DE112013006163T5

DE112013006163T5 - Verfahren zur Alkoholyse von Acrylnitril-Butadien-Styrol enthaltenden Polycarbonat-Zusammensetzungen

Info

Publication number: DE112013006163T5
Application number: DE112013006163.5T
Authority: DE
Inventors: Philip Wesley BELL; Alexander Stanislaus; Venkata Bhotla; Tukaram GUNALE; Darshan JAYANNA
Original assignee: Saudi Basic Industries Corp
Current assignee: Saudi Basic Industries Corp
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2015-08-27
Also published as: KR101530614B1; JP5985757B2; CN104684978A; US8680226B1; WO2014099594A1; KR20150029749A; JP2016500709A; CN104684978B

Abstract

Die Offenbarung stellt ein Verfahren zur Gewinnung einer aromatischen Dihydroxyverbindung und eines Dialkylcarbonats aus einer Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung bereit, die ein Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol umfasst. Das Verfahren umfasst das Erwärmen der Zusammensetzung in Anwesenheit eines Alkohols und eines Umesterungskatalysators bei einer Temperatur von 70°C bis 200°C und einem Druck von 50 mbar bis 40 bar in einem Reaktor für eine Zeit, die zum Depolymerisieren des Polycarbonats ausreichend ist, um eine aromatische Dihydroxyverbindung und ein Dialkylcarbonat zu erzeugen; Entfernen der aromatischen Dihydroxyverbindung und des Dialkylcarbonats aus dem Reaktor, wobei das Acrylnitril-Butadien-Styrol als ein Belag auf den Oberflächen des Reaktors zurückbleibt; Zugeben eines Lösungsmittels zum Reaktor; und Erwärmen des Lösungsmittels zum Entfernen des Acrylnitril-Butadien-Styrols von den Oberflächen des Reaktors.

Description

HINTERGRUND
Diese Offenbarung ist auf Verfahren zur Alkoholyse von Polycarbonat-Zusammensetzungen, die Acrylnitril-Butadien-Styrol enthalten, und insbesondere auf Verfahren zur Herstellung von Bisphenol A und Dimethylcarbonat durch Methanolyse einer Bisphenol A-Polycarbonat-Zusammensetzung, die Acrylnitril-Butadien-Styrol enthält, gerichtet.
Polycarbonate sind nützlich bei der Herstellung von Gegenständen und Komponenten für einen breiten Anwendungsbereich von Automobilteilen bis zu elektronischen Geräten. Jedoch sind Polycarbonate nicht biologisch abbaubar und können ein erhebliches Sammelabfallentsorgungsproblem darstellen. Daher wurden Anstrengungen unternommen, wertvolle Ressourcen aus Polycarbonat-Abfällen zu gewinnen.
Polycarbonate können in Anwesenheit eines Katalysators depolymerisieren, um Monomere, wie Bisphenol A und Dimethylcarbonat zu erzeugen. Jedoch ist es eine Herausforderung, Polycarbonate in Abfällen zu depolymerisieren, insbesondere in Altabfällen niedriger Reinheit, da diese Abfälle verschiedene Chemikalien zusätzlich zu Polycarbonaten enthalten. Diese verschiedenen Chemikalien können den Katalysator vergiften, die Produkte verunreinigen und das Verfahren teuer und ineffizient machen. Somit wird fortdauernd ein kostengünstiges Verfahren gesucht, das die Gewinnung von hochqualitativen Produkten aus Polycarbonat-Abfällen erlaubt.
KURZE BESCHREIBUNG
Die Offenbarung stellt ein Verfahren zur Gewinnung einer aromatischen Dihydroxyverbindung bzw. Dihydroxy-aromatischen Verbindung und eines Dialkylcarbonats aus einer Polycarbonat-enthaltenden Zusammensetzung, die ein Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol umfasst, bereit. Das Verfahren umfasst Erwärmen der Zusammensetzung in Anwesenheit eines Alkohols und eines Umesterungskatalysators bei einer Temperatur von 70°C bis 200°C und einem Druck von 50 mbar bis 40 bar in einem Reaktor für eine Zeit, die zur Depolymerisation des Polycarbonats zur Erzeugung einer aromatischen Dihydroxyverbindung und eines Dialkylcarbonats ausreichend ist; Entfernen der aromatischen Dihydroxyverbindung und des Dialkylcarbonats aus dem Reaktor, wobei das Alkylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer als eine Schicht bzw. ein Belag auf den Oberflächen des Reaktors zurückbleibt; Zufügen eines Lösungsmittels zum Reaktor; und Erwärmen des Lösungsmittels zur Entfernung des Acrylnitril-Butadien-Styrols von den Oberflächen des Reaktors.
Die Offenbarung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonats bereit. Das Verfahren umfasst Erwärmen einer Polycarbonat-enthaltenden Zusammensetzung in Anwesenheit eines Alkohols und eines Umesterungskatalysators bei einer Temperatur von 70°C bis 200°C und einem Druck von 50 mbar bis 40 bar in einem Reaktor für eine Zeitdauer, die ausreichend ist, um das Polycarbonat zu depolymerisieren, um eine aromatische Dihydroxyverbindung bzw. Dihydroxy-aromatische Verbindung und ein Dialkylcarbonat, zu erzeugen, wobei die Polycarbonat-enthaltende Zusammensetzung ein Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol umfasst; Entfernen der aromatischen Dihydroxyverbindung und des Dialkylcarbonats aus dem Reaktor, wobei das Acrylnitril-Butadien-Styrol als eine Schicht bzw. ein Belag auf den Oberflächen des Reaktors zurückbleibt; Zufügen eines Lösungsmittels zu dem Reaktor; Erwärmen des Lösungsmittels zum Entfernen des Acrylnitril-Butadien-Styrols von den Oberflächen des Reaktors; Abtrennen der aromatischen Dihydroxyverbindung von dem Dialkylcarbonat; und Polymerisieren der aromatischen Dihydroxyverbindung und einer Carbonylquelle zur Bereitstellung des Polycarbonats.
Ein Verfahren zur Herstellung von Diphenylcarbonat umfasst Erwärmen einer Polycarbonat-enthaltenden Zusammensetzung in Anwesenheit eines Alkohols und eines Umesterungskatalysators bei einer Temperatur von 70°C bis 200°C und einem Druck von 50 mbar bis 40 bar für eine Zeit, die ausreichend ist, um das Polycarbonat zu depolymerisieren, wobei eine aromatische Dihydroxyverbindung bzw. eine Dihydroxy-aromatische Verbindung und ein Dialkylcarbonat erzeugt werden, wobei die Polycarbonat-enthaltende Zusammensetzung ein Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol umfasst; Entfernen der aromatischen Dihydroxyverbindung und des Dialkylcarbonats aus dem Reaktor, wobei das Alkylnitril-Butadien-Styrol als eine Schicht bzw. ein Belag auf den Oberflächen des Reaktors zurückbleibt; Zugeben eines Lösungsmittels zu dem Reaktor; Erwärmen des Lösungsmittels zum Entfernen des Acrylnitril-Butadien-Styrols von den Oberflächen des Reaktors; Abtrennen der aromatischen Dihydroxyverbindung von dem Dialkylcarbonat; und Umsetzen des Dialkylcarbonats mit Phenol zur Bereitstellung von Diphenylcarbonat.
Alternativ kann ein Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonats umfassen: Erwärmen einer Polycarbonat-enthaltenden Zusammensetzung in Gegenwart eines Alkohols und eines Umesterungskatalysators bei einer Temperatur von 70°C bis 200°C und einem Druck von 50 mbar bis 40 bar in einem Reaktor für eine Zeit, die zum Depolymerisieren des Polycarbonats ausreichend ist, wobei eine aromatische Dihydroxyverbindung bzw. eine Dihydroxy-aromatische Verbindung und ein Dialkylcarbonat erzeugt werden, wobei die Polycarbonat-enthaltende Zusammensetzung ein Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol umfasst; Entfernen der aromatischen Dihydroxyverbindung und des Dialkylcarbonats aus dem Reaktor, wobei das Acrylnitril-Butadien-Styrol als eine Schicht bzw. ein Belag auf den Oberflächen des Reaktors zurückbleibt; Zufügen eines Lösungsmittels zu dem Reaktor; Erwärmen des Lösungsmittels zum Entfernen des Acrylnitril-Butadien-Styrols von den Oberflächen des Reaktors; Abtrennen der aromatischen Dihydroxyverbindung von der Dialkylverbindung; Umsetzen des Dialkylcarbonats mit Phenol zur Bereitstellung von Diphenylcarbonat; und Polymerisieren der aromatischen Dihydroxyverbindung und des Diphenylcarbonats zur Bereitstellung des Polycarbonats.
Diese und andere nichtbeschränkende Eigenschaften werden unten genauer beschrieben.
GENAUE BESCHREIBUNG
Aus Abfällen erhaltene Polycarbonat-enthaltende Zusammensetzungen können Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) umfassen. Es wurde gefunden, dass während einer Alkoholyse einer Polycarbonat-enthaltenden Zusammensetzung ABS nicht depolymerisiert, sondern stattdessen auf den Reaktoreinbauten (d. h. Reaktorwand, dem Rührer, der Kühlschlange, dem Thermometerschacht und dergleichen) niedergeschlagen wurde. Es wurde gefunden, dass die Entfernung von ABS aus dem Reaktor eine herausfordernde Aufgabe ist, da es sehr schwierig von den verschiedenen inneren Oberflächen über physikalische Mittel zu entfernen ist. Überraschenderweise wurde entdeckt, dass nach Waschen der Reaktorinnenoberflächen mit ausgewählten Lösungsmitteln das ABS eine Suspension bildet, die leicht entfernt werden kann. Vorteilhafter Weise kann das Lösungsmittel im Reaktor für eine ausreichende Zeitdauer gekocht werden. Wenngleich ABS sich nicht im Lösungsmittel löst, bildet es eine filtrierbare Suspension und kann wirksam von den Reaktoroberflächen entfernt werden.
Beispiele für Lösungsmittel schließen Aceton, Ethylacetat, Methylethylketon, Trichlormethan, Dichlormethan, Acetonitril, Methylisobutylketon, und eine Kombination einschließend wenigstens eines der Vorstehenden, ein. Lösungsmittel können auch andere polare aprotische Lösungsmittel einschließen. Als polare aprotische Lösungsmittel sind dem Fachmann Lösungsmittel wohl bekannt, die eine molekulare Asymmetrie zeigen, aber keinen Wasserstoff aufweisen, der an ein stark elektronegatives Molekül gebunden ist, und daher nicht ein dissoziierbares Proton (H⁺) enthalten, und keinen Wasserstoff liefern können. Falls erforderlich, kann das Lösungsmittel für eine ausreichende Zeitdauer gekocht werden, um die Entfernung von ABS zu erleichtern.
In spezifischen Ausführungsformen kann nach der Entfernung der Reaktionsmasse Aceton dem Reaktor zugegeben werden und auf 90°C bis 100°C für 2–3 Stunden erwärmt werden. Während des Waschens bildet das ABS eine Suspension und kann wirksam von den Oberflächen des Reaktors entfernt werden. In einer Ausführungsform ist die Suspension filtrierbar, d. h., das ABS kann durch das Filter hindurch gehen.
Um den Extra-Waschschritt zur Entfernung von ABS zu vermeiden, wurden Versuche unternommen, eine Alkoholyse eines Bisphenol A (BPA)-Polycarbonats in einem gemischten Lösungsmittel aus Methanol und Aceton (jeweils 50 Gewichts %) durchzuführen, so dass das Methanol eine Polycarbonatmethanolyse ermöglichen könnte und das Aceton eine ABS-Abscheidung vermeiden würde. Aber überraschender Weise arbeitete dieses System nicht wie erwartet. Darüber hinaus waren die Ausbeuten an dem Bisphenol A (BPA) und Dimethylcarbonat (DMC) unter identischen Bedingungen mit gemischten Lösungsmitteln 44 bzw. 69%.
Wie hierin verwendet, bedeutet ein „Polycarbonat” Zusammensetzungen, die sich wiederholende Struktur-Carbonateinheiten der Formel (1)
aufweisen, wobei wenigstens 60 Prozent der Gesamtanzahl der R¹-Gruppen aromatische Reste enthalten und der Rest davon aliphatisch, alicyclisch oder aromatisch sind. In einer Ausführungsform ist jedes R¹ eine aromatische C_6-30-Gruppe, d. h., enthält wenigstens einen aromatischen Rest. R¹ kann von einer Dihydroxyverbindung der Formel HO-R¹-OH abgeleitet sein, insbesondere von der Formel (2) HO-A¹-Y¹-A²-OH (2) wobei jedes von A¹ und A² eine monocyclische zweiwertige aromatische Gruppe ist und Y¹ eine einzelne Bindung oder eine Brückengruppe mit einem oder mehreren Atomen ist, die A¹ von A² trennen. In einer Ausführungsform trennt ein Atom A¹ von A². Insbesondere kann jedes R¹ von einer aromatischen Dihydroxyverbindung der Formel (3)
abgeleitet sein, wobei R^a und R^b jeweils unabhängig ein Halogen C_1-12-Alkoxy oder C_1-12-Alkyl sind; und p und q jeweils unabhängig ganze Zahlen von 0 bis 4 sind. Es versteht sich, dass R^a Wasserstoff ist, wenn p 0 ist, und genauso dass R^b Wasserstoff ist, wenn q 0 ist. Auch ist in Formel (3) X^a eine Brückengruppe, die die zwei Hydroxy-substituierten aromatischen Gruppen verbindet, wobei die Brückengruppe und der Hydroxy-Substituent jeder C₆-Arylengruppe ortho, meta oder para (insbesondere para) zueinander an der C₆-Arylengruppe angeordnet sind. In einer Ausführungsform ist die Brückengruppe X^a eine einzelne Bindung, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)₂-, -C(O)- oder eine organische C_1-18-Gruppe. Die organische C_1-18-Brückengruppe kann cyclisch oder acyclisch, aromatisch oder nichtaromatisch sein, und kann weiterhin Heteroatome wie Halogene, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium oder Phosphor umfassen. Die organische C₁₁₈-Gruppe kann derart angeordnet sein, dass die daran gebundenen C₆-Arylengruppen jeweils mit einem herkömmlichen Alkyliden-Kohlenstoff oder unterschiedlichen Kohlenstoffen der organischen C_1-18-Brückengruppe verbunden sind. In einer Ausführungsform ist p und q jeweils 1, und R^a und R^b sind jeweils eine C_1-3-Alkylgruppe, insbesondere Methyl, in meta-Position angeordnet zu der Hydroxy-Gruppe an jeder Arylengruppe.
In einer Ausführungsform ist X^a ein substituiertes oder unsubstitutiertes C_3-18-Cycloalkyliden, ein C_1-25-Alkyliden der Formel -C(R^c)(R^d)-, wobei R^c und R^d jeweils unabhängig Wasserstoff, C_1-12-Alkyl, C_1-12-Cycloalkyl, C_7-12-Arylalkyl, C_1-12-Heteroalkyl oder cyclisches C_7-12-Heteroarylalkyl oder eine Gruppe der Formel -C(=R^e)- sind, wobei R^e eine zweiwertige C_1-12-Kohlenwasserstoffgruppe ist. Gruppen dieses Typs schließen Methylen, Cyclohexylmethylen, Ethyliden, Neopentyliden und Isopropyliden ebenso wie 2-[2.2.1]-Bicycloheptyliden, Cyclohexyliden, Cyclopentyliden, Cyclododecyliden und Adamantyliden ein.
In einer anderen Ausführungsform ist X^a eine C_1-18-Alkylengruppe, eine C_3-18-Cycloalkylengruppe, eine kondensierte C_6-18-Cycloalkylengruppe oder eine Gruppe der Formel -B¹-G-B²-, wobei B¹ und B² die gleiche oder eine verschiedene C_1-6-Alkylengruppe und G eine C_3-12-Cycloalkylidengruppe oder eine C_6-16-Arylengruppe sind. Beispielsweise kann X^a ein substituiertes C_3-18-Cycloalkyliden der Formel (4)
sein, wobei R^r, R^p, R^q und R^t jeweils unabhängig Wasserstoff, Halogen, Sauerstoff oder C_1-12-Kohlenwasserstoffgruppen sind; Q eine direkte Bindung, ein Kohlenstoff oder ein zweiwertiger Sauerstoff, Schwefel oder -N(Z)- ist, wobei Z Wasserstoff, Halogen, Hydroxy, C_1-12-Alkyl, C_1-12-Alkoxy oder C_1-12-Acyl ist; r 0 bis 2 ist, t 1 oder 2 ist, q 0 oder 1 ist, und k 0 bis 3 ist, mit der Maßgabe, dass wenigstens zwei von R^r, R^p, R^q und R^t zusammengenommen ein kondensierter cycloaliphatischer, aromatischer oder heteroaromatischer Ring sind. Es versteht sich, dass, wo der kondensierte Ring aromatisch ist, der Ring wie in Formel (4) gezeigt eine ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoffbindung aufweist, wo der Ring kondensiert ist. Wenn k 1 ist und i 0 ist, enthält der Ring, wie in Formel (4) gezeigt, vier Kohlenstoffatome, wenn k 2 ist, enthält der Ring, wie in Formel (4) gezeigt, fünf Kohlenstoffatome, und wenn k 3 ist, enthält der Ring sechs Kohlenstoffatome. In einer Ausführungsform bilden zwei benachbarte Gruppen (z. B. R^q und R^t zusammengenommen) eine aromatische Gruppe, und in einer anderen Ausführungsform bilden R^q und R^t zusammengenommen eine aromatische Gruppe und R^r und R^P zusammengenommen bilden eine zweite aromatische Gruppe. Wenn R^q und R^t zusammengenommen eine aromatische Gruppe bilden, kann R^p ein doppel-gebundenes Sauerstoffatom, d. h. ein Keton sein.
„Polycarbonate” schließen Homopolycarbonate (wobei jedes R¹ im Polymer das gleiche ist), Copolymere, die verschiedene R¹-Reste im Carbonat („Copolycarbonate”) umfassen, Copolymere, die Carbonateinheiten und andere Typen von Polymereinheiten umfassen, wie Estereinheiten, und Kombinationen, die wenigstens eines von Homopolycarbonaten oder Copolycarbonaten umfassen, ein.
Polycarbonat-enthaltende Zusammensetzungen können von verschiedenen Quellen kommen. Wie hierin verwendet, umfassen Polycarbonat-enthaltende Zusammensetzungen ein Polycarbonat und ABS. Polycarbonat-Zusammensetzungen, die Flammschutzmittel enthalten, werden hierin auch als „FR-Polycarbonat” bezeichnet. FR-Polycarbonate werden in unterschiedlichen Komponenten und Gehäusen in elektronischen Vorrichtungen verwendet. Sobald die Vorrichtungen weggeworfen werden, wird der Kunststoff vom Metall und Glaskomponenten getrennt und verarbeitet, um potentielle Rohstoffe für eine industrielle Verwendung bereit zu stellen. Diese Rohstoffe werden als Kunststoff von Elektronikschrott (bzw. e-waste bzw. e-Müll) bezeichnet. Beispiele für FR-Polycarbonat-enthaltenden Elektronikschrott schließen Kunststoffe von Float-Sink-Elektronikschrott bzw. Schwimm-Sink-Elektronikschrott (float sink e-waste) und Trommel-Elektronikschrott (tommel e-waste) ein.
„Float-Sink-Elektronikschrott”-Kunststoffe werden über einen Flüssig-Trennprozess erhalten. Nach dem Zerkleinern bzw. Mahlen werden Elektronikschrottmaterialien gemäß ihrer relativen Auftriebskraft in ausgewählten Flüssigkeiten in einem Float-Sink-Tank bzw. Schwimm-Sink-Tank getrennt. Beispielsweise ist in derartigen Prozessen ein erster Float/Sink-Tank mit einfachem Wasser gefüllt. Polyethylen und Polypropylen schwimmen und werden vom Polystyrol, Acrylnitryl-Butadien-Styrol (ABS) und FR-Polycarbonat, die sinken, getrennt. Diese „sinkenden Teile” („sinks”) gehen in einen zweiten Tank, der eine wässrige Lösung einer Dichte von 1,035 g/cc ebenso wie drei rotierende Trommeln (bzw. rotating drums) mit Paddelschaufeln (bzw. paddle vanes) enthält. Polystyrol schwimmt in diesem Tank, während ABS und FR-Polycarbonat sinken. Das FR-Polycarbonat und ABS sind eine kompatible bzw. verträgliche Mischung, die Verarbeiter als Float-Sink-e-waste-Kunststoff bzw. Schwimm-Sink-Elektronikschrott-Kunststoff verkaufen. Schwimm-Sink-Elektronikschrott-Kunststoff kann beispielsweise von Global Electric and Electronic Processing (GEEP) erhalten werden.
„Trommel-Elektronikschrott”-Kunststoffe sind Kunststoffe von Elektronikschrott, der zerkleinert bzw. gemahlen und physikalisch über Trommelsieben sortiert worden ist. Trommel-Elektronikschrott-Kunststoffe sind erhältlich beispielsweise von Global Electric and Eletronic Processing (GEEP).
Andere Elektronikschrottmaterialien werden zuerst von Hand vor einer Größenverringerung abgetrennt. Die Teile, von denen man glaubt, dass sie hauptsächlich Polycarbonat/ABS-Mischungen sind, werden dann mit der Hand aussortiert und als Rohstoffe für Recycling verwendet. Derartige Elektronikschrott-Kunststoffe sind von Recycletronics erhältlich.
Die Polycarbonat-enthaltene Zusammensetzung umfasst wahlweise ein Flammschutzmittel, wie ein Phosphor-enthaltendes Flammschutzmittel. Die Phosphor-enthaltenden Flammschutzmittel schließen organische Phosphate und organische Verbindungen, die Phosphor-Stickstoff-Bindungen enthalten, ein.
Ein Typ eines organischen Phosphats ist ein aromatisches Phosphat der Formel (GO)₃P=O, wobei jedes G unabhängig eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, oder Aralkylgruppe ist, mit der Maßgabe, dass wenigstens ein G eine aromatische Gruppe ist. Zwei der G-Gruppen können miteinander verbunden sein, um eine cyclische Gruppe bereitzustellen, beispielsweise Diphenylpentaerythritoldiphosphit. Aromatische Phosphate schließen Phenyl-bis(dodecyl)phosphat, Phenyl-bis(neopentyl)phosphat, Phenyl-bis(3,5,5'-trimethylhexyl)phosphat, Ethyldiphenylphosphat, 2-Ethylhexyl-di(p-tolyl)phosphat, Bis(2-ethylhexyl)-p-tolylphosphat, Tritolylphosphat, Bis(2-ethylhexyl)phenylphosphat, Tri(nonylphenyl)phosphat, Bis(dodecyl)-p-tolylphosphat, Dibutylphenylphosphat, 2-Chlorethyldiphenylphosphat, p-Tolyl-bis(2,5,5'-trimethylhexyl)phosphat, 2-Ethylhexyldiphenylphosphat, oder dergleichen ein. Ein spezifisches aromatisches Phosphat ist eines, in welchem jedes G aromatisch ist, z. B. Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, isopropyliertes Triphenylphosphat, und dergleichen.
Di- oder polyfunktionelle aromatische Phosphor-enthaltene Verbindungen sind ebenfalls nützlich, beispielsweise Verbindungen der untenstehenden Formel:
wobei jedes G¹ unabhängig ein Kohlenwasserstoff mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist; jedes G² unabhängig ein Kohlenwasserstoff oder ein Kohlenwasserstoffoxy bzw. ein Kohlenwasserstoff mit Oxygruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist; jedes X unabhängig ein Brom oder Chlor ist; m 0 bis 4 ist, und n 1 bis 30 ist. Di- oder polyfunktionelle aromatische Phosphor-enthaltene Verbindungen schließen Resorcintetraphenyldiphosphat (RDP), das Bis(diphenyl)phosphat von Hydrochinon bzw. das Bis(diphenyl)phosphat von Bisphenol A, deren oligomere und polymere Gegenstücke, und dergleichen ein.
Beispielhafte flammenhemmende Verbindungen, die Phosphor-Stickstoff-Bindungen enthalten, schließen Phosphornitrilchlorid, Phosphoresteramide, Phosphorsäureamide, Phosphonsäureamide, Phosphinsäureamide, Tris(aziridinyl)phosphinoxid ein. Die organischen Phosphor-enthaltenden Flammschutzmittel liegen allgemein in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 20 Gewichtsteilen, beispielsweise etwa 2 bis etwa 18 Gewichtsteile oder etwa 4 bis etwa 16 Gewichtsteile, wahlweise etwa 2 bis etwa 15 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtzusammensetzung, ausgenommen von jeglichem Füllstoff, vor.
Polycarbonate in den Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzungen können durch Alkoholyse depolymerisiert werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich Alkoholyse auf ein Verfahren, das Polycarbonat depolymerisiert, um aromatische Dihydroxyverbindungen und Dialkylcarbonate unter Verwendung eines Alkohols von sowohl als einem Lösungsmittel als auch einem Reaktanten zu erzeugen.
Der Alkohol kann ein C_1-10-Alkohol sein, beispielsweise ein Alkylalkohol, wie Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol, ein Arylalkohol, wie Phenol, Cresole, und dergleichen. Eine Alkoholyse in Anwesenheit eines Alkylalkohols erzeugt ein Dialkylcarbonat. Eine Alkoholyse in Anwesenheit eines Arylalkohols erzeugt ein Diarylcarbonat. Wo sich die Diskussion und die Beispiele hierin auf Alkylcarbonat beziehen, versteht es sich, dass die Alkoholyse zur Gewinnung von Diarylcarbonat und die Verwendung des gewonnen Diarylcarbonats zur Erzeugung von Polycarbonat ebenfalls im Rahmen der Offenbarung liegt. Wenn Methanol verwendet wird, wird die Alkoholyse als Methanolyse bezeichnet, wenn Ethanol verwendet wird, wird der Prozess als Ethanolyse bezeichnet, usw. Wo die Diskussion und die Beispiele hierin sich auf Methanolyse beziehen, wird der Fachmann verstehen, dass andere Alkohole austauschbar für das verwendet werden können, was allgemein auf Alkoholyse bezogen ist, und dass letzteres im Rahmen der Erfindung liegt.
Der Katalysator, z. B. ein Umesterungskatalysator, kann eines oder mehrere von Titanisopropoxid, einem Hydroxid eines Alkalimetalls, einem Hydroxid eines Erdalkalimetalls, einem Alkalimetallsalz, einem Erdalkalimetallsalz, einem quartären Ammoniumsalz eines Borhydrids, einem quartärem Ammoniumsalz eines Aluminiumhydrids, einem Hydrid eines Alkalimetalls, einem Hydrid eines Erdalkalimetalls, einem Aryloxid eines Alkalimetalls, einem Aryloxid eines Erdalkalimetalls, einem organischen Salz eines Alkalimetalls, einem organischen Salz eines Erdalkalimetalls, einer Borverbindung, einer Siliciumverbindung, einer Germaniumverbindung, einer Zinnverbindung, einer Organozinnverbindung, einer Bleiverbindung, einer Oniumverbindung, einer Antimonverbindung, einer Manganverbindung, einer Titanverbindung, einer Zinkverbindung, oder einer Zirkoniumverbindung sein.
Das Hydroxid eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls kann Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, oder Calciumhydroxid sein. Die quartären Ammoniumsalze von Borhydrid und von Aluminiumhydrid können Lithiumaluminiumhydrid, Natriumborhydrid und Tetramethylammoniumborhydrid sein. Die Hydride von einem Alkalimetall und einem Erdalkalimetall können Lithiumhydrid, Natriumhydrid oder Calciumhydrid sein. Die Alkoxide eines Alkalimetalls und eines Erdalkalimetalls können Lithiummethoxid, Natriumethoxid, oder Calciummethoxid sein. Die Aryloxide eines Alkalimetalls und eines Erdalkalimetalls können Lithiumphenoxid, Natriumphenoxid, Magnesiumphenoxid, LiO-Ar-OLi, wobei Ar eine Arylengruppe darstellt, und NaO-Ar-ONa, wobei Ar eine Arylengruppe darstellt, sein. Die organischen Salze eines Alkalimetalls und eines Erdalkalimetalls können Lithiumacetat, Calciumacetat, oder Natriumbenzoat sein. Die Zinkverbindungen können Zinkoxid, Zinkacetat, oder Zinkphenoxid sein. Die Borverbindungen können Boroxid, Borsäure, Natriumborat, Trimethylborat, Tributylborat, Triphenylborat, Ammoniumborat, oder Phosphoniumborat sein. Die Siliciumverbindungen können Siliciumoxid, Natriumsilicat, Tetraalkylsilicium, Tetraarylsilicium, oder Diphenylethylethoxysilicium sein. Die Germaniumverbindungen können Germaniumoxid, Germaniumtetrachlorid, und Germaniumethoxid oder Germaniumphenoxid sein. Die Zinnverbindungen können Zinnoxid, Dialkylzinnoxid, Dibutylzinnoxid, Dialkylzinncarboxylat, oder Zinnacetat sein. Die Zinnverbindungen, die eine an Zinn gebundene Alkoxygruppe oder Aryloxygruppe aufweisen, schließen Ethylzinntributoxid und Organozinnverbindungen ein. Bleiverbindungen schließen Bleioxid, Bleiacetat, Bleicarbonat, und basisches Bleicarbonat ein. Alkoxide und Aryloxide von Blei können ebenfalls als Metall-Umesterungskatalysator verwendet werden. Ein Beispiel eines Aryloxids von Blei ist Bleidiphenoxid. Oniumverbindungen können quartäres Ammoniumsalz, quartäres Phosphoniumsalz, oder ein quartäres Arsoniumsalz einschließen. Die Antimonverbindungen können Antimonoxid und Antimonacetat einschließen. Die Manganverbindungen können Manganacetat, Mangancarbonat, und Manganborat einschließen. Die Titanverbindungen schließen Titanoxid, Titanalkoxide, und Titanaryloxid ein. Die Zirkoniumverbindungen schließen Zirkoniumacetat, Zirkoniumoxid, Zirkoniumalkoxid, Zirkoniumaryloxid, und Zirkoniumacetylacetonat ein.
Zusätzlich zu dem Vorstehenden können hierin verwendete Umesterungskatalysatoren Tetrabutylammoniumhydroxid, Methyltributylammoniumhydroxid, Tetrabutylammoniumacetat, Tetrabutylphosphoniumhydroxid, Tetrabutylphosphoniumacetat, oder Tetrabutylphosphoniumphenolat einschließen. Der Umesterungskatalysator wie hierin verwendet kann einen oder mehrere der vorstehenden Verbindungen einschließen. In spezifischen Ausführungsformen ist der Katalysator Tetra(isopropyl)titanat, Aluminiumisopropoxid, Dibutylzinnoxid, Metallphenoxid, oder eine Kombination enthaltend wenigstens eines der Vorstehenden. Vorteilhafterweise ist der Katalysator ein Katalysatorspülstrom aus einer Diphenylcarbonat-Produktionseinheit.
In dem Fall, in dem die Polycarbonat-enthaltene Zusammensetzung ein Flammschutzmittel umfasst, ist der Katalysator vorteilhafterweise ein Umesterungskatalysator mit nicht-neutralisierbaren Gruppen. Umesterungskatalysatoren mit nicht-neutralisierbaren Gruppen erlauben eine vollständige Depolymerisation von Polycarbonat in Anwesenheit eines Flammschutzmittels, selbst wenn eine geringe Menge des Katalysators eingesetzt wird. Wie hierin verwendet, bezieht sich „nicht-neutralisierbare Gruppen” auf Gruppen, die weder mit Säuren noch Basen reagieren. Ein Umesterungskatalysator mit nicht-neutralisierbaren Gruppen bedeutet einen Umesterungskatalysator, der keine Gruppe enthält, die entweder mit einer Säure oder einer Base reagiert. In spezifischen Ausführungsformen ist der Katalysator aus Tetra(isopropyl)titanat, Aluminiumisopropoxid, Dibutylzinnoxid, Metallphenoxiden, oder einer Kombination umfassend wenigstens eines der Vorstehenden, ausgewählt.
Wenn der Katalysator ein Katalysator auf Titanbasis ist, kann der Katalysator durch Zugabe einer ausreichenden Menge an Wasser zu einer Mischung von aromatischer Dihydroxyverbindung, der Dialkylverbindung und dem Alkohol entfernt werden, um den Katalysator in Titandioxid umzuwandeln, wobei das Titandioxid abfiltriert werden kann.
Eine katalytisch wirksame Menge des Katalysators kann weniger als 4 Gew.-%, 3 Gew.-%, 2 Gew.-%, 1 Gew.-%, 0,5 Gew.-%, 0,25 Gew.-%, 0,1 Gew.-%, 0,05 Gew.-%, 0,025 Gew.-%, 0,001 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung und des Alkohols, sein. In spezifischen Ausführungsformen kann der Katalysator in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-%, 0,01 Gew.-% bis 1 Gew.-% oder 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung und den Alkohol, sein.
Die Alkoholyse von Polycarbonat wird allgemein bei einer Temperatur von mindestens 30°C, insbesondere einer Temperatur von 70°C bis 200°C, spezifischer 100°C bis 180°C, noch spezifischer 130°C bis 170°C durchgeführt. Bei Temperaturen unterhalb 30°C können die Reaktionsgeschwindigkeiten zu langsam für einen wirtschaftlichen Betrieb sein. Atmosphärische oder über-atmosphärische Drücke können verwendet werden, beispielsweise bis zu 40 bar, insbesondere von 50 mbar bis 40 bar, spezifischer von 5 bar bis 20 bar autogener Druck.
Die Alkoholyse von Polycarbonat kann für etwa 0,5 bis 10 Stunden, insbesondere etwa 1 bis etwa 5 Stunden, spezifischer etwa 2 bis etwa 4 Stunden, in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck und der spezifischen Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung und verwendetem Katalysator durchgeführt werden. Vorteilhafterweise ist die Umwandlung des Polycarbonats in weniger als 4 Stunden zu 99% vollständig.
Ein Gewichtsverhältnis von Alkohol zu Polycarbonat-enthaltener Zusammensetzung von 1:1 bis 10:1, insbesondere 2:1 bis 8:1, spezifischer 2:1 bis 6:1, kann verwendet werden. Ein molares Verhältnis von Alkohol, wie Methanol, Ethanol oder Butanol, zu Polycarbonat-enthaltener Zusammensetzung kann 8:1 bis 80:1, insbesondere 16:1 bis 64:1, spezieller 16:1 bis 48:1, sein. Während andere Verhältnisse als die hierin genannten verwendet werden können, kann ein geringer Überschuss an Alkohol wünschenswert sein, da er sowohl als ein Reagenz als auch ein Lösungsmittel verwendet wird.
Die Kombination des Alkohols und des Dialkylcarbonats kann von der aromatischen Dihydroxyverbindung durch Destillation abgetrennt werden. Der Alkohol/Dialkycarbonat-Strom, der bis zu 50 Gew.-% Dialkycarbonat enthält, kann für eine Alkoholyse von Polycarbonaten wiederverwendet werden. Alternativ kann das Alkohol/Dialkylcarbonat-Gemisch in einen alkoholreichen Unterstrom und einen Dialkycarbonat-reichen Unterstrom getrennt werden, wobei jeder Unterstrom mehr als 75% des Alkohols oder Dialkylcarbonats enthält. Der alkoholreiche Unterstrom kann zum Depolymerisieren von Polycarbonaten wiederverwendet werden. In einer Ausführungsform werden ein oder beide der Unterströme vor einer Verwendung in weiteren Reaktionen gereinigt.
Veranschaulichende Beispiele für Alkylcarbonate schließen Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat und Di-n-butylcarbonat ein. Einige veranschaulichende Beispiele für spezifische aromatische Dihydroxyverbindungen schließen die folgenden ein: 4,4'-Dihydroxybiphenyl, 1,6-Dihydroxynaphthalin, 2,6-Dihydroxynaphthalin, Bis(4-hydroxyphenyl)methan, Bis(4-hydroxyphenyl)diphenylmethan, Bis(4-hydroxyphenyl)-1-naphthylmethan, 1,2-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, 2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(3-hydroxyphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)phenylmethan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-bromphenyl)propan, 1,1-Bis(hydroxyphenyl)cyclopentan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)isobuten, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclododecan, trans-2,3-Bis(4-hydroxyphenyl)-2-buten, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)adamantan, alpha,alpha'-Bis(4-hydroxyphenyl)toluol, Bis(4-hydroxyphenyl)acetonitril, 2,2-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-ethyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-n-propyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-isopropyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-sec-butyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-allyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)hexafluorpropan, 1,1-Dichlor-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethylen, 1,1-Dibrom-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethylen, 1,1-Dichlor-2,2-bis(5-phenoxy-4-hydroxyphenyl)ethylen, 4,4'-Dihydroxybenzophenon, 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)-2-butanon, 1, 6-Bis(4-hydroxyphenyl)-1,6-hexandion, Ethylenglycol-bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluor, 2,7-Dihydroxypyren, 6,6'-Dihydroxy-3,3,3',3'-tetramethylspiro(bis)indan (”Spirobiindan-bisphenol”), 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)phthalimid, 2,6-Dihydroxydibenzo-p-dioxin, 2,6-Dihydroxythianthren, 2,7-Dihydroxyphenoxathin, 2,7-Dihydroxy-9,10-dimethylphenazin, 3,6-Dihydroxydibenzofuran, 3,6-Dihydroxydibenzothiophen, und 2,7-Dihydroxycarbazol, Resorcin, substituierte Resorcinverbindungen, wie 5-Methylresorcin, 5-Ethylresorcin, 5-Propylresorcin, 5-Butylresorcin, 5-t-Butylresorcin, 5-Phenylresorcin, 5-Cumylresorcin, 2,4,5,6-Tetrafluorresorcin, 2,4,5,6-Tetrabromresorcin, oder dergleichen; Brenzcatechin; Hydrochinon; substituierte Hydrochinone, wie 2-Methylhydrochinon, 2-Ethylhydrochinon, 2-Propylhydrochinon, 2-Butylhydrochinon, 2-t-Butylhydrochinon, 2-Phenylhydrochinon, 2-Cumylhydrochinon, 2,3,5,6-Tetramethylhydrochinon, 2,3,(P,6-Tetra-t-butylhydrochinon, 2,3,5,6-Tetrafluorhydrochinon, 2,3,5,6-Tetrabromhydrochinon, oder dergleichen, oder Kombinationen umfassend wenigstens eine der vorstehenden Dihydroxyverbindungen.
Andere spezifische Beispiele für aromatische Dihydroxyverbindungen schließen 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (auch bezeichnet als ”Bisphenol A” oder ”BPA”), 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)octan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-n-butan, 2,2-Bis(4-hydroxy-2-methylphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxy-t-butylphenyl)propan, 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)phthalimidin, 2-Phenyl-3,3-bis(4-hydroxyphenyl)phthalimidin (PPPBP), 1,1-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)cyclohexan (DMBPC), und 1,4:3,6-Dianhydro-D-sorbitol ein. In einer spezifischen Ausführungsform ist die von der Alkoholyse von Polycarbonat abgeleitete aromatische Dihydroxyverbindung Bisphenol A.
Die erhaltene aromatische Dihydroxyverbindung kann verkauft werden wie sie ist oder in weiteren Reaktionen, einschließlich einer Polymerisation zur Herstellung von Polycarbonat, verwendet werden. Das erhaltene Dialkylcarbonat kann mit Phenol reagieren, um Diphenylcarbonat bereitzustellen. In einer Ausführungsform können die aromatische Dihydroxyverbindung und das Dialkylcarbonat vor einem Einsatz bei weiteren Reaktionen gereinigt werden.
Beispielsweise kann die aromatische Dihydroxyverbindung verwendet werden, um ein Polycarbonat durch Polymerisation mit einer Carbonylquelle, d. h. einem Carbonatvorläufer, zu bilden. Eine Polymerisation der aromatischen Dihydroxyverbindung zur Bildung eines Polycarbonats kann durch Grenzflächen- oder Schmelzpolymerisationsmethoden erfolgen. Wenngleich die Reaktionsbedingungen für eine Grenzflächenpolymerisation variieren können, umfasst ein Verfahren allgemein das Lösen oder Dispergieren einer aromatischen Dihydroxyverbindung in wässrigem Ätznatron oder Pottasche bzw. Ätzkali, Zugeben des resultierenden Gemisches zu einem Wasser-unmischbaren Lösungsmittelmedium, und Inkontaktbringen der Reaktanten mit einem Carbonatvorläufer in Gegenwart eines Katalysators, wie Triethylamin oder eines Phasentransfer-Katalysators, unter kontrollierten pH-Bedingungen, beispielsweise 8 bis 12. Die am gebräuchlichsten verwendeten Wasser-unmischbaren Lösungsmittel schließen Methylenchlorid, 1,2-Dichlorethan, Chlorbenzol, Toluol, und dergleichen ein.
Carbonatvorläufer schließen ein Carbonylhalogenid, wie Carbonylbromid oder Carbonylchlorid, oder ein Halogenformiat, wie Bishalogenformiat eines zweiwertigen Phenols (z. B. die Bischlorformiate von Bisphenol A, Hydrochinon, oder dergleichen) oder eines Glycols (z. B. das Bishalogenformiat von Ethylenglycol, Neopentylglycol, Polyethylenglycol, oder dergleichen) ein. Kombinationen umfassend wenigstens einen der vorstehenden Typen von Carbonatvorläufern können ebenfalls verwendet werden. In einer Ausführungsform wird in einer Grenzflächenpolymerisationsreaktion zur Bildung von Carbonatbindungen Phosgen als Carbonatvorläufer verwendet, und wird als eine Phosgenierungsreaktion bezeichnet.
Unter den Phasentransfer-Katalysatoren, die verwendet werden können, sind Katalysatoren der Formel (R³)₄Q⁺X, wobei jedes R³ gleich oder verschieden ist, und eine C_1-10-Alkylgruppe ist; Q ein Stickstoff- oder Phosphoratom ist; und X ein Halogenatom oder eine C_1-8-Alkoxygruppe oder C_6-18-Aryloxygruppe ist. Phasentransfer-Katalysatoren schließen z. B. [CH₃(CH₂)₃]₄NX, [CH₃(CH₂)₃]₄PX, [CH₃(CH₂)₅]₄NX, [CH₃(CH₂)₆]₄NX, [CH₃(CH₂)₄]₄NX, CH₃[CH₃(CH₂)₃]₃NX, und CH₃[CH₃(CH₂)₂]₃NX, wobei X Cl^–, Br^–, eine C_1-8-Alkoxygruppe oder eine C_6-18-Aryloxygruppe ist, ein. Eine wirksame Menge eines Phasentransfer-Katalysators kann 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge von Bisphenol in dem Phosgenierungsgemisch, sein. In einer anderen Ausführungsform kann eine wirksame Menge eines Phasentransfer-Katalyators 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Bisphenol in dem Phosgenierungsgemisch, sein.
Verzweigte Polycarbonat-Blöcke können durch Zugabe eines Verzweigungsmittels während einer Polymerisation hergestellt werden. Ein Kettenstopper (auch als Kappungsmittel bzw. capping agent bezeichnet) kann während der Polymerisation eingeschlossen werden. Der Kettenstopper begrenzt die Molekulargewichtswachstumsrate, und steuert auf diese Weise das Molekulargewicht im Polycarbonat.
Alternativ können Schmelzprozesse zur Herstellung der Polycarbonate verwendet werden. Eine Schmelzpolymerisation kann als ein diskontinuierliches (Batch-)-Verfahren oder ein kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden. In jedem Fall können die Schmelzpolymerisationsbedingungen zwei oder mehr verschiedene Reaktionsstufen umfassen, beispielsweise eine erste Reaktionsstufe, in der die aromatische Dihydroxyverbindung und das Diarylcarbonat, von denen man ausgeht, in ein oligomeres Polycarbonat umgewandelt werden, und eine zweite Reaktionsstufe, wobei das in der ersten Reaktionsstufe gebildete oligomere Polycarbonat zu Polycarbonat hohen Molekulargewichts umgewandelt wird. Derartige „gestufte” Polymerisationsreaktionsbedingungen sind besonderes zur Verwendung in kontinuierlichen Polymerisationssystemen geeignet, in denen die Ausgangsmonomere in einem ersten Reaktionsgefäß oligomerisiert werden und das darin gebildete oligomere Polycarbonat kontinuierlich in einen oder mehrere nachgeschaltete Reaktoren transferiert wird, in denen das oligomere Polycarbonat in Polycarbonat hohen Molekulargewichts umgewandelt wird. Typischerweise weist in der Oligomerisationsstufe das erzeugte oligomere Polycarbonat ein zahlengemitteltes Molekulargewicht von etwa 1.000 bis etwa 7.500 Dalton auf. In einer oder mehreren anschließenden Polymerisationsstufen wird das zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn) des Polycarbonats auf zwischen etwa 8.000 und etwa 25.000 Dalton (unter Verwendung eines Polycarbonatstandards) erhöht.
Der Begriff „Schmelzpolymerisationsbedingungen” ist so zu verstehen, dass er diejenigen Bedingungen bedeutet, die notwendig sind, um eine Reaktion bzw. Umsetzung zwischen einer aromatischen Dihydroxyverbindung und einem Diarylcarbonat in Anwesenheit eines Umesterungskatalysators zu bewirken. Typischerweise werden in diesem Prozess keine Lösungsmittel verwendet und die Reaktanten aromatische Dihydroxyverbindung und das Diarylcarbonat befinden sich in geschmolzenem Zustand. Die Reaktionstemperatur kann etwa 100°C bis etwa 350°C, insbesondere etwa 180°C bis etwa 310°C, betragen. Der Druck kann atmosphärischer Druck, überatmosphärischer Druck oder ein Bereich von Drücken von atmosphärischem Druck bis etwa 15 Torr in den Anfangsstufen der Reaktion, und bei einem verringerten Druck in den späteren Stufen, beispielsweise etwa 0,2 bis etwa 15 Torr, sein. Die Reaktionszeit beträgt allgemein etwa 0,1 Stunden bis etwa 10 Stunden.
Katalysatoren, die in der Schmelz-Umesterungs-Polymerisationsherstellung von Polycarbonaten verwendet werden, können Alpha- oder Beta-Katalysatoren einschließen. Beta-Katalysatoren sind typischerweise flüchtig und zersetzen sich bei erhöhten Temperaturen. Beta-Katalysatoren werden daher für eine Verwendung bei frühen Niedertemperatur-Polymerisationsstufen bevorzugt. Alpha-Katalysatoren sind typischerweise thermostabiler und weniger flüchtig als Beta-Katalysatoren.
Der Alpha-Katalysator kann eine Quelle von Alkali- oder Erdalkaliionen umfassen. Die Quellen dieser Ionen schließen Alkalimetallhydroxide, wie Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid sowie Erdalkalihydroxide, wie Magnesiumhydroxid und Calciumhydroxid, ein. Andere mögliche Quellen für Alkali- und Erdalkalimetallionen schließen die entsprechenden Salze der Carbonsäuren (wie Natriumacetat) und Derivate von Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) (wie EDTA-Tetranatriumsalz, und EDTA-Magnesiumdinatriumsalz) ein. Andere Alpha-Umesterungskatalysatoren schließen Alkali- oder Erdalkalimetallsalze einer nicht flüchtigen anorganischen Säure, wie NaH₂PO₃, NaH₂PO₄, Na₂HPO₃, KH2PO₄, CsH₂PO₄, Cs₂HPO₄, und dergleichen, oder gemischte Salze von Phosphorsäure, wie NaKHPO₄, CsNaHPO₄, CsKHPO₄, und dergleichen, ein. Kombinationen umfassend wenigstens eines der vorstehenden Katalysatoren können verwendet werden.
Der Alpha-Katalysator kann eine Quelle von Alkali- oder Erdalkaliionen umfassen. Die Quellen dieser Ionen schließen Alkalimetallhydroxide, wie Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid sowie Erdalkalihydroxide, wie Magnesiumhydroxid und Calciumhydroxid, ein. Andere mögliche Quellen für Alkali- und Erdalkalimetallionen schließen die entsprechenden Salze der Carbonsäuren (wie Natriumacetat) und Derivate von Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) (wie EDTA-Tetranatriumsalz, und EDTA-Magnesiumdinatriumsalz) ein. Andere Alpha-Umesterungskatalysatoren schließen Alkali- oder Erdalkalimetallsalze einer nicht flüchtigen anorganischen Säure, wie NaH₂PO₃, NaH₂PO₄, Na₂HPO₃, KH₂PO₄, CsH₂PO₄, Cs₂HPO₄, und dergleichen, oder gemischte Salze von Phosphorsäure, wie NaKHPO₄, CsNaHPO₄, CsKHPO₄, und dergleichen, ein. Kombinationen umfassend wenigstens eines der vorstehenden Katalysatoren können verwendet werden.
Mögliche Beta-Katalysatoren können eine quartäre Ammoniumverbindung, eine quartäre Phosphoniumverbindung, oder eine Kombination umfassend wenigstens eine der Vorstehenden, umfassen. Die quartäre Ammoniumverbindung kann eine Verbindung der Struktur (R⁴)₄N⁺X^– sein, wobei jedes R⁴ gleich oder verschieden ist, und eine C_1-20-Alkylgruppe, eine C_4-20-Cycloalkylgruppe, oder eine C_4-20-Arylgruppe ist; und X^– ein organisches oder anorganisches Anion ist, beispielsweise ein Hydroxid, Halogenid, Carboxylat, Sulfonat, Sulfat, Formiat, Carbonat, oder Bicarbonat. Beispiele für organische quartäre Ammoniumverbindungen schließen Tetramethylammoniumhydroxid, Tetrabutylammoniumhydroxid, Tetramethylammoniumacetat, Tetramethylammoniumformiat, Tetrabutylammoniumacetat, und Kombinationen umfassend mindestens eines der Vorstehenden ein. Tetramethylammoniumhydroxid wird oft verwendet. Die quartäre Phosphoniumverbindung kann eine Verbindung der Struktur (R⁵)₄P⁺X^– sein, wobei jedes R⁵ gleich oder verschieden ist, und eine C_1-20-Alkylgruppe, eine C_4-20-Cycloalkylgruppe, oder eine C_4-20-Arylgruppe ist; und X^– ein organisches oder anorganisches Anion ist, beispielsweise ein Hydroxid, Halogenid, Carboxylat, Sulfonat, Sulfat, Formiat, Carbonat, oder Bicarbonat. Wo X^– ein mehrwertiges Anion, wie Carbonat oder Sulfat ist, versteht es sich, dass die positiven und negativen Ladungen in den quartären Ammonium- und Phosphoniumstrukturen in geeigneter Weise ausgeglichen werden. Beispielsweise, wo R²⁰–R²³ jeweils Methylgruppen sind und X^– Carbonat ist, versteht es sich, dass X^- ₂(CO₃ ^–2) darstellt. Beispiele für organische quartäre Phosphoniumverbindungen schließen Tetramethylphosphoniumhydroxid, Tetramethylphosphoniumacetat, Tetramethylphosphoniumformiat, Tetrabutylphosphoniumhydroxid, Tetrabutylphosphoniumacetat (TBPA), Tetraphenylphosphoniumacetat, Tetraphenylphosphoniumphenoxid, und Kombinationen umfassend wenigstens eines der Vorstehenden ein. TBPA wird oft verwendet.
Die Menge an verwendetem Alpha- und Beta-Katalysator kann auf die Gesamtanzahl an Molen der in der Polymerisationsreaktion verwendeten Dihydroxyverbindung bezogen werden. Bezieht man sich auf das Verhältnis von Beta-Katalysator, beispielsweise einem Phosphoniumsalz, zu allen Dihydroxyverbindungen, die in der Polymerisationsreaktion verwendet werden, ist es zweckdienlich, sich auf Mole an Phosphoniumsalz pro Mol der Dihydroxyverbindung zu beziehen, was die Anzahl der Mole an Phosphoniumsalz, geteilt durch die Summe der Mole jeder einzelnen in dem Reaktionsgemisch vorhandenen Dihydroxyverbindung, bedeutet. Der Alpha-Katalysator kann in einer Menge verwendet werden, die ausreichend ist, um 1 × 10^–2 bis 1 × 10^–8 Mole, insbesondere 1 × 10^–4 bis 1 × 10^–7 Mole, an Metall pro Mol der verwendeten Dihydroxyverbindungen bereitzustellen. Die Menge an Beta-Katalysator (z. B. organischen Ammonium- oder Phosphoniumsalzen) kann 1 × 10^–2 bis 1 × 10^–5, insbesondere 1 × 10^–3 to 1 × 10^–4 Mole, pro Gesamtmol der Dihydroxyverbindungen in dem Reaktionsgemisch betragen.
Verzweigte Polycarbonat-Blöcke können durch Zufügen eines Verzweigungsmittels während der Polymerisation hergestellt werden. Diese Verzweigungsmittel schließen polyfunktionelle organische Verbindungen ein, die mindestens drei funktionelle Gruppen ausgewählt aus Hydroxyl, Carboxyl, Carbonsäureanhydrid, Halogenformyl, und Gemischen der vorstehenden funktionellen Gruppen, enthalten. Spezifische Beispiele schließen Trimellitsäure, Trimellitsäureanhydrid, Trimellitttrichlorid, Tris-p-hydroxyphenylethan, Isatin-bis-phenol, Tris-phenol-TC (1,3,5-Tris((p-hydroxyphenyl)isopropyl)benzol), Tris-phenol-PA (4(4(1,1-Bis(p-hydroxyphenyl)ethyl)-alpha,alpha-dimethylbenzyl)phenol), 4-Chlorformylphthalsäureanhydrid, Trimesinsäure, und Benzophenontetracarbonsäure ein. Die Verzweigungsmittel können in einer Menge von 0,05 bis 2,0 Gew.-% zugefügt werden. Gemische umfassend lineare Polycarbonate und verzweigte Polycarbonate können verwendet werden. Der Gehalt der folgenden Verzweigungsstrukturen beträgt 2.000 ppm oder weniger.
Zusammengefasst, ein Verfahren zur Gewinnung einer aromatischen Dihydroxyverbindung und eines Dialkylcarbonats aus einer Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung, die ein Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol umfasst, und vorzugsweise weiterhin ein Phosphor-enthaltendes Flammschutzmittel (z. B. Bisphenol A-bis(diphenylphosphat), Resorcin-bis(diphenylphosphat), oder eine Kombination davon) umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Erwärmen der Zusammensetzung in Anwesenheit eines Alkohols (vorzugsweise 200 Gewichtsprozent bis 600 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des Polycarbonats, stärker bevorzugt eines C_1-10-Alkohols (am meisten bevorzugt Methanol), und eines Umesterungskatalysators (vorzugsweise 0.01 Gew.-% bis 4 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung und dem Alkohol, einer Zinnverbindung, einer Zinkverbindung, einer Titanverbindung, einer Aluminiumverbindung oder einer Kombination umfassend wenigstens eines der Vorstehenden, am meisten bevorzugt Tetra(isopropyl)titanat, Dibutylzinnoxid, Aluminiumisopropoxid, ein Metallphenoxid, oder eine Kombination umfassend wenigstens eines der Vorstehenden) bei einer Temperatur von 70°C bis 200°C und einem Druck von 50 mbar bis 40 bar in einem Reaktor für eine Zeit, die ausreichend ist, um das Polycarbonat zu depolymerisieren, unter Erzeugung einer aromatischen Dihydroxyverbindung und eines Dialkylcarbonats; Entfernen der aromatischen Dihydroxyverbindung und des Dialkylcarbonats aus dem Reaktor, wobei das Acrylnitril-Butadien-Styrol als eine Schicht bzw. ein Belag auf den Oberflächen des Reaktors zurückbleibt; Zugeben eines Lösungsmittels, vorzugsweise eines polaren aprotischen Lösungsmittels, z. B. ist das Lösungsmittel Aceton, Ethylacetat, Methylethylketon, Trichlormethan Dichlormethan, Acetonitril, Methylisobutylketon, oder eine Kombination umfassend wenigstens eines der Vorstehenden) zu dem Reaktor; und Erwärmen des Lösungsmittels zur Entfernung des Acrylonitril-Butadien-Styrols von den Oberflächen des Reaktors, vorzugsweise wobei das Polycarbonat Bisphenol A-polycarbonat ist, der Alkohol Methanol ist, das zweiwertige Phenol Bisphenol A ist, und das Dialkylcarbonat Dimethylcarbonat ist. Das Verfahren von einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen kann weiterhin das Abtrennen einer Mischung des Alkohols und des Dialkylcarbonats von der aromatischen Dihydroxyverbindung durch Destillation umfassen. Vorzugsweise, wenn der Katalysator ein Katalysator auf Titanbasis ist, umfasst das Verfahren weiterhin Entfernen des Katalysators durch Zugeben einer ausreichenden Menge an Wasser zu einer Mischung von aromatischer Dihydroxyverbindung, der Dialkylverbindung und dem Alkohol, um den Katalysator in Titandioxid umzuwandeln, und Filtrieren zur Entfernung von Titandioxid. Ein Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonats umfasst Abtrennen der aromatischen Dihydroxyverbindung von der Dialkylverbindung von irgendeiner beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen; und Polymerisieren der aromatischen Dihydroxyverbindung und einer Carbonylquelle zur Bereitstellung des Polycarbonats. Ein Verfahren zur Herstellung von Diphenylcarbonat umfasst Abtrennen der aromatischen Dihydroxyverbindung von dem Dialkylcarbonat von irgendeiner beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen; und Umsetzen des Dialkylcarbonats mit Phenol zur Bereitstellung von Diphenylcarbonat. Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Polycarbonatzusammensetzung umfasst Abtrennen der aromatischen Dihydroxyverbindung von der Dialkylverbindung von irgendeiner beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen; Umsetzen des Dialkylcarbonats mit Phenol zur Bereitstellung von Diphenylcarbonat; und Polymerisieren der aromatischen Dihydroxyverbindung und des Diphenylcarbonats zur Bereitstellung der Polycarbonatzusammensetzung.
Die verschiedenen Ausführungsformen werden durch die folgenden nicht beschränkenden Beispiele weiter veranschaulicht.
BEISPIELE

Die in den Beispielen verwendeten oder durch die Verfahren der Beispiele erzeugten Materialien sind in Tabelle 1 beschrieben. Tabelle 1

Komponente	Beschreibung	Quelle
Polycarbonat-Einsatzmaterial#1	Ein Polycarbonat-Einsatzmaterial enthaltend etwa 70 Gew.-% Bisphenol A-polycarbonat; etwa 17 Gew.-% Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz; und etwa 11 Gew.-% Bisphenol A-bis(diphenylphosphat).	SABIC
Recycle-Grad Polycarbonat-Einsatzmaterial #2, Recycle-Grad (Elektronikschrott bzw. e-waste)	Polymermischungen gewonnen aus elektronischen Vorrichtungen, enthaltend etwa 70 Gew.-% Polycarbonate wie durch IR bestimmt	Recycletronics
Recycle-Grad Polycarbonat-Einsatzmaterial #3, Recycle-Grad (Trommel-Elektronikschrott)	Elektronikschrott, der zerkleinert bzw. gemahlen und physikalisch sortiert über Trommelsieben wurde, enthaltend etwa 10 Gew.-% Polycarbonate wie durch IR bestimmt	Global Electric and Electronic Processing
Ti-isopropoxid (TPT)	Titan(IV)-isopropoxid	Sigma Aldrich
Methanol		Merck
BPA	4,4'-(Propan-2,2-diyl)diphenol	Alkoholyseprodukt
DMC	Dimethylcarbonat	Alkoholyseprodukt

Beispiel 1
Methanolyse-Untersuchungen wurden in einem 2 Liter (Titan) Amar-Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einem Heizmantel mit einer Mantelölheizung und einer Kühlschlange mit einem Kühlwassertank, durchgeführt. Der Reaktor war auch mit einem Bodenauslassventil zur Entnahme der Reaktionsmasse ausgestattet. Der Reaktor wurde mehrere Male mit druckbeaufschlagtem Stickstoff vor Beginn jeden Experiments gespült, um dadurch eine sauerstofffreie Atmosphäre im Reaktor sicherzustellen. Der Reaktor wurde mit 100 g Polycarbonat-Einsatzmaterial #1, 600 g Methanol und 266 mg (0,04 Gew.-%) Titanisopropoxid-Katalysator beladen. Der Reaktor wurde wiederum mehrere Male mit druckbeaufschlagtem Stickstoff gespült. Dies stellte auch Null-Leckbedingungen des Systems sicher. Die Rührgeschwindigkeit wurde dann auf den gewünschten Wert eingestellt. Der Reaktorinhalt wurde auf 150°C durch Zirkulieren von heißem Öl durch den Reaktormantel mit einem autogenen Druck von 13 bar erwärmt. Die Temperatur des Reaktors wurde innerhalb ±0,5°C der gesetzten Temperatur durch Zirkulieren von kaltem Wasser durch die Kühlschlange gesteuert. Sobald die gewünschte Temperatur erreicht war, wurde die Zeit als Zeit Null notiert. Das gesamte System wurde auf diese Weise in einem Batch-Modus für 180 min. betrieben. Am Ende des Experiments wurden die Reaktorinhalte auf 25°C bis 30°C durch Zirkulieren von Kühlwasser durch die Kühlschlange abgekühlt. Dann wurde der Druck im Reaktor auf atmosphärischen Druck manuell durch Öffnen des Entlüftungsventils abgebaut, und die Reaktorinhalte wurden unter Verwendung des Bodenauslassventils abgezogen.
Nach Entfernung der Reaktionsmasse wurde Aceton (1 Liter) dem Reaktor zugegeben und auf 90°C bis 100°C für zwei bis drei Stunden erwärmt. Während des Waschens bildet ABS eine filtrierbare Suspension und wurde entfernt. Die Suspension wurde dann zur Gewinnung von Aceton destilliert.
Das Reaktionsgemisch, das BPA, Methanol und DMC enthält, wurde filtriert und der unlösliche Teil abgetrennt. Das Filtrat wurde zur Entfernung von Methanol und DMC destilliert. Festes BPA, das zurückblieb, wurde mittels HPLC auf Reinheit analysiert. DMC wurde mittels GC analysiert. Die Ergebnisse für Beispiel 1 sind in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 2
Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass Polycarbonat-Einsatzmaterial #1 durch Polycarbonat-Einsatzmaterial #2 (kommerzieller Elektronikschrott enthaltend 70% PC) ersetzt wurde. Das Verfahren und die Bedingungen waren ansonsten identisch zu den in Beispiel 1 beschriebenen. Ergebnisse für Beispiel 2 sind in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 3

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass Polycarbonat-Einsatzmaterial #1 durch Polycarbonat-Einsatzmaterial #3 (kommerzieller Elektronikschrott enthaltend 10% PC) ersetzt wurde. Das Verfahren und die Bedingungen waren ansonsten identisch zu den in Beispiel 1 beschriebenen. Ergebnisse für Beispiel 3 sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

Bsp.. Nr.	Reaktant	Katalysator	PC-Gehalt (Gew.-%)	BPA-Ausbeute (Gew.-%)	BPA-Reinheit (Gew.-%)	DMC-Ausbeute (Gew.-%)
1	Polycarbonat-Einsatzmaterial #1	Ti-isopropoxid	70	84	80	76
2	Polycarbonat-Einsatzmaterial #2	Ti-isopropoxid	70	88	78.7	73
3	Polycarbonat-Einsatzmaterial #3	Ti-isopropoxid	10	90.4	64	98.2

Fußnote: Polycarbonat-Gehalt wurde durch IR quantifiziert, BPA-Reinheit durch HPLC, und DMC durch GC quantifiziert.

Die Singular-Formen „ein”, „eine”, „einer” und „der”, „die”, „das” schließen Plural-Formen ein, solange sich aus dem Kontext klar nichts anderes ergibt. „Oder” bedeutet „und/oder”. Somit bedeutet eine Bezugnahme auf „Zusammensetzungen enthaltend Flammschutzmittel oder ABS” beispielsweise eine Zusammensetzung, die Flammschutzmittel, ABS oder beides enthält. Die Endpunkte aller Bereiche, die auf die gleiche Komponente oder die gleiche Eigenschaft gerichtet sind, sind einschließend und unabhängig voneinander kombinierbar. „Optional” oder „wahlweise” bedeutet, dass das anschließend beschriebene Ereignis oder der anschließend beschriebene Umstand auftreten kann oder nicht auftreten kann und dass die Beschreibung Fälle einschließt, wo das Ereignis auftritt und Fälle, wo das nicht der Fall ist. Soweit nichts anderes definiert ist, haben die hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie üblicherweise vom Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die Erfindung gehört, verstanden werden.
Wie hierin verwendet, schließt eine „Kombination” Mischungen, Gemische, Legierungen, Reaktionsprodukte und dergleichen, ein. Verbindungen werden unter Verwendung von Standard-Nomenklatur beschrieben. Beispielsweise wird eine Position, die nicht durch irgendeine angegebene Gruppe substituiert ist, so verstanden, dass ihre Valenz durch eine Bindung wie angegeben oder durch ein Wasserstoffatom ausgefüllt wird. Ein Bindestrich („–„), der nicht zwischen zwei Buchstaben oder Symbolen auftritt, wird verwendet, um einen Anlagerungspunkt für einen Substituenten anzugeben. Zum Beispiel, -CHO ist durch einen Kohlenstoff der Carbonylgruppe gebunden.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Hydrocarbyl” und „Kohlenwasserstoff” bzw. „Hydrocarbon” breit auf einen Substituenten, der Kohlenstoff und Wasserstoff umfasst, wahlweise mit 1 bis 3 Heteroatomen, beispielsweise, Sauerstoff, Stickstoff, Halogen, Silicium, Schwefel oder eine Kombination davon; „Alkyl” bezieht sich auf eine gerad- oder verzweigtkettige, gesättigte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe; „Alkylen” bezieht sich auf eine gerad- oder verzweigtkettige, gesättigte, zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe; „Alkyliden” bezieht sich auf eine gerad- oder verzweigtkettige, gesättigte zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit beiden Valenzen an einem einzelnen gemeinsamen Kohlenstoffatom; „Alkenyl” bezieht sich auf eine gerad- oder verzweigtkettige einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit mindestens zwei Kohlenstoffen, die durch eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung verbunden sind; „Cycloalkyl” bezieht sich auf eine nicht-aromatische einwertige monocyclische oder multicyclische Kohlenwasserstoffgruppe mit mindestens drei Kohlenstoffatomen, „Cycloalkenyl” bezieht sich auf eine nicht-aromatische cyclische zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit mindestens drei Kohlenstoffatomen mit mindestens einem Unsättigungsgrad; „Aryl” bezieht sich auf eine aromatische einwertige Gruppe, die nur Kohlenstoff in dem aromatischen Ring oder den aromatischen Ringen enthält; „Arylen” bezieht sich auf eine aromatische zweiwertige Gruppe, die nur Kohlenstoff in dem aromatischen Ring oder den aromatischen Ringen enthält; „Alkylaryl” bezieht sich auf eine Arylgruppe, die mit einer Alkylgruppe wie oben definiert substituiert worden ist, wobei 4-Methylphenyl eine beispielhafte Alkylarylgruppe ist; „Arylalkyl” bezieht sich auf eine Alkylgruppe, die mit einer Arylgruppe wie oben definiert substituiert worden ist, wobei Benzyl eine beispielhafte Arylalkylgruppe ist; „Acyl” bezieht sich auf eine Alkylgruppe wie oben definiert, wobei die angegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen über eine Carbonyl-Kohlenstoffbrücke (-C(=O)-) gebunden ist; „Alkoxy” bezieht sich auf eine wie oben definierte Alkylgruppe, wobei die angegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen über eine Sauerstoffbrücke (-O-) verbunden ist; und „Aryloxy” bezieht sich auf eine wie oben definierte Arylgruppe, wobei die angegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen über eine Sauerstoffbrücke (-O-) gebunden ist.
Soweit nichts anderes angegeben ist, kann jede der vorstehenden Gruppen unsubstituiert oder substituiert sein, vorausgesetzt, dass die Substitution nicht signifikant negativ eine Synthese, Stabilität oder Verwendung der Verbindung beeinflusst. Der Begriff „substituiert” wie hierin verwendet bedeutet, dass wenigstens ein Wasserstoff an dem bezeichneten Atom oder der bezeichneten Gruppe durch eine andere Gruppe ersetzt ist, vorausgesetzt, dass die normale Valenz des bezeichneten Atoms nicht überschritten wird. Wenn der Subsituent Oxo ist (d. h. =O), werden zwei Wasserstoffe an dem Atom ersetzt. Kombinationen von Substituenten oder Variablen sind zulässig, vorausgesetzt, dass die Substitutionen nicht negativ eine Synthese oder Verwendung der Verbindung beeinflussen. Beispielhafte Gruppen, die an einer „substituierten” Position vorliegen können, schließen ein, sind aber nicht darauf beschränkt, Cyano; Hydroxyl; Nitro; Azido; Alkanoyl (wie C_2-6-Alkanoylgruppe wie Acyl); Carboxamido; C_1-6- oder C_1-3-Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl und Alkynyl (einschließlich Gruppen mit mindestens zwei ungesättigten Bindungen und von 2 bis 8, oder 2 bis 6 Kohlenstoffatomen); C_1-6- oder C_1-3-Alkoxygruppen; C_6-10-Aryloxy, wie Phenoxy; C_1-6-Alkylthio; C_1-6- oder C_1-3-Alkyl-sulfinyl; C_1-6- oder C_1-3-Alkylsulfonyl; Aminodi(C_1-6- oder C_1-3-)Alkyl; C_6-12-Aryl mit mindestens einem aromatischen Ring (z. B. Phenyl, Biphenyl, Naphthyl oder dergleichen, wobei jeder Ring entweder substituiert oder unsubstituiert aromatisch ist); C_7-19-Alkylenaryl mit 1 bis 3 getrennten oder kondensierten Ringen und von 6 bis 18 Ringkohlenstoffatomen, wobei Benzyl eine beispielhafte Arylalkylgruppe ist; oder Arylalkoxy mit 1 bis 3 getrennten oder kondensierten Ringen und von 6 bis 18 Ringkohlenstoffatomen, wobei Benzyloxy eine beispielhafte Arylalkoxygruppe ist.
Während typische Ausführungsformen für Zwecke der Veranschaulichung dargelegt worden sind, soll die vorstehende Beschreibung nicht für eine Beschränkung des Umfangs hierin gehalten werden. Demgemäß können verschiedene Modifikationen, Anpassungen und Alternativen für den Fachmann auftreten, ohne vom Geist und Umfang hierin abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Gewinnung einer aromatischen Dihydroxyverbindung und eines Dialkylcarbonats aus einer Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung, die ein Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol umfasst, wobei das Verfahren umfasst Erwärmen der Zusammensetzung in Anwesenheit eines Alkohols und eines Umesterungskatalysators bei einer Temperatur von 70°C bis 200°C und einem Druck von 50 mbar bis 40 bar in einem Reaktor für eine Zeit, die zum Depolymerisieren des Polycarbonats ausreichend ist, um eine aromatische Dihydroxyverbindung und ein Dialkylcarbonat zu erzeugen; Entfernen der aromatischen Dihydroxyverbindung und des Dialkylcarbonats aus dem Reaktor, wobei das Acrylnitil-Butadien-Styrol als eine Schicht bzw. ein Belag auf den Oberflächen des Reaktors zurückbleibt; Zugeben eines Lösungsmittels zu dem Reaktor; und Erwärmen des Lösungsmittels zum Entfernen des Acrylnitril-Butadien-Styrols von den Oberflächen des Reaktors.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel ein polares aprotisches Lösungsmittel ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Lösungsmittel Aceton, Ethylacetat, Methylethylketon, Trichlormethan, Dichlormethan, Acetonitril, Methylisobutylketon, oder eine Kombination umfassend wenigstens eines der Vorstehenden, ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend Abtrennen einer Mischung des Alkohols und des Dialkylcarbonats von der aromatischen Dihydroxyverbindung durch Destillation.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Alkohol ein C_1-10-Alhohol ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Alkohol Methanol ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Polycarbonat ein Bisphenol-A-Polycarbonat ist, der Alkohol Methanol ist, das zweiwertige Phenol Bisphenol A ist, und das Dialkylcarbonat Dimethylcarbonat ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Polycarbonat-enthaltende Zusammensetzung ein Phosphor-enthaltendes Flammschutzmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Flammschutzmittel Bisphenol A-bis(diphenylphospat), Resorcin-bis(diphenylphosphat) oder eine Kombination davon ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Katalysator eine Zinnverbindung, eine Zinkverbindung, eine Titanverbindung, eine Aluminiumverbindung, oder eine Kombination umfassend wenigstens eine der Vorstehenden, ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Katalysator Tetra(isopropyl)titanat, Dibutylzinnoxid, Aluminiumisopropoxid, ein Metallphenoxid, oder eine Kombination umfassend wenigstens eines der Vorstehenden, ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Katalysator ein Katalysatorspülstrom aus einer Diphenylcarbonat-Produkteinheit ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Katalysator ein Katalysator auf Titanbasis ist, und wobei das Verfahren weiterhin Entfernen des Katalysators durch Zugeben einer ausreichenden Menge an Wasser zu einer Mischung von aromatischer Dihydroxyverbindung, der Dialkylverbindung und dem Alkohol umfasst, um den Katalysator in Titandioxid umzuwandeln, und Filtrieren zur Entfernung des Titandioxids.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Katalysator in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung und des Alkohols, vorliegt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Katalysator in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung und des Alkohols, vorliegt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Alkohol in einer Menge von 200 Gewichtsprozent bis 601 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Polycarbonat-enthaltenen Zusammensetzung vorliegt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Alkohol als ein Methanolstrom zugefügt wird, der 0 bis 50 Gewichtsprozent Dimethylcarbonat umfasst.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Alkohol Ethanol oder n-Butanol ist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Dialkylcarbonat Diethylcarbonat oder Dibutylcarbonat ist.
Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonats, umfassend Abtrennen der aromatischen Dihydroxyverbindung von der Dialkylverbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19; und Polymerisieren der aromatischen Dihydroxyverbindung und einer Carbonylquelle zur Bereitstellung des Polycarbonats.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Lösungsmittel ein polares aprotisches Lösungsmittel ist, vorzugsweise wobei das Lösungsmittel Aceton, Ethylacetat, Methylethylketon, Trichlormethan, Dichlormethan, Acetonitril, Methylisobutylketon, oder eine Kombination umfassend wenigstens eines der Vorstehenden, ist.
Verfahren zur Herstellung von Diphenylcarbonat, umfassend Abtrennen der aromatischen Dihydroxyverbindung von dem Dialkylcarbonat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19; und Umsetzen des Dialkylcarbonats mit Phenol zur Bereitstellung von Diphenylcarbonat.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Lösungsmittel ein polares aprotisches Lösungsmittel ist, vorzugsweise wobei das Lösungsmittel Aceton, Ethylacetat, Methylethylketon, Trichlormethan, Dichlormethan, Acetonitril, Methylisobutylketon, oder eine Kombination umfassend wenigstens eines der Vorstehenden ist.
Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonats, umfassend Abtrennen der aromatischen Dihydroxyverbindung von der Dialkylverbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19; Umsetzen des Dialkylcarbonats mit Phenol zur Bereitstellung von Diphenylcarbonat; und Polymerisieren der aromatischen Dihydroxyverbindung und von Diphenylcarbonat zur Bereitstellung der Polycarbonat-Zusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Lösungsmittel ein polares aprotisches Lösungsmittel ist, vorzugsweise wobei das Lösungsmittel Aceton, Ethylacetat, Methylethylketon, Trichlormethan, Dichlormethan, Acetonitril, Methylisobutylketon, oder eine Kombination umfassend wenigstens eines der Vorstehenden, ist.
Polycarbonat, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 20.
Polycarbonat, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 24.