DE1163543B - Verfahren zur Herstellung von niedermolekularen Polycarbonaten. - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 08 g

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 39 c -16

C 15220 IVd/39 c
25. JuU 1957
20. Februar 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung niedermolekularer Polycarbonate, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Gemisch aus 1 bis 5 Mol eines aliphatischen 1,2-Epoxyds, 1 Mol eines cyclischen Esters der Kohlensäure mit 5 Ringatomen und 0,01 bis 0,2 Mol eines zweiwertigen Alkohols je Mol des cyclischen Esters auf Temperaturen von 100 bis 250⁰C bei einem Überdruck von 14 bis 140 kg/cm² in Gegenwart basischer Katalysatoren erhitzt. Das Molekulargewicht der erfindungsgemäß hergestellten Polycarbonate beträgt zwischen 700 und 5000, ihre Hydroxylzahlen liegen zwischen 20 und 150, insbesondere zwischen 40 und 105. Sie stellen gewöhnlich hell bis dunkel bernsteinfarbene sirupartige Flüssigkeiten dar. Einige dieser Polycarbonate sind wachsartige feste Stoffe.

Da die erfindungsgemäß verwendeten Ausgangsstoffe Äthylencarbonat und Äthylenoxyd billig sind, stellt das Verfahren der Erfindung ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung niedermolekularer Polycarbonate dar.

Die erfindungsgemäß herstellbaren Polycarbonate können durch Umsetzung mit Polycarbonsäuren in Mischpolyester und durch Umsetzung mit Polyisocyanaten in Polyurethane übergeführt werden.

Bei den erfindungsgemäß angewendeten Temperaturen sind die Reaktionsteilnehmer gasförmig. Bei dem Verfahren der Erfindung werden die Gase in einen Apparat eingeschlossen, der den Betriebsdrücken widerstehen kann, z. B. ein Autoklav. Während die Reaktion läuft, d. h. während die Umsetzungsprodukte verbraucht und Polycarbonate gebildet werden, tritt eine merkliche Verminderung des Druckes ein.

Geeignete basische Katalysatoren sind z. B. Alkalicarbonate, wie Natrium- oder Kaliumcarbonat, ferner Magnesium und Calciumcarbonat; Alkalimetallhydroxyde, z. B. Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, ferner Calciumhydroxyd und Bicarbonate, wie Natriumbicarbonat. Geeignet sind außerdem tertiäre Amine, ζ. B. Trimethylamin, Triäthylamin und Tripropylamin, und cyclische Amine, wie N-Methylmorpholin und Pyridin.

Die erfindungsgemäß verwendeten basischen Katalysatoren werden vorzugsweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Gemisches aus cyclischem Ester und aliphatischen! 1,2-Epoxyd, verwendet.

Das Verfahren der Erfindung wird mit 0,01 bis 0,2 Mol, vorzugsweise 0,02 bis 0,1 Mol eines zweiwertigen Alkohols je Mol des cyclischen Esters der Kohlensäure durchgeführt. Die zweiwertigen Alkohole Verfahren zur Herstellung von niedermolekularen Polycarbonaten

Anmelder:

Pittsburgh Plate Glass Company, Pittsburgh, Pa.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil, A. Hoeppener und Dr. H. J. Wolff,

Rechtsanwälte,

Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Als Erfinder benannt:

Henry Conrad Stevens, Akron, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 5. Oktober 1956

(Nr. 614 070)

wirken als chemische Überträger, durch die die PoIycarbonatbildung ermöglicht wird. Außerdem liefern sie die endständigen Hydroxylgruppen.

Geeignete zweiwertige Alkohle sind z. B. Tetramethylenglykol, Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Propylenglykol und ähnliche Glykole mit nicht mehr als 10 Kohlenstoffatomen und maximal vier Äthergruppen.

Es ist bekannt, daß Diphenole mit Phosgen hochmolekulare aromatische Polycarbonate für Preßzwecke ergeben. Diese Harze gehören einer völlig anderen Klasse von Polycarbonaten an.

Man hat auch bereits ein cyclisches Carbonat (Trimethylencarbonat) erhitzt, erhält dabei aber Pulver oder hornelastische Produkte sehr niedrigen Molekulargewichts (90). Die erfindungsgemäß herstellbaren Polycarbonate weisen dagegen Molekulargewichte zwischen 700 und 5000 auf und stellen sirupartige Flüssigkeiten bis wachsartige feste Stoffe dar.

Das folgende Beispiel erläutert das Verfahren der Erfindung.

Beispiel

Eine Mischung aus 49,0 g (1,11 Mol) Äthylenoxyd, 22,0 g (0,25 Mol) Äthylencarbonat, 0,1g Kaliumcarbonat und 3,1 g (0,05 Mol) Äthylenglykol wird in einem geschlossenen Reaktionsgefäß 12 Stunden auf

409 509/470

15O⁰C erhitzt. Der Anfangsdruck betrug mindestens 21 kg/cm² und fiel nach 12 Stunden auf 7,03 kg/cm².

Das Reaktionsgemisch enthält eine kleine Menge Äthylencarbonat. Nach Reinigung des Rohproduktes durch Vakuumdestillation wurden 59,5 g Polycarbonat erhalten. Das Polycarbonat hatte die Hydroxylzahl 94, ein durchschnittliches Molekulargewicht von 1200 und enthielt 9% CO₂.

Geeignete aliphatische 1,2-Epoxyde sind z. B. Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Butylenoxyd oder ähnliche 1,2-Epoxyde, die bis zu einschließlich 6 Kohlenstoffatome in der längsten Kohlenstoffkette enthalten.

Geeignete cyclische Ester der Kohlensäure mit 5 Ringatomen sind z. B. Alkylencarbonate, vor allem Äthylencarbonat, ferner 1,2-Butylencarbonat, 2,3-Butylencarbonat und Propylencarbonat.

Das Verfahren der Erfindung wird bei Temperaturen von 100 bis 250⁰C, besonders 140 bis 200⁰C durchgeführt.

Die erfindungsgemäß herstellbaren Polycarbonate sind oft mit den verwendeten Ausgangsstoffen vermischt. Durch fraktionierte Destillation im Vakuum bei weniger als 50 mm Hg können die möglicherweise anwesenden 1,2-Epoxyde und die cyclischen Ester der Kohlensäure leicht entfernt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung niedermolekularer Polycarbonate, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus 1 bis 5 Mol eines aliphatischen 1,2-Epoxyds, 1 Mol eines cyclischen Esters der Kohlensäure mit 5 Ringatomen und 0,01 bis 0,2 Mol eines zweiwertigen Alkohols je Mol des cyclischen Esters auf Temperaturen von 100 bis 25O⁰C bei einem Überdruck von 14 bis 140 kg/cm² in Gegenwart basischer Katalysatoren erhitzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Journal of the American Chemical Society, Bd. 52 (1930), S. 314 bis 326;

   deutsche Auslegeschrift F 13040 IV d/39c (bekanntgemacht am 21. 6. 1956).

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