JPH03109420A - ポリカーボネートオリゴマーの製造方法 - Google Patents
ポリカーボネートオリゴマーの製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
する。
て使用される一価フェノールの二量体化物などは、押出
機ベントラインの閉塞や成形時の金型付着物を生成し、
品質悪化の原因物質になっている。
ホスゲン化反応は、大量の反応熱を発生し、熱除去を効
率的に行なわないと系内が沸騰状態となり、ホスゲンが
未反応の状態で反応器出口から吹き抜ける現象が起きる
。また、多数の特許明細書の記載によれば、ホスゲン化
反応を低温で制御しないとホスゲンの分解反応が増加す
るものとされている。
しては、ホスゲン化反応時、あるいはオリゴマーを出発
物質とする重縮合反応時が知られている0例えば、特開
昭62−89723号公報には、ホスゲンを導入する前
または導入した直後に分子量調節剤を添加することが記
載されているが、添加時期についてそれ以上具体的な記
載はない、ホスゲン化反応が終了する前に分子量調節剤
を添加すると一価フェノールの二量体が生成し、ポリカ
ーボネートを製造した際の品質悪化を招く。
中あるいは触媒添加前の反応器に分子量調節剤を加える
ことが記載されているが、添加時期についてそれ以上具
体的な記載はない。
マーの存在が成形時の問題になることが指摘されており
、同公報記載の製造方法は、既にホスゲン化工程を終了
したビスクロロフォーメートと一価フェノールとを反応
させることを特徴としている。しかし1、この方法では
、途中で製造されるオリゴマーにおいて、pHの低下か
ら水酸基末端が増加するので、高分子量化反応の際に低
分子量物が増加し、前記と同様の問題が依然として残る
。
、続いてこれを用いて高分子量化を行なう縮合反応の際
に一価フェノールを添加すると、−価フエノールによる
末端封鎖率が低下し、水酸基末端ポリマーが残留し易い
ため、ポリマー洗浄工程での洗浄性が低下し、不純物残
留により製品の耐熱性が劣ることが知られている。
る分解反応や副反応を抑制するために温度制御を行なう
方法を開示した特許明細書が多数ある0例えば、特開昭
55−52321号公報では、ホスゲン化反応を10℃
以下、特開昭58−108226号公報では2〜30℃
、特開昭62−167321号公報では第一反応器を1
0〜25℃、第二反応器を10〜30℃で行なうなど、
低温に維持するための工夫が多くなされている。
はNaClを1モル生成するのに当たり約25kcal
/molと非常に大きいため、原料を予冷したり、反応
器の内部や外部に大量の反応液を循環させるなどの設備
が必要となり、装置やプロセスが非常に煩雑なものとな
っていた。
た系で、低分子量物、特に−価フエノールの二量体物で
あるジフェニルカーボネート類の生成を低減し、しかも
水酸基末端を減少させたオリゴマーを製造することによ
り、ポリマー化後の低分子量物の生成量を低減し、成形
品の色相向上、多層ブロー成形等における金型付着物の
低減等を図ることのできる方法を提供することにある。
溶液とホスゲンとを不活性有機溶媒の存在下で反応させ
て、数平均分子量300〜10000のポリカーボネー
トオリゴマーを連続的に製造する方法において、 (イ)系内を不活性有機溶媒の飽和蒸気圧以上に加圧し
た管型反応器に、前記アルカリ水溶液中の多価フェノー
ルの水酸基に対するアルカリ金属原子のグラム当量比が
0.9〜1.5であり、しかもホスゲンに対する多価フ
ェノールのモル比が0.55〜0.95となるように、
前記アルカリ水溶液とホスゲンとを供給して、ホスゲン
化反応を行ない、 (ロ)ホスゲン化反応終了後に管壁反応器内あるいは管
型反応器出口に一価フエノール類を供給して、前記工程
(イ)で生成したクロロフォーメート基末端化合物の部
分停止反応を行ない、続いて(ハ)次の反応器で、反応
終了後のpHが5〜10となるまでオリゴマー化反応を
行なうことを特徴とする、ポリカーボネートオリゴマー
の製造方法によって達成することができる。
の出発材料モノマーとして、多価フェノールすなわち二
価又は三価以上のフェノールを用いる。二価フェノール
としては各種のビスフェノール類があるが、特に2,2
−ビス(4°−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、
ビスフェノールAと称する)が好ましい、また、ビスフ
ェノールAの一部又は全部を他の二価フェノールで置換
した化合物を用いることもできる。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、ヒドロキノン;
4,4’−ジヒドロキシジフェニル;ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)アルカン;ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)シクロアルカン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)
スルフィド;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキ
シド;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン;ビス
(4−ヒドロキシフェニル)ケトン;ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)エーテル;2,2−ビス(3゛5′−ジ
メチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロパンあるいは
2.2−ビス(3°、5′−ジブロモ−4′−ヒドロキ
シフェニル)プロパンのようなハロゲン化ビスフェノー
ルを挙げることができる。
ルシン;フロログルシド;4.6−シメチルー2.4.
6−トリ(4°−ヒドロキシフェニル)−へブテン−2
,4,6−シメチルー2゜4.6−トリ(4′−ヒドロ
キシフェニル)へブタン、1,3.5−)す(4′−ヒ
ドロキシフェニル)−ベンゼン、1,1.1−トリー(
4′−ヒドロキシフエニル)エタン;2.2−ビス(4
,4−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシ
ル)−プロパン;2,6−ビス(2′−ヒドロキシ−3
′−メチル−ベンジル)−4−メチルフェニル;2.6
−ビス(2°−ヒドロキシ−3′−イソプロピル−ベン
ジル)−イソプロピルフェニル;ビス(2−ヒドロキシ
−3−メチル−ベンジル−4−メチルフェニル)メタン
;テトラ(4−ヒドロキシフェニル)メタン;トリー(
ヒドロキシフェニル)フェニルメタン;トリフエノール
;ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)ケトン;1,
4−ビス(4°、4”−ジヒドロキシトリフェニル−メ
チル)ベンゼン等を挙げることができる。多価フェノー
ルとして前記に例示した各化合物はハロゲン置換基を有
するものであってもよい、前記化合物の混合物を用いる
こともできる。
、−価フエノール類、例えばフェノール、炭素原子数1
〜10のアルキル置換基を有するアルキルフェノール類
、特にp−クレゾール、p−クミルフェノール、そして
最も好ましくは、p−t−ブチルフェノールを挙げるこ
とができる。
いてもよい。
しては、水酸化アルカリ、特に強塩基性の水酸化物、例
えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを挙げることが
できる。
任意の化合物を用いることができるが、例えばハロゲン
化炭化水素、例えば塩化メチレン、テトラクロロエタン
、1.2−ジクロロエチレン、クロロホルム、トリクロ
ロエタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン等を挙げる
ことができる。
ォーメート基の部分停止反応、及び(ハ)オリゴマー化
反応の3段階からなる方法により、分子量調節剤を末端
に有する数平均分子量300〜10000のポリカーボ
ネートオリゴマーを製造することができる。前記工程(
イ)においては、管型反応器を使用して、不活性有機溶
媒の存在下で、多価すなわち二価あるいは三価のフェノ
ールの水酸化アルカリ塩とホスゲンとによるホスゲン化
反応を行なう、この際、各原料は以下の供給比率で導入
される。すなわち、アルカリ水溶液中の多価フェノール
の水酸基に対するアルカリ金属原子の当量比は0.9〜
1.5、好ましくは0.95〜1.2とする。0.9未
満の場合にはフェノール類が析出し、運転上のトラブル
を起こし、1.5を越える場合にはホスゲンの分解反応
が増加するので好ましくない。
0.95、好ましくは0.6〜0.75の比率にする。
収が困難になり、0.95を越えるとホスゲンの分解反
応が増加するので好ましくない。
溶液に対し、容積比で0.4〜1.5とするのが好まし
い。なお、本明細書においてホスゲン化反応とは、フェ
ノールの末端水酸基をクロロフォーメート化する反応を
意味する。
で行なう場合は、管内の流動状態にもよるが、乱流場で
は10秒以内で終了し、層流の場合でも20〜30秒で
終了(ホスゲンを完全に消費)する、従って、ホスゲン
化反応の終了時期は、管内の流動状態と滞留時間により
決定することができる。
生するため、反応規模が大型化するほど除熱が困難にな
る。前記の従来の各特許明細書にも記載されているよう
に、10〜20℃に温度制御するためには、原料の予冷
却や非常に低温の冷媒を用いる等の対策が必要であるも
のとされてきた。しかし、本発明者が見い出したところ
によれば、系内温度における不活性有機溶媒の飽和蒸気
圧以上に系内を加圧して不活性有機溶媒及び生成したオ
リゴマーの沸騰を抑制すれば、単に冷却水でジャケット
を冷却するだけで、ホスゲンの分解反応を充分抑制する
ことができることが分かった。
の温度が50〜60°Cであれば、系内圧を2〜3kg
/cm2Gにすることにより、ホスゲン分解率を30℃
の場合と同程度にすることができる。
る場合には、高温になると系内の腐食環境が強く、溶出
した金属を触媒として副反応が生起し易いため、テフロ
ンライニング、ガラスライニング、カーボン、セラミッ
ク等を使用するのが好ましい。
分子量調節剤としての一価フェノールは、有機溶媒溶液
あるいは水酸化アルカリ水溶液の形で管型反応器内ある
いは管型反応器の出口(例えば後続に設置した反応器)
に供給して反応させる。
第三アミン例えばトリアルキルアミン(好ましくはトリ
エチルアミン)又は第4級アンモニウム塩を用いること
ができる。ホスゲン化反応終了前に、第三アミン等の触
媒を添加すると、ホスゲンとの副反応物が生成し、品質
悪化を招くため好ましくない、触媒として第三アミンあ
るいは第四級アンモニウム塩を添加したり、水酸化アル
カリを添加したり、又はフェノール類のアルカリ水溶液
を添加したりすることにより、反応器出口のpHを5〜
10、好ましくは7〜9に制御することによって、水酸
基末端オリゴマーを減少させることができる。pH5未
満では、水酸基末端が極端に増加し、pH10を越える
と水層との分離が悪化し、静置分離での回収が困難にな
る。なお、オリゴマーのクロロフォーメート基分解反応
抑制の面からは反応温度を20〜30℃に冷却するのが
好ましい。
シェル&チューブ型の熱交換器や、ジャケット及び内部
冷却管を有する攪拌型反応器を挙げることができる。
より測定して数平均分子量300〜10000、好まし
くは600〜5000とするのが、オリゴマー回収時の
水相分離、あるいは高分子量化の際の運転性の面から好
ましい。
、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
却槽に浸し、出口をジャケットを有した内径1/2イン
チ、長さ20mの二重背型の第二管壁反応器に接続し、
更にその出口を302の種型反応器に接続したプロセス
を用いてポリカーボネートオリゴマーの製造を行なった
。
スフェノールAを溶解して濃度14.0重量%にした水
溶液(Na70Hグラム当量比=1.04)を43.5
Q/hr、及び溶媒の塩化メチレンを18.5u/hr
の流量で、第−背型反応器に供給し、これにホスゲンを
3.8kg/hr(ビスフェノールA/ホスゲンのモル
比=0.75)の流量で吹き込んだ。このときの反応液
滞留時間は20秒であった。
して4重量%にした塩化メチレン溶液を3.312./
hrで供給し、続く種型反応器には触媒のトリエチルア
ミンの1重量%水溶液0.32Q/hr、及び6重量%
の水酸化ナトリウム水溶液312./hrと合わせて、
内容積30Q、の種型反応器に供給して反応させた。
加圧し、第−管型反応器出口の圧力は、2.0kg/c
m2Gであった。また、第−背型反応器の出口温度は4
8℃で、第二管壁反応器の出口温度は27℃であった。
05モル/Q、で、3 これよりホスゲンの分解率を求めると、5.6モル%と
なる。
化メチレン相を原料オリゴマーとした。
ロロフオーメート基濃度0.7規定であった。また、N
MRで測定した水酸基末端分率は6,5モル%であった
。
応を実施し、ポリカーボネートを得た。
トリウムにビスフェノールAを溶解して濃度14.0重
量%にした水溶液Lo込/hr、溶媒の塩化メチレン1
2.5(2,/hr、25重量%の水酸化ナトリウム水
溶液0.8込/hr、及び触媒のトリエチルアミンの1
重量%水溶液0.17(l / h rを内容積0.3
I2.のパイプラインホモミキサー(特殊機化工業製)
に供給し、3000rpmの高速攪拌化で予備重合し、
更にパドル翼3段を有する50込の基型反応器に導入し
、反応を完結させた。
酸洗浄、水洗浄して精製した。このポリマー溶液を加熱
フラッシュ操作で濃縮し、ニーダで粉末化した後、得ら
れたフレークを乾燥し造粒した。
0、分子量分布(Mw/Mn)は2.12で、フレーク
中のp−t−ブチルフェノールの二量体(ジー(p−t
−ブチルフェノール)カーボネート)を測定したところ
、10重量ppm以下であった。また、造粒後のベレッ
トを成形したプレートのYlは2.5であった。更に、
マックインターナショナルアソシエーツ社のMAC−5
8−3型中空成形機を用いて0.5込のポリプロピレン
との多層ボトルを成形し、低分子量の金型付着により成
形品の肌荒れが発生するまでの時間を測定した結果、3
6時間であった。運転時間と評価結果を第1表に示す。
トオリゴマーを製造し、ポリカーボネートペレットを得
たが、但し、p−t−ブチルフェノールの4重量%塩化
メチレンの供給位置のみを、第−背型反応器とした。
ルの二量体を測定したところ、310重量ppmであり
、プレート化後のYlは3.0であった、実施例1と同
様に成形品の肌荒れが発生するまでの時間を測定した結
果、4時間であった。
トオリゴマーを製造したが、但し、第二管型反応器の冷
却と加圧とを実施せずに、常圧系で運転した。
2G、温度は48℃で沸騰状態を呈していた。また、第
二管型反応器の出口温度は40℃で、同じく沸騰状態を
呈していた0層型反応器出口からは未反応のホスゲンが
検出され、しかも反応液水性相中のNa Co濃度は0
.08モル/ 3 込と高く、ホスゲンの分解率は9.0モル%であった。
ポリカーボネートの粘度平均分子量は22800で、フ
レーク中のp−t−ブチルフェノールの二量体は90p
pmであった。また、プレート化後のYlは2.9で、
成形品の肌荒れ発生までの時間は14時間であった。そ
の他の評価結果は第1表に示すとおりである。
トオリゴマー及びポリカーボネートを製造したが、但し
、水酸化ナトリウムの濃度を5.5重量%とじ、ビスフ
ェノールAを14.。
5)させた水溶液を52.2Q、/hr (ビスフェノ
ールA/ホスゲンのモル比=0.90)で供給した。運
転条件と評価結果を第1表に示す。
トオリゴマー及びポリカーボネートを製造したが、但し
、水酸化ナトリウムの濃度を7.2重量%どじ、ビスフ
ェノールAを12.9重量%の濃度に溶解(NaK)H
グラム当量比=1.35)させた水溶液を34.8Q/
hr (ビスフェノールA/ホスゲンのモル比=0.6
0)で供給した。運転条件と評価結果を第1表に示す。
トオリゴマー及びポリカーボネートを製造したが、但し
、管型反応器としては実施例1に記載の第1の管型反応
器と第2の管型反応器とを一体化した内径8mm、長さ
30mの反応器を使用し、これを30℃の冷却槽に浸し
、実施例1と同じ条件で各原料を供給し、p−t−ブチ
ルフェノールを入口から15mの位置に取付けたノズル
から供給し、更にオリゴマー化反応器には水酸化ナトリ
ウム6重量%のみを5rL/hrで供給した。
化ナトリウムの濃度を4.6重量%とじ、ビスフェノー
ルAを14.0重量%の濃度で35℃に加温して溶解(
Na10Hグラム当量比=0.80)させた水溶液を4
3.51J/hrで供給し、ホスゲンを同流量(ビスフ
ェノールA/ホスゲンのモル比=0.75)で供給した
ところ、ビスフェノールAが管壁反応器内で析出し、運
転不能となった。
化ナトリウムの濃度を7.2重量%とじ、ビスフェノー
ルAを11.3重量%の濃度に溶解(Na70Hグラム
当量比=1.55)させた水溶液を32.32./hr
(ビスフェノールA/ホスゲンのモル比=0.45)
で供給し、オリゴマー化反応器には何も供給しなかった
。この条件化では、ホスゲンの分解率が15.5モル%
と非常に高く、オリゴマーの水酸基末端分率も27.5
モル%と高かったので、ポリマーについての評価を行わ
なかった。
化ナトリウムの濃度を6.0重量%とじ、ビスフェノー
ルAを14.0重量%の濃度に溶解(N a7oHグラ
ム当量比=1.04)させた水溶液を60.9込/hr
(ビスフェノールA/ホスゲンのモル比=1.05)で
供給し、オリゴマー化反応器には水酸化ナトリウム6%
溶液を”l/hrで供給した。しかし、この条件下では
、オリゴマーが高分子量化し、管型反応器で圧力が増加
し、更に水相を分離する静置分離槽でのオリゴマーの分
離が悪化した。
t−ブチルフェノールの供給を3段目の攪拌型反応器に
行ない、この反応器に触媒として1重量%トリエチルア
ミン水溶液を0.5Q、/hrで供給した。この条件で
は、反応液の水相のpHが4.8まで低下し、オリゴマ
ーの水酸基末端分率が17.1モル%と高くなった。実
施例1に記載の方法と同様にしてポリマーを調製し、評
価しなところ、分子量分布Mw/Mnは2.41と広く
、ブロー成形時の肌荒れ時間も24時間と短かった。
の付いた1込四つロフラスコ中に、実施例1と同じカミ
カル比となるように、濃度6.0重量%の水酸化ナトリ
ウム水溶液にビスフェノールAを溶解して濃度14.0
重量%にした水溶液(NaK)Hグラム当量比=1.0
4)43.5mlと溶媒としての塩化メチレン185m
1とを仕込み、これにホスゲンを633mg/minで
1時間吹き込んだ、続いて10分間攪拌した後、p−t
−ブチルフェノールを溶解して4重量%にした塩化メチ
レン溶液33m1を添加し、更に10分間攪拌しな0次
に、触媒としてのトリエチルアミン1重量%水溶液3.
2mlと6%水酸化ナトリウム水溶液30m1とを添加
して30分間攪拌し、オリゴマーを得た0反応終了後の
pHは3.7であった。また、ホスゲン分解率は21.
0モル%、水酸基末端分率は42.4モル%であり、管
型反応器と比較して非常に高かった。
トオリゴマーを製造したが、但し、濃度6.2重量%の
水酸化ナトリウムに二価のビスフェノールAを濃度14
.0重量%で、そして三価の1.1.1−)す(4°−
ヒドロキシフェニル)エタンを濃度0.16重量%でと
もに溶解させた水溶液(NaK) Hグラム当量比=1
.06)を43、O12,/hrで、そして溶媒として
の塩化メチレンを18.511/hrでそれぞれ第−管
型反応器に供給し、更にホスゲンを3.8kg/hrの
流量で吹き込んだ、運転条件と評価結果を第1表に示す
、なお、第1表において、BPA/CDC(意味は後述
)の比は、二価フェノール及び三価フェノールの合計モ
ル数とホスゲンのモル数との比で表した。
おりである。
水相中のNa Co濃度(モル/IL)X水3 相流量(f2./h)x1oo/ホスゲン供給量(モル
/h)から求めた。
G5X−400型(日本電子製)を用いて、プロトン吸
収によって求めた。
過型Y1を測定した。
ナルアソシエーツ社のMAC−53−8型中空成形機を
用いて0.52のポリプロピレンとの多層ボトルを成形
し、低分子量の金型付着に、より成形品の肌荒れが発生
するまでの時間を測定しな。
VPO)によって測定した。
レン中で測定した極限粘度を基に、5chnellの式
で換算した。
の分子量分布(Mw/Mn):GPCによって測定した
。
(ppm):液体クロマトグラフィによって測定した。
が少なく、低分子量物の含有量も少ない。
したポリカーボネートは分子量分布が狭く、色相が改善
される。さらに多層ブロー成型時の金型付着物が少なく
、成型品の肌あれが抑制される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 多価フェノールのアルカリ金属塩を含有するアルカリ水
溶液とホスゲンとを不活性有機溶媒の存在下で反応させ
て、数平均分子量300〜10000のポリカーボネー
トオリゴマーを連続的に製造する方法において、 (イ)系内を不活性有機溶媒の飽和蒸気圧以上に加圧し
た管型反応器に、前記アルカリ水溶液中の多価フェノー
ルの水酸基に対するアルカリ金属原子のグラム当量比が
0.9〜1.5であり、しかもホスゲンに対する多価フ
ェノールのモル比が0.55〜0.95となるように、
前記アルカリ水溶液とホスゲンとを供給して、ホスゲン
化反応を行ない、 (ロ)ホスゲン化反応終了後に管型反応器内あるいは管
型反応器出口に一価フェノール類を供給して、前記工程
(イ)で生成したクロロフォーメート基末端化合物の部
分停止反応を行ない、続いて(ハ)次の反応器で、反応
終了後のpHが5〜10となるまでオリゴマー化反応を
行なうことを特徴とする、ポリカーボネートオリゴマー
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1247227A JP2724217B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | ポリカーボネートオリゴマーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03109420A true JPH03109420A (ja) | 1991-05-09 |
JP2724217B2 JP2724217B2 (ja) | 1998-03-09 |
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ID=17160346
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JP3445062B2 (ja) | ポリカーボネートの製造方法 |
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