CN1295590A - 聚碳酸酯及光学材料 - Google Patents

聚碳酸酯及光学材料 Download PDF

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Abstract

经预聚合制得聚碳酸酯的预聚物后,将该预聚物在固态、膨润固态或薄膜熔融状态下,再经酯交换反应聚合制得的、残留单体含量不足100ppm、特别是二羟基化合物的含量不足100ppm、或丙酮可溶物含量为3.5或3.0重量%以下,或羟基末端的比例不足2或15mol%的聚碳酸酯及用它们制作的光学材料和吹塑成型材料。制得的聚碳酸酯含残留单体和低聚物等杂质少、冲击强度等物性优异,作为光学材料和吹塑成型材料很有用。

Description

聚碳酸酯及光学材料
发明领域
本发明涉及聚碳酸酯,更详细地说是涉及残留单体和低聚物等杂质含量少、冲击强度等物性优异的聚碳酸酯及光学材料和吹塑成型材料。
发明背景
聚碳酸酯作为优良的工程塑料,在各个方面得到广泛地利用,然而,作为其制备方法,人们已知的是使双酚A等芳香族二羟基化合物和光气直接反应的方法(界面法)、或使双酚A等芳香族二羟基化合物和碳酸二苯酯等碳酸二酯在熔融状态或固态下进行酯交换反应(熔融法、固相法)的方法。
界面法存在必须使用有毒的光气、由于副产的氯化氢和氯化钠等含氯化合物的作用会腐蚀装置、因非常难以除去混入树脂中的氯甲烷而使制得的聚碳酸酯中容易含有氯等问题。
另外,熔融法虽然解决了界面法中存在的这些问题,但是又出现了因生成的聚合物中含有许多残留单体和低分子量成分,而使冲击强度下降和引起粘附模具的问题。
为了解决这些问题,特开平09-5936号公报提出了在熔融法的挤出机中添加低沸点化合物的方法,然而,还谈不上十分理想。另外,在固相法中,有关解决这些问题的提案及报告尚没有。
本发明的目的是解决由原来的酯交换反应制造的聚碳酸酯中存在的问题,提供耐冲击性等性能优异的聚碳酸酯及光学材料和吹塑成型材料。
发明的公开
本发明人等为了达到前述的目的,经过反复锐意地研究,结果发现,在酯交换法中,通过适当选择反应方法或反应条件,可以显著降低残留单体和低分子量成分、制得具有优异性能的聚碳酸酯。本发明正是以此为基础完成的。
即,本发明是提供如下的聚碳酸酯。
[1]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是经预聚合制得聚碳酸酯的预聚物后,将该预聚物在固相状态、膨润固相状态或薄膜熔融状态下,通过酯交换反应,并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,二羟基化合物的含量、碳酸二酯的含量及单羟基化合物的含量总计不到100ppm。
[2]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是经预聚合制得聚碳酸酯的预聚物后,将该预聚物在固相状态,膨润固相状态或薄膜熔融状态下,经酯交换反应,并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,二羟基化合物的含量不到100ppm。
[3]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是通过二羟基化合物和碳酸二酯经酯交换反应得到的聚碳酸酯,其中生成的聚碳酸酯中,丙酮可溶物含量为2.0重量%以下。
[4]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是经预聚合制得聚碳酸酯的预聚物后,将该预聚物在薄膜熔融状态下,经酯交换反应,并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中生成的聚碳酸酯中,丙酮可溶物含量为3.0重量%以下。
[5]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态或膨润固态下,经酯交换反应,并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中生成的聚碳酸酯中,丙酮可溶物的含量为3.5重量%以下。
[6]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态或膨润固态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,羟基末端的比例不到2摩尔%。
[7]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在薄膜熔融状态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,羟基末端的比例不到15摩尔%。
[8]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态、膨润固态或薄膜熔融状态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,环状低聚物的含量为0.45重量%以下。
[9]上述[1]、[2]、[5]或[8]中的聚碳酸酯,它是通过将(A)芳香族二羟基化合物,(B)碳酸二酯及(C)一元羟基化合物加热,经预聚合,制得聚碳酸酯预聚物的。
[10]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是通过将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)一元羟基化合物加热,经预聚合,制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态或膨润固态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,来源于一元羟基化合物的末端比例为50摩尔%以上。
[11]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是通过将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)一元羟基化合物加热,经预聚合,制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态或膨润固态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中的羟基末端的比例不到15摩尔%。
[12]由上述[1]~[11]中任何一种聚碳酸酯制作的光学材料。
[13]将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)具有三个以上官能团的多官能性有机化合物加热预聚合,制得的聚碳酸酯预聚物的上述[1]、[2]、[5]或[8]中所述的任何一种聚碳酸酯。
[14]一种聚碳酸酯,该聚碳酸酯是通过将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)具有三个以上官能团的多官能性有机化合物加热经预聚合,制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态或膨润固态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中生成的聚碳酸酯中的羟基末端的比例不到15摩尔%。
[15]一种吹塑成型材料,该吹塑成型材料含有上述[13]或[14]所述的聚碳酸酯。发明的优选实施方案
本发明涉及的聚碳酸酯,是将作为原料的(A)组分的二羟基化合物及(B)组分的碳酸二酯、根据需要还可以有作为(C)组分的末端终止剂或支化剂等,在熔融状态或固态下,经酯交换反应制得的产物,特别是使用(A)组分的二羟基化合物及(B)组分的碳酸二酯或光气,根据需要,还可以有作为(C)组分的末端终止剂或支化剂等,经预聚合,制得聚碳酸酯的预聚物后,将该预聚物在固态、膨润固态或薄膜熔融状态下,经酯交换反应并进行聚合而制得的聚碳酸酯。制备聚碳酸酯预聚物时及聚合反应中可以使用催化剂。
1.本发明涉及的聚碳酸酯的特征在于:
(1)该聚碳酸酯是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态、膨润固态或薄膜熔融状态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中的二羟基化合物的含量,碳酸二酯的含量及单羟基化合物的含量总计不到100ppm。对于生成的聚合物中的二羟基化合物的含量、碳酸二酯的含量及单羟基化合物的含量的测定,是用如下的高速液相色谱仪测定的。即,将2g聚碳酸酯溶解在50毫升的二氯甲烷中,再将250毫升的丙酮一点点加入其中,使聚合物析出。将其吸滤后,在滤液中加入50毫升乙腈,再将其浓缩到约10毫升为止,将该浓缩液倒入50毫升的容量瓶中,以乙腈/水=1/1进行定容。用色谱盘13p将其过滤,再由高速液相色谱进行测定。测定条件如下。即,柱子用(东リ-社制TSK gelODS-80Ts),作为流动相,使用乙腈水溶液(A液)(乙腈∶水=3∶7(体积))和乙腈水溶液(B液);在35分钟内使A液和B液的比例从100∶0(体积)变到0∶100,同时流速为1.0毫升/分,注入量为20微升,检测波长为217nm。
(2)该聚碳酸酯是通过二羟基化合物和碳酸二酯经酯交换反应制得的聚碳酸酯,特别是对于经预聚合,制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态、膨润固态或薄膜熔融状态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中的丙酮可熔物的含量,在前面二种固相反应条件下为3.5重量%以下,在后面的液相反应条件下为3.0重量%以下,更理想的为2.0重量%以下。这里,关于丙酮可溶物含量的测定是采用如下的方法。即,将3g通过100目金属网的聚碳酸酯薄片样品放在圆筒型滤纸No.84(28mm×100mm)上,用100毫升的丙酮,以3~4分钟回流一次(20毫升/次)的回流量,回流8小时,对其进行萃取。然后,使100毫升的丙酮蒸发,称量110℃下真空干燥一夜后的残渣物,将其作为丙酮可溶物。
(3)一种聚碳酸酯,它是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固志、膨润固态或薄膜熔融状态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中生成的聚碳酸酯中的环状低聚物的含量为0.45重量%以下。
这里,关于生成的聚碳酸酯中的环状低聚物含量的测定,是由如下方法测定的。即,将2g的聚碳酸酯样品溶解于50毫升的二氯甲烷中,再将250毫升丙酮一点点加入其中,使聚合物析出。将其吸滤后,干燥。再将其溶解在50毫升的乙醚中后,常压过滤、干燥,再将其定容在20毫升的氯仿中。用色谱盘13p将其过滤,由高速液相色谱进行测定。
(4)该聚碳酸酯是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态、膨润固态或薄膜熔融状态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中的羟基末端的比例,在前面二种固相反应条件下,不到2摩尔%、在后面的液相反应条件下,不到15摩尔%。
这里,生成的聚碳酸酯中的羟基末端比例的测定,由以下方法进行。即,用CD2Cl2作溶剂,进行1H-NMR(400MHZ,积分次数128次)测定,由测得的图求Ha及He,再通过下式算出:
OH末端的比例=(Ha/2)/(Ha/2+He/2)
(式中:Ha表示末端苯基中苯环上羟基的邻位上2个氢产生的峰的积分比,He表示末端碳酸苯酯基中苯环上Coo间位上2个氢产生的峰的积分比。)
(5)该聚碳酸酯是通过将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)一元羟基化合物加热,经预聚合制得的聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态或膨润固态下经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,来自于生成的聚碳酸酯中的一元羟基化合物的末端的比例为50摩尔%以上。
这里,为了解析生成的聚碳酸酯的末端结构,用CD2Cl2作溶剂,由13C-NMR(125.65MHZ、积分次数24次)测定算出。
(6)该聚碳酸酯是通过将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)一元羟基化合物加热,经预聚合,制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态或膨润固态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中的羟基末端的比例不到15摩尔%。
这里,生成的聚碳酸酯中的羟基末端比例的测定与上述(4)相同。
(7)该聚碳酸酯是通过将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)具有三个以上官能团的多官能性有机化合物加热,经预聚合,制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固态或膨润固态下,经酯交换反应并进行聚合制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中的羟基末端的比例不到15摩尔%。
这里,生成的聚碳酸酯中的羟基末端比例的测定与上述(4)相同。
2.本发明涉及的聚碳酸酯的制造方法
(1)原料(A)二羟基化合物例如可列举芳香族二羟基化合物,脂肪族二羟基化合物,从它们中至少可选择一种化合物。作为该(A)组分的一种而使用的芳香族二羟基化合物,可列举用通式(1)表示的化合物,通式(Ⅰ):上述通式(Ⅰ)中R3及R4分别表示氟、氯、溴、碘的卤素原子或碳数为1~8的烷基,如:甲基、乙基、n-丙基、异丙基、n-丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基等。R3及R4既可以相同也可以不同。另外,R3为多个时,多个R3既可以相同也可以不同,R4为多个时,多个R4既可以相同也可以不同。m及n分别为0~4的整数。而且,Z为单键、碳数为1~8亚烷基,碳数为2~8的烷叉基,碳数为5~15的亚环烷基,碳数为5~15的环烷叉基,或表示用-S-、-SO-、-SO2-、-O-、-CO-键或式(Ⅱ)、(Ⅱ’)表示的键。
Figure 9980447400092
Figure 9980447400101
作为碳数为1~8的烷撑基、碳数为2~8的烷叉基,可以举如:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、乙叉基、异丙叉基等,作为碳数为5~15的环烷基、碳数为5~15的环烷叉基,可列举如:环戊基、环己基、环戊叉基、环己叉基等。
作为用上述通式(Ⅰ)表示的芳香族二羟基化合物可列举如:双(4-羟基苯基)甲烷、双(3-甲基-4-羟基苯基)甲烷、双(3-氯-4-羟基苯基)甲烷、双(3,5-二溴-4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(2-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、1-苯基-1,1-双(3-氟-4羟基-3-甲基苯基)乙烷、1,1-双(2-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(通称双酚A)、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(2-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(2-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烷、2,2-双(3-氯-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-氟-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-溴-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氟-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、2,2-双(4-羟基苯基)苯甲烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)丙烷、2,2-双(3-溴-4-羟基-5-氯苯基)丙烷、2,2-双(3-苯基-4-羟苯基)丙烷、2、2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丁烷、1,1-双(2-丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丁烷、1,1-双(2-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丁烷、1,1-双(2-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)异丁烷、1,1-双(2-叔戊基-4-羟基-5-甲基苯基)丁烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丁烷、4,4-双(4-羟基苯基)庚烷、1,1-双(2-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)庚烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷等双(羟芳基)链烷类;1,1-双(4-羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(3-甲基-4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(3-环己基-4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(3-苯基-4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,5,5-三甲基环己烷等双(羟基芳基)环烷类;双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基-3-甲苯基)醚等双(羟基芳基)醚类、双(4-羟基苯基)硫醚、双(3-甲基-4-羟基苯基)硫醚等双(羟基芳基)硫醚类、双(4-羟基苯基)亚砜、双(3-甲基-4-羟基苯基)亚矾、双(3-苯基-4-羟基苯基)亚砜等双(羟基芳基)亚砜类;双(4-羟基苯基)砜、双(3-甲基-4-羟基苯基)砜、双(3-苯基-4-羟基苯基)砜等双(羟基芳基)砜类;4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基-2,2’-二甲基联苯、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基联苯、4,4’-二羟基-3,3’-二环己基联苯、3,3’-二氟-4,4’-二羟基联苯等二羟基联苯类等。
作为上述通式(Ⅰ)以外的芳香族二羟基化合物,有二羟基苯类、卤素及烷基取代的二羟基苯类等。可列举如:间苯二酚、3-甲基间苯二酚、3-乙基间苯二酚、3-丙基间苯二酚,3-丁基间苯二酚,3-叔丁基间苯二酚、3-苯基间苯二酚、3-异丙苯基间第二酚、2,3,4,6-四氟间苯二酚,2,3,4,6-四溴间苯二酚;邻苯二酚,对苯二酚,3-甲基对苯二酚,3-乙基对苯二酚,3-丙基对苯二酚,3-丁基对苯二酚,3-叔丁基对苯二酚,3-苯基对苯二酚,3-异丙苯基对苯二酚;2,5-二氯对苯二酚,2,3,5,6-四甲基对笨二酚、2,3,4,6-四叔丁基对苯二酚、2,3,5,6-四氟对苯二酚、2,3,5,6-四溴对苯二酚等。
另外,作为(A)组分的一种而使用的脂肪族二羟基化合物,也有各种物质。可列举如:1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、七缩八乙二醇、一缩二丙二醇、N,N-甲基二乙醇胺、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇、1,4-羟甲基环己烷、对苯二甲醇;2,2-双(4-羟基环己基)丙烷及二元醇或苯酚乙氧基化或丙氧基化的生成物,可列举如:二羟乙基双酚A、二羟乙基四氯双酚A或二羟乙基四氯对苯二酚等。
在本发明的理想的制备方法中,作为(A)组分的二羟基化合物,虽然可以适当选择上述化合物中的一种或二种以上的化合物,但是,其中,用芳香族二羟基化合物的双酚A最好。
其次也可以用二羟基化合物的二酯类、二羟基化合物的二碳酸酯类、二羟基化合物的单碳酸酯类化合物等。
即,作为二羟基化合物的二酯类化合物,可列举如:双酚A的二醋酸酯、双酚A的二丙酸酯、双酚A的二丁酸酯、双酚A的二安息香酸酯等。
另外,作为二羟基化合物的二碳酸酯类化合物,可列举如:双酚A的二甲基碳酸酯、双酚A的二乙基碳酸酯、双酚A的二苯基碳酸酯等。
还有,作为二羟基化合物的单碳酸酯类化合物,可列举如:双酚A单甲基碳酸酯、双酚A单乙基碳酸酯、双酚A单丙基碳酸酯、双酚A单苯基碳酸酯等。(B)成分①碳酸二酯
有各种物质可用。例如,可从碳酸二芳酯化合物、碳酸二烷基酯化合物或碳酸烷基芳酯化合物中至少可选一种化合物。
作为该(B)组分的一种而使用的碳酸二芳酯化合物是可用通式(Ⅲ)或用通式(Ⅳ)表示的化合物:通式(Ⅲ)
Figure 9980447400121
(式中,Ar1及Ar2分别表示芳基、它们相互间既可以相同也可以不同),通式(Ⅳ)(式中,Ar3及Ar4分别表示芳基、它们相互间既可以相同也可以不同,D1表示从前述芳香族二羟基化合物中除去2个羟基后的残基)。
另外,碳酸二烷基酯化合物是可用通式(Ⅴ)或(Ⅵ)表示的化合物:通式(Ⅴ)
Figure 9980447400132
(式中,R5及R6分别表示碳数为1~6的烷基或碳数为4~7的环烷基,它们相互间既可以相同也可以不同),通式(Ⅵ)
Figure 9980447400133
(式中,R7及R8分别表示碳数为1~6的烷基或碳数为4~7的环烷基,它们相互间既可以相同也可以不同,D2表示从前述芳香族二羟基化合物中除去2个羟基后的残基)。
再有,碳酸烷基芳基酯化合物是可用通式(Ⅶ)或(Ⅷ)表示的化合物:
通式(Ⅶ)
Figure 9980447400141
(式中,Ar5表示芳基、R9表示碳数为1~6的烷基或碳数为4的环烷基),通式(Ⅷ)(式中,Ar6表示芳基、R10表示碳数为1~6的烷基或碳数为4~7的环烷基、D3表示从前述芳香族二羟基化合物中除去2个羟基后的残基)。
这里,作为碳酸二芳酯化合物,可列举如:碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸二(氯苯)酯、碳酸间甲酚酯、碳酸二萘酚酯、碳酸二(联苯)酯、碳酸双酚A二苯酯等。
还有,作为碳酸二烷基酯化合物可列举如:碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丁酯、碳酸二环己酯、碳酸双酚A二甲酯等。
作为碳酸烷芳酯化合物可列举如:碳酸甲苯酯、碳酸乙苯酯、碳酸丁苯酯、碳酸环己基苯酯、碳酸双酚A甲苯酯等。
本发明中,作为(B)组分的碳酸二酯化合物,虽然可适当选择上述化合物中的一种或二种以上来使用,但是,其中用碳酸二苯酯更好。②光气
经预聚合制备聚碳酸酯预聚物时,也可使用光气作为(B)组分。(C)组分
作为本发明的聚碳酸酯的原料等,按照需要,也可往反应体系中添加链终止剂、支化剂、防氧化剂。①链终止剂
作为链终止剂可列举如:O-n-丁基酚、m-n-丁基酚、p-n-丁基酚、O-异丁基酚、m-异丁基酚、p-异丁基酚、O-叔丁基酚、m-叔丁基酚、p-叔丁基酚、O-n-戊基酚、m-n-戊基酚、p-n-戊基酚、O-n-己基酚、m-n-己基酚、p-n-己基酚、O-环己基酚、m-环己基酚、p-环己基酚、O-苯基酚、m-苯基酚、p-苯基酚、O-n-壬基酚、m-n-壬基酚、p-n-壬基酚、O-异丙苯基酚、m-异丙苯基酚、p-异丙基苯酚、O-萘基酚、m-萘基酚、p-萘基酚、2,6-二叔丁基酚、2,5-二叔丁基酚、2,4-二叔丁基酚、3,5-二叔丁基酚、2,5-二异丙苯基酚、3,5-二异丙苯基酚、p-叔丁基酚、p-异丙苯基酚、p-苯基酚、o,m,p-叔辛基酚、o,m,p-n-辛基酚等一元酚。可将它们中的一种或二种以上搭配使用。另外,在它们当中以2,6-二叔丁基酚、2,5-二叔丁基酚、2,4-二叔丁基酚、3,5-二叔丁基酚、2,5-二异丙苯基酚、3,5-二异丙苯基酚、p-叔丁基酚、p-异丙苯基酚、p-叔辛基酚、p-苯基酚为更理想。②支化剂
作为支化剂,可以使用具有三个以上官能团的多官能性有机化合物。具体地说,是指在一个化合物中具有三个以上的羟基、羧基、氨基、亚氨基、甲酰基、酰卤基、含卤甲酯基的化合物,可列举如:均苯三酚、苯六羧酸、偏苯三酸、偏苯三酰氯、偏苯三酸酐、没食子酸、没食子酸n-丙酯、原儿茶酸、苯均四酸、苯均二酸酐、α-间苯二甲酸、β-间苯二甲酸、间苯二酚甲醛、偏苯三酰氯、均苯三甲酰氯、4-甲酰氯苯二甲酸酐、二苯甲酮四羧酸、2,4,4’-三羟基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2,4,4’-三羟基苯醚、2,2’,4,4’-四羟基苯醚、2,4,4’-三羟基二苯基-2-丙烷、2,2’-双(2,4-二羟基)丙烷、2,2’,4,4’-四羟基二苯基甲烷、2,4,4’-三羟基二苯基甲烷、1-[2-甲基-2-(4’-羟苯基)乙基]-4-[2’,2’-双(4″-羟苯基)乙基]苯、2,2’,2″-三(4-羟苯基)-1,3,5-三异丙基苯、2,6-双(2’-羟基-5’-甲基苄基)-4-甲基酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4’-羟基苯基)-庚烯-2、4,6-二甲基-2,4,6-二甲基-三(4-羟基苯基)-庚烷-2、1,3,5-三(4-羟基苯基)苯、1,1,1-三(4’-羟基苯基)乙烷、2,2-双[4,4-双(4’-羟基苯基)环己基]丙烷、2,6-双(2’-羟基-5’-异丙基苄基)-4-异丙基酚、双[2-羟基-3-(2’-羟基-5’-甲基苄基)-5-甲基苯基]甲烷、双[2-羟基-3(2’-羟基-5’-异丙基苄基)-5-甲基苯基]甲烷、四(4-羟基苯基)甲烷、三(4-羟基苯基)苯基甲烷、2’,4,7-三羟基黄烷、2,4,4-三甲基(2’,4’-二羟基苯基异丙基)苯、三(4’羟基芳基)-氨基-S-三嗪、1-[α-甲基-α-(4’-羟基苯基)乙基]-3-[α’,α’-二(4″-羟基苯基)乙基]苯、靛红双(O-甲酚)、α,α,α’,α’-四(4-羟基苯基)-P-二甲苯、α,α,α’,α’-四(3-甲基-4-羟基苯基)-P-二甲苯、α,α,α’,α’-四(2-甲基-4-羟基苯基)-P-二甲苯、α,α,α’,α’-四(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-P-二甲苯、α,α,α’,α’-四(2,6-二甲基-4-羟基苯基)-P-二甲苯、α,α’-二甲基-α,α,α’,α’-四(4-羟基苯基)-P-二甲苯等。这些支化剂既可以分别单独使用也可以将二种以上搭配使用。
其中,以1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、1,1,1-三(4-羟基-3,5-二甲基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-氯-4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二氯-4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-溴-4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二溴-4-羟基苯基)乙烷、三(4-羟基苯基)甲烷、三(4-羟基-3-甲基苯基)甲烷、三(4-羟基苯基-3,5-二甲基苯基)甲烷、三(3-氯-4-羟基苯基)甲烷、三(3,5-二氯-4-羟基苯基)甲烷、三(3,5-二溴-4-羟基苯基)甲烷、α,α’-二甲基-α,α,α’,α’-四(4-羟基苯基)-P-二甲苯等为最理想。③防氧化剂
作为防氧化剂,以磷类防氧化剂为好。可列举如:磷酸三烷基酯、磷酸三环烷基酯、磷酸三芳基酯、磷酸单烷基二芳基酯、亚磷酸三烷基酯、亚磷酸三环烷基酯、亚磷酸三芳基酯等。(2)经预聚合制备预聚物
在预聚合中,使用作为原料的上述(A)组分的二羟基化合物及(B)组分的碳酸二酯或光气、以及根据需要再用作为(C)组分的链终止剂或支化剂等制备预聚物。这时,作为聚合催化剂,最好使用从含氮有机碱性化合物或含磷碱式化合物中选出的至少一种。
下面具体地列出理想的制备方法的工序及条件。①预聚合的方法
(イ)将二羟基化合物和碳酸二酯及根据需要添加的链终止剂或支化剂等在加热条件下进行处理,使芳香族单羟基化合物脱离,可制得预聚物。在该预聚合工序中制造的预聚物的聚合平均分子量最好在2000~20000范围内。该预聚合反应在熔融状态下进行为好。这时,也可以在反应中,使用如:二苯醚、卤代二苯醚、二苯甲酮、聚苯醚、二氯苯、甲基萘等芳香族化合物、二氧化碳、一氧化二氮、氮等气体、氯氟代烷烃、乙烷、丙烷等链烷烃、环己烷、三环(5、2、10)癸烷、环辛烷、环癸烷等环烷烃、乙烯、丙烯之类的链烯烃等对反应不活泼的溶剂,当然,没有溶剂也可以进行。关于二羟基化合物和碳酸二酯的使用比例(投料比),虽然可因所用种类、反应温度、反应压力等反应条件的不同而不同,但是,相对于1摩尔的二羟基化合物而言,该碳酸二酯一般用0.9~2.5摩尔、理想的用0.95~2.0摩尔、最好用0.98~1.5摩尔。还有,使用一元羟基化合物的链终止剂或具有三个以上官能团的多官能性有机化合物的支化剂时,相对于1摩尔的二羟基化合物而言,前者一般用0.001~20摩尔、理想的用0.0025~15摩尔、最好用0.005~10摩尔,同样,相对于1摩尔的二羟基化合物而言,后者一般用0.001~20摩尔、理想的用0.0025~15摩尔、最好用0.005~10摩尔。
反应温度、反应压力及反应时间虽然随所用原料、催化剂种类和用量、所得预聚物的必要的聚合量、其它的反应条件等的不同而不同,但是,理想的可在50~350℃、再理想的在100~320℃,更理想的在150~280℃的温度范围内选择,压力最好在0.1torr~5kg/cm2的范围内选择,时间理想的是在1分~100小时,最好在2分~10小时的范围内选择。
为了不让预聚物着色,希望在尽可能的低温下,且尽量短的时间里进行预聚合反应。这种预聚物的制备工序中所用的反应器,如果是以往众所周知的聚合反应器的话,则用哪种都可以。反应工序可以是一步、也可以分为几步。另外,反应器是一个以上的话,则既可串联连接,又可并联连接。预聚物的制备可用间歇法或连续法或兼用这两种方法,无论哪种形式均可。
由这种工艺制备的预聚物的末端比例,以碳酸苯酯末端:羟基末端=1∶1~1∶0.1为佳,更理想的在1∶0.6~1∶0.25的范围内。如果末端比例在上述范围之外的话,则最终的分子量就受到限制、高分子量化难以达到。
在该预聚合反应中,随着反应的进行,生成了在碳酸二芳基酯的芳基上接上羟基的化合物,即生成了芳香族单羟基化合物,通过将其排到反应体系之外,可提高反应速度,所以,在进行有效地搅拌混合的同时,引入氮气、氩气、氦气、二氧化碳等不活泼气体和低级烃的气体等,将生成的该芳香族单羟基化合物伴随这些气体除去的方法,减压下进行反应的方法、或将它们并用的方法等比较理想。
(ロ)用众所周知的方法使芳香族二羟基化合物和光气反应,也可制备预聚物。②预聚合中的催化剂
作为催化剂,使用含氮有机碱性化合物为佳。作为该含氮有机碱性化合物,并没有特别的限制,可列举如:脂肪族叔胺化合物、芳香族叔胺化合物、含氮杂环化合物等。
还可列举用通式(Ⅸ)表示的季铵盐,(NR11 4) +(X1)-…(Ⅸ)
上述通式(Ⅸ)中,R11表示有机基团,如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基环已基等烷基和环烷基;苯基、甲苯基、萘基、联苯基等芳基;苄基等芳烷基等。四个R11之间既可以相同也可以不同,另外,两个R11键合形成环结构也可以。X1表示卤素原子、羟基或BR4。这里,R表示氢原子或烷基和芳基等烃基,四个R之间既可以相同又可以不同。
这样的季铵盐,可列举如:四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵等具有烷基、芳基、烷芳基等的氢氧化铵类;四甲基铵硼氢化物、四丁基铵硼氢化物、四丁基铵四苯硼酸盐、四甲基铵四苯硼酸盐等碱性盐。
在这些含氮有机碱性化合物中,从催化剂活性高、且热分解容易、在聚合物中难以残留等方面考虑,适宜用上述通式(Ⅰ)表示的季铵盐、具体地说以用四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四甲基铵硼氢化物、四丁基铵硼氢化物为好,以用四甲基氢氧化铵为更好。
这样的含氮有机碱性化合物,既可以用一种,也可以将二种以上的搭配使用。
含氮有机碱性化合物以用10-2~10-8摩尔为佳,以用10-3~10-7摩尔为更佳。含氮有机碱性化合物的用量如果不到10-8摩尔的话,则反应初期催化剂活性不够,另外,如果超过10-2摩尔的话,则成本提高,均不理想。③预聚物的结晶化
使预聚物结晶化的方法,虽没有特别的限制,但是以用溶剂处理法及加热结晶化法为佳。前者的溶剂处理法是用氯甲烷、二氯甲烷、氯仿等适当的溶剂使预聚物结晶化的方法。所用溶剂的量,虽可根据各种条件的不同而不同,但是,以预聚物的重量为基准,一般在0.05~100倍的范围内选择,最好在0.1~50倍的范围内选择。
另一方面,加热结晶化法是指在目标产物芳香族聚碳酸酯的玻璃化转变温度以上,且在该预聚物尚未开始熔融的温度范围之中,将预聚物加热,使其结晶化的方法。进行加热结晶化的温度Tc(℃),只要在目标产物芳香族聚碳酸酯的玻璃化转变温度以上,且在不到该预聚物的熔融温度Tm(℃)就可以了,并没有特殊的限制。
(3)通过聚合制备聚碳酸酯
在制备本发明的聚碳酸酯过程中,制备了聚碳酸酯的预聚物后,用季鏻盐作聚合催化剂,使该预聚物在固态、膨润固态或薄膜熔融状态下进行聚合为佳。
①季鏻盐
作为季鏻盐,虽然没有特殊的限制,具有各种各样的物质,但是,以用如通式(Ⅹ)或(Ⅺ)表示的化合物为好,(PR12 4)+(X2)-…(Ⅹ)(PR12 4)2+(Y1)2-…(Ⅺ)
上述通式(Ⅹ)或(Ⅺ)中,R12表示有机基团,这些有机基团可列举如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、环己基等的烷基和环烷基;苯基、甲苯基、萘基、联苯基等的芳基;苄基等的芳烷基等。四个R12之间既可以相同也可以不同,另外,二个R12也可键连形成环结构。X2表示卤素原子、羟基、烷氧基、芳氧基、R’COO、HCO3、(R’O)2P(=O)O或BR″4等可形成一价阴离子的基。这里,R’表示烷基和芳基等烃基,二个R’O之间既可以相同也可以不同。另外R″表示氢原子或烷基和芳基等烃基,四个R″之间既可以相同也可以不同。Y1表示CO3等能形成2价阴离子的基。
这种季鏻盐可列举如:四苯基氢氧化鏻盐、四萘基氢氧化鏻盐、四(氯苯基)氢氧化鏻盐、四(联苯基)氢氧化鏻盐、四甲苯基氢氧化鏻盐、四甲基氢氧化鏻盐、四乙基氢氧化鏻盐、四丁基氢氧化鏻盐等的四(芳基或烷基)氢氧化鏻盐类;还有,四甲基鏻四苯基硼酸盐;四苯基溴化鏻盐、四苯基鏻酚盐、四苯基鏻四苯基硼酸盐、甲基三苯基鏻四苯基硼酸盐、苄基三苯基鏻四苯基硼酸盐、联苯基三苯基鏻四苯基硼酸盐、四甲苯基鏻四苯基硼酸盐、四苯基鏻酚盐、四(P-叔丁基苯基)鏻联苯基亚磷酸盐、三苯基丁基鏻酚盐、三苯基丁基鏻四苯基硼酸盐等。
这些季鏻盐中,以催化剂活性高、且容易热分解及在聚合物中难以残留等方面考虑,具有烷基的鏻盐比较好,具体地说,四甲基鏻甲基三苯基硼酸盐、四乙基鏻乙基三苯基硼酸盐、四丙基鏻丙基三苯基硼酸盐、四丁基鏻丁基三苯基硼酸盐、四丁基鏻四苯基硼酸盐、四乙基鏻四苯基硼酸盐、三甲基乙基鏻三甲基苯基硼酸盐、三甲基苄基鏻苄基三苯基硼酸盐等比较好。
另外,四甲基氢氧化鏻盐、四乙基氢氧化鏻盐、四丁基氢氧化鏻盐等四烷基鏻盐,由于分解温度比较低,所以容易分解,制品聚碳酸酯中杂质残留的担心就小。再有,因为碳数少,所以聚碳酸酯制备过程中单位消耗可降低,从成本上说是有利的。
除了上述通式(Ⅹ)或(Ⅺ)表示的化合物以外,还可列举如:2,2-双(4-羟基苯基)丙烷的双-四苯基鏻盐、亚乙基双(三苯基鏻)二溴化物、三亚甲基双(三苯基鏻)-双(四苯基硼酸盐)等。
还有,具有芳基及/或支链状烷基的季鏻盐也可以使用。例如可以使用由通式(Ⅻ)或通式(ⅩⅢ)表示的化合物,(R13 nPR14 4-n)+(X2)-....(Ⅻ)(R13 nPR14 4-n)+2(Y1)2-…(ⅩⅢ)上述通式(Ⅻ)或(ⅩⅢ)中,n:1~4的整数。R13:表示从芳基或支链烷基中选择的至少一种。支链烷基具有“R3C-”的结构,这里,R是从氢、烷基、具有取代基的烷基、芳基及具有取代基的芳基中选择的至少一种,也可以是三个R中,至少有二个可以键合形成环状结构。但是,同时是2个氢的情况除外。可列举如:环烷基、异丙基、叔丁基等带支链的烷基和苄基等的芳烷基等。n为2以上时,R既可相同也可不同。R14:是烷基、带取代基的烷基、芳基或带取代基的芳基。X2:表示卤素原子、羟基、烷氧基、芳氧基、R’COO、HCO3、(R’O)2P(=O)O或BR″4等可形成一价阴离子的基团。这里,R’表示烷基和芳基等烃基、二个R’O之间既可以相同也可以不同。另外,R″表示氢原子或烷基和芳基等烃基、四个R″之间既可以相同也可以不同。Y1:表示可形成CO3等的2价阴离子的基团。
作为这种季鏻盐可列举如:四苯基氢氧化鏻盐、四萘基氢氧化鏻盐、四(氯苯基)氢氧化鏻盐、四(联苯基)氢氧化鏻盐、四甲苯基氢氧化鏻盐、四己基氢氧化鏻盐等四(芳基或烷基)氢氧化鏻盐类、甲基三苯基氢氧化鏻盐、乙基三苯基氢氧化鏻盐、丙基三苯基氢氧化鏻盐、丁基三苯基氢氧化鏻盐、辛基三苯基氢氧化鏻盐、四癸基三苯基氢氧化鏻盐、苄基三苯基氢氧化鏻盐、乙氧基苄基三苯基氢氧化鏻盐、甲氧基甲基三苯基氢氧化鏻盐、乙酰氧基甲基三苯基氢氧化鏻盐、苯甲酰甲基三苯基氢氧化鏻盐、氯甲基三苯基氢氧化鏻盐、溴甲基三苯基氢氧化鏻盐、联苯基三苯基氢氧化鏻盐、萘基三苯基氢氧化鏻盐、氯苯基三苯基氢氧化鏻盐、苯氧基苯基三苯基氢氧化鏻盐、甲氧基苯基三苯基氢氧化鏻盐、乙酰氧基苯基三苯基氢氧化鏻盐、萘基苯基三苯基氢氧化鏻盐等单(芳基或烷基)三苯基氢氧化鏻盐类、苯基三甲基氢氧化鏻盐、联苯三甲基氢氧化鏻盐、苯基三己基氢氧化鏻盐、联苯三己基氢氧化鏻盐等单(芳基)三烷基氢氧化鏻盐类。二甲基二苯基氢氧化鏻盐、二乙基二苯基氢氧化鏻盐、二(联苯基)二苯基氢氧化鏻盐等二芳基二烷基氢氧化鏻盐类。
还有,四苯基鏻四苯基硼酸盐、四萘基鏻四苯基硼酸盐、四(氯苯基)鏻四苯基硼酸盐、四(联苯基)鏻四苯基硼酸盐、四甲苯基鏻四苯基硼酸盐等四芳基鏻四苯基硼酸盐类。
甲基三苯基鏻四苯基硼酸盐、乙基三苯基鏻四苯基硼酸盐、丙基三苯基鏻四苯基硼酸盐、丁基三苯基鏻四苯基硼酸盐、辛基三苯基鏻四苯基硼酸盐、癸基三苯基鏻四苯基硼酸盐、苄基三苯基鏻四苯基硼酸盐、乙氧基苄基三苯基鏻四苯基硼酸盐、甲氧基甲基三苯基鏻四苯基硼酸盐、乙酰氧基甲基三苯基鏻四苯基硼酸盐、苯(甲)酰甲基三苯基鏻四苯基硼酸盐、氯甲基三苯基鏻四苯基硼酸盐、溴甲基三苯基鏻四苯基硼酸盐、联苯基三本基鏻四苯基硼酸盐、萘基三苯基鏻四苯基硼酸盐、氯苯基三苯基鏻四苯基硼酸盐、苯氧基苯基三苯基鏻四苯基硼酸盐、乙酰氧基三苯基鏻四苯基硼酸盐、萘基苯基三苯基鏻四苯基硼酸盐等单(芳基或烷基)三苯基鏻四苯基硼酸盐类、
苯基三甲基鏻四苯基硼酸盐、联苯基三甲基鏻四苯基硼酸盐、苯基三己基鏻四苯基硼酸盐、联苯基三己基鏻四苯基硼酸盐等单芳基三烷基鏻四苯基硼酸盐类、
二甲基二苯基鏻四苯基硼酸盐、二乙基二苯基鏻四苯基硼酸盐、二(联苯基)二苯基鏻四苯基硼酸盐等二芳基二烷基鏻四苯基硼酸盐类。
作为对应的阴离子,代替上述羟基和四苯基硼酸盐类的还可列举使用如:苯氧基等芳氧基、甲氧基、乙氧基等烷氧基、乙酸酯等的烷酰氧基、苯甲酸酯等芳酰氧基、氯化物、溴化物等卤素原子的上述季鏻盐。
另外,除了用上述通式(Ⅻ)表示的化合物以外,也可列举用通式(ⅩⅢ)表示的具有2价对应阴离子的物质,如:双(四苯基鏻)碳酸酯、双(联苯基三苯基鏻)碳酸酯等季鏻盐及2,2-双(4-羟苯基)丙烷的双(四苯基)鏻盐、亚乙基二溴双(三苯基鏻)、三亚甲基双(三苯基鏻)-双(四苯基硼酸盐)等。
还可使用由通式(ⅪⅤ)或(ⅩⅤ)表示的化合物。((R15-Ph)n-PPh(4-n))+(X3)-…(ⅪⅤ)((R15-Ph)n-PPh(4-n))2+(Y2)2-…(ⅩⅤ)
[式中,R15表示有机基团、互相之间既可相同也可不同,X3表示卤素原子、羟基、烷氧基、芳氧基、烷酰氧基、芳酰氧基、HCO3或BR4(R表示氢原子或烃基、4个R之间既可相同也可不同)、ph表示苯基、Y2表示CO3、n表示1~4的整数]。
这种季鏻盐化合物的具体例子可列举如:
四苯基氢氧化鏻盐、联苯基三苯基氢氧化鏻盐、甲氧基苯基三苯基氢氧化鏻盐、苯氧基苯基三苯基氢氧化鏻盐、萘基苯基三苯基氢氧化鏻盐、四苯基鏻四苯基硼酸盐、联苯基三苯基鏻四苯基硼酸盐、甲氧基苯基三苯基鏻四苯基硼酸盐、苯氧基苯基三苯基鏻四苯基硼酸盐、萘基苯基三苯基鏻四苯基硼酸盐、四苯基鏻酚盐、联苯基三苯基鏻酚盐、甲氧基苯基三苯基鏻酚盐、苯氧基苯基三苯基鏻酚盐、萘基苯基三苯基鏻酚盐、四苯基鏻氯化物、联苯基三苯基鏻氯化物、甲氧基苯基三苯基鏻氯化物、苯氧基苯基三苯基鏻氯化物或萘基苯基三苯基鏻氯化物等。在这些季鏻盐中,从催化剂效果和制得的聚碳酸酯的质量的综合平衡效果看,最好使用四苯基鏻四苯基硼酸盐。
作为含支链烷基的季鏻盐的具体例子可列举如:异丙基三甲基鏻、异丙基三乙基鏻、异丙基三丁基鏻、异丙基三苯基鏻、四异丙基鏻、环己基三乙基鏻、环己基三甲基鏻、环己基三丁基鏻、环己基三苯基鏻、四环己基鏻、1,1,1-三苯基甲基三甲基鏻、1,1,1-三苯基甲基三乙基鏻、1,1,1-三苯基甲基三丁基鏻、1,1,1-三苯基甲基三苯基鏻等。
作为对应的阴离子X3的具体例子可列举如:羟基化物、硼氢化物、四苯基硼酸盐、乙酸盐、丙酸盐、氟化物、氯化物、碳酸氢盐等。
另外,作为Y2的具体例子,可列举碳酸盐等。
由含支链烷基的季鏻(阳离子)和X或Y(阴离子)组成的盐的具体例子,可由上述各种具体例子的搭配中列举许多,例如:异丙基三甲基鏻氢氧化物、环己基三苯基鏻氯化物、1,1,1-三苯基甲基三乙基鏻乙酸盐、双(异丙基三乙基鏻)碳酸盐等。
这些含支链烷基的季鏻盐中,从催化剂效果和制得的聚碳酸酯的质量的综合平衡效果考虑,使用环己基三苯基鏻四苯基硼酸盐、环戊基三苯基鏻四苯基硼酸盐更理想。
还可列举如四甲基鏻乙酸盐、四乙基鏻乙酸盐、四丙基鏻乙酸盐、四丁基鏻乙酸盐、四戊基鏻乙酸盐、四己基鏻乙酸盐、四庚基鏻乙酸盐、四辛基鏻乙酸盐、四癸基鏻乙酸盐、四月桂基鏻乙酸盐、四甲苯基鏻乙酸盐、四苯基鏻乙酸盐、四甲基鏻苯甲酸盐、四乙基鏻苯甲酸盐、四丙基鏻苯甲酸盐、四苯基苯鏻甲酸盐、四甲基鏻甲酸盐、四乙基鏻甲酸盐、四丙基鏻甲酸盐、四苯基鏻甲酸盐、四甲基鏻丙酸盐、四乙基鏻丙酸盐、四丙基鏻丙酸盐、四甲基鏻丁酸盐、四乙基鏻丁酸盐、四丙基鏻丁酸盐等羧酸盐。
这些季鏻盐以含尽量少的金属杂质为好,特别是碱金属及碱土类金属化合物的含量为50ppm以下为好。
相对于1摩尔作为原料的(A)组分的二羟基化合物而言,优选上述季鏻盐的用量为10-2~10-8摩尔。季鏻盐的用量如果不足10-8摩尔的话,则反应后期催化剂的活性则不够,如果超过了10-2摩尔的话,涉及到成本问题,也不好。②固相状态下的聚合
对上述结晶状态的固体预聚物,再以季鏻盐作催化剂,使其进行聚合反应。这时,将反应中副产的芳香族单羟基化合物、二芳基碳酸酯或其两者都排到体系之外,就可促使反应的进行。为此,采取引入氮气、氩气、氦气、二氧化碳等惰性气体或烃类气体和不良溶剂的蒸气等,使伴随这些气体除去的方法,减压下进行反应的方法或两者并用的方法等均较理想。另外,引入伴用的气体时,希望将这些气体加热到反应温度附近。
作为不良溶剂的条件,是在下述反应条件下,溶剂中聚碳酸酯的溶解度为0.1重量%以下,参与反应的可能性很小,以含直链或支链的碳数4~18的饱和烃化合物、或碳数4~18且为低度不饱和烃化合物为好。沸点超过250℃的话,则残留溶剂难以去除,质量有可能下降,故不理想。
进行该固相聚合反应时,关于结晶预聚物的形状,虽没有特别的限制,但以颗粒状、有孔玻璃珠状等形状为好。
作为该固相聚合中的反应催化剂,理想的可用季鏻盐及根据需要也可用其它的催化剂,然而,在预聚物制备工序中添加的、残存的催化剂也可直接使用,或者将前述催化剂在粉末、液体或气体状态下再一次添加也可以。
进行该固相聚合反应时,有关其反应温度Tp(℃)及反应时间。虽然随着结晶预聚物的种类(化学结构、分子量等)和形状、结晶预聚物中有无催化剂、种类或用量、根据需要追加的催化剂的种类或用量、结晶预聚物的结晶度和熔融温度Tm’(℃)的不同、目标产物芳香族聚碳酸酯所要求的聚合度或其它的反应条件等的不同而不同,但是,最好在目标产物芳香族聚碳酸酯的玻璃化转变温度以上,而且,在固相聚合中,结晶预聚物不熔融、保持在固相状态的温度范围内,最理想的是在用式Tm’ -50≤Tp<Tm’…(ⅩⅥ)表示的温度范围内,1分~100小时,更理想的是加热0.1~50小时左右,进行固相聚合反应。
例如制备双酚A的聚碳酸酯时,作为这样的温度范围一般约为150~260℃、180~245℃更为好。
另外,在聚合工序中,为了尽可能均匀地给聚合中的聚合物热量,或为了便于副产物的排除,最好采用搅拌、使反应器自身旋转或使加热气体流动的方法。
一般来说,工业上有用的芳香族聚碳酸酯的重均分子量为6000~20万左右,采用上述固相聚合工艺,容易制得这种聚合度的聚碳酸酯。
结晶预聚物经固相聚合制得的芳香族聚碳酸酯的结晶度,一般比原预聚物的结晶度增加,因此,用本发明的方法,通常能制得结晶性芳香族聚碳酸酯粉体。不让结晶性芳香族聚碳酸酯粉体冷却,直接将其引入挤出机可进行造粒,或者不让冷却,直接引入成型机也可进行成型。可使对聚合作贡献的预聚合和固相聚合的比例在较宽的范围内进行变化。③由膨润固相状态进行的聚合
是指将预聚合工序中制得的预聚物结晶后,在由后述的膨润气体膨润的状态下,采用固相聚合,进一步进行聚合的方法。在由酯交换反应制备聚碳酸酯的方法中,将副产的酚类低分子化合物脱色或提取去除时,由膨润气体从处于膨润状态的高分子(预聚物)中,将低分子化合物脱色或提取去除的方法,比从高粘度熔融高分子和结晶固体中脱色或提取去除,其物质移动速度更快,本制备方法采用的就是这种可高效进行反应的方法。
上述方法可分为由前述制得的预聚物的薄片化工序及在膨润溶剂流动下,经固相聚合法进行高分子量化的高分子量化的工序(膨润固相聚合工序)。
薄片化工序中,理想的预聚物的分子量,以粘均分子量(MV)计,为2000~20000。分子量比该范围小的话,则熔点下降,导致使固相聚合温度下降,反应速度减慢,不理想。
在薄片化工序中,根据不同情况可使用以往已知的方法,如:滚动造粒法、挤出造粒法、压缩造粒法、熔融造粒法、喷雾干燥造粒法、流动层造粒法、破碎造粒法、搅拌造粒法、液相造粒法或真空冻结造粒法等。
作为薄片的形状,虽没有特殊的限制,但从作业性考虑,颗粒状、有孔玻璃球状等比较理想。另外,在下一工序中使用的膨润溶剂里,造溶解预聚物,再往其中混合聚碳酸酯的不良溶剂,则薄片化的搅拌造粒法等也是有效的。还有,聚合时,薄片的干燥也不是特别需要的。
这里使用的膨润溶剂是指在以下的反应条件下,使聚碳酸酯可膨润的单一膨润溶剂、这些单一膨润溶剂的混合物、或者将聚碳酸酯的不良溶剂单独或做成几种混合物混入单一的膨润溶剂或它们的混合物中而得到的溶剂。本工序中所说的膨润状态,是指在以下所示的反应条件的范围内,将作为反应原料的预聚物薄片,在体积上或重量上增加到热膨润值以上的状态,所谓膨润溶剂是指在下述反应条件的范围内,具有可全部气化的沸点、或通常具有50torr以上的蒸气压的单一化合物或它们的混合物,同时,可使形成上述的膨润状态。
这样的膨润溶剂如果能满足上述膨润条件即可,没有其它特殊的限制。例如:一般来说,溶解度参数在4~20(cal/cm3)1/2范围的、最好在~14(cal/cm3)1/2范围的芳香族化合物和含氧化合物均适合。具体的膨润溶剂可列举如:苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二乙苯、丙苯、二丙苯等芳香族烃;四氢呋喃、二氧六环等醚类;丁酮、甲基异丁基酮等酮类等。在这些溶剂中,碳数为6~20的芳香族烃的单一化合物或它们的混合物比较理想。
另外,作为与膨润溶剂混合的不良溶剂的条件,以在下述的反应条件下,聚碳酸酯在溶剂中的溶解度为0.1重量%以下,参与反应的可能性小的具有直链或支链的碳数为4~18的饱和烃化合物或碳数为4~18的且为低度不饱和烃化合物为好。如果膨润溶剂及不良溶剂的沸点都超过250℃的话,则残留溶剂的去除困难,质量可能会下降,故不理想。
将这样的不良溶剂和膨润溶剂混合使用的时候,在该混合溶剂中,膨润溶剂含1重量%以上为好,在混合溶剂中存在5重量%以上的膨润溶剂更好。
在该膨润固相聚合工序中,反应温度优选的为100~240℃、反应时的压力优选10torr~5kg/cm2G,特别优选的是在大气压下进行。反应温度比上述范围低时,酯交换反应不能进行,如果反应温度是超过预聚物的熔点的高温条件时,则不能维持固相状态,粒子间会产生熔粘现象,使作业性显著下降。因此,反应温度需在熔点以下。
在该膨润固相聚合工序中,作为反应催化剂,可以使用季鏻盐及根据需要也可使用其它催化剂,但是,在预聚物制备工序中添加、残留的催化剂也可直接使用,或者在粉末、液体或气体状态下,再将前述催化剂加入也可以。
膨润溶剂气体的供给,既可在液态下供给反应器,使其在反应器内气化,又可预先由热交换器等使其气化后,供给反应器。膨润溶剂气体的流动速度只要是在1×10-3cm/s以上就行,优选的是在1×10-3cm/s以上。另外,气体的供给量,相对1g预聚物而言,以0.51(标准状态)/hr以上的气体供给反应器为好。膨润溶剂气体的流通量与反应速度密切相关,在除去苯酚的同时,具有热介质的作用,所以,随着气体流通量的增加,反应速度提高。在该膨润固相聚合中所用的反应器没有特殊的限制。
高分子量化的聚碳酸酯的干燥及造粒工艺,可以使用原来的方法,没有特殊的限制。混入前述添加剂时,在干燥前后,以直接往薄片上涂抹添加剂粉末,或喷雾液体、吸收气体为好,造粒时,可以在挤出机中混合。
另外,惰性气体和膨润溶剂的混合比例,是在该混合溶剂气体中,以膨润溶剂含1体积%以上为好,更理想的是在混合溶剂中,混入5体积%以上的膨润溶剂。④聚合体系内气相中氧的浓度及水分的浓度
在本发明中,聚合进行的反应体系内,气相中的氧的浓度必须在2ppm以下。理想的为1ppm以下,更理想的为0.5ppm以下。另外,反应体系内水分的浓度为2ppm以下,更理想的为1ppm以下。如果聚合进行的反应体系内氧的浓度超过2ppm时,则制得的树脂易产生颜色,热稳定性不好。其次,反应体系内水分的浓度超过2ppm时,则反应时会发生水解,带来催化剂活性降低等不良影响,故也不理想。
作为使体系内氧的浓度为2ppm以下,水分浓度为2ppm以下的方法,并没有特别的限制,例如:可以在聚合反应器的入口处设置装有滤氧器的除氧管和装有滤湿器的除水分管。⑤薄膜熔融状态下的聚合
将前述的聚碳酸酯预聚物投入到具有加热、减压、形成液膜功能的聚合容器中,使其成为溶融状态,接着进行减压,形成薄的液膜,可谋求高分子量化。该方法称作薄膜聚合法,为了进一步进行高分子量化所需的酯交换反应,通常是在前述的季鏻盐等催化剂的存在下,将处于熔融状态的预聚物做成膜厚为5mm以下、较好的做成3mm以下,最好做成1mm以下的薄膜状态,在反应温度为50~320℃、较好的为100~320℃、最好为150~280℃、反应压力为0.1torr~5kg/cm2G、反应时间为1分~100小时、较好的为2~20小时的条件下进行反应。
另外,作为形成薄液膜的方法,并没有特别的限制,例如:用前述①预聚合方法中所述的溶剂使预聚物溶解,然后使溶液在具有宽面积的反应容器的底面上扩展,加热溶剂,使其蒸发,即可形成薄膜。
该薄膜聚合法,即使在已知的熔融酯交换法中也属于特殊的一种方法,其目的是促使苯酚的脱除,从而促使反应的进行,另外还阻止了由于脱离的苯酚引起的聚合物的裂解反应,从而达到了本发明可降低杂质的目的。
在本发明的聚碳酸酯中,也可配合使用增塑剂、颜料、润滑剂、脱模剂、稳定剂、无机填充剂等众所周知的添加剂。另外,该聚碳酸酯也可与聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚苯醚等聚合物掺混。特别是与末端具有OH基、COOH基、NH2基等的聚苯醚、聚醚腈、末端改性的聚硅氧烷化合物、改性的聚丙烯、改性的聚苯乙烯等并用,效果更好。3.由前述的聚碳酸酯形成的光学材料
由于本发明中的聚碳酸酯残留单体组分下降,所以不会招致成型时的泛黄、分子量下降及物性下降等问题,作为光学材料极其有用。
另外,在本发明中,根据需要,除了异丙苯基苯酚以外,还使用末端终止剂的聚碳酸酯,在用熔融法时,在其聚碳酸酯分子的末端接上是很困难的,而如果用本发明的固相聚合或膨润固相聚合,则是容易的,除了上述的改良以外,如已知的那样,低温耐冲击性等物性也得到改善,故作为光学材料很有用。
还有,本发明中,根据需要,使用支化剂的聚碳酸酯,除了上述改良点外,如已知的那样,熔融张力等物性也得到改良,用作吹塑成型很有用。
实施例
下面用实施例和比较例进一步详细地说明本发明,但是,本发明不受这些例子的限制。
实施例1
在内容积为1 l的带搅拌机的镍钢制高压釜中加入双酚A(BPA)228g(1.0摩尔)、碳酸二苯酯(DPC)246g(1.15摩尔)、四甲基氢氧化铵(TMAH)(0.5毫摩尔),置换氩气5次。然后,将混合物加热到190℃,在氢气气氛下反应30分钟,接着,使温度慢慢上升到235℃,同时使真空度上升到60torr,使反应60分钟,再将温度慢慢上升到270℃,同时,使真空度上升到10torr,再反应120分钟。然后,使温度保持在270℃,真空度上升到1torr,使反应30分钟后,将真空度上升到0.5torr,再反应30分钟。反应结束后,用氩气将反应器内的压力回复到大气压,取出内容物预聚物并进行粉碎。
该预聚物的粘均分子量为7200,末端羟基的比例为30%。
将这样制得的预聚物及作为催化剂的10-5摩尔的环己基三苯基鏻四苯基硼酸盐(HPTB)溶于二氯甲烷中,再加入n-庚烷,使粉体析出,浓缩干固后,使其真空干燥,制得预聚物粉体。将9g该粉体装入直径为10mm、长度为200mm的SUS管中,使氮气以100ml/分的速度流过,从室温升至240℃,进行4小时的固相聚合,制得聚碳酸酯,结果示于表1中。
实施例2
将实施例1中,固相聚合时,流动的气体改为庚烷气以外,与实施例1一样进行反应,结果示于表1中。
实施例3
将实施例1中合成的预聚物8.04g放在直径为32cm的SUS制的陪替氏培养皿上,添加二氯甲烷10ml,在陪替氏培养皿上将预聚物及作为催化剂的四苯基鏻四苯基硼酸盐(TPTB)10-5摩尔溶解。其后,使二氯甲烷蒸发,制成膜厚为0.01cm的薄膜。接着,在270℃、0.5torr的压力下,在备有热板的减压烘箱中,熔融聚合4小时,制得聚碳酸酯。结果示于表1中。比较例1
由于投入的DPC的量改为236g(1.1摩尔),故预聚物的羟基末端的比例变为50%、且固相聚合时的催化剂用10-5摩尔的四苯基鏻四苯基硼酸盐(TPTB)、聚合时间改为0.5小时,除此以外,与实施例1一样进行反应。结果示于表1中。比较例2
由于投入的DPC的量改为236g(1.1摩尔),故预聚物的羟基末端的比例变为61%,除此以外,与实施例1一样进行反应。结果示于表1中。比较例3
固相聚合时不用催化剂,聚便时间定为93小时,除此而外,与实施例1一样进行反应。结果示于表1中。比较例4
不进行固相聚合,作为催化剂,加入四甲基氢氧化铵(0.5毫摩尔)和四苯基鏻四苯基硼酸盐(0.01毫摩尔),在真空度0.5torr的条件下聚合3小时,除此而外,与实施例1的预聚物合成一样进行反应。结果示于表1中。
实施例4
在内容积为1 l的带搅拌机的镍制高压釜中,加入双酚A(BPA)228g(1.0摩尔)、1,1,1-三(4-羟苯基乙烷)(THPE)1.23g(0.004摩尔)、碳酸二苯酯(DPC)257g(1.2摩尔)、四甲基氢氧化铵(0.5毫摩尔),进行5次氩气置换。其后,将混合物加热到190℃,在氩气气氛中,反应30分钟。接着,将温度慢慢上升到235℃,同时,真空度上升到60torr,反应60分钟,再将温度慢慢升到270℃,同时,真空度上升到10torr,使反应120分钟,然后,将温度维持在270℃,将真空度上升到1torr,使反应30分钟后,将真空度上升到0.5torr,再反应30分钟。反应结束后,用氩气将反应器内的压力回复到大气压,取出作为内容物的预聚物,将其粉碎。
该预聚物的粘均分子量为10900,羟基末端的比例为30%。
将这样制得的预聚物及固相聚合用催化剂环己基三苯基鏻四苯基硼酸盐(HPTB)0.0066g(1×10-5摩尔/单位BPA)溶于二氯甲烷中,再加入n-庚烷,使析出粉体,浓缩干固后,进行真空干燥,制得预聚物粉体。将该粉体20g放入直径为58mm、长度为170mm的SUS管中,将氮气以100毫升/分的速度流过,从室温升温到240℃,进行4小时的固相聚合反应,制得聚碳酸酯。结果示于表2中。
实施例5
将实施例4中固相聚合时流动的气体改为庚烷气,除此而外,与实施例4一样进行反应。结果示于表2中。比较例5
不进行固相聚合,作为催化剂,加入四甲基氢氧化铵(TMAH)(0.5毫摩尔)和四苯基鏻四苯基硼酸盐(TPTB)(0.01毫摩尔),在真空度0.5torr的条件下聚合3小时,除此而外,与实施例4的预聚物合成一样进行反应。结果示于表2中。
实施例6
在内容积为1 l的带搅拌机的镍制高压器中,加入双酚A(BPA)228g(1.0摩尔)、P-异丙苯基苯酚10.6g(0.05摩尔)、四甲基氢氧化铵(TMAH)(0.5毫摩尔)、将氩气置换5次。其后,将混合物加热到190℃,在氩气气氛下反应30分钟。接着,将温度慢慢上升到235℃,同时,将真空度上升到60torr,反应60分钟,再将温度慢慢上升到270℃,同时,将真空度上升到10torr,反应120分钟。尔后,将温度维持在270℃,真空度上升到1torr,反应30分钟后,将真空度上升到0.5torr,再反应30分钟。反应结束后,用氩气使反应器内的压力回复到大气压,取出内容物预聚物,将其粉碎。
该预聚物的粘均分子量为8600,羟基末端的比例为33%。
将这样制得的预聚物及固相聚合用的催化剂环己基三苯基鏻四苯基硼酸盐(HPTB)0.0066g(1×10-6摩尔/单位BPA)溶解于二氯甲烷中,加入n-庚烷,使粉体析出,浓缩干固后,真空干燥,制得预聚物粉体。将该粉体20g放入直径为58mm,长度为170mm的SUS管中,使氮气以100ml/分的速度流动,从室温升温到240℃,进行4小时固相聚合,制得聚碳酸酯。结果示于表3中。
实施例7
将实施例6中固相聚合时流动的气体用庚烷气,除此而外,与实施例6一样进行反应。结果示于表3中。
实施例8
用P-叔丁基苯酚代替P-异丙苯基苯酚,除此而外,与实施例6一样进行反应。结果示于表3中。
实施例9
用P-叔辛基苯酚代替P-异丙苯基苯酚,除此而外,与实施例6一样进行反应。结果示于表3中。比较例6
不进行固相聚合,作为催化剂加入四甲基氢氧化铵(TMAH)(0.5毫摩尔)和四苯基鏻四苯基硼酸盐(TPTB)(0.01毫摩尔),在真空度为0.5torr的条件下,聚合3小时,除此而外,与实施例6的预聚物合成一样地进行。结果示于表3中。
实施例10
在内容积为1 l的带搅拌的镍钢制的高压釜中,加入双酚A(BPA)228g(1.0摩尔)、碳酸二苯酯(DPC)246g(1.15摩尔)、四甲基氢氧化铵(TMAH)0.5毫摩尔、四苯基鏻四苯基硼酸盐(TPTB)1×10-5摩尔,用氩气置换5次。其后,将混合物加热到190℃,在氩气气氛下反应30分钟。接着,将温度慢慢升到235℃,同时,将真空度上升到60torr,反应60分钟,再将温度慢慢升到270℃,同时,将真空度上升到10torr,反应120分钟。尔后,将温度维持在270℃,真空度上升到1torr,反应30分钟后,将真空度上升到0.5torr,再反应30分钟。反应结束后,用氩气将反应器内压力回复到大气压,取出作为内容物的预聚物,将其粉碎。
该预聚物的粘均分子量为7200,羟基末端的比例为30%。
将制得的预聚物8.04g放在直径为32cm的SUS制的陪替氏培养皿上,添加二氯甲烷10毫升,在陪替氏培养皿上,将预聚物溶解。其后,使二氯甲烷蒸发,制成膜厚为0.01mm的薄膜,120℃下真空干燥一夜。接着,在备有热板的真空烘箱中,270℃、0.5torr条件下,熔融聚合4小时,制得聚碳酸酯。结果示于表4中。
实施例11
在实施例10中将薄膜上的熔融聚合时间从4小时改为1小时,除此而外,与实施例10一样进行。结果示于表4中。比较例7
在内容积为1 l的带搅拌机的镍钢制的高压釜中加入双酚A(BPA)228g(1.0摩尔)、碳酸二苯酯(DPC)246g(1.15摩尔)、四甲基氢氧化铵(TMAH)0.5毫摩尔、四苯基鏻四苯基硼酸盐(TPTB)1×10-5摩尔,用氩气置换5次。其后,将混合物加热到190℃,在氩气气氛下反应30分钟。接着,将温度慢慢升到235℃,同时,将真空度升到60torr,反应60分钟,再将温度慢慢升到270℃,同时,将真空度升到10torr,反应120分钟。尔后,将温度维持在270℃,真空度上升到1torr,反应30分钟后,将真空度上升到0.5torr,再反应3小时。反应结束后,用氩气使反应器内的压力回复到大气压,取出内容物聚碳酸酯。结果示于表4中。
 预聚合时用的催化剂  聚合时用的催化剂  粘均分子量(Mv)  羟基末端比例(moI%)  残留单体(ppm) 丙酮可溶物(wt%) 环状低聚核(wt%)
 种类  使用量(mol/moI BPA)  种类  使用量(mol/mol BPA)
 苯酚  BPA  DPC
 实施例l  TMAH  0.5×10-3  HPTB  1×10-5  19.000  0.8  2  7  1以下  1.0  O.11
 实施例2  TMAH  0.5×10-3  HPTB  1×10-5  18.500  8.6  10  30  30  2.0  0.13
 实施例3  TMAH  0.5×10-3  TPT8  1×10-5  21.200  6.5  0  10  10  2.0  0.26
 比较例1  TMAH  0.5×10-3  TPT8  1×10-5  16500  50.0  110  130  110  -  -
 比较例2  TMAH  0.5×10-3  HPTB  1×10-5  26.000  10.4  10  100  10  2.9  0.21
 比较例3  TMAH  0.5×10-3  -  -  11.200  25.3  10  100  1以下  5.1  0.15
 比较例4  TMAH  0.5×10-3  TPTB  1×10-5  15.900  20.0  1以下  30  450  3.3  0.51
(注)TMAH:四甲基氢氧化铵
    HPTB:环己基三苯基鏻四苯基硼酸盐
    TPTB:四苯基鏻四苯基硼酸盐
    BPA:双酚A
    DPC:碳酸二苯酯                                        表
预聚合时用的催化剂使用量 聚合时用的催化剂使用量 粘均分子量(Mv) 羟基末端比例(mol%)     残留单体(ppm) 丙酮可溶物(重量%) 环状低聚物(重量%)
种类 (mol/mol BPA) 种类 (mol/mol BPA)
苯酚 BPA  DPC
实施例4  TMAH  0.5×10-3  HPTB  1×10-5 28,800     8.0     10     10     10     1.2     0.12
实施例5  TMAH  0.5×10-3  HPTB  1×10-5 29,200     7.8     10     20     10     1.4     0.13
比较例5  TMAH  0.5×10-3  TPTB  1×10-5 28,200     15.1     20     30     230     3.2     0.45
(注)TMAH:四甲基氢氧化铵
    HPTB:环己基三苯基鏻四苯基硼酸盐
    TPTB:四苯基鏻四苯基硼酸盐
    BPA:双酚A
    DPC:碳酸二苯酯                                  表3
末端终止剂 催化剂种类固相 粘均分子量(Mv) 末端比例(mol%)OH异丙苯基苯基     残留单体(ppm) 丙酮可溶物(重量%) 环状低聚物(重量%)
预聚合 聚合
苯酚 BPA  DPC
实施例6  P-异丙苯基苯酚 TMAH  HPTB     26.300  1.0    75.0    24.0     10     30     10     0.7     0.09
实施例7  P-异丙苯基苯酚 TMAH  HPTB     25.900  3.0    72.0    25.0     10     20     10     0.8     0.10
实施例8  P-丁基苯酚 TMAH  HPTB     25.500  2.0    71.0    27.0     10     20     20     1.0     0.11
实施例9  P-辛基苯酚 TWAH  HPTB     32.200  3.2    75.0    22.0     10     20     10     0.6     0.19
比较例6  P-异丙苯基苯酚 TMAH  TPTB     18.000  20.0   54.0    26.0     10     30     240     3.2     0.46
(注)TMAH:四甲基氢氧化铵
    HPTB:环己基三苯基鏻四苯基硼酸盐
    TPTB:四苯基鏻四苯基硼酸盐
    BPA:双酚A
    DPC:碳酸二苯酯
预聚合时用的催化剂使用量 聚合时用的催化剂使用量 粘均分子量(Mv) 羟基末端比例(mol%)    残留单体(ppm) 丙酮可溶物(重量%) 环状低聚物(重量%)
种类 (mol/mol BPA) 种类 (mol/mol BPA)
苯酚 BPA  DPC
实施例10  TMAHTPTB  0.5×10-31×10-5 - -     21.200     6.5     0     10     10     2.0     0.26
实施例11  TMAHTPTB  0.5×10-31×10-5 - -     16.500     13.4     10     10     10     2.5     0.28
比较例7  TMAHTPTB  0.5×10-31×10-5 - -     15.900     20.0  1以下     30     450     3.3     0.51
(注)TMAH:四甲基氢氧化铵
    HPTB:环己基三苯基鏻四苯基硼酸盐
    TPTB:四苯基鏻四苯基硼酸盐
    BPA:双酚A
    DPC:碳酸二苯酯产业上利用的可能性
按照本发明,可提供残留单体和低聚物等杂质含量少、冲击强度等物性优异的聚碳酸酯。

Claims (15)

1.一种聚碳酸酯,它是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固相状态、膨润固相状态或薄膜熔融状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,二羟基化合物的含量、碳酸二酯的含量及单羟基化合物的含量,总计不到100ppm。
2.一种聚碳酸酯,它是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固相状态、膨润固相状态或薄膜熔融状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,二羟基化合物的含量不到100ppm。
3.一种聚碳酸酯,它是由二羟基化合物和碳酸二酯经酯交换反应制得的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,丙酮可溶物的含量为2.0重量%以下。
4.一种聚碳酸酯,它是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在薄膜熔融状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,丙酮可溶物含量为3.0重量%以下。
5.一种聚碳酸酯,它是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固相状态或膨润固相状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,丙酮可溶物的含量为3.5重量%以下。
6.一种聚碳酸酯,它是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固相状态或膨润固相状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,羟基末端的比例不到2mol%。
7.一种聚碳酸酯,它是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在薄膜熔融状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,羟基末端的比例不到15mol%。
8.一种聚碳酸酯,它是经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固相状态、膨润固相状态或薄膜熔融状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,环状低聚物的含量为0.45重量%以下。
9.权利要求1、2、5或8的聚碳酸酯,其特征在于,它是将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)一元羟基化合物加热,并进行预聚合制备出聚碳酸酯预聚物。
10.一种聚碳酸酯,它是将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)一元羟基化合物加热,并进行预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固相状态或膨润固相状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,来自于一元羟基化合物的末端的比例为50mol%以上。
11.一种聚碳酸酯,它是将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)一元羟基化合物加热,经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固相状态或膨润固相状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,生成的聚碳酸酯中,羟基末端的比例不足15mol%。
12.一种光学材料,该光学材料是由权利要求1~11中任何一项所述的聚碳酸酯构成的。
13.权利要求1、2、5或8中的任何一项所述的聚碳酸酯,其特征在于,它是将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)具有三个以上官能团的多官能性有机化合物加热,经预聚合制备出聚碳酸酯预聚物。
14.一种聚碳酸酯,它是将(A)芳香族二羟基化合物、(B)碳酸二酯及(C)具有三个以上官能团的多官能性有机化合物加热,经预聚合制得聚碳酸酯预聚物后,将该预聚物在固相状态或膨润固相状态下,再经酯交换反应并进行聚合得到的聚碳酸酯,其中,在生成的聚碳酸酯中,羟基末端的比例不到15mol%。
15.一种吹塑成型材料,该吹塑成型材料是由权利要求13或14所述的聚碳酸酯构成的。
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