CN111902455B - 聚碳酸酯和成型体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有适当的折射率和阿贝数、并且耐热性、全光线透射率和色相总体上优异的聚碳酸酯及其成型体。该聚碳酸酯包含式[I]所示的结构单元和具有含环状结构的烃基的结构单元,式[I]中,R1和R2分别独立地表示烃基,R3分别独立地表示氢原子、含杂原子的基团、含卤原子的基团、碳原子数1~6的直链烷基、碳原子数3~6的支链烷基、含芳基的碳原子数6~12的基团。
Description
技术领域
本发明涉及聚碳酸酯和成型体。特别是涉及适于光学透镜的成型体。
背景技术
作为照相机、胶卷一体型照相机、摄像机等各种照相机的光学系统所使用的光学透镜的材料,正在使用着光学玻璃或光学用树脂。光学玻璃的耐热性、透明性、尺寸稳定性、耐药品性等优异,但存在材料成本高、成型加工性差以及生产率低的问题。
另一方面,由光学用树脂构成的光学透镜具有能够利用注射成型大量生产的优点。例如,在照相机用透镜中正在使用着聚碳酸酯树脂等。特别是由于制品的轻薄短小化,面向高折射率、低阿贝数的光学透镜的树脂的开发积极地进行着(专利文献1、专利文献2)。另外,作为面向高阿贝数的光学透镜的树脂,通常使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃聚合物等,但最近也使用着各种各样的改善了物性的树脂(专利文献3、专利文献4)。
另一方面,还已知具有来自螺二醇的结构单元的聚碳酸酯(专利文献5~9)。
一般来说,在光学材料的折射率高时,能够利用曲率更小的面来实现具有相同折射率的透镜元件,因此能够减少在该面上产生的像差量。其结果是,能够减少透镜的片数、降低透镜的偏心敏感度、或者使透镜厚度变薄而实现轻量化。
另外,一般来说,在照相机的光学系统中,通过组合多片凹透镜和凸透镜来进行像差修正。即,通过对于由凸透镜造成的色像差,组合与凸透镜具有相反符号的色像差的凹透镜,以合成的方式抵消色像差。此时,需要凹透镜具有高分散(即,低阿贝数)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2014/073496号公报
专利文献2:WO2018/016516号公报
专利文献3:WO2016/052370号公报
专利文献4:WO2017/175693号公报
专利文献5:特开2006–232897号公报
专利文献6:特开平10–251500号公报
专利文献7:特开平9–268225号公报
专利文献8:特开2011–162604号公报
专利文献9:特开2010–077249号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,近年来各种照相机等的光学系统所使用的光学元件的种类越来越多,需要面向各种各样的具有平衡的折射率和阿贝数的光学透镜的树脂。并且,不只是适当的折射率和阿贝数,还需求其它的各种树脂物性。
本发明的目的在于解决该技术问题,其目的在于提供一种具有适当的折射率和阿贝数、并且耐热性、全光线透射率和色相总体上优异的聚碳酸酯及其成型体。
用于解决技术问题的技术手段
基于上述技术问题,本发明的发明人发现,通过使用将作为新化合物的二螺二醇(DSG)和具有含环状结构的烃基的二羟基化合物共聚而得到的聚碳酸酯,能够解决上述技术问题。具体而言,通过下述技术手段<1>、优选通过<2>~<14>,能够解决上述技术问题。
<1>一种聚碳酸酯,其包含下述式[I]所示的结构单元和具有含环状结构的烃基的结构单元,
式[I]中,R1和R2分别独立地表示烃基,R3分别独立地表示氢原子、含杂原子的基团、含卤原子的基团、碳原子数1~6的直链烷基、碳原子数3~6的支链烷基或含芳基的碳原子数6~12的基团。
<2>如<1>所述的聚碳酸酯,其中,数均分子量为6000以上。
<3>如<1>或<2>所述的聚碳酸酯,其中,上述式[I]所示的结构单元占构成上述聚碳酸酯的全部结构单元的5mol%~95mol%。
<4>如<1>~<3>中任一项所述的聚碳酸酯,其中,上述具有含环状结构的烃基的结构单元包括式[II]所示的结构单元,
式[II]中,a和b分别独立地表示0~10的整数,X表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,R表示含环状结构的烃基。
<5>如<4>所述的聚碳酸酯,其中,上述式[II]中的a和b为1~10的整数。
<6>如<4>或<5>所述的聚碳酸酯,其中,上述式[II]中的R为含有4个以上苯环的结构。
<7>如<4>或<5>所述的聚碳酸酯,其中,上述式[II]所示的结构单元为式[II-1]、式[II-2]和式[II-3]所示的结构单元中的至少1种,
式[II-1]中,R1~R10分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,X表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,a和b分别独立地为0~10的整数,
式[II-2]中,R1~R20分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,Y表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,c和d分别独立地为0~10的整数,
式[II-3]中,R1~R16分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,Z表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,e和f分别独立地为0~10的整数。
<8>如<1>~<7>中任一项所述的聚碳酸酯,其中,上述式[I]中的R3分别独立地为氢原子或甲基。
<9>如<1>~<8>中任一项所述的聚碳酸酯,其中,上述式[I]中的R1和R2分别独立地表示碳原子数1~7的直链烷基、碳原子数3~7的支链烷基或芳基。
<10>如<1>~<8>中任一项所述的聚碳酸酯,其中,上述式[I]中的R1和R2分别独立地为碳原子数1~7的直链烷基或芳基。
<11>如<1>~<7>中任一项所述的聚碳酸酯,其中,上述式[I]中的R3为氢原子,R1和R2分别独立地为乙基、甲基或苯基。
<12>如<1>~<7>中任一项所述的聚碳酸酯,其中,上述式[I]中的R3为氢原子、R1和R2为乙基。
<13>一种成型体,其含有<1>~<12>中任一项所述的聚碳酸酯。
<14>如<13>所述的成型体,该成型体为光学透镜。
发明效果
根据本发明,能够提供具有适当的折射率和阿贝数、并且耐热性、全光线透射率和色相总体上优异的聚碳酸酯及其成型体。
具体实施方式
以下对本发明的内容进行详细说明。其中,在本说明书中,“~”以包括其前后所记载的数值作为下限值和上限值的含义使用。
本发明的聚碳酸酯的特征在于,包含下述式[I]所示的结构单元和具有含环状结构的烃基的结构单元。
式[I]中,R1和R2分别独立地表示烃基,R3分别独立地表示氢原子、含杂原子的基团、含卤原子的基团、碳原子数1~6的直链烷基、碳原子数3~6的支链烷基或含芳基的碳原子数6~12的基团。
通过形成为这样的结构,能够得到具有适当的折射率和阿贝数、并且耐热性、全光线透射率和色相总体上优异的聚碳酸酯。
特别地,能够得到保持与来自具有类似DSG的结构的螺二醇单体的聚碳酸酯同等的阿贝数、高折射率的聚碳酸酯。并且,这样的聚碳酸酯的耐热性优异、全光线透射率高、色相(b值)良好。
<式[I]所示的结构单元>
本发明的聚碳酸酯包含式[I]所示的结构单元。
式[I]中,R1和R2分别独立地表示烃基,R3分别独立地表示氢原子、含杂原子的基团、含卤原子的基团、碳原子数1~6的直链烷基、碳原子数3~6的支链烷基或含芳基的碳原子数6~12的基团。
作为式[I]中的R1和R2,分别独立地为烃基,优选表示碳原子数1~7的直链烷基、碳原子数3~7的支链烷基或芳基,更优选表示碳原子数1~7的直链烷基或芳基,进一步优选碳原子数1~7的直链烷基。
本发明中的R1和R2的优选的实施方式的一例有乙基、甲基或苯基。
碳原子数1~7的直链烷基优选为碳原子数1~5的直链烷基,更优选为碳原子数1~3的直链烷基,进一步优选为甲基或乙基。
碳原子数3~7的支链烷基优选为碳原子数3~5的支链烷基,更优选为碳原子数3或4的支链烷基,进一步优选为碳原子数3的支链烷基。
芳基优选为碳原子数6~20的芳基,更优选为碳原子数6~14的芳基,进一步优选为苯基、萘基、蒽基,更进一步优选为苯基。
作为式[I]中的R1和R2,可以分别独立地列举例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、1–甲基丙基、2–甲基丙基、1,1–二甲基乙基(叔丁基)、正戊基、1–甲基丁基、2–甲基丁基、3–甲基丁基、1–乙基丙基、1,1–二甲基丙基、1,2–二甲基丙基、2,2–二甲基丙基(新戊基)、正己基、1–甲基戊基、2–甲基戊基、3–甲基戊基、4–甲基戊基、1,1–二甲基丁基、1,2–二甲基丁基、1,3–二甲基丁基、2,2–二甲基丁基、2,3–二甲基丁基、3,3–二甲基丁基、1–乙基丁基、2–乙基丁基、1,1,2–三甲基丙基、1,2,2–三甲基丙基、1–乙基–1–甲基丙基、1–乙基–2–甲基丙基、正庚基、1–甲基己基、2–甲基己基、3–甲基己基、4–甲基己基、5–甲基己基、1,1–二甲基戊基、1,2–二甲基戊基、1,3–二甲基戊基、1,4–二甲基戊基、1,5–二甲基戊基、2,2–二甲基戊基、2,3–二甲基戊基、2,4–二甲基戊基、3,3–二甲基戊基、3,4–二甲基戊基、4,4–二甲基戊基、1―乙基戊基、2–乙基戊基、3–乙基戊基、1–丙基丁基、2–丙基丁基、3–丙基丁基、1–乙基–1–甲基丁基、1–乙基–2–甲基丁基、1–乙基–3–甲基丁基、2–乙基–1–甲基丁基、2–乙基–2–甲基丁基、2–乙基–3–甲基丁基和1,2,3–三甲基丁基、苯基、萘基、蒽基等。
这些之中,R1和R2更优选分别独立地为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、苯基,进一步优选为甲基、乙基或苯基,更优选为甲基或乙基,更进一步优选为乙基。
式[I]中的R3分别独立地表示氢原子、含杂原子的基团、含卤原子的基团(优选卤原子)、碳原子数1~6的直链烷基、碳原子数3~6的支链烷基或含芳基的碳原子数6~12的基团,优选为氢原子、碳原子数1~6的直链烷基、碳原子数3~6的支链烷基或含芳基的碳原子数6~12的基团,更优选为氢原子、碳原子数1~6的直链烷基或碳原子数3~6的支链烷基,进一步优选为氢原子或甲基,更进一步优选为氢原子。
作为含杂原子的基团所含的杂原子,可以例示氧原子、硫原子、氮原子。
作为含杂原子的基团的优选例,可以列举烷氧基、烷基硫醚基、氨基、硝基。另外,构成烷氧基或烷基硫醚基的烷基链优选为碳原子数1~6的直链的烷基链,更优选碳原子数1~3的直链的烷基链。
碳原子数1~6的直链烷基优选为碳原子数1~5的直链烷基,更优选为碳原子数1~3的直链烷基,进一步优选为甲基或乙基。
碳原子数3~6的支链烷基优选为碳原子数3~5的支链烷基,更优选为碳原子数3或4的支链烷基,进一步优选为碳原子数3的支链烷基。
含芳基的碳原子数6~12的基团优选为苯基、被苯基取代的烷基,更优选为苯基。构成被苯基取代的烷基的烷基的碳原子数优选为1~3,更优选为1或2,进一步优选为1。
作为上述式[I]中的R3,例如可以列举氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、1–甲基丙基、2–甲基丙基、1,1–二甲基乙基(叔丁基)、正戊基、1–甲基丁基、2–甲基丁基、3–甲基丁基、1–乙基丙基、1,1–二甲基丙基、1,2–二甲基丙基、2,2–二甲基丙基(新戊基)、正己基、1–甲基戊基、2–甲基戊基、3–甲基戊基、4–甲基戊基、1,1–二甲基丁基、1,2–二甲基丁基、1,3–二甲基丁基、2,2–二甲基丁基、2,3–二甲基丁基、3,3–二甲基丁基、1–乙基丁基、2–乙基丁基、1,1,2–三甲基丙基、1,2,2–三甲基丙基、1–乙基–1–甲基丙基、1–乙基–2–甲基丙基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、甲基硫醚基、乙基硫醚基、氨基、硝基、苯基和苄基。
这些之中,R3更优选为氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基。另外,从工业上容易获得的观点考虑,特别优选R3为氢原子的情况。
作为式[I]中的优选的实施方式,可以例示式[I]中的R1和R2分别独立地为乙基、甲基或苯基、且R3为氢原子的方式。另外,作为式[I]所示的结构单元的优选的其它实施方式,可以例示式[I]中的R1和R2分别独立地为乙基或甲基、且R3为氢原子的结构单元。
式[I]所示的结构单元来自于下述式[I-I]所示的化合物(以下有时记作“DSG”)。
式[I-I]中的R1、R2和R3的含义与式[I]中的R1、R2和R3相同,优选的范围也同样。
以下,表示本发明中优选使用的式[I-I]所示的化合物。本发明当然并不限定于这些。其中,Me表示甲基,Et表示乙基,Pr表示丙基,Bu表示丁基。
式[I-I]所示的二元醇的分子量优选为300~550,更优选为300~500。
式[I-I]所示的二元醇通过使下述式(2)所示的1,4–环己二酮衍生物与下述式(3)所示的三元醇发生脱水环化反应而获得。式(2)所示的1,4–环己二酮衍生物和式(3)所示的三元醇可以分别仅使用1种,也可以使用2种以上。
式(2)中,R4分别独立地表示氢原子、含杂原子的基团、卤原子、碳原子数1~6的直链烷基、碳原子数3~6的支链烷基或含芳基的碳原子数6~12的基团。
式(2)中的R4的含义与式[I-I]中的R3相同,优选的范围也同样。
式(3)中,R5表示烃基。
作为R5的烃基表示碳原子数1~7的直链烷基、碳原子数3~7的支链烷基或芳基。作为一个实施方式,R5表示碳原子数1~7的直链烷基或碳原子数3~7的支链烷基。但作为R5的烃基不含醚键。
作为式(3)中的R5,含义与式[I-I]中的R1和R2相同,优选的范围也相同。
在本发明中,特别优选式(2)所示的1,4–环己二酮衍生物为1,4–环己二酮,且式(3)所示的三元醇为三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和三(羟甲基)甲苯中的至少1种(优选三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷中的至少1种)的情况。
本发明的聚碳酸酯中的式[I]所示的结构单元的比例优选占构成聚碳酸酯的全部结构单元的5mol%以上,也可以为10mol%以上、20mol%以上、30mol%以上或40mol%以上。另外,上述式[I]所示的结构单元的比例的上限值优选为构成聚碳酸酯的全部结构单元的95mol%以下,更优选为70mol%以下,进一步优选为60mol%以下。
本发明的聚碳酸酯可以仅含有1种式[I]所示的结构单元,也可以含有2种以上。在含有2种以上的情况下,优选合计量达到上述范围。
<具有含环状结构的烃基的结构单元>
本发明的聚碳酸酯包含具有含环状结构的烃基的结构单元。
含环状结构的烃基意指包含环状结构、并且骨架由烃形成的基团。进一步具体而言,含环状结构的烃基可以例示:可以具有取代基的环状结构的烃基、以及由可以具有取代基的环状结构的烃基与可以具有取代基的非环状结构的烃基的组合构成的基团。
本发明中的环状结构为含芳香环和/或脂环的环状结构,可以例示单环、2个以上的单环缩合而成的稠环、2个以上的单环和/或稠环通过共价键或经由连接基(烃基)键合而成的结构。
具有含环状结构的烃基的结构单元优选包含式[II]所示的结构单元。
式[II]中,a和b分别独立地表示0~10的整数,X表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,R表示含环状结构的烃基。
式[II]中的a和b优选分别独立地为1~10的整数,更优选为1~3的整数,进一步优选为1。
式[II]中的X表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,优选为碳原子数1~8的亚烷基,更优选为碳原子数1~4的亚烷基,进一步优选为亚乙基。上述亚烷基为直链或支链的亚烷基,优选为直链亚烷基。
a和b为2以上时,各X可以相同,也可以不同。
式[II]中的R表示含环状结构的烃基。
R优选为由直链亚烷基–环状结构–直链亚烷基构成的基团、或由环状结构构成。
在R为由直链亚烷基–环状结构–直链亚烷基构成的基团的情况下,直链亚烷基为碳原子数1~3的亚烷基,优选为亚甲基或亚乙基,更优选为亚乙基。
在R由环状结构构成的情况下,R可以为脂环,也可以为芳香环。具体可以例示下述所示的环状结构Cy或环状结构Cy上键合有取代基的结构。
作为本发明中的环状结构,具体可以例示以下的环状结构Cy。
<环状结构Cy>
上述式中,A为单键或烷基。另外,上述环状结构上键合有取代基的方式也可以作为本发明的环状结构的优选例列举。
如上所述,本发明中的具有环状结构的烃基可以具有取代基。
作为取代基,可以例示烃基(碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数2~6的烯基或碳原子数7~17的芳烷基)、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)以及含杂原子(例如氧原子、氮原子、硫原子、优选氧原子)的基团。作为含杂原子的基团的例子,可以例示由杂原子和烃基的组合构成的基团,优选为烷氧基。
具有含环状结构的烃基的结构单元优选包含式[II-1]、式[II-2]和式[II-3]所示的结构单元中的至少1种。
式[II-1]中,R1~R10分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,X表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,a和b分别独立地为0~10的整数。
式[II-2]中,R1~R20分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,Y表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,c和d分别独立地为0~10的整数。
式[II-3]中,R1~R16分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,Z表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,e和f分别独立地为0~10的整数。
式[II-1]中,R1~R10分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,优选为氢原子、氟原子、氯原子或碳原子数1~6的烷基,更优选为氢原子、氟原子、氯原子、甲基或乙基,进一步优选为氢原子或甲基,更进一步优选为氢原子。
式[II-1]中,X表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,优选为碳原子数1~8的亚烷基,更优选为碳原子数1~4的亚烷基,进一步优选为亚乙基。
式[II-1]中,a和b分别独立地优选为1~10的整数,更优选为1~3的整数,进一步优选为1。
式[II-2]中的R1~R20以及式[II-3]中的R1~R16的优选范围与式[II-1]中的R1~R10的优选范围相同。
式[II-2]中的Y以及式[II-3]中的Z的优选范围与式[II-1]中的X的优选范围相同。
式[II-2]中的c和d以及式[II-3]中的e和f的优选范围与式[II-1]中的a和b的优选范围相同。
式[II-1]、式[II-2]和式[II-3]所示的结构单元能够使用WO2018/016516号公报的第0035~0063段中记载的二羟基化合物形成,这些内容引入本说明书中。
本发明的聚碳酸酯中的具有含环状结构的烃基的结构单元优选占构成聚碳酸酯的全部结构单元的5mol%以上,更优选为30mol%以上,进一步优选为40mol%以上。另外,上述具有含环状结构的烃基的结构单元的比例的上限值优选为构成聚碳酸酯的全部结构单元的95mol%以下,也可以为90mol%以下、80mol%以下、70mol%以下或60mol%以下。
特别优选具有含环状结构的烃基的结构单元的优选80mol%以上、更优选90mol%以上为式[II]所示的结构单元(优选为式[II-1]、式[II-2]和式[II-3]所示的结构单元中的至少1种)。
本发明的聚碳酸酯可以仅含1种具有含环状结构的烃基的结构单元,也可以含有2种以上。在含有2种以上的情况下,优选合计量达到上述范围。
<其它结构单元>
本发明的聚碳酸酯中,式[I]所示的结构单元和具有含环状结构的烃基的结构单元的合计优选为90mol%以上,更优选为95mol%以上,进一步优选为97mol%以上,更进一步优选为99mol%以上。
另一方面,本发明的聚碳酸酯可以含有除式[I]所示的结构单元和具有含环状结构的烃基的结构单元以外的其它结构单元。
作为其它结构单元,可以例示来自脂肪族二羟基化合物的结构单元、来自具有3个以上羟基的化合物的结构单元、来自二羧酸或其衍生物的结构单元。
在本发明的聚碳酸酯包含其它结构单元的情况下,其含量优选为构成聚碳酸酯的全部结构单元的10~49mol%的范围,更优选为10~30mol%的范围。
其它结构单元可以仅为1种,也可以为2种以上。在含有2种以上的情况下,优选合计量达到上述范围。
其它结构单元的实施方式的一例,可以例示具有来自脂肪族二羟基化合物的结构单元的方式。脂肪族二羟基化合物具体可以例示1,3–环己烷二甲醇、1,4–环己烷二甲醇、1,2–十氢化萘二甲醇、1,3–十氢化萘二甲醇、1,4–十氢化萘二甲醇、1,5–十氢化萘二甲醇、1,6–十氢化萘二甲醇、2,7–十氢化萘二甲醇、四氢化萘二甲醇、降冰片烯二甲醇、三环癸烷二甲醇、五环十二烷二甲醇、三亚甲基二醇、1,4–丁二醇、1,5–戊二醇、1,6–己二醇、二乙二醇、丙二醇、新戊二醇等。
在本发明的聚碳酸酯包含来自脂肪族二羟基化合物的结构单元的情况下,其含量优选为构成聚碳酸酯的全部结构单元的10~49mol%的范围,更优选为10~30mol%的范围。来自脂肪族二羟基化合物的结构单元可以仅为1种,也可以为2种以上。在包含2种以上的情况下,优选合计量达到上述范围。
<聚碳酸酯的物性>
本发明的聚碳酸酯可以为低分子(聚碳酸酯低聚物),也可以为高分子(聚碳酸酯共聚物、聚碳酸酯树脂)。在本发明中,优选为高分子。
本发明的聚碳酸酯的粘均分子量(Mv)优选为5,000以上,更优选为8,000以上,进一步优选为10,000以上,更进一步优选为11,000以上。上述粘均分子量的上限值例如为100,000以下,优选为50,000以下,更优选为30,000以下,进一步优选为20,000以下,更优选为15,000以下,更进一步优选为13,000以下,进一步可以为12,000以下。通过为上述下限值以上,所得到的成型体的强度存在进一步增高的倾向;通过为上述上限值以下,存在熔融粘度降低、在利用注射成型进行成型时成型体容易从模具取出、并且流动性提升、注射成型性更优异的倾向,因而优选。
另外,本发明的聚碳酸酯的数均分子量(Mn)优选为2,000以上,更优选为3,000以上,进一步优选为5,000以上,更进一步优选为6,000以上。上述数均分子量的上限值例如为100,000以下,优选为50,000以下,更优选为30,000以下,进一步优选为10,000以下,更优选为9,000以下,更进一步优选为8,000以下,进一步可以为7,500以下。通过为上述下限值以上,所得到的成型体的强度存在进一步增高的倾向;通过为上述上限值以下,存在熔融粘度降低、在利用注射成型进行成型时成型体容易从模具取出、并且流动性提升、注射成型性更优异的倾向,因而优选。
上述平均分子量按照后述的实施例中记载的方法测定。在实施例中记载的仪器等因停售等难以获得的情况下,能够使用具有同等性能的其它的仪器等(以下,对于其它的测定方法也同样)。
本发明的聚碳酸酯的玻璃化转变温度(Tg)优选为70℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为110℃以上,更进一步优选为120℃以上,进一步可以为125℃以上、130℃以上或135℃以上。另外,玻璃化转变温度的上限值优选为190℃以下,更优选为180℃以下,进一步优选为170℃以下,还可以为165℃以下、150℃以下或146℃以下。通过使玻璃化转变温度为100℃以上,能够为足以作为透镜或照相机使用的温度范围。另外,通过为190℃以下,注射成型性进一步提高,因而优选。
玻璃化转变温度可以按照后述的实施例中记载的方法测定。
本发明的聚碳酸酯成型为厚度0.1mm的膜时的、按照JIS–K–7142的方法测得的折射率优选为1.485以上,更优选为1.500以上,进一步优选为1.530以上,更优选为1.550以上,更进一步优选为1.570以上。另外,上述折射率的上限值优选为1.700以下,也可以为1.650以下。
折射率按照后述的实施例中记载的方法测定。
本发明的聚碳酸酯成型为厚度0.1mm的膜时的、按照JIS K 7142的方法测得的阿贝数优选为23以上,更优选为24以上,进一步优选为25以上。上述阿贝数的上限值优选为52以下,更优选为35以下,进一步优选为33以下,更进一步优选为31以下,也可以为30以下。
阿贝数按照后述的实施例中记载的方法测定。
本发明的聚碳酸酯成型为厚度3mm的板片时的、按照JIS–K–7361–1的方法测得的全光线透射率优选大于85%,更优选为86%以上,也可以为87%以上。上述全光线透射率的上限值的理想值为100%,但例如为99%以下、进一步为95%以下、特别是为90%以下,也能够充分地满足所需求的性能。
全光线透射率按照后述的实施例中记载的方法测定。
本发明的聚碳酸酯形成为厚度3mm的板片时的、基于JIS K7105的b值优选小于3.0,更优选为2.9以下,进一步优选为2.8以下,更进一步优选为2.7以下。关于上述b值的下限值,理想值为0,但例如为1.0以上、进一步为2.0以上、2.1以上、2.2以上,也能够充分地满足所需求的性能。
在本发明的聚碳酸酯中,有时作为杂质存在制造时生成的苯酚、或未反应而残留的碳酸二酯。聚碳酸酯中的苯酚含量优选为0.1~3000ppm(质量比),更优选为0.1~2000ppm,进一步优选为1~1000ppm,更进一步优选为1~800ppm,更优选为1~500ppm,更进一步优选为1~300ppm。
另外,聚碳酸酯中的碳酸二酯含量优选为0.1~1000ppm(质量比),更优选为0.1~500ppm,进一步优选为1~200ppm,更进一步优选为1~100ppm。
通过调节聚碳酸酯中所含的苯酚和碳酸二酯的量,能够获得具有与目的相应的物性的树脂。苯酚和碳酸二酯的含量的调节可以通过适当地改变缩聚的条件和装置来进行。另外,还可以通过缩聚后的挤出工序的条件来调节。
本发明的聚碳酸酯优选满足选自上述粘均分子量、数均分子量、玻璃化转变温度、折射率、阿贝数、全光线透射率、b值、聚碳酸酯中的苯酚含量和聚碳酸酯中的碳酸二酯含量中的至少2种物性,更优选满足至少3种,进一步优选全部满足。
特别地,本发明的聚碳酸酯优选满足上述折射率、阿贝数和全光线透射率,更优选满足上述折射率、阿贝数、全光线透射率和玻璃化转变温度。并且,还优选在满足上述物性的同时、还满足数均分子量。
以下描述本发明的聚碳酸酯的优选方式。
<1>包含式[I]所示的结构单元10~90mol%(优选40~60mol%)和具有含环状结构的烃基的结构单元(优选为式[II-1]、式[II-2]和式[II-3]所示的结构单元中的至少1种)90~10mol%(优选为60~40mol%),并且式[I]所示的结构单元和具有含环状结构的烃基的结构单元的合计为构成聚碳酸酯的全部结构单元的90mol%以上的方式。
<2>式[I]中的R3为氢原子、R1和R2为乙基,式[II-1]中R1~R10为氢原子、a和b分别独立地为1~10的整数,式[II-2]中R1~R20为氢原子、c和d分别独立地为1~10的整数,并且式[II-3]中R1~R16为氢原子、e和f分别独立地为1~10的整数的方式。
<3>满足上述<1>和<2>双方的方式。
<4>在上述<1>~<3>的任一方式中,数均分子量为6000以上的方式。
<5>在上述<1>~<4>的任一方式中,成型为厚度0.1mm的膜时的、按照JIS–K–7142的方法测得的折射率为1.570以上、且阿贝数为30以下的方式。
<聚碳酸酯的制造>
本发明的聚碳酸酯能够将式[I-I]所示的二羟基化合物、具有含环状结构的烃基的二羟基化合物和碳酸二酯作为原料,通过熔融缩聚法制造。并且,如上所述,还可以并用其它的二羟基化合物等。在该反应中,能够在作为缩聚催化剂的碱性化合物催化剂、酯交换催化剂或由其双方构成的混合催化剂的存在下制造。
作为碳酸二酯,可以列举碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸双(氯苯基)酯、碳酸间甲苯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸二环己酯等。其中,从反应性和纯度的观点考虑,特别优选碳酸二苯酯。碳酸二酯相对于二羟基化合物1mol优选以0.97~1.30mol的比率使用,更优选为大于0.98mol且在1.30mol以下的比率,进一步优选为1.00~1.30mol的比率。
作为碱性化合物催化剂,可以列举碱金属化合物、碱土金属化合物和含氮化合物等。它们的详细信息能够参考WO2017/175693号公报的第0047~0049段的记载内容,这些内容引入本说明书中。
作为酯交换催化剂,优选使用锌、锡、锆、铅的盐,它们能够单独使用或组合使用。并且,还可以与上述的碱金属化合物或碱土金属化合物组合使用。
作为酯交换催化剂,它们的详细信息能够参考WO2017/175693号公报的第0051段的记载内容,这些内容引入本说明书中。
这些催化剂优选相对于二羟基化合物的合计1mol以1×10-9~1×10-3mol的比率使用,更优选以1×10-7~1×10-4mol的比率使用。
关于熔融缩聚法,使用上述的原料和催化剂,在加热下,在常压或减压下通过酯交换反应,一边除去副产物一边进行熔融缩聚。反应通常以二阶段以上的多段工序实施。具体能够参考WO2017/175693号公报的第0054~0056段的记载内容,这些内容引入本说明书中。
本发明的聚碳酸酯期望异物含量尽可能少,优选进行熔融原料的过滤、催化剂液的过滤。过滤器的滤孔优选为5μm以下,更优选为1μm以下。另外,生成的树脂也优选实施利用聚合物过滤器进行的过滤。聚合物过滤器的滤孔优选为100μm以下,更优选为30μm以下。另外,收集树脂粒料的工序当然必须在低尘环境中进行,优选1000级以下,更优选100级以下。
<用途>
本发明的聚碳酸酯可以单独使用,也可以配合其它成分以聚碳酸酯组合物的形式使用。作为聚碳酸酯组合物中配合的其它成分,可以例示聚碳酸酯以外的热塑性树脂、抗氧化剂、脱模剂、加工稳定剂、紫外线吸收剂、流动性改质剂、结晶成核剂、强化剂、染料、抗静电剂或抗菌剂等。作为聚碳酸酯以外的热塑性树脂,可以例示本发明的聚碳酸酯以外的聚碳酸酯树脂、聚酯树脂等。另外,作为抗氧化剂、脱模剂、加工稳定剂、紫外线吸收剂的具体例,能够参考WO2017/175693号公报的第0030~0041段和WO2018/016516号公报的第0078~0089段的记载内容,这些内容引入本说明书中。
本发明的成型体由本发明的聚碳酸酯或含聚碳酸酯的聚碳酸酯组合物成型得到。
成型体通过利用挤出成型、注射成型等公知的成型方法将本发明的聚碳酸酯或聚碳酸酯组合物成型而得到。本发明的聚碳酸酯特别适合于注射成型。
本发明的成型体能够在热塑性树脂、特别是聚碳酸酯树脂所使用的用途中广泛应用。特别适合于光学用途。作为光学用途,可以例示光学透镜和光学膜。光学用途的详细信息能够参考WO2017/175693号公报的第0067~0070段和WO2018/016516号公报的第0090~0095段的记载内容,这些内容引入本说明书中。
实施例
以下列举实施例对本发明进行更具体的说明。关于以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理次序等,只要不脱离本发明的要点,可以适当变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。
只要没有特别说明,以下所示的实施例在25℃的气氛下进行。
<式(a)所示的二羟基化合物的合成例>
将1,4-环己二酮(东京化成工业株式会社生产、试剂)10.0g、三羟甲基丙烷(三菱瓦斯化学株式会社生产)25.1g、甲苯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation生产、特级试剂)300g、甲磺酸(东京化成工业株式会社生产、试剂)0.26g收纳在300mL的圆底烧瓶中,在常压下加热直至釜内温度达到90℃~112℃,进行脱水环化反应。在该温度下,一边使反应所生成的水与甲苯共沸一边利用Dean-Stark接收器从体系内向体系外排出,反应10小时直至水的馏出停止。除去水后的反应体系内的生成物呈浆料状。将反应浆料液冷却至25℃后,过滤生成物,利用氢氧化钠水溶液进行中和清洗,利用水进行清洗,进行减压干燥,从而得到式(a)所示的二羟基化合物(以下有时称为DSG-a)30.3g(GC纯度98.4%、分离收率97%)。
以下表示反应流程。
DSG-a的结构由1HNMR、13CNMR、DEPT、H-HCOSY、HMQC各种谱鉴定。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ0.74(3H x 2,t,CH3CH1-x2),1.24(2H x 2,q,CH3CH1-x2),1.56-1.63&1.73-1.81(4H x 2,m,cyclohexane),3.40(2H x 2,d,CH1OH x 2),3.48,3.57(4H x 2,2d,-CH1-O-C-x 4),4.52(1H x 2,t,OH x2);13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ6.84,22.9,25.7.30.4.36.4.60.2,63.8,96.8.
13C-NMR的δ25.7和30.4归属为根据DEPT135和HMQC谱每2个以非等价观测到的环己烷环的4个亚甲基。
进一步使用LC-MS分析(电喷射法[ESI正模式]、高分辨质谱[毫原子质量])测定DSG-a的分子量。在按照电喷射法的质量分析中,几乎不使分子碎片化而进行离子化并进行质量分析,因此,能够得到分子量的信息,同时能够通过进行高分辨质谱而作为组成式进行验证。保持了分子结构而进行了质子化的[M+H]+的质量数(分子量M+1)为345.22620(C18H33O6),因此,求出DSG-a的组成式为C18H32O6。
DSG-a的反应收率和生成物的纯度用气相色谱(装置名:Agilent6850,安捷伦公司制)或高速液体色谱法(装置名:Chromaster;Hitachi High-Tech Science Corporation制造)以内标法进行定量。
DSG-a的结构确定使用NMR(日本电子株式会社制造、型号:JNM-ECA500)。所使用的氘代溶剂和测定频率记载于各化合物的归属中。
DSG-a的高分辨质谱(毫原子质量、MS)利用LC-MS的直喷法或DART(DirectAnalysis in Real Time,实时直接分析)法进行。
HPLC(High-performance liquid chromatography,高速液相色谱)装置:U3000(Thermo Fisher Scientific公司制造)。
DART装置:DART-Os(AMR公司制造)。
MS装置:LTQ Orbitrap Discovery(Thermo Fisher Scientific公司制造)。
HPLC使用时的测定条件
柱:无
流动相:0.1质量%的甲酸水溶液﹕乙腈(体积比50﹕50)的混合液
流速:0.2mL/分钟
试样浓度:100质量ppm
注入量:10μL
MS测定条件(LC-MS直喷时)
离子化法:Positive ESI
毛细管温度:300℃
毛细管电压:22V
管透镜电压:100V
DART使用时的测定条件
离子源温度:400℃
MS测定条件(DART时)
离子化法:DART
毛细管温度:200℃
毛细管电压:35V
管透镜电压:100V
<聚碳酸酯的测定方法>
1)粘均分子量(Mv)的测定:
利用乌氏粘度计以20℃的温度对0.5g/dL的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液进行测定,以哈金斯常数0.45求出特性粘度[η]dL/g,将该[η]带入下式所示的Schnell式中而算出。
Mv={[η]/(1.23×10-4)}1/0.83
2)数均分子量(Mn):
关于聚碳酸酯的数均分子量(Mn),使用核磁共振装置,在氘代氯仿溶剂中测定质子的核磁共振而求出。关于Mn,使用分子末端的相邻亚甲基质子信号和碳酸酯键的相邻的亚甲基质子信号的积分值求出。
核磁共振装置使用日本电子株式会社制造、型号:JNM-ECA500。
3)玻璃化转变温度(Tg):
利用差示扫描量热计(DSC)测定。特定条件如下。
装置:株式会社日立高新技术DSC7000X
样品量:5mg
气氛:氮气气氛下
升温条件:10℃/分钟
4)折射率(nD):
将聚碳酸酯溶解在二氯甲烷中,制造固态成分浓度5.3质量%的树脂溶液。由该树脂溶液制作厚度0.1mm的浇铸膜。
对于所得到的厚度0.1mm膜,使用阿贝折射计按照JIS–K–7142的方法进行测定。
5)阿贝数(ν):
将聚碳酸酯溶解在二氯甲烷中,制造固态成分浓度5.3质量%的树脂溶液。由该树脂溶液制作厚度0.1mm的浇铸膜。
对于所得到的厚度0.1mm膜,使用阿贝折射计,分别测定23℃下的波长486nm、589nm和656nm的折射率,并使用下述式算出阿贝数。这里的折射率按照JIS–K–7142的方法测定。
ν=(nD-1)/(nF-nC)
nD:波长589nm下的折射率
nC:波长656nm下的折射率
nF:波长486nm下的折射率
5)全光线透射率:
将聚碳酸酯以120℃真空干燥4小时后,利用注射成型机(FANUC ROBOSHOTα-S30iA)以料筒温度270℃、模具温度Tg-10℃注射成型,得到直径50mm、厚度3mm的圆盘状试验板片。
对于所得到的厚度3mm的圆盘状试验板片,使用分光色彩计按照JIS–K–7361–1的方法测定。
使用日本电色工业株式会社制造的SE2000型分光色彩计。
6)b值:
将聚碳酸酯以120℃真空干燥4小时后,利用注射成型机(FANUC ROBOSHOTα-S30iA)以料筒温度270℃、模具温度Tg-10℃注射成型,得到直径50mm、厚度3mm的圆盘状试验板片。
使用该板片,基于JIS K7105测定b值。b值越小表明偏黄感越弱、色相越好。
成型板的测定使用日本电色工业株式会社制造的SE2000型分光色彩计。
7)聚碳酸酯中的苯酚(PhOH)、碳酸二苯酯(DPC)量的测定
将后述的实施例1中得到的聚碳酸酯0.5g溶解在四氢呋喃(THF)50mL中,制成试样溶液。作为苯酚、碳酸二苯酯的标准品,将市售的苯酚、碳酸二苯酯分别蒸馏,根据所得到的的纯品制作苯酚、碳酸二苯酯的校准曲线,利用LC-MS在以下测定条件下对试样溶液2μL进行定量。其中,该测定条件下的检测极限值为0.01ppm(质量比)。
LC-MS测定条件:
测定装置(LC部分):Agilent Infinity 1260 LC System
柱:ZORBAX Eclipse XDB-18和保护柱套
流动相:
A:0.01mol/L–乙酸铵水溶液
B:0.01mol/L–乙酸铵的甲醇溶液
C:THF
流动相的梯度程序:
如表1所示,使用上述混合物A~C作为流动相,在经过时间(分钟)一栏中所示的时间时切换流动相的组成,并在柱中流通流动相30分钟。
[表1]
流速:0.3mL/分钟
柱温:45℃
检出器:UV(225nm)
测定装置(MS部分):Agilent 6120 single quad LCMS System
离子化源:ESI
极性:Positive(DPC)&Negative(PhOH)
碎裂电压:70V
干燥气体:10L/分钟、350℃
雾化器:50psi
毛细管电压:3000V(Positive)、2500V(Negative)
测定离子:
[表2]
单体 | 离子种类 | m/z |
PhOH | [M-H]<sup>-</sup> | 93.1 |
DPC | [M+NH<sub>4</sub>]<sup>+</sup> | 232.1 |
试样注入量:2μL
<实施例1>
作为原料,将DSG-a 3.4445g(10.00mmol)、下述式(b)所示的二羟基化合物(以下有时简称为“BPEF”)39.4668g(90.00mmol)、碳酸二苯酯21.9576g(102.50mmol)和2.5×10- 2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μL(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol)加入带有搅拌器和馏出装置的300mL的四口烧瓶中,在氮气氛760mmHg下加热至180℃。在加热开始10分钟后确认原料完全溶解,再在相同条件下搅拌110分钟。之后,将减压度调节至200mmHg,同时以60℃/hr的速度升温至200℃。此时,确认作为副产物生成的苯酚开始馏出。之后,保持200℃20分钟进行反应。再以75℃/hr的速度升温至230℃,升温结束10分钟后,保持该温度并用时1小时使减压度达到1mmHg以下。之后,以60℃/hr的速度升温至245℃,再进行30分钟搅拌。反应结束后,向反应器内导入氮恢复到常压,将生成的聚碳酸酯取出。另外,所得到的树脂中的苯酚(PhOH)含量为100ppm(质量比),DPC含量为100ppm(质量比)。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
式(a)所示的二羟基化合物(DSG-a)
式(b)所示的二羟基化合物(BPEF)
<实施例2>
作为原料,将DSG-a变更为10.3335g(30.00mmol)、将BPEF变更为30.6964g(70.00mmol),除此以外,与实施例1同样地进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
<实施例3>
作为原料,将DSG-a变更为17.2225g(50.00mmol)、将BPEF变更为21.9260g(50.00mmol),除此以外,与实施例1同样地进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
<实施例4>
作为原料,使用DSG-a 17.2225g(50.00mmol)、下述式(c)所示的二羟基化合物(以下有时简称为“BNE”)18.7220g(50.00mmol)、DPC 21.9576g(102.50mmol)和2.5×10- 2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μL(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol),除此以外,与实施例1同样操作进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
式(c)所示的二羟基化合物(BNE)
<实施例5>
作为原料,使用DSG-a 17.2225g(50.00mmol)、下述式(d)所示的二羟基化合物(以下有时简称为“BPPEF”)29.5360g(50.00mmol)、DPC 21.9576g(102.50mmol)和2.5×10- 2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μL(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol),除此以外,与实施例1同样操作进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
式(d)所示的二羟基化合物(BPPEF)
<实施例6>
作为原料,使用DSG-a 17.2225g(50.00mmol)、下述式(e)所示的二羟基化合物(以下有时简称为“BNEF”)29.9320g(50.00mmol)、DPC 21.9576g(102.50mmol)和2.5×10- 2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μL(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol),除此以外,与实施例1同样操作进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
式(e)所示的二羟基化合物(BNEF)
<实施例7>
作为原料,使用DSG-a 17.2225g(50.00mmol)、BNE 9.3610g(25.00mmol)、BPEF10.9630g(25.00mmol)、DPC 21.9576g(102.50mmol)和2.5×10-2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μl(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol),除此以外,与实施例1同样操作进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
<比较例1>
将DSG-a变更为下述式(f)所示的二羟基化合物(以下有时简称为“SPG”)15.2190g(50.00mmol),除此以外,与实施例3同样地进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
式(f)所示的化合物(SPG)
<比较例2>
将DSG-a变更为SPG9.1314g(30.00mmol),除此以外,与实施例2同样地进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
<实施例8>
作为原料,使用DSG-a 17.2225g(50.00mmol)、下述式(g)所示的二羟基化合物(以下有时简称为“D-NDM”)11.1165g(50.00mmol)、DPC 21.9576g(102.50mmol)和2.5×10-2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μL(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol),除此以外,与实施例1同样地进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
其中,D-NDM按照WO2016/052370中记载的单体合成例1中记载的方法合成。
式(g)所示的化合物(SPG)
<实施例9>
作为原料,使用DSG-a 17.2225g(50.00mmol)、下述式(h)所示的二羟基化合物(以下有时简称为“CHDM”)7.2105g(50.00mmol)、DPC 21.9576g(102.50mmol)和2.5×10- 2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μL(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol),除此以外,与实施例1同样操作进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
式(h)所示的化合物(CHDM)
<实施例10>
作为原料,使用DSG-a 17.2225g(50.00mmol)、下述式(i)所示的二羟基化合物(以下有时简称为“PCPDM”)13.1195g(50.00mmol)、DPC 21.9576g(102.50mmol)和2.5×10- 2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μL(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol),除此以外,与实施例1同样操作进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
式(i)所示的化合物(PCPDM)
<实施例11>
作为原料,使用DSG-a 17.2225g(50.00mmol)、下述式(j)所示的二羟基化合物(以下有时简称为“TMCB”)7.2105g(50.00mmol)、DPC 21.9576g(102.50mmol)和2.5×10- 2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μL(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol),除此以外,与实施例1同样操作进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
式(j)所示的化合物(TMCB)
<实施例12>
作为原料,使用DSG-a 17.2225g(50.00mmol)、下述式(k)所示的二羟基化合物(三环[5.2.1.02,6]癸烷二甲醇、以下有时简称为“TCDDM”)7.2105g(50.00mmol)、DPC21.9576g(102.50mmol)和2.5×10-2mol/L的碳酸氢钠水溶液32μL(8.0×10-7mol、即相对于二羟基化合物的合计1mol为8.0×10-6mol),除此以外,与实施例1同样操作进行反应。将所得到的树脂的物性汇总于下述表3。
式(k)所示的化合物(TCDDM)
[表3]
上述表中的组成比表示将原料二羟基化合物的合计设为100mol%时的各原料的加入比例(mol%)。
由上述结果可知,本发明的聚碳酸酯是保持了与现有技术同等的优异的阿贝数、且高折射率的聚碳酸酯。并且,本发明的聚碳酸酯的耐热性(Tg)高、全光线透射率高、色相(b值)良好。
特别是实施例3与比较例1,只有原料单体二羟基化合物为DSG-a和SPG这一点不同。于是,实施例3与比较例1相比,可知折射率高、耐热性(Tg)也高、全光线透射率也高、b值低。特别是,虽然存在折射率增高时阿贝数变差的倾向,但本发明的聚碳酸酯能够维持优异的阿贝数、并且提高折射率,在这一点上的价值很高。在实施例2与比较例2之间也可以确认同样的倾向。
产业上的可利用性
根据本发明,能够获得光学特性优异、具有耐热性、高阿贝数的聚碳酸酯以及使用了该聚碳酸酯的光学透镜和光学膜。本发明的聚碳酸酯能够注射成型,生产率高且廉价,因而能够在照相机、望远镜、双筒镜、电视投影仪等现有技术中使用了高价的高阿贝玻璃透镜的领域中使用,是极为有用的。并且,由于阿贝数高,对于修正色差而言是有效的,能够期待画质的提升。特别适合于搭载小的透镜单元的智能手机、平板电脑。此外,根据本发明,能够通过注射成型简便地得到利用玻璃透镜时在技术上难以加工的高阿贝数非球面透镜,极为有用。另外,对于近年来伴随对照相机的广角化需求的部分色差的修正也是极为有用的。而且,本发明的聚碳酸酯作为防反射膜等膜也是有用的。
Claims (12)
2.如权利要求1所述的聚碳酸酯,其特征在于:
数均分子量为6000以上。
3.如权利要求1所述的聚碳酸酯,其特征在于:
所述式[II]中的a和b为1~10的整数。
4.如权利要求1所述的聚碳酸酯,其特征在于:
所述式[II]中的R为含有4个以上苯环的结构。
5.如权利要求1所述的聚碳酸酯,其特征在于:
所述式[II]所示的结构单元为式[II-1]、式[II-2]和式[II-3]所示的结构单元中的至少1种,
式[II-1]中,R1~R10分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,
X表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,
a和b分别独立地为0~10的整数,
式[II-2]中,R1~R20分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,
Y表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,
c和d分别独立地为0~10的整数,
式[II-3]中,R1~R16分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数2~6的烯基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数7~17的芳烷基,
Z表示碳原子数1~8的亚烷基、碳原子数5~12的亚环烷基或碳原子数6~20的亚芳基,
e和f分别独立地为0~10的整数。
6.如权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯,其特征在于:
所述式[I]中的R3分别独立地为氢原子或甲基。
7.如权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯,其特征在于:
所述式[I]中的R1和R2分别独立地表示碳原子数1~7的直链烷基、碳原子数3~7的支链烷基或芳基。
8.如权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯,其特征在于:
所述式[I]中的R1和R2分别独立地为碳原子数1~7的直链烷基或芳基。
9.如权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯,其特征在于:
所述式[I]中的R3为氢原子,R1和R2分别独立地为乙基、甲基或苯基。
10.如权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯,其特征在于:
所述式[I]中的R3为氢原子、R1和R2为乙基。
11.一种成型体,其特征在于:
含有权利要求1~10中任一项所述的聚碳酸酯。
12.如权利要求11所述的成型体,其特征在于:
所述成型体为光学透镜。
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