JP3491000B2 - 高分子量ポリカーボネートの製造方法 - Google Patents
高分子量ポリカーボネートの製造方法Info
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Description
スホニウムカルボン酸塩又はその誘導体と(1)アルカ
リ金属及び/又はアルカリ土類金属化合物又はその誘導
体又は(2)低活性アルカリ金属塩又はその誘導体とを
含む触媒系を用いて、溶融法で高分子量ポリカーボネー
トを製造する方法に関する。このポリカーボネートは枝
分れ副生物の含有量が少なく、加工特性が良好である。
ートは、二価化合物(例えばビスフェノールA)の水溶
液とハロゲン化カルボニル(例えばホスゲン)を含有す
る有機溶剤(例えばジクロロメタン)とを混合すること
によって合成されている。非混和性の有機相と水性相を
混合すると、相界面で二価化合物がハロゲン化カルボニ
ルと反応する。通例、第三アミンなどの相間移動触媒を
水性相に添加して反応を促進する。この合成方法は一般
にポリカーボネート製造のための「界面」合成法として
知られている。
の固有の短所を有する。第一に、反応体としてホスゲン
を要するプロセスを操業するのは、明らかに安全性の問
題があるので不利である。第二に、大量の有機溶剤を用
いる必要のあるプロセスを操業するのは、環境への悪影
響を防ぐため経費のかかる予防措置を講じなければなら
ないので不利である。第三に、界面法は比較的大規模な
装置及び設備投資を要する。第四に、界面法で製造した
ポリカーボネートは、色にばらつきがみられ、粒状物の
含有量が高く、腐食の原因となり得る塩素含有量が高く
なる傾向がある。
ラントでは、炭酸ジエステル(例えばジフェニルカーボ
ネート)を二価化合物(例えばビスフェノール−A)と
縮合させるエステル交換反応によってポリカーボネート
の合成が行われている。この反応は、無溶剤で実施さ
れ、減圧高温下で反応体を混合し、同時に反応で生じた
フェノールを蒸留することによって反応を推進して完了
へと導く。この合成法は一般に「溶融」法と呼ばれる。
溶融法は、ホスゲンを用いず、溶剤を必要とせず、装置
が小規模ですむので、界面法よりも優れている。さら
に、溶融法で製造したポリカーボネートは反応体由来の
塩素不純物を含まず、粒状物含有レベルが低く、色のば
らつきが少ない。そこで工業生産プロセスには溶融法を
用いるのが極めて望ましい。
では、アルカリ金属水酸化物、特に水酸化ナトリウムが
重合触媒として用いられる。アルカリ金属水酸化物は有
用な重合触媒であるが、副反応も惹起して枝分れ副生物
を生ずる。そのため、ポリカーボネートの溶融挙動が変
化して加工が困難になるおそれがある。
ポリカーボネートを溶融法で製造することが必要とされ
ている。副生物含有量の低減したポリカーボネートは改
善された性質、例えば優れた延性や加工特性を有する。
(a)〜(c)を含んでなる、溶融法によるポリカーボ
ネートの製造方法に関する。 (a)二価フェノールと炭酸ジエステルとをメルトの形
成に十分な温度で十分な時間溶融させ、しかる後メルト
に二価フェノール1モル当たり約1.0×10-5〜5.
0×10-4モルのテトラオルガノホスホニウムカルボン
酸塩又はその誘導体と(1)二価フェノール1モル当た
り約1.0×10-7〜1.0×10-6モルのアルカリ金
属及び/又はアルカリ土類金属化合物又はその誘導体又
は(2)二価フェノール1モル当たり約0.5×10-6
〜5.0×10-6モルの低活性アルカリ金属及び/又は
アルカリ土類金属誘導体とを含む触媒組成物を導入する
段階、 (b)段階(a)の生成物を、約210〜260℃の温
度に維持した第1オリゴマー化反応器と約250〜29
0℃の温度に維持した第2オリゴマー化反応器とが直列
した2つの連続オリゴマー化反応器からなる2段階反応
系で、オリゴマー化する段階、及び (c)段階(b)の生成物を、約290〜315℃の温
度に維持した第1重合反応器と約290〜310℃の温
度に維持した第2重合反応器とが直列した2つの連続重
合反応器からなる2段階重合系で、重合する段階。
だもので、さらに驚くべき特性をもたらす。
び実施例を参照することにより、本発明の理解を深める
ことができよう。
・説明するに当たり、本発明は特定の合成法や特定の組
成自体に限定されるものではなく、当然ながら種々異な
る形態をとり得ることを理解されたい。また、本明細書
中で用いる用語は特定の実施形態を説明するためのもの
にすぎず、限定のためのものでないことも理解された
い。
語を用いるが、以下の意味をもつものと定義される。
係から明らかでない限り、複数の場合も含めて意味す
る。
その用語に続いて記載された事象又は状況が起きても起
きなくてもよいことを意味しており、かかる記載はその
事象又は状況が起きた場合と起こらない場合とを包含す
る。
ート」という用語は、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化
合物とのエステル交換で合成されたポリカーボネートを
いう。
ルA、つまり2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパンと定義される。
う用語と「二価フェノール」という用語は同義である。
は、炭酸ジエステルと二価フェノールとの溶融縮合によ
ってポリカーボネートを製造する方法をいう。
塩」という用語は、その化合物がエステル交換反応活性
を呈するが、同一条件下でのNaOHよりも活性が低
く、同一条件下での副生物の生成(特にフリース形成)
を避ける選択性がNaOHよりも高いことを意味する。
カーボネートを製造する方法であって、アルカリ金属及
び/又はアルカリ土類金属化合物又はその誘導体とテト
ラオルガノホスホニウムカルボン酸塩又はその誘導体と
を含む触媒組成物を添加する段階を含んでなる方法に関
する。本発明のこの態様は上記方法で製造したポリカー
ボネートにも関する。
ーボネートを製造する方法であって、低活性アルカリ金
属塩基又はその誘導体とテトラオルガノホスホニウムカ
ルボン酸塩又はその誘導体とを添加する段階を含んでな
る方法に関する。本発明のこの態様は上記方法で製造し
たポリカーボネートにも関する。
で、副反応生成物(特にフリース生成物)の低減したポ
リカーボネートが生じ、その結果、加工特性に優れた生
成物が得られるという意外な知見を得た。具体的には、
ある条件下で(1)テトラオルガノホスホニウムカルボ
ン酸塩又はその誘導体とアルカリ金属及び/又はアルカ
リ土類金属化合物又は(2)テトラオルガノホスホニウ
ムカルボン酸塩と低活性アルカリ金属塩又は誘導体とを
含む触媒組成物を添加する段階を含んでなる本発明の方
法により、高分子量、好ましくは数平均分子量(Mn)
約7000を上回るポリカーボネートが生成するのに対
して、アルカリ金属塩基もしくはその誘導体又は低活性
アルカリ金属塩もしくはその誘導体を加えずにテトラオ
ルガノホスホニウムカルボン酸塩を添加しても、同一条
件下で高分子量増大は起こらないという予想外の知見を
得た。また、本発明の処理条件及び触媒組成物は、テト
ラアルキルアンモニウム系化合物とアルカリ金属触媒と
の組合せに比べ、枝分かれ副反応生成物が低減するとい
う予想外の知見も得た。
ニクスグレードのテトラオルガノホスホニウムカルボン
酸塩、例えばTBPA(Cl-約1000ppm未満、
Na約100ppm未満の純度)を、約280〜320
℃の高温及び高純度モノマー(二価フェノール1モル当
たりのナトリウム含有量0.5×10-7モル未満)との
組合せで用いるには、助触媒の添加が必要となるという
意外な知見を得た。また、テトラオルガノホスホニウム
カルボン酸塩は、約240℃を超える処理温度で時間が
約60分を超えると分解することが判明した。例えば、
温度が約240℃を超えると、テトラブチルホスホニウ
ムイオンはかなりの割合で分解し始め、約260℃を超
える温度では時間が約60分を超えるとテトラブチルホ
スホニウムイオンは完全に分解し、最終ポリマーのMn
は7000未満となる。そのため、高温で短時間のうち
に反応を行うには、分子量増成のため追加のアルカリ金
属触媒を用いる必要がある。さらに、助触媒としてテト
ラアルキルアンモニウム塩の代わりにテトラオルガノホ
スホニウムカルボン酸塩を用いると、アルカリ金属及び
/又はアルカリ土類金属化合物を低濃度で使用できると
いう予想外の知見を得た。
例、界面法で製造したポリカーボネートよりもフリース
含有量が高い。本明細書中で用いる「フリース」という
用語は、ポリカーボネート中の次式(I)の繰返し単位
をいう。
価炭化水素基を表し、環構造を形成していてもよい。R
eは二価炭化水素基である。
などの性能特性を低下させるため、ポリカーボネート生
成物中のフリース含有量が低いことが極めて望ましい。
フリース含有量が高いと延性が低下する。溶融法でポリ
カーボネートを製造すると、フリース生成物が生じる。
二価フェノールは次の一般式で表される。
基及び一価炭化水素オキシ基から選択され、R1は独立
にハロゲン、一価炭化水素基及び一価炭化水素オキシ基
から選択され、Wは二価炭化水素基及び以下の基から選
択される。
数から選択され、bは0又は1である。
は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラ
ルキル基及びアルカリール基がある。好ましいアルキル
基は炭素原子数1〜約12のものである。好ましいシク
ロアルキル基は環炭素原子数4〜約8のものである。好
ましいアリール基は環炭素原子数6〜12のもの、すな
わちフェニル、ナフチル及びビフェニルである。好まし
いアルカリール基及びアラルキル基は炭素原子数7〜約
14のものである。
子は塩素及び臭素である。
レン基、アルキリデン基、シクロアルキレン基及びシク
ロアルキリデン基がある。好ましいアルキレン基は炭素
原子数2〜約30のものである。好ましいアルキリデン
基は炭素原子数1〜約30のものである。好ましいシク
ロアルキレン基及びシクロアルキリデン基は環炭素原子
数6〜約16のものである。
基は式−OR2で表すことができ、R2は上述した種類の
一価炭化水素基である。好ましい一価炭化水素オキシ基
はアルコキシ基及びアリールオキシ基である。
2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−
ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス
(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロ
ヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デ
カン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロデ
カン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキ
シフェニル)シクロドデカン、4,4−ジヒドロキシフ
ェニルエーテル、4,4−チオジフェノール、4,4−
ジヒドロキシ−3,3−ジクロロジフェニルエーテル、
4,4−チオジフェノール、4,4−ジヒドロキシ−
3,3−ジクロロジフェニルエーテル、4,4−ジヒド
ロキシ−2,5−ジヒドロキシジフェニルエーテル、B
PI、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−
フェニルエタン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒド
ロキシフェニル)−1−フェニルエタン及びこれらの混
合物があるが、これらに限定されない。一実施形態で
は、ポリカーボネート中の二価フェノール残基は100
モル%BPA由来の残基からなる。
枝分れポリカーボネートの重合に用いられる適当な多官
能性化合物には、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシ
フェニル)エタン、4−[4−[1,1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)−エチル]−ジメチルベンジル]、
無水トリメリト酸、トリメリト酸又はこれらの酸塩化物
誘導体があるが、これらに限定されない。
いが、炭酸ジアリール化合物、炭酸ジアルキル化合物及
び炭酸アルキルアリール化合物を始めとする様々な化合
物を使用し得る。適当な炭酸ジエステルには、ジフェニ
ルカーボネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)カー
ボネート、ビス(2,4−ジクロロフェニル)カーボネ
ート、ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)カーボ
ネート、ビス(2−シアノフェニル)カーボネート、ビ
ス(o−ニトロフェニル)カーボネート、ジトリルカー
ボネート、m−クレゾールカーボネート、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及びこれらの
混合物があるが、これらに限定されない。これらのう
ち、ジフェニルカーボネートが好ましい。これらの化合
物の2種以上を用いる場合には、その一つがジフェニル
カーボネートであるのが好ましい。
使用し得る。適当な末端封鎖剤には、一価芳香族ヒドロ
キシ化合物、一価芳香族ヒドロキシ化合物のハロホルメ
ート誘導体、一価カルボン酸、一価カルボン酸のハロゲ
ン化物誘導体及びこれらの混合物がある。
tert−ブチルフェノール、p−クミルフェノール、
p−クミルフェノールカーボネート、ウンデカン酸、ラ
ウリン酸、ステアリン酸、フェニルクロロホルメート、
t−ブチルフェニルクロロホルメート、p−クミルクロ
ロホルメート、クロマンクロロホルメート、オクチルフ
ェニル、ノニルフェニルクロロホルメート又はこれらの
混合物があるが、これらに限定されない。
ル1モル当たり好ましくは約0.01〜約0.20モ
ル、さらに好ましくは約0.02〜約0.15モル、さ
らに一段と好ましくは約0.02〜約0.10モルの量
で存在する。
種以上のアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属化合
物を含有する。これらの化合物は、好ましくはアルカリ
金属及びアルカリ土類金属の誘導体の形態、例えば有機
酸塩、無機酸塩、酸化物、水酸化物、水素化物、アルコ
ラート又はこれらの混合物の形態で用いられる。アルカ
リ金属及び/又はアルカリ土類金属化合物をテトラオル
ガノホスホニウムカルボン酸塩と組合せて使用すると、
アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属化合物の必要
量が従来溶融法でのポリカーボネートの製造に用いられ
てきた量よりも少なくてすむことが判明した。具体的に
は、テトラオルガノホスホニウムカルボン酸塩又はその
誘導体を使用すると、TMAHのようなテトラアルキル
アンモニウム化合物を使用したときよりも少量のアルカ
リ金属及び/又はアルカリ土類金属化合物で、同じ分子
量のものを生成させることができ、しかもフリース生成
量が格段に低いという予想外の知見を得た。
化合物には、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及びこれらの混合物がある
が、これらに限定されない。
金属化合物には、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
トロンチウム及びこれらの混合物があるが、これらに限
定されない。
リ金属及び/又はアルカリ土類金属化合物の代わりにN
aOHよりも選択性に優れた低活性アルカリ金属塩をテ
トラオルガノホスホニウムカルボン酸塩又はその誘導体
との組合せで使用して、良好な分子量増成を達成する。
適当な低活性アルカリ金属塩には、ホウ酸アルカリ金属
塩とEDTAとの錯体、エチレンジアミン四酢酸のアル
カリ金属及び/又はアルカリ土類金属塩、ニトリロ三酢
酸のアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属塩、及び
これらの混合物、アリールスルホン酸のアルカリ金属
塩、及び不揮発性酸のアルカリ金属塩があるが、これら
に限定されない。数多くの有用な塩がフリースのような
副生物の形成に関してNaOHよりも格段に優れた選択
性を示すが、かかる選択性の高い塩の多くがNaOHよ
りも重合活性が低いことが判明した。本発明では、テト
ラオルガノホスホニウムカルボン酸塩と低活性金属塩と
の組合せで、効率的な分子量増成を達成でき、フリース
のような副反応生成物の生成が格段に低減するという追
加の利点も得られることが判明した。低活性塩を使用す
るとフリース選択率が改善されるという利点がある。
体例には、ホウ酸ナトリウム/EDTAのようなホウ酸
アルカリ金属塩とEDTAとの錯体並びにEDTA二ナ
トリウムマグネシウムがあるが、これらに限定されな
い。その他の適当な低活性アルカリ金属塩には、溶融重
合触媒として適したイオウのオキソ酸のアルカリ金属塩
があり、その具体例には、特に限定されないが、亜硫酸
ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリ
ウム、チオ硫酸ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウム及
びこれらの混合物があるが、好ましくは亜硫酸ナトリウ
ム、メタ重亜硫酸ナトリウム及びこれらの混合物であ
り、さらに一段と好ましくはメタ重亜硫酸ナトリウムで
ある。
誘導体としては、特に限定されないが、アリールスルホ
ン酸のアルカリ金属塩がある。適当なアリールスルホン
酸のアルカリ金属塩には、特に限定されないが、トシル
酸ナトリウム、トシル酸リチウム、トシル酸カリウム及
びトシル酸セシウムのようなp−トルエンスルホン酸の
アルカリ金属塩があるが、好ましくはトシル酸セシウム
である。
て、不揮発性酸のアルカリ金属塩がある。「不揮発性」
とは、その化合物が蒸気圧も既知の沸点ももたないこと
を意味する。具体的には、これらの化合物は、ポリカー
ボネートの溶融重合が実施される典型的温度で揮発性で
ない。本発明の好ましい不揮発性酸の塩には、亜リン酸
のアルカリ金属塩、亜リン酸のアルカリ土類金属塩、リ
ン酸のアルカリ金属塩、リン酸のアルカリ土類金属塩が
ある。適当な不揮発性酸の塩には、NaH2PO3、Na
H2PO4、Na2H2PO3、KH2PO4、CsH2P
O4、Cs2H2PO4及びこれらの混合物があるが、これ
らに限定されない。一実施形態では、不揮発性酸の塩は
CsH2PO4である。
金属及び/又はアルカリ土類金属化合物又はその誘導体
又は(2)低活性アルカリ土類金属塩に加えて、テトラ
オルガノホスホニウムカルボン酸塩又はその誘導体を含
む。テトラオルガノホスホニウムカルボン酸塩又はその
誘導体の例には、酢酸テトラメチルホスホニウム、酢酸
テトラエチルホスホニウム、酢酸テトラプロピルホスホ
ニウム、酢酸テトラブチルホスホニウム、酢酸テトラペ
ンチルホスホニウム、酢酸テトラヘキシルホスホニウ
ム、酢酸テトラヘプチルホスホニウム、酢酸テトラオク
チルホスホニウム、酢酸テトラデシルホスホニウム、酢
酸テトラドデシルホスホニウム、酢酸テトラトリルホス
ホニウム、酢酸テトラフェニルホスホニウム、安息香酸
テトラメチルホスホニウム、安息香酸テトラエチルホス
ホニウム、安息香酸テトラプロピルホスホニウム、安息
香酸テトラフェニルホスホニウム、ギ酸テトラメチルホ
スホニウム、ギ酸テトラエチルホスホニウム、ギ酸テト
ラプロピルホスホニウム、ギ酸テトラフェニルホスホニ
ウム、プロピオン酸テトラメチルホスホニウム、プロピ
オン酸テトラエチルホスホニウム、プロピオン酸テトラ
プロピルホスホニウム、酪酸テトラメチルホスホニウ
ム、酪酸テトラエチルホスホニウム及び酪酸テトラプロ
ピルホスホニウム及びこれらの混合物が挙げられるが、
これらに限定されない。
ウムカルボン酸塩又はその誘導体は酢酸テトラブチルホ
スホニウム(TBPA)である。
オリゴマー化段階及び(c)重合段階を含む。溶融段階
では、容器内で炭酸ジエステルと二価フェノールからな
る反応体を約160〜190℃の温度で、好ましくは窒
素のような不活性ガスのブランケット下で溶融する。溶
融段階では、適当なテトラオルガノホスホニウムカルボ
ン酸塩又はその誘導体と(1)アルカリ金属及び/又は
アルカリ土類金属化合物又はその誘導体又は(2)低活
性アルカリ金属塩又はその誘導体とを含む触媒組成物を
容器に導入する。これらの触媒は同時に添加してもよい
し、別々に添加してもよい。
す。オリゴマー段階は、好ましくは直列した2つの連続
反応器を備える。第1オリゴマー化反応器は約210〜
260℃、好ましくは約230〜250℃の温度、及び
約200〜50torr、好ましくは約150〜120
torr、さらに好ましくは約130torrの圧力に
維持される。第1オリゴマー化反応器における滞留時間
は好ましくは約1時間未満、さらに好ましくは約45〜
30分、さらに一段と好ましくは約30分である。第1
反応器で得られる生成物は、好ましくは約2500未満
の数平均分子量(Mw)及びポリカーボネートを基準に
して約100ppm未満の枝分れ副生物レベルを有す
る。第1反応器での滞留時間の完了後、生成物を第2反
応器に移す。
orr未満の減圧下で、温度を約250〜290℃、好
ましくは約270〜280℃に維持する。第2オリゴマ
ー化反応器における滞留時間は好ましくは約1時間未
満、さらに好ましくは約30〜45分である。第2オリ
ゴマー化反応器で得られる生成物のMwは好ましくは約
3000〜7500であり、末端封鎖レベル([(末端
封鎖モル数−OHモル数)/末端封鎖全モル数]×10
0)は好ましくは約60%を上回るが、この値は初期化
学量論に応じて変動する。第2オリゴマー化反応器の生
成物の枝分れ副生物は、ポリカーボネートを基準にして
好ましくは約500ppm未満である。
段階に移す。一実施形態では、重合段階は、第1重合反
応器と第2重合反応器とが直列した2つの連続反応器を
備える。代替的な実施形態では、重合段階は回分式反応
器において段階的に圧力を下げながら温度を上昇させて
実施することもできる。
では、重合段階は温度約280〜320℃、さらに好ま
しくは約290〜310℃、及び約10〜0.01to
rr、さらに好ましくは約2〜0.1torrの減圧に
維持される。反応器での滞留時間は好ましくは約10〜
90分である。
では、第1重合反応器は温度約300〜315℃、及び
約2〜0.1torr、好ましくは約1〜0.1tor
rの減圧に維持される。第2反応器での滞留時間は好ま
しくは約5〜30分である。第1反応器で得られる材料
のMwは好ましくは約15000〜20000付近、さ
らに好ましくは約18000である。
を第2重合反応器に移す。第2重合反応器は温度約28
5〜310℃、及び約0.2torrの減圧に維持され
る。第2反応器での滞留時間は好ましくは約5〜25分
である。第2反応器を出た時点で、枝分れ副生物は好ま
しくは約3000ppm未満である。
アルカリ土類金属化合物を使用する場合、該化合物は好
ましくは二価フェノール1モル当たり1.0×10-6モ
ル〜約1.0×10-7モルの量で用いられる。低活性ア
ルカリ土類金属触媒を使用する場合、該化合物は好まし
くは二価フェノール1モル当たり0.1×10-6モル〜
約5.0×10-6モルの量で用いられる。
又はその誘導体は、好ましくは二価フェノール1モル当
たり約5.0×10-4モル〜約1.0×10-5モルの量
で存在する。触媒は様々な形態で添加し得る。触媒を粉
末のような固体として添加してもよいし、或いは水やア
ルコールのような溶剤に溶解してもよい。
リカーボネート生成物に添加剤を添加してもよい。添加
剤には、様々な目的のためポリカーボネートに通常添加
されている広範な物質が包含される。具体例としては、
熱安定剤、エポキシ化合物、紫外線吸収剤、離型剤、着
色剤、帯電防止剤、スリップ剤、粘着防止剤、滑剤、曇
り防止剤、天然油、合成油、ワックス、有機充填材、難
燃剤、無機充填材その他周知の種類の添加剤が挙げられ
る。
反応器が通常の攪拌能力を有する限り、特に制限されな
い。反応系の粘度は反応後期に増大するので、反応器は
高粘度条件下で攪拌できるものが好ましい。
リスチレン、ポリスルホネート、ポリアミド及びポリフ
ェニレンエーテルを始めとする他のポリマーとブレンド
することも可能である。
方法をどのように実施し評価するか当業者に十分に示す
ため実施例を開示するが、これらは本発明者らが発明と
把握しているものの技術的範囲を限定するものではな
い。数値(例えば量、温度など)に関しては正確を期し
たが、若干の誤差や偏差はあるであろう。特記しない限
り、部は重量部であり、温度は℃単位である。
載し、溶融重合で合成したポリカーボネートのGPC分
析で求めた。ポリスチレン標準を用いて汎用校正曲線を
作成し、この校正曲線にMark−Houwink式を
用いればポリカーボネートの分子量を求めることができ
る。カラムの温度は25℃、移動相はクロロホルムであ
った。
スで測定し、ppm単位で示す。表1に示す溶融法ポリ
カーボネートの各々について、以下の通りフリース含有
量を決定した。まず、0.50gのポリカーボネートを
5.0mlのTHF(内部標準としてp−テルフェニル
を含む)に溶解した。次に、この記溶液に18%KOH
メタノール溶液3.0mlを加えた。得られた混合物を
その温度で2時間攪拌した。次に、1.0mlの酢酸を
加えて、混合物を5分間攪拌した。1時間放置して酢酸
カリウムを結晶化させた。固形物を濾別し、得られた濾
液を、p−テルフェニルを内部標準として用いた液体ク
ロマトグラフィーで分析した。
PAを高温及び純粋モノマーとの組合せで用いると、適
度な分子量に増成せしめるには追加のアルカリ金属触媒
の添加が必要とされることを示している。
性に優れた低活性アルカリ金属塩と共に用いると、良好
な分子量増成及び低いフリースレベルが得られることを
示している。
BPAと組合せると良好な分子量増成が達成されること
を示している。
製したか説明する。残りの試料は、特記した点以外は全
く同一の手順で調製した。
製回分式反応器で以下の反応を実施した。ガラス反応器
表面は酸洗浄して濯いだ後70℃で一晩乾燥することに
よって不動態化し、使用時まで覆いをして保存した。
砂浴を用いて維持し、反応器と砂浴の界面近くで測定し
た。反応器の圧力は、留出液回収用フラスコの下流の真
空ポンプへの窒素抽気によって制御し、比較的高い圧力
(760〜40mmHg)では水銀気圧計を用い、比較
的低い圧力(40〜1mmHg)ではEdwards製
ピラニ真空計を用いて測定した。
テトラブチルホスホニウム(SACHEM社製、1.3
2×10-4)及びNaOH(J.T.BAKER社製、
5.00×10-7モル)は、18MΩの水で適正な濃度
(0.220MのTMAH又はTBPH、及び1.00
×10-3MのNaOH)に希釈することで調製した。そ
の他の触媒は、適正な濃度となるように18MΩの水に
溶解することで調製した。触媒又は不純物のレベルを上
げる必要があるときは、注入体積が一定に保たれるよう
に触媒溶液の濃度を高めた。
570モルのBPA及び0.7096モルのジフェニル
カーボネートを仕込んだ。次いで、反応器を組み立てて
密閉し、雰囲気を3度窒素置換した。最後の窒素置換に
よって、反応器をほぼ大気圧とし、180℃の流動浴に
沈めた。5分後に、250rpmで攪拌を開始した。さ
らに10分後、反応体は完全に溶融し、均質混合物をな
していると思われた。水酸化テトラメチルアンモニウム
(TMAH、1.32×10-4モル)及び水酸化ナトリ
ウム(NaOH、5.00×10-7モル)を18MΩの
水で適正な濃度(0.220MのTMAH及び5.00
×10-3MのNaOH)に希釈した後、順次加えた。最
後の触媒を加えた後に、時間計測を開始し、温度を5分
間で210℃に上げた。この温度に達した時点で圧力を
180mmHgに下げると、直ちにフェノールが留出し
た。25分後に、さらに圧力を100mmHgに下げ、
45分間維持した。
圧力を15mmHgに下げた。この条件を45分間維持
した。次いで、温度を5分間で270℃に上げ、圧力を
2mmHgに下げた。この条件を10分間維持した。次
いで、温度を5分間で仕上げ温度に上げ、圧力を1.1
mmHgに下げた。仕上げ温度は310℃であった。3
0分後に反応器を砂浴から取り出し、メルトを液体窒素
中に押出して反応を停止させた。
を参照して詳しく説明してきたが、本発明の技術的思想
及び技術的範囲内で様々な変形及び修正が可能である。
Claims (5)
- 【請求項1】 下記の段階(a)〜(c)を含んでな
る、溶融法によるポリカーボネートの製造方法。 (a)二価フェノールと炭酸ジエステルとをメルトの形
成に十分な温度で十分な時間溶融させ、しかる後メルト
にテトラオルガノホスホニウムカルボン酸塩又はその誘
導体と(1)アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属
化合物又はその誘導体又は(2)低活性アルカリ金属及
び/又はアルカリ土類金属誘導体とを含む触媒組成物を
導入する段階、 (b)段階(a)の生成物を数平均分子量3000〜7
500までオリゴマー化する段階、及び (c)段階(b)の生成物を数平均分子量16000〜
35000まで重合する段階。 - 【請求項2】 下記の段階(a)〜(c)を含んでな
る、溶融法によるポリカーボネートの製造方法。 (a)二価フェノールと炭酸ジエステルとをメルトの形
成に十分な温度で十分な時間溶融させ、しかる後メルト
に二価フェノール1モル当たり1.0×10-5〜5.0
×10-4モルのテトラオルガノホスホニウム塩又はその
誘導体と(1)二価フェノール1モル当たり1.0×1
0-7〜1.0×10-6モルのアルカリ金属及び/又はア
ルカリ土類金属化合物又はその誘導体又は(2)二価フ
ェノール1モル当たり0.1×10-6〜5.0×10-6
モルの低活性アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属
誘導体とを含む触媒組成物を導入する段階、 (b)段階(a)の生成物を、210〜260℃の温度
に維持した第1オリゴマー化反応器と250〜290℃
の温度に維持した第2オリゴマー化反応器とが直列した
2つの連続オリゴマー化反応器からなる2段階反応系
で、第2オリゴマー化反応器の生成物の数平均分子量が
3000〜7500となるように、オリゴマー化する段
階、及び (c)段階(b)の生成物を、285〜315℃の温度
に維持した第1重合反応器と280〜310℃の温度に
維持した第2重合反応器とが直列した2つの連続重合反
応器からなる2段階重合系で、第2重合反応器の生成物
の数平均分子量が16000〜35000となるように
重合する段階。 - 【請求項3】 前記低活性アルカリ金属塩又はその誘導
体が、ホウ酸アルカリ金属塩とEDTAとの錯体、イオ
ウのオキソ酸のアルカリ金属塩、不揮発性酸のアルカリ
金属塩及びエチレンジアミン四酢酸のアルカリ金属又は
アルカリ土類金属塩からなる群から選択される、請求項
1又は請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 前記二価フェノールがBPAである、請
求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 前記炭酸ジエステルがジフェニルカーボ
ネートである、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記
載の方法。
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