聚碳酸酯低聚物溶液。
(3)聚碳酸酯的制备
以与实施例IV-1款(3)中相同的方法获得聚碳酸酯箔。
(4)造粒
在款(3)中获得的箔状聚碳酸酯中,加入30ppm甘油单硬脂酸酯作为脱模剂和40ppm亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为磷型抗氧剂,然后用挤出机造粒。该粒料的粘均分子量为14,200,铁含量为0.1ppm,羟端基分数为5.4mol%以及脱模剂含量为20ppm。
(5)模塑和检测
用款(4)中获得的粒料,以与实施例IV-1款(5)中相同的方法生产600片直径为130mm、厚度为1.2mm的盘基。
用裂纹缺陷检测仪检查所得盘基,结果是,因溢料造成的缺陷为17%。
在工业中的应用领域
按照本发明,能提供一种聚碳酸酯树脂和由该树脂成型的光盘底基,所述聚碳酸酯适合用作光盘底基材料,不必将脱模剂用量增加到不必要的程度就能使光盘底基具有较少的因溢料而造成的缺陷。
Claims (4)
1.一种用于光盘底基的聚碳酸酯树脂组合物,所述组合物包含一种聚碳酸酯树脂、100-500ppm的脱模剂和20-100ppm的磷抗氧化剂,其中所述聚碳酸酯树脂满足如下条件:其粘均分子量为10,000-17,000,铁含量为0.2ppm或更少,游离酚总含量为80ppm或更少,并且丙酮可溶物含量为12质量%或更少。
2.权利要求1所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂组合物,它含有150-350ppm的脱模剂。
3.权利要求1所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂组合物,其中所述脱模剂是一种多元醇脂肪酸酯。
4.一种光盘底基,它包含权利要求1-3中任何一项所述的用于光盘底基的聚碳酸酯树脂组合物。
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