JP3112498B2 - ポリエステルカーボネートの製造方法 - Google Patents
ポリエステルカーボネートの製造方法Info
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Description
トの製造方法に関し、さらに詳しくは、耐衝撃性などの
機械的特性に優れ、透明性、耐水性、溶融安定性に優れ
るとともに、とくに耐熱性に優れたポリエステルカーボ
ネートを効率よく製造しうるポリエステルカーボネート
の製造方法に関する。
どの機械的特性に優れ、しかも耐熱性、透明性などにも
優れており、各種機械部品、光学用ディスク、自動車部
品などの用途に広く用いられている。とくに、ポリカー
ボネート成形品は、耐衝撃性に優れるとともに、耐熱性
にも優れている特性を利用して、自動車部品のうちでも
エンジン回りの部品や、ヘッドランプなどの耐熱性部品
として、利用価値が高い。
通常、ガラス転移温度(Tg)は150℃程度であり、
自動車部品などに成形されたポリカーボネートをさらに
焼付塗装しようとすると、耐熱性が不足する場合があ
る。
カーボネートの出現が望まれている。また、上記のよう
な特性を有する従来のポリカーボネートは、通常、ビス
フェノル−Aなどの芳香族ジヒドロキシ化合物と、ホス
ゲンとを直接反応させる界面重合法によって製造されて
いる。この界面法では、原料としてホスゲンを用いる外
に、製造過程において塩化メチレンを用いたりして、通
常、塩素化合物を用いて反応が行われる。このように、
塩化メチレンや毒性物質であるホスゲンを用いること
は、環境衛生上好ましくない。また、塩素化合物が得ら
れるポリカーボネート中に残留して、ポリカーボネート
の溶融時の熱安定性や、色相に影響を及ぼすことがあ
る。
トが本来有する優れた特性を損なうことなく、しかもよ
り一層耐熱性に優れるポリエステルカーボネートを、ホ
スゲンを用いることなく、効率よく製造しうる方法の出
現が望まれていた。
なされたものであって、耐衝撃性などの機械的特性、耐
水性、透明性に優れるとともに、とくに耐熱性にも優れ
るポリエステルカーボネートを、ホスゲンを用いること
なく、効率よく製造しうる製造方法を提供することを目
的としている。
の製造方法は、[A]下記一般式[I]で表される芳香
族ジヒドロキシ化合物と、[B]下記一般式[II]で表
されるジカルボン酸化合物と、[C]炭酸ジエステルと
を、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対して、10-8
〜10-3モルの量の (a) アルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金
属化合物を含有する触媒の存在下に溶融重縮合させるこ
とを特徴とするポリエステルカーボネートの製造方法:
化水素基であり、R3 は2価の炭化水素基である。また
R4 、R5 は、ハロゲンまたは1価の炭化水素基であ
り、これらは、同一であっても異なっていてもよい。
p、qは0〜4の整数を表す。) 〔B〕−(COOR6 )2 …[II] (式中、Bは、芳香族または脂環族炭化水素基であり、
R6 は水素、アルキル基またはフェニル基である。)。
化合物として、上記のような[B]上記一般式[II]で
表されるジカルボン酸化合物とともに、脂肪族ジカルボ
ン酸および/またはそのエステルを用いることができ
る。
して、上記のような (a) 芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対して、10-8
〜10-3モルの量のアルカリ金属化合物および/または
アルカリ土類金属化合物とともに、(b) 含窒素塩基性化
合物 および/または(c) ホウ酸またはホウ酸エステル
を用いることもできる。
得られる反応生成物に、酸性化合物および必要に応じて
エポキシ化合物を添加することが好ましい。さらに、本
発明では、反応生成物に、酸性化合物および必要に応じ
てエポキシ化合物を添加した後、減圧処理を施すことが
好ましい。
カーボネートの製造方法を具体的に説明する。
を製造する際に用いられる[A]芳香族ジヒドロキシ化
合物[A]について説明する。本発明では、芳香族ジヒ
ドロキシ化合物[A]として、下記式[I]で示される
化合物が用いられる。
化水素基であり、R3 は2価の炭化水素基である。また
R4 、R5 は、ハロゲンまたは1価の炭化水素基であ
り、これらは、同一であっても異なっていてもよい。
p、qは0〜4の整数を表す。)このような芳香族ジヒ
ドロキシ化合物[A]としては、具体的には、ビス(4-
ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ
フェニル)エタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)
プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、ビス(4-
ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、2,2-ビス(4-ヒ
ドロキシ-1-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-
ヒドロキシ-t-ブチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4
-ヒドロキシ-3-ブロモフェニル)プロパンなどのビス
(ヒドロキシアリール)アルカン類、1,1-ビス(4-ヒド
ロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロ
キシフェニル)シクロヘキサンなどのビス(ヒドロキシ
アリール)シクロアルカン類、4,4'-ジヒドロキシジフ
ェニルエーテル、4,4'-ジヒドロキシ-3,3'-ジメチルフ
ェニルエーテルなどのジヒドロキシアリールエーテル
類、4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4'-ジ
ヒドロキシ-3,3'-ジメチルジフェニルスルフィドなどの
ジヒドロキシジアリールスルフィド類、4,4'- ジヒドロ
キシジフェニルスルホキシド、4,4'- ジヒドロキシ-3,
3'-ジメチルジフェニルスルホキシドなどのジヒドロキ
シジアリールスルホキシド類、4,4'-ジヒドロキシジフ
ェニルスルホン、4,4'-ジヒドロキシ-3,3'-ジメチルジ
フェニルスルホンなどのジヒドロキシジアリールスルホ
ン類などを挙げることができる。
ロキシフェニル)プロパンが好ましく用いられる。次
に、本発明で用いられる下記一般式[II]で表されるジ
カルボン酸化合物[B]について説明する。
6 は水素、アルキル基またはフェニル基を表す。
酸化合物としては、具体的に、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、ジフェニルジカルボン酸、フェニルコハク酸ジフ
ェノキシエタンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン
酸、シクロプロパンジカルボン酸、シクロブタンジカル
ボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサン
ジカルボン酸、トリシクロデカンジカルボン酸などの脂
環族ジカルボン酸、テレフタル酸ジフェニル、イソフタ
ル酸ジフェニルなどの芳香族ジカルボン酸エステル、シ
クロペンタンジカルボン酸ジフェニル、シクロヘキサン
ジカルボン酸ジフェニルなどの脂環族ジカルボン酸エス
テルを挙げることができる。
いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。本発明で
は、ジカルボン酸化合物[B]として、上記のような一
般式[II]で表される化合物とともに、必要に応じて下
記のような脂肪族ジカルボン酸および/またはそのエス
テルを用いることができる。
たとえば、セバシン酸、ドデカン二酸、コハク酸、グル
タル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼラ
イン酸、ブラシル酸などを挙げることができる。
は、たとえば、セバシン酸ジフェニル、ドデカン二酸ジ
フェニルピメリン酸ジフェニルなどを挙げることができ
る。
たはそのエステルが用いられるときは、上記一般式[I
I]で表される化合物1モルに対して、0.5モル以下の
量で用いられのが好ましく、0.5〜0.01モルの量
で、好ましくは0.4〜0.05モルの量で用いられる。
ルボン酸化合物および必要に応じて脂肪族ジカルボン酸
および/またはそのエステルを含有するジカルボン酸化
合物[B]は、芳香族ジヒドロキシ化合物[A]1モル
に対して、0.01〜10モルの量で、好ましくは0.0
5〜8モルの量で、さらに好ましくは0.1〜5モル%
の量で用いられる。
[C]としては、具体的には、ジフェニルカーボネー
ト、ジトリールカーボネート、ビス(クロロフェニル)
カーボネート、m-クレジルカーボネート、ジナフチルカ
ーボネート、ビス(ジフェニル)カーボネート、ジエチ
ルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジブチルカー
ボネート、ジシクロヘキシルカーボネートなどを挙げる
ことができる。
が好ましく用いられる。本発明に係るポリエステルカー
ボネートの製造方法において、上記のような炭酸ジエス
テルは、芳香族ジヒドロキシ化合物[A]およびジカル
ボン酸化合物[B]の合計1モルに対して、1.0〜1.
3モルの量で、好ましくは1.01〜1.2モルの量で用
いられることが望ましい。
トを製造するに際して、上記のような[A]、[B]お
よび[C]成分とともに、1分子中に3個以上の官能基
を有する多官能化合物とを用いることもできる。
ール性水酸基またはカルボキシル基を有する化合物が好
ましく、特にフェノール性水酸基を3個含有する化合物
が好ましい。具体的には、たとえば、1,1,1-トリス(4-
ヒドロキシフェニル) エタン、2,2',2"-トリス(4-ヒド
ロキシフェニル)ジイソプロピルベンゼン、α-メチル-
α,α',α'-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1,4-ジエチ
ルベンゼン、α, α',α"-トリス(4-ヒドロキシフェニ
ル)-1,3,5-トリイソプロピルベンゼン、フロログリシ
ン、4,6-ジメチル-2,4,6-トリ(4-ヒドロキシフェニル)-
ヘプタン-2、1,3,5-トリ(4-ヒドロキシフェニル) ベン
ゼン、2,2-ビス-[4,4-(4,4'-ジヒドロキシフェニル)-
シクロヘキシル]-プロパン、トリメリット酸、1,3,5-
ベンゼントリカルボン酸、ピロメリット酸などが挙げら
れる。
フェニル) エタン、α, α',α"-トリス(4-ヒドロキシ
フェニル)-1,3,5-トリイソプロピルベンゼンなどが好ま
しく用いられる。
香族ジヒドロキシ化合物[A]1モルに対して、該多官
能化合物が通常、0.03モル以下、好ましくは0.00
1〜0.02モル、さらに好ましくは0.001〜0.0
1モルの量で用いられる。
キシ化合物[A]、ジカルボン酸化合物[B]、炭酸ジ
エステル[C]および必要に応じて多官能化合物を用い
て触媒の存在下に、これらを溶融重縮合させる。
属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物を含有
している。このようなアルカリ金属化合物およびアルカ
リ土類金属化合物としては、具体的には、アルカリ金属
およびアルカリ土類金属の有機酸塩、無機酸塩、酸化
物、水酸化物、水素化物あるいはアルコラートなどが好
ましく挙げられる。
化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウ
ム、炭酸水素リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢
酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カ
リウム、ステアリン酸リチウム、水素化ホウ素ナトリウ
ム、水素化ホウ素リチウム、フェニル化ホウ素ナトリウ
ム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸
リチウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリ
ウム、リン酸水素二リチウム、ビスフェノールAの二ナ
トリウム塩、二カリウム塩、二リチウム塩、フェノール
のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩などが用いら
れる。
体的には、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化
マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸水素カルシ
ウム、炭酸水素バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸
水素ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、
炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、酢酸カルシウ
ム、酢酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸ストロンチ
ウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウ
ム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ストロン
チウムなどが用いられる。
せて用いることができる。このような(a) アルカリ金属
化合物および/またはアルカリ土類金属化合物は、芳香
族ジヒドロキシ化合物1モルに対して10-8〜10-3モ
ル、好ましくは10-7〜10-4モルの量で用いられる。
類金属化合物の使用量が、芳香族ジヒドロキシ化合物1
モルに対して10-8〜10-3モルであると、重合活性を
高く維持できるとともに、得られるポリエステルカーボ
ネートの性質に悪影響を及ぼさない量で酸性化合物(後
述する)を添加して、これら化合物が示す塩基性を充分
に中和するかあるいは弱めることができ、溶融安定性、
耐熱性、耐水性および耐候性に優れ、かつ長時間の溶融
安定性に優れたポリエステルカーボネートが得られる。
(a) アルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金
属化合物とともに、(b) 塩基性化合物および/または
(c) ホウ酸化合物を用いることができる。
とえば高温で易分解性あるいは揮発性の含窒素塩基性化
合物が挙げられ、具体的には、以下のような化合物を挙
げることができる。
(Me4NOH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド
(Et4NOH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
(Bu4NOH)、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキ
シド(φ−CH2(Me)3NOH )などのアルキル、アリール、
アルアリール基などを有するアンモニウムヒドロオキシ
ド類、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチル
ベンジルアミン、トリフェニルアミンなどの三級アミン
類、R2NH(式中Rはメチル、エチルなどのアルキ
ル、フェニル、トルイルなどのアリール基などである)
で示される二級アミン類、RNH2 (式中Rは上記と同
じである)で示される一級アミン類、2-メチルイミダゾ
ール、2-フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類、
あるいはアンモニア、テトラメチルアンモニウムボロハ
イドライド(Me4NBH4)、テトラブチルアンモニウムボ
ロハイドライド(Bu4NBH4 )、テトラブチルアンモニウ
ムテトラフェニルボレート(Bu4NBPh4)、テトラメチル
アンモニウムテトラフェニルボレート(Me4NBPh4)など
の塩基性塩。
ムヒドロキシド類、特に金属不純物の少ない電子用テト
ラアルキルアンモニウムヒドロキシド類が好ましく用い
られる。
およびホウ酸エステルなどを挙げることができる。ホウ
酸エステルとしては、下記一般式で示されるホウ酸エス
テルが用いられる。
どのアリールなどであり、nは1,2または3である。
的には、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸
トリブチル、ホウ酸トリヘキシル、ホウ酸トリヘプチ
ル、ホウ酸トリフェニル、ホウ酸トリトリル、ホウ酸ト
リナフチルなどが挙げられる。
いられるときは、(b) 含窒素塩基性化合物は、芳香族ジ
ヒドロキシ化合物1モルに対して、10-6〜10-1モル
以下、好ましくは10-5〜10-2モルの量で用いられ
る。(b) 含窒素塩基性化合物が芳香族ジヒドロキシ化合
物1モルに対して10-6〜10-1モルの量で用いられる
と、エステル交換反応、重合反応が十分な速度で進行
し、さらに色相、耐熱性および耐水性などに優れたポリ
エステルカーボネートが得られる点で好ましい。
用いられるときは、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに
対して、10-8〜10-1モル、好ましくは10-7〜10
-2モル、さらに好ましくは10-6〜10-4モルの量で用
いられる。(c) ホウ酸またはホウ酸エステルの使用量
が、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対して10-8〜
10-1モルの量で用いられると、熱老化後に分子量の低
下を起こしにくく、さらに色相、耐熱性および耐水性に
優れたポリエステルカーボネートが得られる点で好まし
い。
カリ土類金属化合物と、(b) 含窒素塩基性化合物と、
(c) ホウ酸またはホウ酸エステルの三者からなる組合せ
の触媒は、透明性、耐熱性および耐水性に優れるととも
に色調も改良され、高分子量のポリエステルカーボネー
トを、高い重合活性で生成させることができる。
ジヒドロキシ化合物[A]と、ジカルボン酸化合物
[B]と、炭酸ジエステル[C]との重縮合反応は、以
下のような条件下で行なうことができる。
0℃〜300℃、 反応圧力;通常、0.1〜760mmHg、好ましくは0.1
〜10mmHg、 反応時間;通常、1分〜5時間、好ましくは30分〜3
時間。
0℃、好ましくは100〜230℃、さらに好ましくは
120〜190℃の温度で、1分〜5時間、好ましくは
0〜4時間、さらに好ましくは0〜3時間、常圧下、芳
香族ジヒドロキシ化合物と、ジカルボン酸化合物と、炭
酸ジエステルとを反応させる。
高めて、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルと
の反応を行ない、最終的には5mmHg以下好ましくは1
mmHg以下の減圧下で240〜320℃の温度で、芳香
族ジヒドロキシ化合物と、ジカルボン酸化合物と、炭酸
ジエステルとの重縮合反応を行なう。
ってもよくまたバッチ式で行なってもよい。また上記の
反応を行なうに際して用いられる反応装置は、槽型であ
っても管型であっても塔型であってもよい。
ボネートでは、20℃の塩化メチレン中で測定した極限
粘度[η]が、通常、0.3〜0.7dl/g、好ましくは
0.4〜0.6dl/gである。
200℃、好ましくは160〜200℃である。このよ
うなポリエステルカーボネートは、従来のポリカーボネ
ートに比べて耐熱性に優れている。
製造方法では、このようにして得られた反応生成物、す
なわちポリエステルカーボネートに、酸性化合物および
必要に応じてエポキシ化合物を添加することが好まし
い。
して用いられたアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属
化合物などのアルカリ性化合物を中和することができれ
ば、ルイス酸化合物であってもブレンステッド酸化合物
あるいはイオウ原子を含む強酸のエステルであってもよ
い。
5℃の水溶液中でのpKaが5以下、好ましくは3以下
である。このようなpKa値を示す酸性化合物を用いる
ことにより、触媒として用いたアルカリ金属またはアル
カリ土類金属を中和することができ、得られるポリエス
テルカーボネートを安定化させることができるという利
点がある。
ウ酸亜鉛、リン酸ホウ素などのホウ素化合物、B(OC
H3)3 、B(OEt)3 、B(OPh)3 などのホウ酸
エステル、ステアリン酸アルミニウム、ケイ酸アルミニ
ウムなどのアルミニウム化合物、炭酸ジルコニウム、ア
ルコキシドジルコニウム、ヒドロキシカルボン酸ジルコ
ニウムなどのジルコニウム化合物、リン化ガリウム、ア
ンチモン化ガリウムなどのガリウム化合物、酸化ゲルマ
ニウム、有機ゲルマニウムなどのゲルマニウム化合物、
テトラおよびヘキサオルガノスズ、PhOSn(Bu)
2OSn(Bu)2OPhなどのスズ化合物、酸化アンチ
モン、アルキルアンチモンなどのアンチモン化合物、酸
化ビスマス、アルキルビスマスなどのビスマス化合物、
(CH3COO)2Zn 、ステアリン酸亜鉛などの亜鉛化
合物、アルコキシチタン、酸化チタンなどのチタン化合
物などを挙げることができる。
はエチル基、Buはブチル基を表わす。また、ブレンス
テッド酸化合物としては、具体的には、リン酸、亜リン
酸、次亜リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、ホウ酸、塩
酸、臭化水素酸、硫酸、亜硫酸、アジピン酸、アゼライ
ン酸、ドデカン二酸、L-アスコルビン酸、アスパラギン
酸、安息香酸、ギ酸、酢酸、クエン酸、グルタミン酸、
サリチル酸、ニコチン酸、フマル酸、マレイン酸、シュ
ウ酸、ベンゼンスルフィン酸、トルエンスルフィン酸お
よびベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリ
フルオロメタンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ス
ルホン化ポリスチレン、アクリル酸メチル- スルホン化
スチレン共重合体などのスルホン酸類の化合物等を挙げ
ることができる。
ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、p-トルエンスルホン酸の
メチル、エチル、ブチル、オクチルあるいはフェニルエ
ステル、ベンゼンスルホン酸のメチル、エチル、ブチ
ル、オクチル、フェニルエステルなどの酸残基部分のp
Kaが3以下の化合物が用いられる。
子、リン原子などを含有する酸性化合物が好ましく、特
にイオウ原子を含有する酸性化合物が好ましい。反応生
成物に加えられる酸性化合物は、反応生成物であるポリ
エステルカーボネートに加えることにより、残存するア
ルカリ性化合物による影響を中和あるいは弱めることが
できる量で用いられる。たとえば反応生成物であるポリ
エステルカーボネート中に残存するアルカリ金属化合物
および/またはアルカリ土類金属化合物1モルに対し
て、0.01〜500モル、好ましくは0.1〜100モ
ル、さらに好ましくは0.1〜50モル、特に好ましく
は0.5〜30モルの量で用いられる。
きいpKaを有するブレンステッド酸である場合には、
0.01〜500モル、好ましくは0.1〜50モル、さ
らに好ましくは0.1〜30モルの量で用いられ、また
酸性化合物が3以下のpKaを有するブレンステッド酸
あるいはイオウ原子を含む酸のエステルである場合に
は、0.01〜500モル、好ましくは0.1〜15モ
ル、さらに好ましくは0.1〜7モルの量で用いられ
る。
子中にエポキシ基を1個以上有する化合物が用いられ
る。その使用量は特に規制されないが、通常は、反応生
成物であるポリエステルカーボネート100重量部に対
して、0.0001〜0.2重量部、好ましくは0.00
1〜0.1重量部の量で用いられる。
には、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、フェニ
ルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、t-
ブチルフェニルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシク
ロヘキシルメチル3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキ
シレート、3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキシルメチ
ル3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキサンカルボキシレ
ート、2,3-エポキシシクロヘキシルメチル3,4-エポキシ
シクロヘキサンカルボキシレート、4-(3,4-エポキシ-5
-メチルシクロヘキシル)ブチル3,4-エポキシシクロヘ
キサンカルボキシレート、3,4-エポキシシクロヘキシル
エチレンオキシド、シクロヘキシルメチル3,4-エポキシ
シクロヘキサンカルボキシレート、3,4-エポキシ-6-メ
チルシクロヘキシルメチル-6-メチルシクロヘキサンカ
ルボキシレート、ビスフェノール−Aジグリシジルエー
テル、テトラブロモビスフェノール−Aグリシジルエー
テル、フタル酸のジグリシジルエステル、ヘキサヒドロ
フタル酸のジグリシジルエステル、ビス-エポキシジシ
クロペンタジエニルエーテル、ビス-エポキシエチレン
グリコール、ビス-エポキシシクロヘキシルアジペー
ト、ブタジエンジエポキシド、テトラフェニルエチレン
エポキシド、オクチルエポキシタレート、エポキシ化ポ
リブタジエン、3,4-ジメチル-1,2-エポキシシクロヘキ
サン、3,5-ジメチル-1,2-エポキシシクロヘキサン、3-
メチル-5-t-ブチル-1,2-エポキシシクロヘキサン、オク
タデシル-2,2-ジメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカ
ルボキシレート、N-ブチル-2,2-ジメチル-3,4-エポキシ
シクロヘキサンカルボキシレート、シクロヘキシル-2-
メチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレー
ト、N-ブチル-2-イソプロピル-3,4-エポキシ-5-メチル
シクロヘキサンカルボキシレート、オクタデシル-3,4-
エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、2-エチルヘ
キシル-3',4'-エポキシシクロヘキサンカルボキシレー
ト、4,6-ジメチル-2,3-エポキシシクロヘキシル-3',4'-
エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、4,5-エポキ
シ無水テトラヒドロフタル酸、3-t-ブチル-4,5-エポキ
シ無水テトラヒドロフタル酸、ジエチル4,5-エポキシ-
シス-1,2-シクロヘキサンジカルボキシレート、ジ-n-ブ
チル-3-t-ブチル-4,5-エポキシ-シス-1,2-シクロヘキサ
ンジカルボキシレート等が挙げられる。これらは単独で
用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
テルカーボネートに、酸性化合物と同時にエポキシ化合
物を添加すると、過剰に残存する酸性化合物がエポキシ
化合物と反応して中性化され、色調、耐熱性、耐水性な
どの優れたポリエステルカーボネートが得られる。
製造方法では、反応生成物として得られたポリエステル
カーボネートに、酸性化合物と必要に応じてエポキシ化
合物を加える方法に特に限定はなく、たとえば溶融状態
にあるポリエステルカーボネートに酸性化合物および必
要に応じてエポキシ化合物を加え混練してもよく、ポリ
エステルカーボネートの溶液に酸性化合物と必要に応じ
てエポキシ化合物を加え攪拌してもよい。
方法としては、さらに具体的には、重縮合反応が終了し
て得られる溶融状態にある反応器内または押出機内の反
応生成物であるポリエステルカーボネートに、直接酸性
化合物と必要に応じてエポキシ化合物を別々にあるいは
同時に加え混練する方法、得られたポリエステルカーボ
ネートをペレット化し、このペレットを酸性化合物と必
要に応じてエポキシ化合物とともに一軸または二軸押出
機などに供給して溶融混練する方法、得られたポリエス
テルカーボネートを適当な溶媒、たとえば塩化メチレ
ン、クロロホルム、トルエン、テトラヒドロフランなど
に溶解させて溶液を調製し、この溶液に酸性化合物と必
要に応じてエポキシ化合物を別々にまたは同時に加え攪
拌する方法などを挙げることができる。
物とエポキシ化合物とを添加する順序は、酸性化合物が
先であっても、エポキシ化合物が先であってもよい。本
発明では、得られたポリエステルカーボネートに、酸性
化合物およびエポキシ化合物に加えて、通常の耐熱安定
剤、チヌビン系紫外線吸収剤、離型剤、帯電防止剤、ス
リップ剤、アンチブロッキング剤、滑剤、防曇剤、染
料、顔料、天然油、合成油、ワックス、有機系充填剤、
無機系充填剤などを本発明の目的を損なわない範囲で配
合することができる。
には、たとえば、フェノール系安定剤、有機チオエーテ
ル系安定剤、有機ホスファイト系安定剤、ヒンダードア
ミン系安定剤、エポキシ系安定剤などを挙げることがで
きる。
n-オクタデシル-3-(4-ヒドロキシ-3',5'-ジ-t-ブチルフ
ェニル)プロピオネート、テトラキス[メチレン-3-
(3',5'-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオ
ネート]メタン、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキ
シ-5-t- ブチルフェニル)ブタン、ジステアリル(4-ヒ
ドロキシ-3-メチル-5-t- ブチル)ベンジルマロネー
ト、4-ヒドロキシメチル-2,6-ジ-t-ブチルフェノール等
が挙げられ、これらを単独で用いても2種以上混合して
用いてもよい。
ば、ジラウリル・チオジプロピオネート、ジステアリル
・チオジプロピオネート、ジミリスチル-3,3'-チオジプ
ロピオネート、ジトリデシル-3,3'-チオジプロピオネー
ト、ペンタエリスリトール- テトラキス-(β-ラウリル-
チオプロピオネート)などが挙げられ、これらを単独で
用いても2種以上混合して用いてもよい。
ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリチル
ジホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、ジフ
ェニルイソオクチルホスファイト、フェニルイソオクチ
ルホスファイト、2-エチルヘキシルジフェニルホスファ
イトなどのアリールアルキルホスファイト、トリメチル
ホスファイト、トリエチルホスファイト、トリブチルホ
スファイト、トリオクチルホスファイト、トリノニルホ
スファイト、トリデシルホスファイト、トリオクタデシ
ルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリチルジホ
スファイト、トリス(2-クロロエチル)ホスファイト、
トリス(2,3-ジクロロプロピル)ホスファイトなどのト
リアルキルホスファイト、トリシクロヘキシルホスファ
イトなどのトリシクロアルキルホスファイト、トリフェ
ニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリス
(エチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4-ジ-t-
ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニ
ル)ホスファイト、トリス(ヒドロキシフェニル)ホス
ファイトなどのトリアリールホスファイト、トリメチル
ホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホ
スフェート、トリオクチルホスフェート、トリデシルホ
スフェート、トリオクタデシルホスフェート、ジステア
リルペンタエリスリチルジホスフェート、トリス(2-ク
ロロエチル)ホスフェート、トリス(2,3-ジクロロプロ
ピル)ホスフェートなどのトリアルキルホスフェート、
トリシクロヘキシルホスフェートなどのトリシクロアル
キルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリク
レジルホスフェート、トリス(ノニルフェニル)ホスフ
ェート、2-エチルフェニルジフェニルホスフェートなど
のトリアリールホスフェートなどが挙げられ、これらを
単独で用いても2種以上混合して用いてもよい。
たとえば、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジ
ル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピ
ペリジル)セバケート、1-[2-{3-(3,5-ジ-t-ブチル-
4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]
-4-{3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プ
ロピオニルオキシ}-2,2,6,6-テトラメチルピペリジ
ン、8-ベンジル-7,7,9,9-テトラメチル-3-オクチル-1,
2,3-トリアザスピロ[4,5]ウンデカン-2,4-ジオン、4-
ベンゾイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、2
-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチ
ルマロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジ
ル)、テトラキス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジ
ル)1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレートなどが挙げ
られ、これらを単独で用いても2種以上混合して用いて
もよい。
ボネート100重量部に対して、0.001〜5重量
部、好ましくは0.005〜0.5重量部、さらに好まし
くは0.01〜0.3重量部の量で用いられることが望ま
しい。
てもよく、液体状で添加してもよい。このような耐熱安
定剤は、ポリエステルカーボネートが最終重合器から冷
却されてペレタイズされる間の溶融状態にある間に添加
することが好ましく、このようにするとポリエステルカ
ーボネートが受ける熱履歴回数が少ない。また、押出成
形やペレタイズなど再び加熱処理をする際には、ポリエ
ステルカーボネートは耐熱安定剤を含有しているので、
熱分解を抑制することができる。
際して、同時に紫外線吸収剤を添加することもできる。
このような紫外線吸収剤としては、一般的な紫外線吸収
剤でよく、特に限定されないが、たとえば、サリチル酸
系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベン
ゾトリアゾール系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系
紫外線吸収剤などを挙げることができる。
的には、フェニルサリシレート、p-t-ブチルフェニルサ
リシレートが挙げられる。ベンゾフェノン系紫外線吸収
剤としては、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒド
ロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2'-ジヒドロキシ
-4-メトキシベンゾフェノン、2,2'-ジヒドロキシ-4,4'-
ジメトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4- メトキシ
-2'-カルボキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4- メト
キシ-5-スルホベンゾフェノントリヒドレート、2-ヒド
ロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン、2,2',4,4'-テ
トラヒドロキシベンゾフェノン、4-ドデシロキシ-2-ヒ
ドロキシベンゾフェノン、ビス(5-ベンゾイル-4-ヒド
ロキシ-2-メトキシフェニル)メタン、2-ヒドロキシ-4-
メトキシベンゾフェノン-5-スルホン酸などが挙げられ
る。
は、2-(2'-ヒドロキシ-5'-メチル-フェニル)ベンゾト
リアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-t-ブチル-
フェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3'
-t-ブチル-5'-メチル- フェニル)-5-クロロベンゾトリ
アゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3',5'- ジ-t- ブチル-フ
ェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロ
キシ-5'-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-
(2'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-t-アミルフェニル)ベンゾ
トリアゾール、2-[2'-ヒドロキシ-3'-(3",4",5",6"-テ
トラヒドロフタルイミドメチル)-5'-メチルフェニル]
ベンゾトリアゾール、2,2'-メチレンビス[4-(1,1,3,3
-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-
イル)フェノール]などを挙げることができる。
は、2-エチルヘキシル-2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリ
レート、エチル-2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリレート
などを挙げることができる。これらを単独で用いても、
2種以上混合して用いてもよい。
ーボネート100重量部に対して、通常0.001〜5
重量部、好ましくは0.005〜1.0重量部、さらに好
ましくは0.01〜0.5重量部の量で用いられる。
剤を添加するに際して、同時に離型剤を添加することも
できる。このような離型剤としては、一般的な離型剤で
よく、特に限定されない。たとえば、炭化水素系離型剤
としては、天然、合成パラフィン類、ポリエチレンワッ
クス類、フルオロカーボン類などを挙げることができ
る。
ヒドロキシステアリン酸などの高級脂肪酸、オキシ脂肪
酸類などを挙げることができる。脂肪酸アミド系離型剤
としては、ステアリン酸アミド、エチレンビスステアロ
アミドなどの脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミ
ド類などを挙げることができる。
アルコール、セチルアルコールなどの脂肪族アルコー
ル、多価アルコール、ポリグリコール、ポリグリセロー
ル類などを挙げることができる。
ステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレー
トなどの脂肪族酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価
アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル類
などを挙げることができる。
オイル類などを挙げることができる。これらは単独で用
いても、2種以上混合して用いてもよい。これらの離型
剤は、ポリエステルカーボネート100重量部に対し
て、通常0.001〜5重量部、好ましくは0.005〜
1重量部、さらに好ましくは0.01〜0.5重量部の量
で用いられる。
に際して、同時に着色剤を添加することもできる。この
ような着色剤としては、顔料であってもよく、染料であ
ってもよい。着色剤には、無機系と有機系の着色剤があ
るが、どちらを使用してもよく、また、組み合わせて用
いてもよい。
チタン、ベンガラなどの酸化物、アルミナホワイトなど
の水酸化物、硫化亜鉛などの硫化物、セレン化物、紺青
などのフェロシアン化物、ジンククロ メート、モリブ
デンレッドなどのクロム酸塩、硫酸バリウムなどの硫酸
塩、炭酸カルシウムなどの炭酸塩、群青などの硅酸塩、
マンガンバイオレットなどのリン酸塩、カーボンブラッ
クなどの炭素、ブロンズ粉やアルミニウム粉などの金属
粉着色剤などが挙げられる。
トールグリーンBなどのニトロソ系、ナフトールイエロ
ーSなどのニトロ系、リソールレッドやボルドー10
B、ナフトールレッド、クロモフタールイエローなどの
アゾ系、フタロシアニンブルーやファストスカイブルー
などのフタロシアニン系、インダントロンブルーやキナ
クソドンバイオレット、ジオクサジンバイオレットなど
の縮合多環系着色剤などが挙げられる。
わせて用いてもよい。これらの着色剤は、ポリエステル
カーボネート100重量部に対して、通常1×10-6〜
5重量部、好ましくは1×10-5〜3重量部、さらに好
ましくは1×10-5〜1重量部の量で用いられる。
れたポリエステルカーボネートに、酸性化合物と必要に
応じてエポキシ化合物とを添加した後に、減圧処理を施
すことが好ましい。
理装置は特に限定されないが、たとえば、減圧装置付反
応器が用いられてもよく、減圧装置付押出機が用いられ
てもよい。
器、横型槽型反応器いずれでもよく、好ましくは横型槽
型反応器が好ましく用いられる。減圧処理を上記のよう
な反応器において行なう際は、圧力0.05〜750mm
Hg好ましくは 0.05〜5mmHgの条件下で行なわ
れる。
なう場合には、10秒〜15分間程度、また反応器を用
いる場合には、5分〜3時間程度の時間で行なうことが
好ましい。また減圧処理は、240〜350℃程度の温
度で行なうことが好ましい。
は、ベント付の一軸押出機、二軸押出機いずれが用いら
れてもよく、押出機で減圧処理をしながらペレタイズす
ることもできる。
減圧処理は、圧力1〜750mmHg好ましくは5〜70
0mmHgの条件下で行なわれる。このようにして反応生
成物であるポリエステルカーボネートに、酸性化合物と
必要に応じてエポキシ化合物を添加した後に、減圧処理
を施すと、残留モノマーやオリゴマーを低減させたポリ
エステルカーボネートを得ることができる。
製造方法では、上記したような芳香族ジヒドロキシ化合
物[A]と、ジカルボン酸化合物[B]と、炭酸ジエス
テル[C]とを溶融重縮合させているので、耐衝撃性な
どの機械的特性に優れ、透明性、耐水性、溶融安定性に
優れるとともに、とくに耐熱性に優れたポリエステルカ
ーボネートを製造することができる。
融重合法によってポリエステルカーボネートを製造して
いるので、ポリエステルカーボネートを、ホスゲンを用
いることなく、しかも効率よく製造することができる。
特性に優れ、透明性、耐水性、溶融安定に優れるととも
に、とくに耐熱性に優れたポリエステルカーボネート
を、ホスゲンを用いることなく製造することができる。
成形品質に優れたポリエステルカーボネート成形品を形
成しうる。また、とくに耐熱性に優れたポリエステルカ
ーボネートの成形品を提供しうるので、焼付塗装して仕
上げるヘッドランプなどの自動車部品などに好適に使用
できる。
発明はこれら実施例に限定されるものではない。
カーボネート組成物およびその成形体の物性は、下記の
ようにして測定した。
℃でウベローデ粘度計を用いて測定した。
いて、日本電色工業(株)のColorand Defference Mete
rND-1001 DP を用い、透過法で測定したX値、Y値、Z
値から、次式によって算出した。
工業(株)のNDH-200を用いて測定した。
て、日本電色工業(株)のNDH-200を用いて測定した。 アイゾット衝撃強度;ASTM D256に準拠して、63.5
×12.7×2mm(後ノッチ)の射出試験片を用いて測
定した。
ー社製 MODEL DSC-2示差走査熱量計を用いて、10℃/
分の昇温速度で樹脂の示差熱分析を行って求めた。
インチの射出試験片について、264psiの荷重をか
けて測定した。
スリアクター中に、ビスフェノールA(BPA)137
g(0.60モル)と、テレフタル酸ジフェニルエステ
ル19g(0.06モル)と、ジフェニルカーボネート
144g(0.67モル)とホウ酸0.93mg(0.25
×10-4モル/BPA 1モル)とを装入し、N2雰囲
気下、180℃で加熱し、30分間攪拌した。その後、
テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの15%
水溶液136.5mg(2.5×10-4モル/BPA1モ
ル)と水酸化ナトリウム0.024mg(0.01×10-4
モル/BPA 1モル)とを加えて、さらにN2雰囲気
下、180℃で30分間加熱し、エステル交換反応を行
った。
mmHgまで減圧し1時間、さらに240℃まで昇温し、
200mmHgで20分、徐々に150mmHgまで減圧し
20分、さらに100mmHgまで減圧し20分、15mm
Hgまで減圧し30分間反応させた後、270℃に昇温
し、最終的に0.5mmHgまで減圧して2.5時間反応さ
せ、[IV]が0.53dl/gのポリエステルカーボネ
ートを得た。
を、表1に示した。
酸化合物として、表1に示すような化合物を表1に示す
ような量で用いる他は実施例1と同様にしてポリエステ
ルカーボネートを得た。
を、表1に示した。
合物を用いない以外は、実施例1と同様にしてポリカー
ボネートを得た。
Claims (4)
- 【請求項1】 [A]下記一般式[I]で表される芳香族
ジヒドロキシ化合物と、 [B]下記一般式[II]で表されるジカルボン酸化合物
と、 [C]炭酸ジエステルとを、 芳香族ジヒドロキシ化合物1総量モルに対して、10-8
〜10-3モルの量の(a)アルカリ金属化合物および/ま
たはアルカリ土類金属化合物を含有する触媒の存在下に
溶融重縮合させ、得られた反応生成物に、酸性化合物お
よび必要に応じてエポキシ化合物を添加することを特徴
とするポリエステルカーボネートの製造方法。 【化1】 R1およびR2は水素原子または1価の炭化水素基であ
り、R3は2価の炭化水素基である。またR4、R5は、
ハロゲンまたは1価の炭化水素基であり、これらは、同
一であっても異なっていてもよい。p、qは0〜4の整
数を表す。) 〔B〕−(COOR6)2 …[II] (式中、Bは、芳香族または脂環族炭化水素基であり、
R6は水素、アルキル基、フェニル基である。)。 - 【請求項2】 [A]上記一般式[I]で表される芳香族
ジヒドロキシ化合物と、 [B]上記一般式[II]で表されるジカルボン酸化合物
と、 [C]炭酸ジエステルとを、 芳香族ジヒドロキシ化合物総量1モルに対して、10-8
〜10-3モルの量の(a) アルカリ金属化合物および/ま
たはアルカリ土類金属化合物を含む触媒の存在下に溶融
重縮合させ、得られた反応生成物に、酸性化合物および
必要に応じてエポキシ化合物を添加した後、該反応生成
物に減圧処理を施すことを特徴とするポリエステルカー
ボネートの製造方法。 - 【請求項3】 ジカルボン酸化合物として、 [B]上記一般式[II]で表されるジカルボン酸化合物
とともに、 脂肪族ジカルボン酸および/またはそのエステルを用い
ることを特徴とする請求項1または2に記載のポリエス
テルカーボネートの製造方法。 - 【請求項4】 触媒として、(a) アルカリ金属化合物およ
び/またはアルカリ土類金属化合物とともに、 (b) 含窒素塩基性化合物 および/または (c) ホウ酸またはホウ酸エステル を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記
載の共重合ポリエステルカーボネートの製造方法。
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JP03113493A JP3112498B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ポリエステルカーボネートの製造方法 |
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ID=14613709
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1991
- 1991-05-17 JP JP03113493A patent/JP3112498B2/ja not_active Expired - Lifetime
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