DE60008207T2 - Verfahren zur Herstellung von aromatischen-aliphatischen Copolycarbonaten - Google Patents

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Shu Tsukuba-shi Yoshida
Satoshi Kashima-gun Nagai
Yoshinori Kashima-gun Isahaya
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats, das Schlagfestigkeit, einen hohen Brechungsindex, eine große Abbe-Zahl, eine kleine Fotoelastizitätskonstante und einen hervorragenden Farbton hat. Dieses Polycarbonatharz kann vorteilhafterweise als optisches Material in Anwendungen, wie z. B. verschiedenen Linsen, Prismen, Substraten für optische Platten und optischen Fasern, eingesetzt werden.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Polycarbonate, die durch Grenzflächenpolymerisierung einer aromatischen Dihydroxyverbindung, z. B. 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (allgemein als "Bisphenol A" bezeichnet) mit Phosgen in Gegenwart eines Säureakzeptors erhalten werden, sind nicht nur bezüglich der mechanischen Eigenschaften einschließlich Schlagfestigkeit, sondern auch bezüglich Wärmebeständigkeit und Transparenz hervorragend. Diese Polycarbonate werden daher als optische Materialien in Anwendungen wie z. B. verschiedenen Linsen, Prismen und Substraten für optische Platten, eingesetzt.
  • Allerdings hat das Polycarbonat, das unter Verwendung von Bisphenol A allein als aromatische Dihydroxyverbindung erhalten wird, eine große Fotoelastizitätskonstante und ein relativ schlechtes Schmelzfließvermögen und liefert daher Formteile, die eine erhöhte Doppelbrechung haben. Außerdem hat dieses Polycarbonat eine Abbe-Zahl, die mit 30 klein ist, obgleich sein Brechungsindex mit 1,58 hoch ist. Daher hat das Bisphenol A-Polycarbonat nicht immer die Leistungsfähigkeiten, die für Anwendungen, z. B. optische Aufzeichnungsmaterialien und optische Linsen, ausreichend sind.
  • Ein Copolycarbonat, das aus Bisphenol A und Tricyclo[5.2.1.02,6]decandimethanol (nachfolgend als "TCDDM" bezeichnet) erhalten wird, wurde vorgeschlagen, um derartige Nachteile des Bisphenol A-Polycarbonats zu eliminieren (siehe JP-A-64-66234). (Der Ausdruck "JP-A", wie er hier verwendet wird, bezeichnet eine "nicht geprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung"). Da dieses aromatisch-aliphatische Copolycarbonat ausgezeichnete Schlagfestigkeit und Wärmebeständigkeit hat und außerdem eine kleine Fotoelastizitätskonstante und eine große Abbe-Zahl hat, kann es in großem Umfang als optisches Material eingesetzt werden. Allerdings ist es schwierig, dieses aromatisch-aliphatische Copolycarbonat durch das normale Phosgenverfahren zu produzieren; dieses Polycarbonat wird durch ein Verfahren, das als Umesterungsverfahren bekannt ist, hergestellt. Spezifischerweise werden eine aromatische Dihydroxyverbindung, eine aliphatische Dihydroxyverbindung und ein Kohlensäurediester, z. B. Diphenylcarbonat, im geschmolzenen Zustand durch Umesterung einer Kondensationspolymerisierung unter Herstellung des Polycarbonats unterworfen.
  • Bei der Herstellung des aromatisch-aliphatischen Polycarbonats durch Umesterung auf diese Weise wird die Polykondensation durchgeführt, während die Reaktanten bei einer Temperatur von 200 bis 300°C erhitzt werden. Während der Erwärmungsgeschichte, bei der das hergestellte Polymer einer derart hohen Temperatur über einen langen Zeitraum ausgesetzt ist, verschlechtern sich der Farbton und andere Eigenschaften des Polymeren. Es war daher schwierig, das Copolycarbonat mit ausgezeichneter Qualität zu erhalten. Insbesondere im Fall einer Verwendung eines Edelstahlreaktors ist eine Verschlechterung des Farbtons unvermeidlich, selbst wenn Techniken wie Verkürzung der Reaktionszeit und Senkung der Reaktionstemperatur vollständig ausgenutzt werden. Denn das industriell hergestellte aromatisch-aliphatische Polycarbonat war zur Verwendung in Gebieten, in denen ein ausgezeichneter Farbton verlangt wird, ungeeignet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die Probleme herkömmlicher Techniken, die oben beschrieben wurden, zu überwinden.
  • Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines aromatisch-aliphatischen Polycarbonats, das eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit und Wärmebeständigkeit hat und eine große Abbe-Zahl, eine kleine Fotoelastizitätskonstante und einen ausgezeichneten Farbton hat.
  • Als Resultat intensiver Forschungen zur Überwindung der oben beschriebenen Probleme wurde festgestellt, dass beim Herstellen eines aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats, das das Unterwerfen einer aromatischen Dihydroxyverbindung, die durch die folgende Formel (1) dargestellt wird, TCDDM, das durch die folgende Formel (2) dargestellt wird, und eines carbonischen Diesters (bzw. Kohlensäurediesters) einer Schmelzpolykondensation umfasst, ein aromatisch-aliphatisches Copolycarbonatharz mit einem ausgezeichneten Farbton erhalten wird, wobei die Schmelzpolykondensation in einem Reaktor durchgeführt wird, der aus Edelstahl besteht, der mindestens 12 Gew.-% Nickel, mindestens 22 Gew.-% Chrom und mindestens 50 Gew.-% Eisen umfasst. Die Erfindung wurde auf der Basis dieser Feststellung vollendet.
    Figure 00040001
    wobei X
    Figure 00040002
    -O-,
    Figure 00040003
    -S- oder
    Figure 00040004
    ist,
    R1 und R2 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom darstellen; m und n jeweils die Anzahl an Substituenten anzeigen, und jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 4 sind; und R3 und R4 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe darstellen, unter der Voraussetzung, dass R3 und R4 miteinander verbunden sein können, um einen Ring zu bilden.
  • Figure 00040005
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Das Verfahren zum Herstellen eines aromatisch-aliphatischen Copolycarbonatharzes der Erfindung wird nachfolgend detailliert erläutert.
  • Der Reaktor zur Verwendung in der Erfindung ist aus Edelstahl hergestellt, der mindestens 12 Gew.-% Nickel, mindestens 22 Gew.-% Chrom und mindestens 50 Gew.-% Eisen umfasst. Dieser Edelstahl kann außerdem Elemente wie z. B. Kohlenstoff, Molybdän, Mangan, Silicium, Phosphor und Schwefel enthalten. Beispiele des Edelstahls zur Verwendung in der Erfindung umfassen die folgenden Typen gemäß JIS-Standards: SUH309 (Nickelgehalt: 12,0 bis 15,0 Gew.-%; Chromgehalt; 22,0 bis 24,0 Gew.-%; Eisengehalt: mindestens 57,73 Gew.-%), SUS309S (Nickelgehalt: 12,0 bis 15,0 Gew.-%; Chromgehalt: 22,0 bis 24,0 Gew.-%; Eisengehalt: mindestens 57,845 Gew.-%); SUH310 (Nickelgehalt: 19,0 bis 22,0 Gew.-%; Chromgehalt: 24,0 bis 26,0 Gew.-%; Eisengehalt: mindestens 51,18 Gew.-%) und SUS310S (Nickelgehalt: 19,0 bis 22,0 Gew.-%; Chromgehalt: 24,0–26,0 Gew.-%; Eisengehalt: mindestens 51,345 Gew.-%). Allerdings sollten die Edelstähle, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, nicht als auf diese Beispiele beschränkt angesehen werden.
  • Der Ausdruck "Reaktor", wie er hier verwendet wird, sollte nicht auf einen Polymerisierungsbehälter beschränkt sein und kann alle Teile umfassen, die mit den Substanzen in Kontakt kommen, welche an der Reaktion beteiligt sind, z. B. das Reaktionsgemisch und/oder Nebenprodukte der Reaktion und/oder Beschickungsmaterialien bzw. Zuführungsmaterialien. Beispiele für solche Teile umfassen Zuführungsmaterialschmelzbehälter, Polymerisierungsbehälter, das Reaktionsgemisch rührende Blätter, Rückflusssäulen, Zahnradpumpe zur Polymerentnahme und Leitungen, die an diese Komponenten angeschlossen sind. Allerdings sollte der Reaktor nicht als auf diese beschränkt angesehen werden.
  • Das aromatisch-aliphatische Copolycarbonat, das durch Schmelzpolykondensation einer aromatischen Dihydroxyverbindung, die durch die Formel (1) dargestellt wird, TCDDM, das durch die Formel (2) dargestellt wird, und eines Kohlensäurediesters erhalten wird, umfasst Struktureinheiten, die von der aromatischen Dihydroxyverbindung abgeleitet sind und die durch die folgende Formel (4) dargestellt werden (diese Einheiten werden nachfolgend als "I" bezeichnet), und Struktureinheiten, die von TCDDM abgeleitet sind, die durch die folgende Formel (5) dargestellt werden (diese Einheiten werden im nachfolgenden als "II" bezeichnet). Dieses Copolycarbonat ist ein Random-Copolymer, Blockcopolymer oder alternierendes Copolymer und ist als optisches Material verwendbar, das eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, Wärmebeständigkeit hat und ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Brechungsindex und Abbe-Zahl aufweist.
    Figure 00060001
    worin X
    Figure 00060002
    -O-,
    Figure 00060003
    -S- oder
    Figure 00060004
    ist;
    R1 und R2 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom darstellen; m und n jeweils die Anzahl an Substituenten anzeigen, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 4 sind; und R3 und R4 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe darstellen, unter der Voraussetzung, dass R3 und R4 miteinander verbunden sein können, um einen Ring zu bilden.
  • Figure 00060005
  • In der vorliegenden Erfindung ist das Molverhältnis der Struktureinheiten, die aus der aromatischen Dihydroxyverbindung stammen, und der, die aus TCDDM stammen (I/II), vorzugsweise 90/10 bis 10/90, bevorzugter 80/20 bis 20/80. Wenn das Molverhältnis der Struktureinheiten, die von der aromatischen Dihydroxyverbindung abgeleitet sind, und der, die von TCDDM stammen (I/II), im aromatisch-aliphatischen Polycarbonat niedriger als 10/90 ist, hat dieses Polycarbonat eine schlechte Wärmebeständigkeit. Wenn andererseits das Molverhältnis höher als 90/10 ist, hat dieses Polycarbonat eine große Fotoelastizitätskonstante, eine hohe Wasserabsorption und ein verschlechtertes Gleichgewicht zwischen Brechungsindex und Abbe-Zahl und ist daher zur Verwendung als optisches Material unzweckmäßig.
  • Das aromatisch-aliphatische Copolycarbonat gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von vorzugsweise 20.000 bis 200.000, bevorzugter von 40.000 bis 100.000.
  • Dieses aromatisch-aliphatische Copolycarbonatharz wird durch das Schmelzpolykondensationsverfahren hergestellt. Es werden nämlich eine aromatische Dihydroxyverbindung, die durch die Formel (1) dargestellt wird, TCDDM, das durch die Formel (2) dargestellt wird, ein Kohlensäurediester und ein Katalysator verwendet, um eine Schmelzpolykondensation unter Erwärmen bei Normaldruck oder reduziertem Druck durchzuführen, während Nebenprodukte entfernt werden. Die Reaktionen werden im allgemeinen in zwei Schritten oder mehreren Schritten durchgeführt.
  • Genauer ausgedrückt, die Reaktion der ersten Stufe wird bei einer Temperatur von im allgemeinen 120 bis 260°C, vorzugsweise 180 bis 240°C, für im allgemeinen 0 bis 5 Stunden, vorzugsweise 0,5 bis 3 Stunden, durchgeführt. Anschließend werden die Reaktanten weiter umgesetzt, während der Grad des Vakuums des Reaktionssystems erhöht wird. Schließlich wird eine Polykondensation bei einem Druck von 1 mmHg oder niedriger und einer Temperatur von 200 bis 300°C durchgeführt. Der Reaktor zur Verwendung bei der Durchführung dieser Reaktionen kann zum Gefäßtyp oder Extrudertyp gehören.
  • Das Verhältnis der aromatischen Dihydroxyverbindung, die durch die Formel (1) dargestellt wird, zu TCDDM, das durch die Formel (2) dargestellt wird, ist nicht besonders limitiert. Allerdings werden die aromatische Dihydroxyverbindung, die durch die Formel (1) dargestellt wird, und TCDDM, das durch die Formel (2) dargestellt wird, im allgemeinen in Mengen von 10 bis 90 mol% bzw. von 90 bis 10 mol% pro mol der Summe dieser Verbindungen eingesetzt.
  • Der verwendete Polymerisierungskatalysator ist eine oder mehrere basische Verbindungen. Typische Beispiele dafür umfassen Alkalimetallverbindungen, Erdalkalimetallverbindungen und Stickstoff-enthaltende Verbindungen. Diese Verbindungen können allein oder in Kombination aus zwei oder mehreren der genannten verwendet werden.
  • Beispiele für die Alkalimetallverbindungen umfassen Salze organischer Säuren, Salze anorganischer Säuren, Oxide, Hydroxide, Hydride und Alkoholate von Alkalimetallen. Spezifische Beispiele dafür umfassen Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Cäsiumhydroxid, Lithiumhydroxid, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Lithiumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Cäsiumcarbonat, Lithiumcarbonat, Natriumacetat, Kaliumacetat, Cäsiumacetat, Lithiumacetat, Natriumstearat, Kaliumstearat, Cäsiumstearat, Lithiumstearat, Natriumborhydrid, Lithiumborhydrid, phenyliertes Natriumborat, Natriumbenzoat, Kaliumbenzoat, Cäsiumbenzoat, Lithiumbenzoat, Dinatriumhydrogenphosphat, Dikaliumhydrogenphosphat, Lithiumhydrogenphosphat, Dinatriumphenylphosphat, Dikaliumphenylphosphat, Dilithiumphenylphosphat, das Dinatriumsalz, Dikaliumsalz, Dicäsiumsalz und Dilithiumsalz von Bisphenol A und das Natriumsalz, Kaliumsalz, Cäsiumsalz und Lithiumsalz von Phenol.
  • Beispiele für die Erdalkalimetallverbindungen umfassen Salze organischer Säuren, Salze anorganischer Säuren, Oxide, Hydroxide, Hydride und Alkoholate von Erdalkimetallen. Spezifische Beispiele dafür umfassen Calciumhydroxid, Bariumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Strontiumhydroxid, Calciumhydrogencarbonat, Bariumhydrogencrbonat, Magnesiumhydrogencarbonat, Strontiumhydrogencarbonat, Calciumcarbonat, Bariumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Strontiumcarbonat, Calciumacetat, Bariumacetat, Magnesiumacetat, Strontiumacetat, Calciumstearat, Bariumstearat, Magnesiumstearat und Strontiumstearat.
  • Beispiele für die Stickstoff-enthaltenden Verbindungen umfassen quaternäre Ammoniumhydroxide, quaternäre Ammoniumsalze und Amine. Spezifische Beispiele dafür umfassen Ammoniumhydroxide, die Alkyl-, Aryl- oder Alkarylgruppen haben, oder dergleichen, z. B. Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Tetrapropylammoniumhydroxid, Tetrabutylammoniumhydroxid und Trimethylbenzylammoniumhydroxid; tertiäre Amine, z. B. Trimethylamin, Triethylamin, Dimethylbenzylamin und Triphenylamin; sekundäre Amine wie Dimethylamin und Diethylamin; primäre Amine wie z. B. Methylamin und Ethylamin; Imidazolderivate, z. B. 2-Methylimidazol und 2-Phenylimidazol; Ammoniak und basische Salze wie z. B. Tetramethylammoniumborhydrid, Tetrabutylammoniumborhydrid, Tetrabutylammoniumtetraphenylborat und Trimethylammoniumtetraphenylborat.
  • Diese Katalysatoren werden in einer Menge von im allgemeinen 10–9 bis 10–3 mol, vorzugsweise von 10–7 bis 10–5 mol, pro mol der Summe der aromatischen Dihydroxyverbindung, die durch die Formel (1) dargestellt wird, und dem TCDDM, das durch die Formel (2) dargestellt wird, verwendet.
  • Beispiele für die aromatische Dihydroxyverbindung, die durch die Formel (1) dargestellt wird, umfassen Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A), 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)octan, Bis(4-hydroxyphenyl)phenylmethan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxy-3-t-butylphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-bromphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclopentan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan (allgemein "Bisphenol Z" genannt), 4,4'-Dihydroxydiphenylether, 4,4'-Dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylether, 4,4'-Diphydroxydiphenylsulfid, 4,4'-Dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylsulfid, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfoxid, 4,4'-Dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylsulfoxid, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 4,4'-Dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylsulfon. Unter diesen sind 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A) und 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan (Bisphenol Z) besonders bevorzugt.
  • Beispiele für den Kohlensäurediester umfassen Diphenylcarbonat, Ditolylcarbonat, Bis(chlorphenyl)carbonat, m-Cresylcarbonat, Dinaphthylcarbonat, Bis(diphenyl)carbonat, Diethylcarbonat, Dimethylcarbonat, Dibutylcarbonat und Dicyclohexylcarbonat. Von diesen ist Diphenylcarbonat besonders bevorzugt. Diphenylcarbonat wird in einer Menge von vorzugsweise 0,97 bis 1,20 mol, bevorzugter von 0,99 bis 1,10 mol, pro mol der Summe aus der aromatischen Dihydroxyverbindung, die durch die Formel (1) dargestellt wird, und TCDDM, das durch die Formel (2) dargestellt wird, verwendet.
  • Es ist bevorzugt, den Katalysator zu entfernen oder zu desaktivieren, um es möglich zu machen, dass das erfindungsgemäß produzierte Polycarbonatharz thermische Stabilität und Hydrolysestabilität beibehält. Ein bevorzugtes Verfahren, das allgemein verwendet wird, um den Umesterungskatalysator, z. B. einen Alkalimetall- oder Erdalkalimetall-Katalysator, zu desaktivieren, besteht darin, ihn mit einer bekannten sauren Substanz zu neutralisieren. Bevorzugte Beispiele der sauren Substanz umfassen anorganische Säuren, z. B. Phosphorsäure, phosphorige Säure, hypophosphorige Säure und Borsäure; aromatische Sulfonsäuren, z. B. p-Toluolsulfonsäure; organische Halogenide, wie z. B. Stearoylchlorid, Butyrylchlorid, Benzoylchlorid und Toluolsulfonylchlorid; Alkylsulfate wie z. B. Dimethylsulfat, und organische Halogenide wie z. B. Benzylchlorid.
  • Nach der Katalysatordesaktivierung kann ein Schritt durchgeführt werden, in dem niedrig-siedende Verbindungen, die im Polymer vorhanden sind, durch Verdampfung bei einem Druck von 0,1 bis 1 mmHg und einer Temperatur von 200 bis 300°C entfernt werden. Zu diesem Zweck wird ein Horizontalkneter, der mit Rührschaufel, Gitter oder Paddelrührer oder dergleichen ausgestattet ist, oder ein Dünnfilmverdampfer verwendet.
  • Außer dem Katalysatordesaktivator können in der Erfindung weitere Ingredienzien zugesetzt werden wie z. B. ein Antioxidans, Pigment, Farbstoff, Verstärkungsmittel oder Füllstoff, ein Ultraviolettabsorber, ein Gleitmittel, ein Trennmittel, ein Nucleierungsmittel, Weichmacher, Strömungsmodifizierungsmittel und ein Antistatikum. Ferner kann das durch die Erfindung produzierte Polycarbonat mit einem anderen Polycarbonatharz oder thermoplastischen Harz zum Zweck einer weiteren Verbesserung der Harzeigenschaften vermischt werden.
  • Zur Einarbeitung derartiger Additive in das Polycarbonatharz kann ein herkömmliches Verfahren angewendet werden. Zum Beispiel kann geeigneter Weise ein Verfahren angewendet werden, in dem die Ingredienzien mit Hilfe eines Trommelmischers, Henschelmischers, Bandmischers oder eines Hochgeschwindigkeitsmischers, typischerweise ein Supermischer, dispergiert und vermischt werden und dann mit einem Extruder, Banburymischer, einer Walzenmühle oder dergleichen schmelzgeknetet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, ein aromatisch-aliphatisches Polycarbonat, das einen ausgezeichneten Farbton hat, industriell zu erhalten. Dieses Polycarbonat kann in stabiler Weise als Material bereitgestellt werden, das ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Brechungsindex und Dispersion hat und eine ausgezeichnete Fotoelastizitätskonstante aufweist und intakte Eigenschaften wie Schlagfestigkeit und Wärmebeständigkeit beibehält und das zur Verwendung in optischen Kunststoffmaterial-Anwendungen wie verschiedenen Linsen, Prismen und Substraten für optische Platten geeignet ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen detaillierter erläutert, allerdings sollte die Erfindung in keiner Weise auf die folgenden Beispiele beschränkt werden. Eigenschaften jedes Copolycarbonats, das erhalten wurde, wurden durch die folgenden Methoden untersucht.
    • (1) Gewichtsmittleres Molekulargewicht: gemessen durch GPC (Shodex-System-21; Säulentemperatur: 40°C) unter Verwendung von Chloroform als Lösungsmittel.
    • (2) YI (Vergilbungsindex): Jedes Polymer wurde zu einer Scheibe mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Dicke von 2 mm pressgeformt, und die Scheibe wurde mit einem Farbdifferenzmessgerät (SE-2000, hergestellt von Nippon Denshoku Kogyo K. K.) untersucht.
  • Beispiel 1
  • In einen abtrennbaren Kolben aus SUS310S mit einem Fassungsvermögen von 300 cm3, der mit einem Rührer und einer Vorrichtung zur Destillationsentfernung ausgestattet war, wurden 26,8 g (0,10 mol) BPZ (Bisphenol Z), 19,6 g (0,10 mol) TCDDM (Tricyclo[5.2.1.02,6]decandimethanol), 43,3 g (0,202 mol) Diphenylcarbonat und 6,0 × 10–7 mol Natriumhydrogencarbonat eingeführt. Die Inhalte wurden unter Rühren 30 min lang in Stickstoffatmosphäre auf 180°C erwärmt.
  • Danach wurde der Druck im Kolben auf 150 mmHg reduziert und gleichzeitig wurde das Reaktionsgemisch mit einer Geschwindigkeit von 60°C/h auf 200°C erhitzt, um eine Umesterungsreaktion durchzuführen. Das Reaktionsgemisch wurde weiter auf 240°C erwärmt und für 10 min bei dieser Temperatur gehalten, während das Phenol durch Destillation entfernt wurde. Anschließend wurde der Druck im Kolben über 40 min auf 1 mmHg oder niedriger reduziert. Die Reaktion wurde somit unter Rühren für insgesamt 4 h durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion wurde Stickstoff in den Reaktor eingeleitet, um den Innendruck auf Normaldruck zu bringen; das erhaltene Polycarbonat wurde entnommen. Eigenschaften dieses aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats und Eigenschaften des Apparaturmaterials sind in Tabelle 1 bzw. 2 angegeben.
  • Beispiel 2
  • Es wurde dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass der abtrennbare Kolben mit 300 cm3, der Rühren und die Vorrichtung zur Entfernung durch Destillation durch solche aus SUH309 ersetzt wurden. Auf diese Weise wurde ein Polycarbonat erhalten. Die Eigenschaften dieses aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats und die Eigenschaften des Apparaturmaterials sind in Tabelle 1 bzw. 2 angegeben.
  • Beispiel 3
  • Es wurde dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die Mengen an BPZ und TCDDM, die eingeführt wurden, in 21,4 g (0,08 mol) bzw. 23,5 g (0,12 mol) geändert wurden und dass der abtrennbare Kolben mit einem Fassungsvermögen von 300 cm3, der Rührer und die Vorrichtung zur Entfernung durch Destillation durch solche aus SUS309S ersetzt wurden. Auf diese Weise wurde ein Polycarbonat erhalten. Die Eigenschaften dieses aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats und die Eigenschaften des Apparaturmaterials sind in Tabelle 1 bzw. 2 angegeben.
  • Beispiel 4
  • Es wurde dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die Mengen an BPZ und TCDDM, die eingeführt wurden, in 32,2 g (0,12 mol) bzw. 15,7 g (0,08 mol) geändert wurden und dass der abtrennbare 300 cm3-Kolben, der Rührer und die Vorrichtung zur Entfernung durch Destillation durch solche aus SUS310 ersetzt wurden. Auf diese Weise wurde ein Polycarbonat erhalten. Die Eigenschaften dieses aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats und die Eigenschaften des Apparaturmaterials sind in Tabelle 1 bzw. 2 gezeigt.
  • Beispiel 5
  • Es wurde dasselbe Verfahren wie das in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass 22,8 g (0,10 mol) BPA (Bisphenol A) anstelle von 26,8 g BPZ verwendet wurden. Auf diese Weise wurde ein Polycarbonat erhalten. Die Eigenschaften dieses aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats und die Eigenschaften des Apparaturmaterials sind in Tabelle 1 bzw. 2 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Es wurde dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass der abtrennbare Kolben mit einem Fassungsvermögen von 300 cm3, der Rührer und die Vorrichtung zur Entfernung durch Destillation durch solche aus SUS304 ersetzt wurden. Auf diese Weise wurde ein Polycarbonat erhalten. Die Eigenschaften dieses aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats und die Eigenschaften des Apparaturmaterials sind in Tabelle 1 bzw. 2 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Es wurde dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die Mengen an BPZ und TCDDM, die eingeführt wurden, in 21,4 g (0,08 mol) bzw. 23,5 g (0,12 mol) geändert wurden und dass der abtrennbare Kolben mit 300 cm3, der Rührer und die Vorrichtung zur Entfernung durch Destillation durch solche aus SUS301 ersetzt wurden. Auf diese Weise wurde ein Polycarbonat erhalten. Die Eigenschaften dieses aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats und die Eigenschaften des Apparaturmaterials sind in Tabelle 1 bzw. 2 angegeben.
  • Tabelle 1
    Figure 00150001
  • Tabelle 2
    Figure 00150002
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein aromatisch-aliphatisches Copolycarbonat, das eine große Abbe-Zahl, eine kleine Fotoelastizitätskonstante und einen ausgezeichneten Farbton hat, in großen Mengen synthetisiert werden, wobei eine billige Herstellungsapparatur verwendet wird. Dieses Copolycarbonat kann zur Verwendung in den Gebieten einer weiten Vielzahl optischer transparenter Materialien, z. B. verschiedene optische Linsen, insbesondere Brillenlinsen, von denen ein hervorragender Farbton verlangt wird, Prismen, Substrate für optische Platten und optische Fasern bereitgestellt werden.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Herstellen eines aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats, das das Unterwerfen einer aromatischen Dihydroxyverbindung, die durch die folgende Formel (1) dargestellt ist, eines Tricyclo[5.2.1.02,6]decandimethanols, das durch die folgende Formel (2) dargestellt ist, und eines karbonischen Diesters in einer Schmelzpolykondensierung umfaßt, um ein aromatisch-aliphatisches Copolycarbonat herzustellen, wobei die Schmelzpolykondensierung in einem Reaktor durchgeführt wird, der aus Edelstahl besteht, der mindestens 12 Gew.-% Nickel, mindestens 22 Gew.-% Chrom und mindestens 50 Gew.-% Eisen umfaßt:
    Figure 00170001
    wobei X
    Figure 00170002
    -O-,
    Figure 00170003
    -S- oder
    Figure 00170004
    ist, R1 und R2 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom darstellen; m und n jeweils die Anzahl an Substituenten anzeigen, die jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 4 sind; und R3 und R4 jeweils ein Wasserstoffatomen, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe darstellen, unter der Voraussetzung, daß R3 und R4 miteinander verbunden sein können, um einen Ring zu bilden.
    Figure 00180001
  2. Verfahren zum Herstellen eines aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats gemäß Anspruch 1, wobei der Reaktor aus Edelstahl umfassend 12 bis 22 Gew.-% Nickel, 22 bis 26 Gew.-% Chrom und mindestens 50 Gew.-% Eisen hergestellt ist.
  3. Verfahren zum Herstellen eines aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die aromatische Dihydroxyverbindung, die durch Formel (1) dargestellt ist, und das Tricyclo[5.2.1.02,6]decandimethanol (TCDDM), das durch die Formel (2) dargestellt ist, in Anteilen von 90 bis 10 mol% bzw. 10 bis 90 mol% je Mol der Summe der durch die Formel (1) dargestellten aromatischen Dihydroxyverbindung und des durch Formel (2) dargestellten TCDDMs verwendet wird.
  4. Verfahren zum Herstellen eines aromatisch-aliphatischen Copolycarbonats gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die aromatische Dihydroxyverbindung, die durch die Formel (1) dargestellt ist, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan ist, welches durch die folgende Formel (3) dargestellt ist:
    Figure 00180002
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