JPH02166118A - スピロビインダン共ポリシロキサンカーボネート及びそれらの製造法 - Google Patents

スピロビインダン共ポリシロキサンカーボネート及びそれらの製造法

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JPH02166118A
JPH02166118A JP1258987A JP25898789A JPH02166118A JP H02166118 A JPH02166118 A JP H02166118A JP 1258987 A JP1258987 A JP 1258987A JP 25898789 A JP25898789 A JP 25898789A JP H02166118 A JPH02166118 A JP H02166118A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は共ポリカーボネート及びそれらの製造法に関し
、特に低い配向複屈折及び望ましい加工性をもつ共ポリ
カーボネートに関するものである。
従来の技術 ポリカーボネートは透明であり、光学ディスクの製造の
ために広く使用されている。しかしながら、従来か\る
ディスクの使用はたいてい録音及びコンピューター用の
読取り専用記憶装置のような永久形態のデータの記録が
許容される用途に限定されていた。消去可能でありかつ
さらに新たなデータを記録することのできる光学ディス
クの開発についての関心が高まってきている。
光学ディスク上のデータは平面偏光レーザー光線を垂直
方向に偏光された同様の基準光線と組合わせることによ
って読み取られる。正確な読取りのためには、これらの
レーザー光線がディスクを通過する際の位相遅れを最小
限度にすることが必要である。か〜る遅れに直接影響す
る一因子は複屈折、すなわち相互に垂直な二方向に偏光
された光の屈折率間の差である。
複屈折は分子構造及び分子の配向度のような因子に起因
するいくつかの構成要素をもつ。延伸による全重合体分
子の完全な配向後に理想的に測定された重合体の“配向
による°複屈折(以下配向複屈折という)はもっばら分
子構造の関数である。
比較の目的で、数種の重合体の配向複屈折のだいたい正
確な測定を実質的に同一条件下で射出成形された試料に
ついて行なうことができる。
1987年4月20日付で出願された本出願人自身の米
国特許出願第40,528号明細書には、ビスフェノー
ルAと種々のスピロビインダンビスフェノール、特に6
,6′−ジヒドロキシ−3゜3、 3’ 、  3’−
テトラメチル−1,1′ −スピロ(ビス)インダン(
以下“SBI”という)との共ポリカーボネートが開示
されている。多くのか〜る共ポリカーボネート、特にS
BI構造単位を含む共ポリカーボネート、はきわめて低
い配向複屈折を有する。したがって、光学ディスク製造
へのか−る共ポリカーボネートの使用の将来性は高い。
しかしながら、ビスフェノールAとスピロビインダンビ
スフェノール類との共ポリカーボネートは、特にスピロ
ビインダン構造単位を高割合で含む場合に、さらにある
種の不都合な性質を有する。
これらの不都合な性質としては、延性の不足、高い加工
温度及び応力亀裂の傾向があげられる。これらの不都合
な性質の最初の二つは低い引張伸び及び高いガラス転移
温度(Tg)によってそれぞれ明示される。スピロビイ
ンダン共ポリカーボネートの高い加工温度は商業的に入
手し得る成形機上での光学ディスクの製造を困難にする
ので光学ディスクの製造にとって特に不都合である。ア
ンダーライター実験室試験法UL−94におけるV−0
等級によって実証されるごとき低い燃焼性を包含するそ
の他の性質もまたこの型のポリカーボネートにとって興
味あるものである。
本発明は透明性、高い延性、低い加工温度、低い応力亀
裂傾向、比較的製造容品であること及びさらに低い配向
複屈折等を特徴とするスピロビインダンビスフェノール
類の一群の共ポリカーボネートを提供することを意図す
るものである。種々のか−る共ポリカーボネートはさら
に他の有利な性質、たとえば低い燃焼性、を有する。本
発明はさらにか\る共ポリカーボネートの製造のための
比較的簡単な方法を提供するものである。
発明の要旨 したがって、第一の本発明は、式: (式中、A1は式: であり、A2は式: であり、R1は炭化水素基であり、R2及びR3の各々
は独立的にC1−4アルキル基又はハロ基であり、R4
及びR5の各々は独立的にCl−4アルキル基又はフェ
ニル基であり、mは0−4であり、nは0−3であり、
X及びンの各々は約0−200の平均値をもちかつx+
yの平均値は少なくとも約5であり、WはXがOである
場合にはOでありモしてXが0より大きい場合には少な
くとも1であり、そしてZはyがOである場合には0で
ありモしてyが0より大きい場合には少なくとも1であ
るが、たソしW及び2の少なくとも一方は1又はそれ以
上である)の構造単位を含んでなる共ポリシロキサンカ
ーボネート組成物を提供する。
発明の詳細な開示 本発明の本質的に重要な一特徴は共ポリシロキサンカー
ボネート組成物中に式(DI)のスピロビインダン分子
部分を含む式(I)の構造単位を存在せしめた点である
。該スピロビインダン分子部分はSBI又はその種々の
アルキル−又はハロー置換同族体、特にnが1又は2で
ありかつR2がメチル、クロル又はブロム基である同族
体から誘導することができる。好ましい化合物はSB 
I。
すなわちnが0である化合物である。
本発明の共ポリシロキサンカーボネート組成物中にはさ
らに2個のヒドロキシル基に結合された式(IV)の基
をもつビスフェノールから誘導された式(n)の構造単
位も存在する。これらはmが0であるか又は正の数であ
るかに従って芳香族核に置換基をもたないか又はもつビ
スフェノール類を包含する。mの値は多くの場合θ又は
2であり、好ましくは0である。存在する場合、基R3
は通常メチル又はブロム基である。
基R4及びR5はC1−4アルキル基又はフェニル基で
あり得る。R4及びR5はともにメチル基であることが
好ましい。したがって、式(I)の好ましい単位はビス
フェノールA、すなわち2゜2−(4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパンから誘導されたものである。
式(I)及び(n)の少なくとも一方の構造単位はさら
にポリジオルガノシロキサン分子部分を含み、その合計
数はX及びyの値によって表わされる。少なくとも約5
個、好ましくは少なくとも約10個の該分子部分がそれ
らを含む各構造単位中に存在する。
W及び2の値は対応するポリジオルガノシロキサン分子
部分が存在しない場合はそれぞれ0でありそして該分子
部分が存在する場合には少なくとも1である。これらは
多くの場合1より大きくないが、前駆体化合物の製造中
に生起し得る縮合反応の結果として少割合のポリカーボ
ネート単位中ではより大きくてもよい。ポリジオルガノ
シロキサン分子部分において、R1は脂肪族、脂環族又
は芳香族炭化水素基であり得る。R1は多くの場合C1
−4アルキル基、好ましくはメチル基である。
前述したポリジオルガノシロキサン分子単位はまた式(
n)の構造単位中にも随意に存在する。
しかしながら、本発明においては式(り及び(n)の少
なくとも一方の単位中にか−る分子部分の存在を必要と
する。
本発明はさらに前述した共ポリシロキサンカーボネート
組成物の製造法を提供するものであり、該方法はつぎの
反応剤: (A)カーボネート前駆体; (B)式: の少なくとも一種のスピロビインダノール化合物;及び (C)式: の少なくとも一種のジヒドロキシ芳香族化合物;ぐたり
し、両式中A’ + A2* R’ * Vir  X
t ’1及び2は前記の意義を有する) を反応せしめることからなる。
本発明の方法における反応剤(A)はカーボネート前駆
体である。この型の代表的な化合物はホスゲン及びジア
リールカーボネート、特にジフェニルカーボネートであ
る。一般にホスゲンが好ましい。
反応剤(B)はSBIのようなスピロビインダンビスフ
ェノール又はスビロビインダノール末端ポリジオルガノ
シロキサンであり得るスビロビインダノール化合物であ
る。スピロビインダノール末端ポリジオルガノシロキサ
ンはα、ω−ジクロルポリジオルガノシロキサンとスピ
ロビインダンビスフェノールとを、酸受容体、典型的に
はアミン、好ましくはトリエチルアミンのような第3級
アミンの存在下に反応させることによって製造すること
ができる。スピロビインダノール末端ポリジオルガノシ
ロキサンは米国特許出願に開示されている。これらの製
造例を実施例1によって例証する。実施例中、ポリジオ
ルガノシロキサン単位の割合は5L29核磁気共鳴スペ
クトル分析によって測定した。
実施例1 塩化メチレン200m1、無水5B112.61i(4
0,9ミリモル)及びトリエチルアミン11、 5ml
 (81,8ミリモル)の混合物に、平均で32個のジ
メチルシロキサン単位をもつα、ω−ジクロルポリジメ
チルシロキサン49. 6fzr(20,5ミリモル)
を、撹拌下に10分かかって滴加した。この混合物を還
流下に20分間加熱し、冷却しそして塩酸水溶液で酸性
化した。有機相を分離し、水で3回洗滌しそして硫酸マ
グネシウム上で乾燥した。塩化メチレンを真空蒸発させ
て所望のスビロビインダノール末端ポリジメチルシロキ
サンを透明な液体として得た。
ポリジオルガノシロキサン単位を含むこの型の化合物は
たとえば米国特許第3,821.325号明細書に記載
されるごとき既知の方法を用いてビスフェノール化合物
とα、ω−ジクロルポリジオルガノシロキサンとを反応
させることによって製造することができる。
反応剤(A)がホスゲンである場合には、共ポリシロキ
サンカーボネートの製造は典型的にはポリカーボネート
の製造のための既知のホスゲン化反応と同様にアルカリ
性媒質中でかつトリエチルアミンのような第3級アミン
触媒の存在下で行なわれる。この反応のためには種々の
選択が可能であり、その一つは反応剤(B)及び(C)
の混合物を単一工程でホスゲン化する方法の採用である
しかしながら、通常はこの反応は逐次的に行なうことが
好ましい。多くの場合、W及び2がOである反応剤(B
)及び(C)の少なくとも一方をまずアルカリ性媒質中
でホスゲン化して単量体状ビスクロルホルメート及びオ
リゴマー状カーボネートビスクロルホルメートを含むビ
スクロルホルメート組成物を形成する。ついで、W及び
2が1である反応剤(B)及び(C)の少なくとも一方
の別置を添加しそして混合物をさらにホスゲン化して共
ポリシロキサンカーボネートを製造する。
さらに一種又はそれ以上の慣用の末端キャップ剤、たと
えばフェノール、p−t−ブチルフェノール又はp−ク
ミルフェノールを存在させることもできる。
逐次的方法は通常約20−50℃の範囲の温度でかつ水
及び実質的に水と非混和性の有機溶剤、典型的には塩化
メチレン中での界面条件下で行なわれる。通常約8−1
2の範囲のpI(を示すアルカリ性反応条件が使用され
る。かくして共ポリシロキサンカーボネートが有機液体
中の溶液として得られそして該溶液から慣用の方法によ
って回収することができる。
反応剤(B)及び(C)の種類及び割合を変えることに
よって広い範囲で変動する性質をもつ共ポリシロキサン
カーボネートを得ることができる。
実験誤差の範囲内で本発明の共ポリシロキサンカーボネ
ート中の式(I)及び(■)の構造単位の数の比率はそ
れぞれ反応剤(B)及び(C)のモル割合に相当するで
あろう。式(I)の構造単位を約65−80数量%、特
に約70−75数量%の割合で含む生成物が低い配向複
屈折を示すという理由でしばしば好ましい。
ポリジオルガノシロキサン単位の割合は共ポリシロキサ
ンカーボネート中及び反応剤(B)及び(、C)の混合
物中のか−る単位対ビスフェノール分子部分の数の比に
よって表わされる。(ポリジオルガノシロキサンビスフ
ェノール−すなわちW及び/又は2の値が1である反応
剤(B)又は(C) −が2個のビスフェノール分子部
分を含むことは明らかであろう。)これらの割合は反応
の化学量論から、ポリジオルガノシロキサンビスフェノ
ールのモル数に分子当りのポリジオルガノシロキサン単
位の平均数を乗じそしてその積を(a)w及び2が0で
ある反応剤(B)及び(C)のモル数及び(b)w及び
2が1である反応剤(B)及び(C)のモル数の2倍の
合計値で割ることによって容易に計算することができる
。該数量比はたとえば約0.1−4.0:1の範囲、好
ましくは約0.8−1.2:1の範囲であり得る。
使用される反応剤(B)及び(C)の種類はまたある程
度まで共ポリシロキサンカーボネート生成物中の所望の
式(I)及び(II)の単位の割合に関係する。式(I
)の単位そしてポリジオルガノシロキサン分子部分の比
較的小割合が望まれる場合には、ポリシロキサン反応剤
は反応剤(C)であることができる。他方、高割合の式
(I)の単位及び高割合のポリジオルガノシロキサン単
位の組合せは反応剤(B)として実施例1の生成物のよ
うなポリジオルガノシロキサン化合物の使用を必要とす
る。
つぎに本発明の共ポリシロキサンカーボネートの製造を
実施例によってさらに説明する。実施例中に示すすべて
の分子量は重責平均分子量であり、ポリスチレンに対す
るゲル透過クロマトグラフィーによって測定したもので
ある。構造単位及び分子部分の割合は化学量論から計算
した。
実施例2 塩化メチレン80m1.水60m1及び無水5B113
、Ig (42,5ミリモル)の混合物に50゛%水酸
化ナトリウム水溶・液を添加することによってそのpH
を9.5に調整した。この混合物中にホスゲンを0.8
3g/分の割合で全量84ミリモルを10分間で通送し
た。SBIの別置5.77g−(I8,7ミリモル)を
添加しそしてホスゲンの導入をさらに4.4分間(36
,9ミリモル)続けた。全ホスゲン化反応時間を通じて
pHは9゜5に維持した。
SBIビスクロルホルメート及びそのカーボネートオリ
ゴマーを含むこの反応混合物を窒素でパージしそしてビ
スフェノールA4.15g (20゜8ミルモル)及び
分子当り平均10個のジメチルシロキサン単位を含むビ
スフェノールAでキャップされたポリジメチルシロキサ
ン7.08m1(I゜5ミリモル)を添加した。後者は
塩化メチレン4ml中にキャップされたポリジメチルシ
ロキサン1gを含有する溶液として添加した。同時に、
塩化メチレン中のトリエチルアミンの0.83M溶液及
び塩化メチレン中のフェノールの0.83M溶液をそれ
ぞれ1mlずつ添加した。この混合物を、そのpHを9
−11°の範囲に保持しつつ5分間撹拌し、その後ホス
ゲンの別置47ミリモルを添加した。生成物を塩化メチ
レンで稀釈し、塩酸水溶液で3回洗滌し、ついで洗滌水
中に塩素イオンが検出されなくなるまで水洗した。この
溶液を過剰のメタノール−イソプロパツール混合物中に
注入することによって共ポリシロキサンカーボネートを
沈澱させ、これを枦遇しそして乾燥した。
生成物は76.000の分子量をもち、式(I)の単位
を73%含有しかつジメチルシロキサン対ビスフェノー
ル分子部分の比が0.18:1である共ポリシロキサン
カーボネートであった。塩化メチレン中の溶液からキャ
ストされた共ポリシロキサンカーボネートの薄いフィル
ムは透明であった。その固有複屈折は0.0014であ
り、対応する比率の5BI−ビスフェノールA共ポリカ
ーボネートの固有複屈折と同一であった。
実施例3−4 実施例2の方法に従ってジメチルシロキサン単位対ビス
フェノール単位の比がそれぞれ0.43:1及び0.8
2:1である同様の二種類の共ポリシロキサンカーボネ
ートを製造した。
実施例5 SB110.4g (33,9ミリモル)、ビスフェノ
ールA3.3g (I4,5ミリモル)、塩化メチレン
中のp−クミルフェノールの0゜25M溶液1ml、塩
化メチレン100m1及び水75m1の混合物を50%
水酸化ナトリウム水溶液の添加によって9〜10の範囲
のpHに調整した。pHを同一範囲に保持しつつ、ホス
ゲンを0.495g/分の割合で20分間(全量で10
0ミリモル)導入した。ついで、実施例1の生成物4.
78g(I,61ミリモル)及び塩化メチレン中のトリ
エチルアミンの0.25M溶液2mlを添加しそして混
合物を同−pH範囲で5分間撹拌した。別置のホスゲン
2゜48g(25ミリモル)を5分間かかって添加し、
その後この溶液を窒素でパージしそして塩化メチレンで
稀釈した。
を機相を分離して稀塩酸水溶液及び水で洗修しそしてメ
タノール中に注入することによって共ポリシロキサンカ
ーボネートを沈澱させ、枦退しそして真空オーブン中で
乾燥した。それは114゜100の分子量を°もち、式
(I)の単位71%を含みかつポリジメチルシロキサン
分子部分対ビスフェノール分子部分の比1:1を有して
いた。
実施例6 実施例5の方法に従って、5B12.89モル、ビスフ
ェノールA1.56モル、p−クミルフェノール25ミ
リモル及び実施例1の生成物と同様の、たりし分子当り
平均32個のジメチルシロキサン単位を含むスピロビイ
ンダノール末端ポリジメチルシロキサン556ミリモル
から共ポリシロキサンカーボネートを製造した。それは
約143゜000の分子量をもち、式(I)の単位69
%を含みかつポリジメチルシロキサン分子部分対ビスフ
ェノール分子部分の比1:1を有していた。
前述したごとく、本発明の共ポリシロキサンカーボネー
トは高い延性、低い加工温度及び低い配向複屈折のよう
な性質をもつという特徴がある。
高い延性は高い引張伸びによって実証されかつ低い加工
温度はジオルガノシロキサン分子部分を含まない対応す
る5BI−ビスフェノールA共ポリカーボネートと比較
した相対的に低いガラス転移温度(Tg)によって実証
される。さらに、実施例5の生成物はV−Qの難燃性等
級を有する。
次表に本発明の共ポリシロキサンカーボネートの押出し
及びベレット化後の種々の性質を示す。
実施例5及び6の生成物の分子量は押出−ベレット化工
程中に分解が生起するために前記した実施例中に示した
分子量よりも低い。対照試験試料はジオルガノシロキサ
ン単位を含まないかつSBIカーボネート単位71%及
びビスフェノールAカーボネート単位29%からなる共
ポリカーボネートであった。固有粘度は塩化メチレン中
で25℃で測定したものである。
実施例No、      2 分子量My       7B、000固有粘度(di
/g) Tg  ’C200 配向複屈折(X103)  1.4 引張強さ(月Pa) 降伏点 破断点      − 引張伸び(%) − 94.000 0.54 0.08 122.000 0.65 0.6 43.8 30.1 49.9 46.8 対照 118.000 0.72 2J、0 1.4 70.2 前述した性質に加えて、本発明の共ポリシロキサンカー
ボネートは通常のSBIビスフェノールA共ポリポリカ
ーボネート力亀裂特性をもたない物品に成形し得ると云
う利点をもつ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式: ▲数式、化学式、表等があります▼(I) 及び ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、A^1は式: ▲数式、化学式、表等があります▼(III) の基であり、A^2は式: ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) の基であり、R^1は炭化水素基であり、R^2及びR
    ^3の各々は独立的にC_1_−_4アルキル基又はハ
    ロ基であり、R^4及びR^5の各々は独立的にC_1
    _−_4アルキル基又はフェニル基であり、mは0−4
    であり、nは0−3であり、x及びyの各々は約0−2
    00の平均値をもちかつx+yの平均値は少なくとも約
    5であり、wはxが0の場合には0でありそしてxが0
    より大きい場合には少なくとも1であり、そしてzはy
    が0の場合には0でありそしてyが0より大きい場合に
    は少なくとも1であるが、ただしw及びzの少なくとも
    一方は少なくとも1である)の構造単位を含んでなる共
    ポリシロキサンカーボネート組成物。 2、nが0である請求項1記載の組成物。 3、R^4及びR^5の各々がメチル基でかつmが0で
    ある請求項2記載の組成物。 4、R1がメチル基である請求項3記載の組成物。 5、約65−80数量%の式(I)の構造単位を含有す
    る請求項4記載の組成物。 6、ポリジオルガノシロキサン単位対ビスフェノール分
    子部分の数量比が約0.1−4.0:1の範囲である請
    求項5記載の組成物。 7、約70−75数量%の式(I)の構造単位を含有し
    かつポリジオルガノシロキサン単位対ビスフェノール分
    子部分の数量比が約0.8−1.2:1の範囲である請
    求項6記載の組成物。 8、つぎの反応剤: (A)カーボネート前駆体; (B)式: ▲数式、化学式、表等があります▼ の少なくとも一種のスピロビインダノール化合物;及び (C)式: ▲数式、化学式、表等があります▼ の少なくとも一種のジヒドロキシ芳香族化合物;(ただ
    し両式中、A^1は式: ▲数式、化学式、表等があります▼(III) の基であり、A^2は式: ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) の基であり、R^1は炭化水素基又はハロ炭化水素基で
    あり、R^2及びR^3の各々は独立的にC_1_−_
    4アルキル基又はハロ基であり、R^4及びR^5の各
    々は独立的にC_1_−_4アルキル基又はフェニル基
    であり、mは0−4であり、nは0−3であり、x及び
    yの各々は約0−200の平均値をもちかつx+yの平
    均値は少なくとも約5であり、wはxが0である場合に
    は0でありそしてxが0より大きい場合には少なくとも
    1であり、そしてzはyが0である場合には0でありそ
    してyが0より大きい場合には少なくとも1であるが、
    たゞしw及びzの少なくとも一方は少なくとも1である
    )を反応せしめることからなる共ポリシロキサンカーボ
    ネート組成物の製造法。 9、反応剤(A)がホスゲンである請求項8記載の製造
    法。 10、nが0である請求項9記載の製造法。 11、反応を水および実質的に水と非混和性の有機溶剤
    の中で界面条件下で行なう請求項10記載の製造法。 12、有機溶剤が塩化メチレンである請求項11記載の
    製造法。 13、R^4及びR^5の各々がメチル基でかつmが0
    である請求項12記載の製造法。 14、R^1がメチル基である請求項13記載の製造法
    。 15、wが0でかつzが1である請求項14記載の製造
    法。 16、wが1でかつzが0である請求項14記載の製造
    法。 17、反応剤(B)及び(C)の少なくとも一方をまず
    ビスクロルホルメート組成物に転化させ、反応剤(B)
    及び(C)の少なくとも一方の別量を加えそしてホスゲ
    ン化することによって反応を逐次的に行なう請求項14
    記載の製造法。 18、反応剤(B)を反応剤(B)及び(C)の合計に
    基づいて約65−80モル%の量で存在させる請求項1
    7記載の製造法。 19、反応剤(B)及び(C)の両者中のポリジオルガ
    ノシロキサン単位対ビスフェノール分子部分の数量比が
    約0.1−4.0:1の範囲である請求項18記載の製
    造法。 20、反応剤(B)を反応剤(B)及び(C)の合計に
    基づいて約70−75モル%の量で存在させかつ反応剤
    (B)及び(C)の両者中のポリジオルガノシロキサン
    単位対ビスフェノール分子部分の数量比を約0.8−1
    .2:1の範囲とする請求項19記載の製造法。
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