本发明旨在解决与上述的已有技术有关的这些欠缺,本发明的目的是提供制备芳族聚碳酸酯的方法,通过该方法可以获得具有良好耐热性、防水性、成型稳定性和耐天气性,此外,当在熔融状态下持续一段时具有良好稳定性的聚碳酸酯。
此外,本发明的还有一个目的是提供具有上述良好性能的聚碳酸酯组合物。
本发明的制备芳族聚碳酸酯的方法的特征是使芳族二羟基化合物和碳酸二酯在碱性催化剂存在下历经熔融缩聚,并往所得到的反应产物中加入酸化合物。
在上述本发明的方法中,需要将环氧化合物与酸化合物一起加入至上述缩聚反应产物中。
此外,在上述的本发明的方法中,往所说的反应产物中加入酸化合物后,必要时,再加入环氧化合物后,将上述缩聚反应产物进行减压处理是较佳的。
根据本发明的制备芳族聚碳酸酯的方法,可以获得具有良好的耐热性、防水性、成型稳定性和耐天气性的,以及在熔融状态延续较长一段时间具有良好的稳定性的芳族聚碳酸酯,由于酸化合物加入至从熔融缩聚所得到的反应产物中,在所得到的聚碳酸酯中残留的碱性催化剂中的碱金属化合物和/或碱土金属化合物被中和或由此减少,因而前述的对于聚碳酸酯的性能的不利影响就可以被抑制。
此外,当环氧化合物被加入至反应产物中时,环氧化合物与所加入的过量的酸化合物反应而中和它们,因而前述的不利影响可以被抑制。
更进一步,在反应产物进行减压处理的情况下,残余的单体或寡聚物的量可以降低,因此,在模型成型时的污染可以达到最小,且所得到的聚碳酸酯的耐热性、防水性和成型稳定性是良好的。
本发明的芳族聚碳酸酯组合物含有:
(i)通过将芳族二羟基化合物和碳酸二酯在碱性催化剂存在下历经熔融缩聚而获得的芳族聚碳酸酯;
(ii)至少一种酸化合物;和可选择地具有
(iii)至少一种环氧化合物。
本发明的聚碳酸酯组合物的上述性能是良好的。
本发明的制备芳族聚碳酸酯的方法具体说明如下:
用于制备本发明的芳族聚碳酸酯的起始化合物是芳族二羟基化合物和碳酸二酯。
虽然不受特别的限制,用于本发明的芳族二羟基化合物包含由下列分子式(I)所表示的这些化合物:
其中X是
或-SO
2,R
2和R
3各为氢原子或一价烃基,R
3是二价烃基,芳族核可具有一个一价烃基。此外,这些芳族二烃基化合物还包括其中苯基被脂族基或卤素基团所取代的上述分子式[I]的化合物。
上述的这些芳族二羟基化合物的具体实施例包括双(羟芳基)链烷烃,例如双(4-羟苯基)甲烷,1,1-双(4-羟苯基)乙烷、2,2-双(4-羟苯基)丙烷,2,2-双(4-羟苯基)丁烷、2,2-双(4-羟苯基)辛烷、双(4-羟苯基)苯甲烷,2,2-双(4-羟基-3-甲苯基)丙烷,1,1-双(4-羟基-3-叔丁苯基)丙烷,2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷,2,2-双(4-羟基-3,5-二甲苯基)-丙烷;
双(羟芳基)环烷烃,例如1,1-双(4-羟苯基)环戊烷和1,1-双(4-羟苯基)环己烷;
二羟芳醚,例如4,4’-二羟基二苯醚和4,4’-二羟基-3,3’-二甲苯醚;
二羟基二芳基硫化物,例如4,4’-二羟基二苯基硫化物和4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基硫化物;二羟基二芳基亚砜,例如4,4’-二羟基二苯基亚砜和4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基亚砜;和
二羟基二芳基砜,例如4,4’-二羟基二苯基砜和4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基砜。
上面所列举的这些芳族二羟基化合物中,尤其佳的是2,2-双(4-羟苯基)丙烷。
用于本发明中的碳酸二酯的具体实例包括碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸双氯苯酯、碳酸间甲酚酯、碳酸二萘酯、碳酸双(二苯)酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丁酯和碳酸二环己酯。
上面所列举的这些碳酸二酯中,尤其佳的是碳酸二苯酯。
上述的这些碳酸二酯可包含最好不大于50mol%,尤其佳为不大于30mol%的二羧酸或二羧酸酯。在这个情况下可采用的二羧酸或二羧酸酯包括对苯二甲酸、异苯二甲酸、癸二酸、1,10-癸烷二羧酸,1,12-十二烷二羧酸,对苯二甲酸二苯酯、异苯二甲酸二苯酯、癸二酸二苯酯,癸烷二羧酸二苯酯和十二烷二羧酸二苯酯等。
当将上述的这些羧酸或二羧酸酯与羧酸二酯一起用时,得到聚酯聚碳酸酯。
在制备本发明的聚碳酸酯时,上述碳酸二酯需要用1.0-1.30摩尔的量,较佳为1.01-1.20摩尔,尤其佳为1.01-1.10摩尔,对1摩尔芳族二羟基化合物。
此外,在制备本发明的聚碳酸酯时,也可将在分子中具有3或更多个官能团的多官能化合物与芳族二羟基化合物和碳酸二酯一起用。用于本发明的多官能化合物较佳地是包括在分子中有不小于三个酚羟基或羧基的那些,尤其是在分子中有三个酚羟基的那些。具体地说,这些多官能化合物包括,例如:1,1,1-三(4-羟苯基)-乙烷,α-甲基-α,α’,α”-三(4-羟苯基)-1,4-二乙基苯、α,α’,α″-三(4-羟苯基)-1,3,5-三异丙苯、间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)-庚-2-烷、1,3,5-三(4-羟苯基)苯、2,2’-双-4,4-(4,4’-三羟基苯基)-环己基丙烷、1,2,4-苯三酸、1,3,5-苯三羧酸和1,2,4,5-苯四酸。上面所列举的这些多官能化合物中,较佳的是1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷和α,α’,α″-三(4-羟苯基)-1,3,5-三异丙苯。
多官能化合物的用量要求一般不大于0.03摩尔,较佳的量是0.001-0.02摩尔,尤其佳为0.001-0.01摩尔,以1摩尔芳族二羟基化合物为基准。
在制备本发明的聚碳酸酯的方法中,如所需要的聚碳酸酯是通过芳族二羟基化合物与碳酸二酯,必要时,再和上述多官能化合物一起熔融缩合而制备时,要采用碱性化合物催化剂。用作催化剂的这些碱性化合物特别包括碱金属化合物和/或碱土金属化合物。
上述这些化合物较佳地是用碱金属和碱土金属的衍生物形式(例如有机酸盐、无机酸盐、氧化物、氢氧化物、氢化物或醇盐),这些衍生物可以单独或混合使用。
上述的有用碱金属化合物具体包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、乙酸钠、乙酸钾、乙酸锂、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锂、硼氢化钠、硼氢化锂、硼酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钾、苯甲酸锂、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二锂、双酚A的二钠、二钾和二锂盐以及苯酚的钠、钾、锂盐。
上述的有用的碱土金属化合物具体包括氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁、氢氧化锶、碳酸氢钙、碳酸氢钡、碳酸氢镁、碳酸氢锶、碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、碳酸锶、乙酸钙、乙酸钡、乙酸镁、乙酸锶、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镁和硬脂酸锶。
上面所列举的这些碱金属或碱土金属化合物的用量不大于10-4摩尔,较佳为10-7-10-5摩尔,更佳为10-7-3×10-6摩尔,尤其佳为10-7-2×10-6摩尔,对1摩尔芳族羟基化合物。
碱金属或碱土金属化合物用不大于10-4摩尔的量(以1摩尔芳族二羟基化合物为基准)可使聚合活性维持,同时,往其中加入酸性化合物(下面将提到),以不对聚碳酸酯的性能产生不利影响的量,使对由碱金属或碱土金属化合物所呈现的碱性足够地中和或削弱,从而,使所提到的聚碳酸酯具有良好的色泽、耐热性、防水性和耐天气性,并当保持于熔融状态时,它具有良好的长时期稳定性。
在碱金属或碱土金属化合物的用量大于10-4摩尔(以1摩尔芳族二羟基化合物为基准)的情况下,就难以获得具有良好耐热性、防水性和成型稳定性的聚碳酸酯,即使碱金属或碱土金属化合物被中和也如此。
在本发明中,其它的碱性化合物和硼酸化合物也可以和上述碱性化合物一起用作催化剂。
上述的有用的碱性化合物包括,例如在高温下容易分解或挥发的含有氮的化合物,具体是包含有烷基、芳基或芳烷基的氢氧化铵,例如四甲基氢氧化铵(Me
4NOH)、四乙基氢氧化铵(Et
4NOH)、四丁基氢氧化铵(Bu
4NHO)和三甲基苄基氢氧化铵;
叔胺,例如三甲胺、三乙胺、二甲基苄胺和三苯胺;
由R2NH(其中R是烷基,例如甲基或乙基,或芳基,例如苯基或甲苯基)所代表的仲胺;
由RNH2(其中R如上所定义)所代表的伯胺;
咪唑,例如α-甲基咪唑和2-苯基咪唑;或
碱性盐,例如氨水、硼氢化四甲铵(Me4NBH4)、硼氢化四丁铵(Bu4NBH4)、四苯基硼酸四丁铵(Bu4NBPh4)和四苯基硼酸四甲铵(Me4NBPh4)。
上面所列举的这些碱式化合物中,尤其佳的是氢氧化四烷基铵,特别是电气用的无金属污染物的氢氧化四烷基铵。
用作催化剂的硼酸化合物包括硼酸和硼酸酯。
所用的硼酸酯是由通式B(OR)n(OH)3-n(其中R是烷基,例如甲基或乙基,或芳基,例如苯基,n是1,2或3)所代表的那些。
上述的硼酸酯的具体实例包括硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丁酯、硼酸三己酯、硼酸三苯酯、硼酸三甲苯酯和硼酸三萘酯。
如上所述,本发明中,较佳地是使用包含(a)碱金属化合物和/或碱土金属化合物,和(b)包含氮的碱性化合物的催化剂。
在该情况下,(a)碱金属化合物和/或碱土金属化合物以上面所规定的量使用,和(b)含氮的碱性化合物以10-6-10-1摩尔的量使用,较佳为10-5-10-2摩尔,对1摩尔芳族二羟基化合物。
从酯互换反应和聚合反应要在足够的速率下进行以得到所需要的具有良好的色泽、耐热性和防水性的聚碳酸酯观点来看,用(b)含氮的碱性化合物10-6-10-1摩尔(以1摩尔芳族二羟化合物)是较佳的。
在这个情况下,含(a)碱金属化合物和/或碱土金属化合物和(b)含氮的碱性化合物用的催化剂具有高的聚合活性并且能形成高分子量的聚碳酸酯,此外,这样所得到的聚碳酸酯的耐热性、防水性是良好的,并色泽增进,透明度良好。
在本发明中被较佳地使用的催化剂包括:
(a)碱金属化合物和/或碱土金属化合物,和
(b)硼酸或硼酸酯,还有那些含有:
(a)碱金属化合物和/或碱土金属化合物,
(b)含氮的碱性化合物,和
(c)硼酸或硼酸酯。
上述的碱金属化合物(a)和碱土金属化合物(b)以上面所规定的量使用。
硼酸或硼酸酯(c)以10-8-10-1摩尔的量使用,较佳为10-7-10-2摩尔,尤其佳为10-6-10-4摩尔,以1摩尔芳族二羟基化合物为基准。从受热老化使聚碳酸酯的分子量降低不易出现,并使所得到的聚碳酸酯具有良好的色泽、耐热性和耐水性的观点来看,硼酸或硼酸酯的用量为10-8-10-1摩尔(对1摩尔芳族二羟基化合物)是较佳的。
尤其,含(a)碱金属化合物或碱土金属化合物,(b)含氮的化合物,和(c)硼酸或硼酸酯的催化剂具有增加的聚合作用活性,并能形成高分子量的聚碳酸酯,从而,这样获得的聚碳酸酯具有良好的耐热性、防水性、色泽和透明度。
芳族二羟基化合物与碳酸二酯,必要时,再和多官能化合物的缩聚反应可在与以前的技术中芳族二羟基化合物与碳酸二酯的缩聚反应所采用的相同条件下进行。实际地说,在反应物两者之间的第一阶段的反应是在80-250℃的温度下,较佳为100-230℃,尤其佳为120-190℃下,在常压下进行0-5小时,较佳为0-4小时,尤其佳为0-3小时。随后,将反应系统减压并将反应温度升高使芳族二羟基化合物与碳酸二酯的反应继续进行,最后,芳族二羟基化合物与碳酸酯的缩聚反应在240-320℃的温度下,在不大于666.61Pa,较佳为不大于133.32Pa的真空下进行。
上述的缩聚反应可以连续地或间歇地进行。用于上述反应的反应器可以是罐型的,管型的或塔型的。
在本发明的制备芳族聚碳酸酯的方法中,在上述方法得到的反应产物,即聚碳酸酯中要加入至少一种酸性化合物。
此外,在本发明中,要在上述方法得到的反应产物中与酸性化合物一起加入至少一种环氧化合物。
用于本发明的酸性化合物可以是Lewis(路易斯)酸化合物、Bronsted(布郎斯台德)酸化合物或含有至少一个硫原子的强酸的酯,只要它们能够中和碱性化合物,例如用作为催化剂的碱金属化合物和碱土金属化合物。
特别是,如在25℃下,在其水溶液中所测定的Bronsted酸化合物的pKa不大于5,较佳为不大于3。
采用具有上面所定义的pKa值的酸化合物带来这些优点,即用作为催化剂的碱金属或碱土金属可以被中和,并且所得到的聚碳酸酯是稳定的。
有用的Lewis酸化合物的具体实例包括硼化合物,例如硼酸锌和磷酸硼;
硼酸酯,例如B(OCH3)3、B(OEt)3和B(OPh)3;
铝化合物,例如硬脂酸铝和硅酸铝;
锆化合物,例如碳酸锆、烷氧化锆和羟基羧酸锆;
镓化合物,例如磷化镓和锑化镓;
锗化合物,例如氧化锗和有机锗化合物;
锑化合物,例如Sb2O3、氧化锑和烷基锑;
铋化合物,例如氧化铋和烷基铋;
锌化合物,例如(CH3COO)2Zn和硬脂酸锌;和
钛化合物,例如烷氧基钛和氧化钛。在上述分子式中,ph代表苯基,Et代表乙基,Bu代表丁基。
有用的Bronsted酸化合物的具体实例包括磷酸(phosphoricacid),亚磷酸(phosphorous acid),次磷酸、焦磷酸、聚磷酸、硼酸、盐酸、氢溴酸、硫酸、亚硫酸、己二酸、壬二酸、十二(烷)酸、L-抗坏血酸、天冬氨酸、苯甲酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、谷氨酸、水杨酸、烟酰酸、富马酸、马来酸、草酸、苯亚磺酸、甲苯亚磺酸和磺酸,例如苯磺酸、对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、萘磺酸、磺化聚苯乙烯和丙烯酸甲酯-磺化苯乙烯共聚物。
含有至少一个硫原子的有用的强酸酯的具体实例包括一个酸残基的pKa不大于3的,例如磺酸二甲酯、磺酸二乙酯、对甲苯磺酸的甲、乙、丁、辛或苯酯和苯磺酸的甲、乙、丁辛或苯酯。
上面所列举的这些酸性化合物中,较佳的是具有至少一个硫原子或至少一个磷原子的那些,尤其佳的是含有至少一个硫原子的那些。
欲加入所获得的反应产物(如聚碳酸酯)中的酸性化合物的量,以可以中和或减少残留于所获得的聚碳酸酯中的碱金属化合物和/或碱土金属化合物对于聚碳酸酯的不利影响。例如,酸性化合物的用量为0.01-500摩尔,较佳为0.1-100摩尔,更佳为0.1-50摩尔,尤其佳为0.5-30摩尔,以1摩尔残留于所获得的聚碳酸酯中的碱性化合物的量为基准。
尤其,当要加入的酸化合物是pKa大于3的Lewis酸或Bronsted酸时,所用的酸性化合物的量是0.01-500摩尔,较佳为0.1-50摩尔,尤其佳为0.1-30摩尔,而当要加入的酸化合物是pKa不大于3的Bronsted酸或含有1个硫原子的强酸酯时,所用的酸性化合物的量是0.01-500摩尔,较佳为0.1-15摩尔,尤其佳为0.1-7摩尔。酸性化合物可以单独地或以两种或更多种的混合物的形式使用。
本发明中,欲加入至所获得的反应产物(如聚碳酸酯)中的环氧化合物是其分子中具有至少一个环氧基的那些,虽然无特别的限制,但所用的环氧化合物的量通常是0.0001-0.2份(重量),较佳为0.001-0.1份(重量),对100份聚碳酸酯的重量。
上述的有用的环氧化合物的具体实例包括环氧化豆油、环氧化亚麻仁油、苯基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、叔丁苯基缩水甘油醚、3,4-环氧基环己烷羧酸-3,4-环氧基环己基甲酯、3,4-环氧基-6-甲基环己烷羧酸-3,4-环氧基-6-甲基环己基甲酯,3,4-环氧基环己烷羧酸-2,3-环氧基环己基甲酯、3,4-环氧基环己烷羧酸-4-(3,4-环氧基-5-甲基环己基)丁酯、3,4-环氧基环己基环氧乙烷,3,4-环氧基环己烷羧酸环己基甲酯、3,4-环氧基-6-甲基环己基甲基-6-甲基环己烷羧酸酯、双酚-A二缩水甘油醚、四溴双酚-A缩水甘油醚、邻苯二甲酸二缩水甘油醚、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、双环氧基二环戊二烯醚、双环氧基乙二醇、己二酸二环氧基环己酯、二环氧化丁二烯、四苯基环氧乙烯、环氧基邻苯二甲酸辛酯、环氧化聚丁二烯、3,4-二甲基-1,2-环氧基氯己烷、3,5-二甲基-1,2-环氧基环己烷、3-甲基-5-叔丁基-1,2-环氧基环己烷、十八烷基-2,2-二甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯、N-丁基-2,2-二甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯、环己基-2-甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯、N-丁基-2-异丙基-3,4-环氧基-5-甲基环己烷羧酸酯、十八烷基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯、2-乙基己基-3’,4’-环氧基环己烷羧酸酯、4,6-二甲基-2,3-环氧基环己基-3’4’-环氧基环己烷羧酸酯,4,5-环氧基四氢邻苯二甲酸酐、3-叔丁基-4,5-环氧基四氢邻苯二甲酸酐、二乙基-4,5-环氧基-顺-1,2-环己二羧酸酯和二正丁基-3-叔丁基-4,5-环氧基-顺1,2-环己二羧酸酯,这些环氧化合物可以单独地或以两种或更多种的混合物形式使用。
如果将环氧化合物与酸性化合物一起加入反应产物,则环氧化合物与残余的酸性化合物反应,因而所得到的聚碳酸酯具有良好的耐热性、耐水性和色泽。
在本发明的制备芳族聚碳酸酯的方法中,往所得到的作为反应产物的聚碳酸酯中加酸性化合物(必要时,加环氧化合物)的方式不局限于特别的哪一种,例如,酸化合物(必要时,和环氧化合物)可以加入熔融状态的聚碳酸酯中,然后捏和,或可加于聚碳酸酯的溶液中,继以搅拌。
具体地说,将酸性化合物和环氧化合物加入所获得的作为反应产物的聚碳酸酯中的典型的方式,例如,在缩聚反应完成后,分别地或同时地将酸性化合物,必要时,环氧化合物加入在反应器或挤压机中的所获得的呈熔融状态的聚碳酸酯中,然后捏和,包括将聚碳酸酯制成片粒,将片粒和酸性化合物,必要时,再和环氧化合物一起送入单螺杆或双螺杆挤压机中,然后熔融捏和,还包括将所得到的聚碳酸酯溶解于合适的溶剂中,例如二氯甲烷、氯仿或四氢呋喃中,制得溶液,并分开地或同时地往溶液中加入酸性化合物,和必要时,再加环氧化合物,然后搅拌。
往所得到的聚碳酸酯中依次加入酸性化合物和环氧化合物,该顺序也可以倒过来。
在本发明中,除酸性化合物和环氧化合物之外,还可往所得到的聚碳酸酯中加入通常的热稳定剂、Tinuvin型紫外线吸收剂、脱模剂、抗静电剂、滑移剂、抗阻滞剂、润滑剂、抗雾剂、染料、颜料、天然油、合成油、蜡、有机填料和无机填料,所加的量以本发明的目的不受损害为限。
上述热稳定剂具体包括,例如苯酚型稳定剂、有机硫醚型稳定剂、有机亚磷酸酯型稳定剂、有空间阻碍的胺型稳定剂和环氧型稳定剂。
苯酚型稳定剂包括,例如正十八烷基-3-(4-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)丙酸酯、四亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸甲烷,1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷,(4-羟基-3-甲基-5-叔丁基)苄基丙二酸二硬脂基酯和4-羟甲基-2,6-二叔丁基苯酚,且这些稳定剂可以单独地或以两种或更多种混合物的形式使用。
硫醚型稳定剂包括,例如硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂酯,3,3’-硫代二丙酸二肉豆蔻酯,3,3’-硫代二丙酸双十三烷酯β-月桂基硫代丙酸四季戊四醇酯,且这些稳定剂可以单独地或以两种或更多种混合物的形式被使用。
磷型稳定剂包括,例如亚磷酸芳烷基酯,如二亚磷酸双(2,4-二叔丁苯基)季代四醇酯、亚磷酸二苯基癸酯、亚磷酸二苯基异辛酯、亚磷酸苯基异辛酯和亚磷酸2-乙基己基二苯酯;
亚磷酸三烷酯,例如亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸三辛酯、亚磷酸三壬酰、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三十八烷酯、二亚磷酸二硬脂酰季戊四醇酯、亚磷酸三(2-氯乙酯)、亚磷酸三(2,3-二氯丙酯);
亚磷酸三环烷酯,例如亚磷酸三环己酯;
亚磷酸三芳酯,例如亚磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酚酯、亚磷酸三(乙苯酯)、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯酯)、亚磷酸三(壬基苯酯)和亚磷酸三(羟苯酯);
磷酸三烷基酯,例如磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三癸酯、磷酸三十八烷酯、二磷酸二硬脂酰季戊四醇酯、磷酸三(2-氯乙酯)和磷酸三(2,3-二氯丙酯);
磷酸三环烷基酯,例如磷酸三环己酯;和
磷酸三芳酯,例如磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三(壬苯基酯)和磷酸2-乙苯基二苯酯,这些稳定剂可以单独地或以两种或更多种混合物的形式使用。
有空间阻碍的胺型稳定剂包括,例如双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)癸二酸盐、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸盐、1-(2-{3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基}乙基)-4-{3-3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基}-2,2,6,6-四甲基哌啶,8-苄基-7,7,9,9-四甲基-3-辛基-1,2,3-三氮杂螺(4,5)十一烷-2,4-二酮、4-苯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶,2-(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)-2-正丁基丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶盐)和1,2,3,4-丁烷四羧酸四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶盐,这些稳定剂可以单独地或以混合物的形式使用。
以100份(重量)聚碳酸酯为基准,上面所列举的这些热稳定剂所需的用量是0.001-5份(重量),较佳为0.005-0.5份(重量),尤其佳为0.01-0.3份(重量)。
上述的热稳定剂可以以固体或液体的形式加入至聚碳酸酯中。
往聚碳酸酯中加入热稳定剂要在所说的聚碳酸酯在最终的聚合反应器和成片机之间仍然呈熔融状态的一段时间周期内进行,这样使聚碳酸酯的热历史缩短。此外,可以抑制含有热稳定剂的聚碳酸酯在所说的聚碳酸酯在热挤压成型或成片时起热分解。
当将上述热稳定剂加入聚碳酸酯时,也可以同时加入紫外线吸收剂。这里所用的紫外线吸收剂不局限于特别的哪一种,但可以是通常所使用的那些,例如,水杨酸型紫外线吸收剂、二苯酮型紫外线吸收剂,苯并三唑型紫外线吸收剂和氰基丙烯酸酯型紫外线吸收剂。
水杨酸型紫外线吸收剂具本包括水杨酸苯酯和水杨酸对叔丁基苯酯。
二苯酮型紫外线吸收剂包括2,4-二羟基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮、2,2’-二羟基-4,4-二甲氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基-2’羧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯酮三水合物、2-羟基-4-正辛氧基二苯酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯酮、4-十二烷氧基-2-羟基二苯酮、双(5-苯甲酰基-4-羟基-2-甲氧基苯基)甲烷和2-羟基-4-甲氧基二苯酮-5-磺酸。
苯并三唑型紫外线吸收剂包括2-(2’-羟基-5’-甲基-苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛苯基)苯并三唑、2-(2’羟基-3’,-’二叔代戊基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-(3″、4″,5″,6″-四氢苯邻二甲酰亚氨基乙基)-5’-甲苯基)苯并三唑和2,2’-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚}。
氰基丙烯酸酯型紫外线吸收剂包括丙烯酸2-乙基己基-2-氰基-3,3’-二苯酯和丙烯酸乙基-2-氰基-3,3-二苯酯。
上面所列举的紫外线吸收剂可以单独地或以两种或更多种的混合物的形式使用。以100份(重量)聚碳酸酯为基准,所用的紫外线吸收剂的量通常为0.001-5份(重量),较佳为0.005-1.0份(重量),尤其佳为0.01-0.5份(重量)。
在本发明中,脱模剂可以与上述的热稳定剂同时加于聚碳酸酯中。可以采用的脱模剂不特别限于哪一种,但可以是通常使用的那些,例如烃型脱模剂,如天然和合成的石蜡、聚乙烯蜡和碳氟化合物;
脂肪酸型脱模剂如高级脂肪酸类,即如硬脂酸和羟基硬脂酸。
脂肪酸酰胺型脱模剂,例如脂肪酸酰胺,如硬脂酸酰胺和硬脂酸亚乙基双酰胺和脂肪酸亚烷基双酰胺;
醇型脱模剂,例如脂族醇,如硬脂醇和鲸蜡醇,和多羟基醇、聚乙二醇和聚甘油;
脂肪酸酯型脱模剂,例如脂肪酸的低级醇,如硬脂酸丁酯和四硬脂酸季戊四醇酯,和脂肪酸的多羟基醇酯以及脂肪酸的聚乙二醇酯;
和硅氧烷型脱模剂,例如硅氧烷油。
上面所列举的这些脱模剂可以单独地或以两种或更多种混合物而被使用。以100份(重量)聚碳酸酯为基准,脱模剂的用量通常为0.001-5份(重量),较佳为0.005-1份(重量),尤其佳为0.01-0.5份(重量)。
此外,着色剂也可以与上述热稳定剂同时加于聚碳酸酯中。这里可以采用的这些着色剂可以是颜料或染料,且任何无机和有机着色剂可以单独或结合使用。
无机着色剂具体包括氧化物,例如二氧化钛和氧化铁红,氢氧化物、例如矾土白;硫化物、例如硫化锌;硒化物和亚磷酸氰盐,例如普鲁士蓝;铬酸盐,如铬酸锌和钼红;硫酸盐,如硫酸钡;碳酸盐,如碳酸钙;硅酸盐,如群青蓝;磷酸盐,如锰紫;炭、例如炭黑和金属粉末着色剂,例如青铜粉末和铝粉末。
有机着色剂具体包括亚硝基着色剂,例如萘酚绿B;硝基着色剂,例如萘酚黄S;偶氮着色剂,例如来苏儿红、枣红10B、萘酚红和Chromophthal黄、酞菁着色剂,例如酞氰蓝和固天蓝,和缩聚核着色剂,例如阴丹士林蓝、喹吖酮紫和二噁嗪紫。
上面所列举的这些着色剂可以单独或结合地使用。
以100份聚碳酸酯的重量为基准,上述的着色剂的用量通常为1×10-6-5份(重量),较佳为1×10-5-3份(重量),尤其佳为1×10-5-1份(重量)。
在本发明中,得自缩聚反应的聚碳酸酯在加入酸化合物,和必要时,加入环氧化合物后,要进行减压处理。
虽然处理装置不局限于特别的哪一种,在进行碱压处理时,可以采用配备有减压装置的反应器或配备有减压装置的挤压机。
上述所用的反应器可以是立罐式反应器或平罐式反应器,较佳地可使用平罐式反应器。
采用上述反应器的减压处理可以在6.66-99991.5Pa的压力下进行,较佳为在6.66-666.6Pa下进行。
采用上述挤压机的减压处理可进行约10秒-15分钟的时间,而采用上述反应器进行处理则应约5分钟-3小时。此外,减压处理要在240-350℃的温度下进行。
用于减压处理中的挤压机可以是任何一种单螺杆或双螺杆挤压机,且欲处理的聚碳酸酯也可以同时压片。
减压处理可在上述挤压机中,在133.3-99991.5Pa压力下,较佳为666.6-93324Pa下进行。
这样生成的聚碳酸酯酸性化合物,必要时,再与环氧化合物相掺合进行减压处理,由此获得减少残余单体或寡聚体含量的聚碳酸酯。因而,所得到的聚碳酸酯在成型时具有良好的停留稳定性,所获得的成型制品具有良好的耐热性、防水性和耐天气性。同时,这样所得到的成型制品的成型缺陷较少,因为在成型时受模子的污染减小了。此外,模具替换的相对频率也可减少。
而且,即使使用了一个长时间,采用本发明的聚碳酸酯而得到的成型制品仍保留了其高度稳定的的色泽。
本发明中所获得的聚碳酸酯可被广泛地用于光学应用方面,例如薄片、透镜、CD盘,和用作室外器件,例如汽车零件和用作各种仪器的外壳。
如下将列举本发明的芳族聚碳酸酯组合物。
本发明的第一个芳族聚碳酸酯组合物包括:
(i)将芳族二羟基化合物和碳酸二酯在碱性催化剂存在下进行熔融缩聚而获得的芳族聚碳酸酯,和
(ii)一种酸性化合物。
本发明的第二种芳族聚碳酸酯组合物包括:
(i)将芳族二羟基化合物和碳酸二酯在碱性催化剂存在下进行熔融缩聚而获得的芳族聚碳酸酯,
(ii)酸化合物,和
(iii)环氧化合物。
含于芳族聚碳酸酯组合物中的酸化合物的量是0.001-500摩尔,较佳为0.1-100摩尔,更佳为0.1-50摩尔,尤其佳为0.1-7摩尔,以1摩尔作为催化剂的碱金属化合物和/或碱土金属化合物的总量为基准。
含于芳族聚碳酸酯组合物中的环氧化合物的量是0.0001-0.2份(重量),较佳为0.01-0.1份(重量),以100份聚碳酸酯的重量为基准。
此外,本发明的芳族聚碳酸酯组合物还包含上述的热稳定剂,紫外吸收剂等。
在本发明的制备聚碳酸酯的方法中,由芳族二羟基化合物与碳酸二酯熔融缩聚反应而得到的反应产物将一种酸性化合物掺入,和必要时,还可掺入环氧化合物,因而由于在所得到的聚碳酸酯中残留的碱性化合物的存在而对于聚碳酸酯的性能的影响就被中和或减弱了。从而,按本发明制备聚碳酸酯的方法,所制得的聚碳酸酯具有良好的耐热性、防水性和耐天气性,且即使在熔融状态下保持一个长时间仍具有良好的稳定性,因为在所得到的聚碳酸酯中所含的碱性化合物催化剂对于聚碳酸酯性能的不利影响被抑制了。
本发明下面将列举一些参考实例,但应当明白本发明并不局限于这些实例。
在下列实例中,所得到的聚碳酸酯通过下列方法测定物理性能。
MFR:(g/10分):这是在300℃的温度下,在1.2kg负载下,根据JISK-7210中所描述的方法进行测定的。
特性粘度(IV,dl/g):这是在二氯甲烷中,在200℃下,采用Ubbelhode氏粘度计测定的。
色泽(YI):采用一块由在320℃的气缸温度、1000kg/cm2的注入成型压力、循环45秒钟和90℃的成型温度下注入成型而获得的3mm厚的板来测定X、Y和Z的值,通过渗透方法,色度和色差计(ND-1001DP,由Nihon Denshoku Kogyo K·K·制造),按下列方程式而得出泛黄度(YI)。
烷融稳定剂试验(停留时间):将聚碳酸酯在一个注入成型机的气缸中,在320℃下维持15分钟,注入成型得到的板测定MFR和YI。
透光率(%):这可根据ASTM D1003,用3mm厚的注入成型的板测定。
雾翳:这可用一块注入成型的3mm厚的板,采用Nihon Den-shokuKogyo K·K·的装置NDH-200来测定。
防水性:将用于测定色泽的注入成型的板浸没在一个高压釜中的水中,然后在烘箱中在125℃下保持5天。采用该试验样品进行雾翳测试。
注入成型机:采用PS60-9ASE,由Nissei Jushi Kogyo K.K.制造。制备实例1(聚碳酸酯的制备实例)
往一个250立升的罐型搅拌器中加入0.44千摩尔双酚A(Nip-pon GE Plastics CO.Ltd的产品)和0.45千摩尔碳酸二苯酯,用氮气取代搅拌器中空气,将所得到的混合物在140℃下加热至双酚A溶解于碳酸二苯酯中。
然后,将所得到的溶液温度升至180℃,加入0.0011摩尔硼酸,然后搅拌30分钟。往该溶液中加入作为催化剂的0.11摩尔氢氧化四甲基铵和0.000444摩尔氢氧化钠,将温度升至240℃,同时,将压力逐渐降至3999.6Pa。使温度和压力保持恒定,测定馏出的苯酚的量,在苯酚不再馏出时用氮气将压力回复到大气压。进行该反应所需的时间是2小时。所得到的反应产物的特性粘度(η)是0.12dl/g。
然后,用齿轮泵将反应产物的压力提高,将料投入离心薄膜蒸发器,使反应继续进行。薄膜蒸发器的温度和压力要加以控制,使之依次维持于290℃和266.6Pa。
用齿轮泵从蒸发器底部抽出的这样所形成的预聚物在氮气氛下,通过压模使之成为绳状,然后采用切割机切成片状。该预聚物的特性粘度[η]是0.32dl/g。
然后,用一个挤压机以40Kg/hr速率将该预聚物投入一个双螺杆搅拌聚合器(L/D=6,搅抖浆片的直径为150mm,内容积为401),控制在290℃和26.6Pa,聚合停留时间为30分钟。所得到的聚合物的特性粘度(IV)是0.45dl/g。实例1
将亚磷酸(H3PO3)加入在制备实例中所得到的聚碳酸酯中,加入量是5倍摩尔量,以包含在聚碳酸酯中的Na(0.09ppm)为基准,用Nikko制造的40mm的单螺杆挤压机将所得到的混合物在280℃下捏和,然后成片。
这样制得的树脂进行特性粘度(IV),MFR和色泽(YI)的测试,并在320℃下保持15分钟测试其熔融稳定性。
所得到的结果示于表1中。实例2-3
重复实例1,除了将所加入的亚磷酸(H3PO3)的量变化。
所得到的结果示于表1中。实例4-8
重复实例1,除了把亚磷酸(H3PO3)换用表1中所示的酸化合物,加量见表1中所示。
所得的结果示于表1中。比较实例1
重复实例1,除了不将亚磷酸(H3PO3)加入聚碳酸酯中。
所得到的结果示于表1中。表1
防水性(雾翳) |
15.5 |
10.5 |
5.4 |
8.5 |
11.0 |
表1(续)
实例9
重复实例1,除了再将500ppm Ilgaphos 168(Ciba-Geigy的产品)加于聚碳酸酯中。
所得到的结果示于表2中。
表2
|
实例9 |
酸化合物摩尔比/Na+稳定剂量(ppm) |
H3PO33Ilgaphos 168500 |
初始的物理性能IV(dl/g)MFR(g/10分)YI | 0.4516.61.80 |
熔融稳定试验后MFR(g/10分)MFR上升率(%)YI | 16.91.81.90 |
实例10
往一个250升的罐型搅拌器中加入0.44千摩尔双酚A(NipponGE Plastics CO.Ltd.的产品)和0.45千摩尔碳酸二苯酯(Eni的产品),将氮气取代搅拌器中空气,在140℃下加热所得到的混合物使双酚A溶解于碳酸二苯酯中。
然后,将所得到的溶液温度上升至180℃,加入0.011摩尔硼酸,然后搅拌30分钟。往该溶液中加入作为催化剂的0.11摩尔氢氧化四甲基铵和0.00044摩尔氢氧化钠,将温度升至240℃,同时,将压力逐渐降至3999.6Pa。使温度和压力保持恒定,测定馏出的苯酚的量,在苯酚不再蒸馏出来时,通氮气使压力回到常压。进行该反应所需的时间是2小时。所得到的反应产物的特性粘度(η)是0.12dl/g。
然后,用齿轮泵将反应产物的压力提高,将料投入离心薄膜蒸发器,使反应继续进行。薄膜蒸发器的温度和压力要加以控制,使之依次维持于290℃和266.6Pa。
然后,用挤压机以40kg/hr的速度将该预聚物投入一个双螺杆搅拌聚合器(L/D=3,搅拌浆片的直径为220mm,内容积为801)中,控制在290℃和26.6Pa,聚合停留时间为30分钟。所得到的聚合物的特性粘度(IV)是0.45dl/g。
往这样得到的聚碳酸酯中加入3倍摩尔量(以包含于聚碳酸酯中的Na(0.09ppm)的量为基准)的亚磷酸和作为环氧化合物的3,4-环氧基环己基羧酸3,4-环氧基环己基甲酯50ppm,用由Nikko制造的40mm的单螺杆挤压机,将混合物在290℃下捏和,然后制成片。所得到的结果示于表3中。实例11-15,比较实例2
重复实例10,除了亚磷酸和3,4-环氧基环己基羧酸3,4-环氧基环己基甲酯用表3中所示的酸性化合物和环氧化合物代替,用量如表3中所示。
所得到的结果示于表3中。实例16
重复实例13,除了再往聚碳酸酯中加入表4中所示的稳定剂,加量如表3中所示。
所得到的结果示于表3中。比较实例3
重复实例16,除了往聚碳酸酯中加入如表4中所示的稳定剂,加量如表3中所示,但不往其中加入酸性化合物和环氧化合物。
所得到的结果示于表3中。
表3
|
实例10 |
实例11 |
实例12 |
实例13 |
酸性化合物FKa(在水中,于25℃下)量(摩尔比/Na+) |
亚磷酸1.53 |
苯磺酸(一水合物)-72 |
对甲苯磺酸(一水合物)-7(推测)1 |
对甲苯磺酸甲酯-2 |
环氧化合物 |
化合物*1 |
环氧化亚麻仁油*2 |
化合物*1 |
化合物*1 |
量(份(重量)/100份(重量)聚碳酸酯) | 0.005 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
初始物理性能IV(dl/g)YI透光率(%)雾翳MFR(g/10分) | 0.452.090.80.417.0 | 0.442.190.80.317.5 | 0.451.990.90.316.9 | 0.451.890.80.316.8 |
停留稳定性YIMFR(g/10分)MFR上升率(%) | 2.219.615.2 | 2.319.29.7 | 2.019.314.2 | 1.918.28.3 |
防水性(雾翳) | 12.0 | 6.2 | 4.8 | 6.0 |
*1
*2…Adeca Argus Co.ADK Design 0-180
表3(续I)
|
实例14 |
实例15 |
比较实例2 |
酸性化合物FKa(在水中,于25℃下)量(摩尔比/Na+) |
对甲苯磺酸(一水合物)-7(推测)2 |
对甲苯磺酸(一水合物)-7(推测)2 |
--0 |
环氧化合物量(份(重量)/100份(重量)聚碳酸酯) |
化合物*10.04 |
-0 |
-0 |
初始物理性能IV(dl/g)YI透光率(%) | 0.442.090.7 | 0.452.090.7 | 0.452.490.6 |
雾翳MFR(g/10分) |
0.417.6 |
0.416.9 |
0.517.2 |
停留稳定性YIMFR(g/10分)MFR上升率(%)防水性(雾翳) | 2.219.39.75.5 | 2.618.610.123.5 | 3.123.033.74.0 |
*1
*2…Adeca Argus Co.ADK Design 0-180
表3(续II)
|
实例16 |
比较实例3 |
酸性化合物FKa(在水中,于25℃下)量(摩尔比/Na+) |
对甲苯磺酸(一水合物)-7(推测)2 |
---00 |
环氧化合物量(份(重量)/100份(重量)聚碳酸酯) |
3,4-环氧基环己烷羧酸3,4-环氧基环己基甲酯0.050.050.2 | ---0.050.050.2 |
初始物理性能IV(dl/g)YI透光率(%)雾翳MFR(g/10分) | 0.442.090.70.418.0 | 0.442.190.60.518.1 |
停留稳定性YI | 2.1 | 2.4 |
MFR(g/10分)MFR上升率(%) |
21.620 |
30.870.2 |
防水性(雾翳) |
6.5 |
80 |
实例17
往一个250升的罐型搅拌器中加入0.44千摩尔双酚A(NipponGE Plastics Co.Ltd的产品)和0.45千摩尔碳酸二苯酯(Eni的产品),将氮气取代搅拌器中空气,所得到的混合物在140℃下加热至双酚A溶解于碳酸二苯酯中。
然后,将所得到的溶液温度上升至180℃,然后搅拌30分钟。往该溶液中加入作为催化剂的0.11摩尔氢氧化四甲基铵和0.00044摩尔氢氧化钠,将温度升至240℃。同时,将压力逐渐降至3999.6Pa。使温度和压力保持恒定,测定馏出的苯酚的量,在苯酚不再馏出时用氮气将压力回复到大气压。进行该反应所需的时间是2小时。所得到的反应产物的特性粘度[η]是0.12dl/g。
然后,用齿轮泵将反应产物的压力提高,将料投入离心薄膜蒸发器,使反应继续进行。薄膜蒸发器的温度和压力要加以控制,使之依次维持于290℃和266.6Pa。
然后,通过一个挤压机将该预聚物送入一个双螺杆搅拌聚合器(L/D=3,搅拌桨片直径为220mm,内容积为80升)中,控制在285℃和26.6Pa,聚合的停留时间为30分钟。
用一个齿轮泵将如此形成的聚合物送入一个双螺杆挤压机中(L/D=17.5,筒体温度285℃),将聚合物与0.05份(重量)Mark2112E、0.05份(重量)Mark Ao-50、0.3份(重量)ThyasolveUV5411,0.3份(重量)TSF437、0.05份(重量)Cerokiside 2021 P0.00006份(重量)Plast Violet 8840和0.00016份(重量)对甲苯磺酸乙酯(2倍摩尔/聚合物中Na的摩尔,以100份聚合物的重量为基准)一起捏和。通过一个模具将聚合物制成绳股状,然后切成片。
所得到的聚合物的特性粘度(IV)是0.46dl/g。
所得到的结果示于表4中。
TSF 437:脱模剂,Toshiba Silicone Co,Ltd.
Cerokiside 2021P:环氧化合物,Daisel
Chemical.Co.Ltd.,二环氧羧酸脂环酯
Plast Violet 8840:着色剂,Arimoto
Chemical Co.Ltd Sulene型比较实例4
重复实例17,但不往聚碳酸酯中加入对甲苯磺酸乙酯。
所得到的结果示于表4中。实例18
重复实例16,除了用0.44千摩尔双苯酚A和1.3千摩尔1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷(0.3摩尔%/双酚A)作为芳族二羟基化合88,并将双螺杆水平式搅拌聚合器的温度维持于302℃。
所得到的结果示于表5中。比较实例5
重复实例18,除了不用酸性化合物和环氧化合物。
所得到的结果示于表5中。
表4
|
实例17 |
比较实例4 |
酸性化合物量(摩尔比/Na+) |
对甲苯碘酸乙酯2 |
......0 |
环氧化合物量(份(重量)/100份(重量)聚碳酸酯) | Cerokiside 2021P0.05 | Cerokiside 2021P0.05 |
添加剂(份(重量)/100份 | | |
(重量)聚碳酸酯)Mark 2112EMark AO-50Thyasolve UV5411TSF 437Plast Violet 8840 | 0.050.050.30.30.00006 | 0.050.050.30.30.00006 |
初始物理性能IV(dl/g)YI透光率(%)雾翳MFR(q/10分) | 0.460.4089.90.315.0 | 0.460.5089.70.415.1 |
停留稳定性YIMFR(g/10分)MFR上升率(%) | 0.7515.96.0 | 1.525.568.8 |
防水性(雾翳) |
4.6 |
8.6 |
表5
|
实例18 |
比较实例5 |
酸性化合物pKa(在水中,于25℃下)量(摩尔比/Na+) |
对甲苯磺酸(一水合物)-7(推测)2 |
……00 |
环氧化合物量(份(重量)/100份聚碳酸酯) |
3,4-环氧基环己烷羧酸3,4-环己基环己基甲酯)0.05 |
……0 |
稳定剂(份(重量)/100份(重量)聚碳酸酯)Ilgaphos-168(Ciba-Geigy) | 0.05 | 0.05 |
Mark AO-50(Adeca Argus)Thyasolve UV-5411(Sunchemical) |
0.050.2 |
0.050.2 |
初始物理性能IV(dl/g)YI透光率(%)雾翳MFR(d/10min) | 0.522.090.70.35.0 | 0.522.290.60.55.1 |
停留稳定性YIMFR(g/10分)MFR增加率(%) | 2.25.918.0 | 2.68.260.8 |
耐(雾翳) |
5.8 |
83 |
制备实例2
往一个250升的罐型搅拌器中加入0.44千摩尔双酚A(NipponGE Plastics Co.Ltd的产品)和0.45千摩尔碳酸二苯酯(Eni的产品),将氮气取代搅拌器中空气,所得到的混合物在140℃下加热至双酚A溶解于碳酸二苯酯中。
然后,将所得到的溶液温度上升至180℃,加入0.011摩尔硼酸,然后搅拌30分钟。往该溶液中加入作为催化剂的0.11摩尔氢氧化四甲基铵和0.00044摩尔氢氧化钠,将温度升至240℃。同时,将压力逐渐降至3999.6Pa。使温度和压力保持恒定,测定馏出的苯酚的量,在苯酚不再馏出时用氮气将压力回复到大气压。进行该反应所需的时间是2小时。所得到的反应产物的特性粘度[η]是0.12dl/g。
然后,用齿轮泵将反应产物的压力提高,将料投入离心薄膜蒸发器,使反应继续进行。薄膜蒸发器的温度和压力要加以控制,使之依次维持于290℃和266.6Pa。
然后,通过一个速率为40kg/hr的挤压机将该预聚物投入一个双螺杆搅拌聚合器(L/D=3,搅拌桨片的直径为220mm,内容积为801)中,控制在270℃和26.6Pa,聚合停留时间为30分钟。所得到的聚合物的特性粘度(IV)是0.36dl/g。聚合物中所含的Na的量是0.09ppm。制备实例3
往一个250升的罐型搅拌器中加入0.44千摩尔双酚A(NipponGE Plastics Co.Ltd的产品)和0.45千摩尔碳酸二苯酯(Eni的产品),将氮气取代搅拌器中空气,所得到的混合物在140℃下加热至双苯酚A溶解于碳酸二苯酯中。
然后,将所得到的溶液温度上升至180℃,加入0.0011摩尔硼酸,然后搅拌30分钟。往该溶液中加入作为催化剂的0.11摩尔氢氧化四甲基铵和0.00044摩尔氢氧化钠,将温度升至240℃同时,将压力逐渐降至3999.6Pa。使温度和压力保持恒定,测定馏出的苯酚的量,在苯酚不再馏出时用氮气将压力回复到大气压。进行该反应所需的时间是2小时。所得到的反应产物的特性粘度[η]是0.12dl/g。
然后,借助于齿轮泵将反应产物的压力提高,将料投入离心膜蒸发器,进行反应。膜蒸发器的温度和压力要加以控制,使之依次维持于290℃和26.6Pa。
然后,通过一个挤压机将该预聚物以40kg/hr的速率投入一个双螺杆搅拌聚合器(L/D=3,搅拌桨片的直径为220mm,内容积为801),控制在300℃和26.6Pa,聚合停留时间为30分钟。所得到的聚合物的特性粘度(IV)是0.54dl/g。聚合物中所含的Na的量是0.09ppm。实例19
往在制备实例2中所得到的聚碳酸酯中加入3倍摩量尔量(以聚碳酸酯中所含的Na的量(0.09)为基准)的亚磷酸(H3PO3),将所得到的混合物进行减压处理以除去低沸点物质,例如聚碳酸酯的残余单体,采用与制备实例2中所用的相同类型的双螺杆水平式搅拌聚合器,将混合物在300℃和266.6Pa下搅拌15分钟。
所得到的结果示于表6中。实例20-22
重复实例19,除了采用表6中所示的聚碳酸酯和酸性化合物,用量如表6中所示。
所得到的结果示于表6中实例23
重复实例22,除了减压处理是采用双螺杆曲轴挤压机(L/D=42,40mm),在3999.6Pa的减压和简体温度为295℃下操作。
所得到的结果示于表6中实例24
重复实例19,除了再将0.02份(重量)(以100份(重量)聚碳酸酯为基准)环氧化合物(Cerokiside 2021P)与亚磷酸一起加入。
所得到的结果示于表6中实例25
重复实例22,除了将0.01份(重量)(以100份聚碳酸酯的重量为基准)环氧化合物(Cerokiside 2021P)与对甲苯磺酸一起加入。
所得到的结果示于表6中比较实例6-7
测定依次得自实例19和21的聚碳酸酯树脂的物理性能。
所得到的结果示于表6中比较实例8-9
将表6中所示的聚碳酸酯分别地进行与实例19中相同的减压处理,但不用酸性化合物。
所得到的结果示于表6中。比较实例10
将表6中所示的聚碳酸酯进行与实例23中相同的减压处理,但不用酸性化合物。
表6(续I)
|
实例23 |
比较实例6 |
比较实例7 |
比较实例8 |
聚碳酸酯树脂 |
制备实例3 |
制备实例2 |
制备实例3 |
制备实例2 |
酸性化合物 |
对甲苯磺酸 |
在制备实例2 |
在制备实例3 |
无 |
表6(续II)
雾翳MFR(g/10分) |
0.85.0 |
0.96.0 |
0.551.0 |
0.36.0 |
停留稳定性YIMFR(g/10分)MFR增加率(%) | 2.86.326.0 | 3.07.830.0 | 1.356.09.8 | 1.66.58.3 |
残余单体(ppm)碳酸二苯酯双酚A | 15010 | 16010 | 42<5 | 23<5 |