JP6097113B2 - ポリカーボネート共重合体及びその製造方法 - Google Patents
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また、他の方法として、ポリカーボネートのモノマーを変更する方法も提案されている。例えば、特許文献1では、ビスフェノール誘導体として、長鎖アルキル基を有するケトン化合物とフェノールとを反応させて得られる長鎖アルキル鎖を有するビスフェノール化合物を用いてビスフェノールAとのポリカーボネート共重合体とすることが知られている。しかし、この方法では共重合モノマーとなる該長鎖アルキル鎖を有するビスフェノール化合物を比較的多く使用する必要があった。また、末端停止剤として、カシューナッツ殻液由来の成分に含まれるカルダノールから誘導されるアルキル置換モノフェノールを使用することが特許文献2で知られているが、末端基に長鎖アルキル基を導入するために、その導入量が限られ、十分な流動性を得るためには分子量を比較的低くする必要があり、耐衝撃性等を低下させる恐れがあった。また、特許文献3では、前記カルダノールから誘導されるビスフェノール化合物を用いることが知られているが、このビスフェノール化合物は、その原料成分としてカルダノールから誘導されるアルキル置換モノフェノールを酸化して置換シクロヘキサノンとし、この置換シクロヘキサノンをフェノールと反応して得るものであることから、原料とするビスフェノール化合物の製造工程が煩雑となる問題があった。
即ち、本発明は、下記1〜9に関する。
1.下記一般式(1)又は(2)で表わされるビスフェノール化合物(A)をモノマー成分として含有する、ポリカーボネート共重合体。
2.前記ビスフェノール化合物(A)が、下記一般式(3)〜(5)のいずれかで表わされる、上記1に記載のポリカーボネート共重合体。
[上記一般式(3)〜(5)中、R1、R2、A及びBは、前記と同じである。]
3.前記R2が、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基である、上記1又は2に記載のポリカーボネート共重合体。
4.前記R1及びR2が、それぞれ独立に炭素数8〜25の直鎖状アルキル基である、上記1〜3のいずれかに記載のポリカーボネート共重合体。
5.前記ビスフェノール化合物(A)が、下記一般式(6)で表わされる、上記1〜4のいずれかに記載のポリカーボネート共重合体。
6.前記ビスフェノール化合物(A)と前記ビスフェノール化合物(A)以外の二価フェノール(B)をモノマー成分として含有し、(A)成分と(B)成分とのモル比が(A):(B)=0.3:99.7〜20:80である、上記1〜5のいずれかに記載のポリカーボネート共重合体。
7.上記1〜6のいずれかに記載のポリカーボネート共重合体の製造方法であって、界面重合方法を用いて製造する、ポリカーボネート共重合体の製造方法。
8.上記1〜6のいずれかに記載のポリカーボネート共重合体と該ポリカーボネート共重合体以外のポリカーボネートからなるポリカーボネート樹脂組成物。
9.上記1〜6のいずれかに記載のポリカーボネート共重合体又は請求項8に記載のポリカーボネート樹脂組成物からなる成形体。
本発明のポリカーボネート共重合体は、下記一般式(1)又は(2)で表わされるビスフェノール化合物(A)をモノマー成分として含有する、ポリカーボネート共重合体である。
炭素数1〜30の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、炭素数8〜25の直鎖状アルキル基が好ましく、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等が挙げられる。炭素数3〜20の分岐状もしくは環状脂肪族炭化水素基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル基等の炭素数3〜5の分岐状低級アルキル基や炭素数6以上の中鎖アルキル基、長鎖アルキル基等の分岐状アルキル基を挙げることができ、環状脂肪族炭化水素基としては、シクロプルピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。炭素数6〜10の芳香族基としては、フェニル基、トルイル基、キシリル基、ナフチル基等を挙げることができる。
炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等の炭素数1〜5の低級アルキル基や炭素数6以上の中鎖アルキル基、長鎖アルキル基等の直鎖状脂肪族炭化水素基を挙げることができる。
炭素数7〜20のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。A’が芳香族基、複素環基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル、ナフタセニル基等が挙げられる。
A、Bの中でも好ましいものとして、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、ベンジル基が特に好ましい。また、nは1〜4の整数を表すが、nが1であることが好ましい。
なお、前記R1、R2、A、B及びA’の各基が更に置換されている場合、上述した炭素数には、更なる置換基の炭素数は含まれないものとする。例えば、ベンジル基は、フェニル基で置換された炭素数1のアルキル基と見なし、フェニル基で置換された炭素数7のアルキル基とは見なさない。以降の炭素数に記載についても、特に断りが無い限り、同様に解するものとする。
[上記一般式(3)〜(5)中、R1、R2、A及びBは、前記と同じである。]
本発明のポリカーボネート共重合体のモノマー成分として使用される上記ビスフェノール化合物(A)の製造方法について説明する。
本発明のポリカーボネート共重合体を製造するために使用される前記ビスフェノール化合物(A)は、その構成原料として、下記一般式(7)、一般式(8)及び一般式(9)で表わされる化合物が使用される。
次に、本発明のポリカーボネート共重合体の製造方法について説明する。本発明のポリカーボネート共重合体を製造するためには、上記ビスフェノール化合物(A)と該ビスフェノール化合物(A)に含まれない二価フェノール(B)を用いる必要がある。二価フェノール(A)に含まれない二価フェノール(B)としては、各種の公知の二価フェノールを用いることができるが、下記一般式(10)で表される二価フェノールを用いることが好ましい。
ビスフェノールA以外の二価フェノールとしては、例えば、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)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、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、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、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−テトラメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン等のビス(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、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノルボルナン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロドデカン等のビス(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等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等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等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等のジヒドロキシジアリールスルホン類、4,4’−ジヒロキシジフェニル等のジヒドロキシジフェニル類、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン等のジヒドロキシジアリールフルオレン類、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)アダマンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)アダマンタン、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−5,7−ジメチルアダマンタン等のジヒドロキシジアリールアダマンタン類、4,4’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスフェノール、10,10−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−9−アントロン、1,5−ビス(4−ヒドロキシフェニルチオ)−2,3−ジオキサペンタエン等が挙げられる。
これらの二価フェノールは、単独で又は二種以上を混合して用いてもよい。
上記一般式(11−1)で表されるポリオルガノシロキサンは、末端が水素のポリオルガノシロキサンの末端を、例えば、2−アリルフェノール及びオイゲノール等のアリル基を有するフェノール化合物で変性したものである。末端がアリル基を有するフェノール化合物で変性されたポリオルガノシロキサンは、特許第2662310号公報に記載の方法により合成することができる。
上記ポリオルガノシロキサンとしては、ジメチルシロキサンが好適である。
(株)島津製作所製「GC14A」、キャピラリーカラム(信和化工(株)製「HP−1」 30m×内径0.32mm)、注入口温度300℃、検出器温度300℃、昇温条件100〜300℃(10℃/分)、20分保持して測定した。
日本電子株式会社製;「JNM−AL400」を用い、1H−NMRを測定した。
日本電子株式会社製「JNM−LA500」を用い、1H−NMRを測定して、ポリカーボネート共重合体の主鎖を構成するモノマー成分であるビスフェノール化合物の共重合量を算出した。
粘度平均分子量(Mv)は、ウベローデ型粘度計を用いて、20℃における塩化メチレン溶液の粘度を測定し、これより極限粘度[η]を求め、次式にて算出するものである。
[η]=1.23×10-5Mv0.83
ISO 11357に準拠して測定した。
ISO 1133に準拠して、300℃、荷重1.4kgで測定した単位時間当たりの溶融流動体積(cm3/10分)である。
<2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)の製造>
上記製造例1で得られた2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)をポリカーボネートの共重合用のモノマー成分として用いて以下の方法でポリカーボネート共重合体を製造した。
濃度5.6質量%水酸化ナトリウム水溶液に、後に溶解するビスフェノールA(BPA)に対して0.2質量%の亜二チオン酸ナトリウムを加え、ここにBPA濃度が13.5質量%になるようにBPAを溶解し、BPAの水酸化ナトリウム水溶液を調製した。内径6mm、管長30mの管型反応器に、上記BPAの水酸化ナトリウム水溶液を40L/hr及び塩化メチレンを15L/hrの流量で連続的に通すと共に、ホスゲンを4.0kg/hrの流量で連続的に通した。管型反応器はジャケット部分を有しており、ジャケットに冷却水を通して反応液の温度を40℃以下に保った。
管型反応器から送出された反応液は、後退翼を備えた内容積40Lのバッフル付き槽型反応器へ連続的に導入され、ここにさらにBPAの水酸化ナトリウム水溶液を2.8L/hr、25質量%水酸化ナトリウム水溶液を0.07L/hr、水を17L/hr、1質量%トリエチルアミン水溶液を0.64L/hrの流量で供給し、29〜32℃で反応を行った。槽型反応器から反応液を連続的に抜き出し、静置することで水相を分離除去し、塩化メチレン相を採取した。このようにして得られたポリカーボネートオリゴマー溶液は、オリゴマー濃度315g/L、クロロホーメート基濃度0.75mol/Lであった。
邪魔板、パドル型攪拌翼を備えた内容積1Lの槽型反応器に上記ポリカーボネートオリゴマー溶液143mL、塩化メチレン82mLを仕込み、製造例1で得られた2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)4.9gを溶解後、トリエチルアミン45μLを加え、ここに6.4質量%水酸化ナトリウム水溶液23gを攪拌下で添加し、10分間反応を行った。次いで、末端停止剤としてp−tert-ブチルフェノール(PTBP)の塩化メチレン溶液(PTBP0.98gを塩化メチレン10mLに溶解したもの)、BPAの水酸化ナトリウム水溶液(NaOH5.0gと亜二チオン酸ナトリウム20mgを水73mLに溶解した水溶液に、BPA10.5gを溶解したもの)を添加し、50分間重合反応を行った。希釈のため塩化メチレン100mLを加え10分間攪拌した後、ポリカーボネートを含む有機相と過剰のビスフェノールA及びNaOHを含む水相に分離し、有機相を単離した。得られたポリカーボネート樹脂の塩化メチレン溶液を、その溶液に対し順次15容量%の0.03mol/L・NaOH水溶液と0.2mol/リットル塩酸で洗浄し、次いで洗浄後の水相中の電気伝導度が0.05μS/m以下になるまで純水で洗浄を繰り返した。洗浄により得られたポリカーボネート共重合体の塩化メチレン溶液を濃縮・粉砕し、得られたフレークを減圧下、100℃で乾燥し、ポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体中の1H−NMRにより求めた2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)に由来する繰返し単位とBPAに由来する繰返し単位のモル比は1.6:98.4であった。また、その粘度平均分子量(Mv)は、14700であり、ガラス転移温度Tgは、119℃であり、溶融流動性(MVR)は、76cm3/10分であった。
邪魔板、パドル型攪拌翼を備えた内容積1Lの槽型反応器に実施例1のオリゴマー溶液143mL、塩化メチレン82mL、PTBP1.06gを加えて撹拌溶解した。ここにトリエチルアミン15μLを仕込み、BPAの水酸化ナトリウム水溶液(NaOH5.98gと亜二チオン酸ナトリウム20mgを水87mLに溶解した水溶液に、BPA10.99gを溶解したもの)を添加し、60分間重合反応を行った。
希釈のため塩化メチレン100mLを加え10分間攪拌した後、ポリカーボネートを含む有機相と過剰のビスフェノールA及びNaOHを含む水相に分離し、有機相を単離した。得られたポリカーボネート樹脂の塩化メチレン溶液を、その溶液に対し順次15容量%の0.03mol/L・NaOH水溶液と0.2mol/リットル塩酸で洗浄し、次いで洗浄後の水相中の電気伝導度が0.05μS/m以下になるまで純水で洗浄を繰り返した。洗浄により得られたポリカーボネート共重合体の塩化メチレン溶液を濃縮・粉砕し、得られたフレークを減圧下、100℃で乾燥し、BPAからなるホモポリカーボネートを得た。得られたホモポリカーボネートの粘度平均分子量(Mv)は、14500であり、ガラス転移温度Tgは、145℃であり、溶融流動性(MVR)は、48cm3/10分であった。
Claims (5)
- 下記一般式(6)で表わされるビスフェノール化合物(A)をモノマー成分として含有する、ポリカーボネート共重合体。
[上記一般式(6)中、A’は、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の単環又は多環状脂肪族炭化水素基、炭素数7〜20のアラルキル基、芳香族基、複素環基を表す。B’は水素原子もしくはメチル基を表す。] - 前記ビスフェノール化合物(A)と前記ビスフェノール化合物(A)以外の二価フェノール化合物(B)をモノマー成分として含有し、(A)成分と(B)成分とのモル比が(A):(B)=0.3:99.7〜20:80である、請求項1に記載のポリカーボネート共重合体。
- 請求項1又は2に記載のポリカーボネート共重合体の製造方法であって、界面重合方法を用いて製造する、ポリカーボネート共重合体の製造方法。
- 請求項1又は2に記載のポリカーボネート共重合体と該ポリカーボネート共重合体以外のポリカーボネートからなるポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載のポリカーボネート共重合体又は請求項4に記載のポリカーボネート樹脂組成物からなる成形体。
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