JPH06329785A - 芳香族ポリカーボネートの製造方法 - Google Patents

芳香族ポリカーボネートの製造方法

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JPH06329785A
JPH06329785A JP11598993A JP11598993A JPH06329785A JP H06329785 A JPH06329785 A JP H06329785A JP 11598993 A JP11598993 A JP 11598993A JP 11598993 A JP11598993 A JP 11598993A JP H06329785 A JPH06329785 A JP H06329785A
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誠 小笠原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 色相に優れたポリカーボネートをエステル交
換法により製造する。 【構成】 本発明は、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸
ジエステルとを加熱溶融下反応させ、芳香族ポリカーボ
ネートを製造する方法において、 a.芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの混
合物を温度160〜200℃、圧力100〜30mmH
gで加熱し、粘度平均分子量が1500〜4000の低
重合物を生成せしめた後、 b.温度200〜210℃、圧力1mmHg以下で加熱
し、重合物の粘度平均分子量が6000〜10000
で、かつ、結晶融点が240℃以上の重合物を生成せし
め、次に c.温度210〜220℃、圧力1mmHg以下で加熱
し、重合物の粘度平均分子量を10000〜12000
とし、 d.240℃以上でさらに重合せしめ、結晶融点が32
0℃以下の重合物を生成せしめること を特徴とする芳香族ポリカーボネートの製造方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、芳香族ポリカーボネー
トの製造方法に関するものであり、更に詳しくは色調に
優れる芳香族ポリカーボネートを溶融重合でかつ一部結
晶化状態で製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ビスフェノールAとホスゲンとの界面重
縮合から得られるポリカーボネート樹脂は、その優れた
機械的特性、熱的特性から各種用途に幅広く用いられて
いるが、有毒であるホスゲンを利用することで安全性に
問題があり、また溶媒として塩化メチレンを使用するこ
とで生成するポリカーボネートに塩素イオンが残存する
など問題点が多い。
【0003】またエステル交換法で得られるポリカーボ
ネート樹脂は降温での熱履歴を受けるため色相の悪化な
ど品質的に優れたものは得られなかった。そこでエステ
ル交換法で比較的熱履歴を低減でき色相的に優れたポリ
カーボネートを製造する固相重合法が提案されている。
しかし特開平3―68627号公報などで示されるよう
に固相重合法は反応装置が複雑であり、結晶化溶媒を使
用するなど工業プロセスとして有利ではない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、色相に優れ
たポリカーボネートをエステル交換法で製造する方法を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、エステル交
換法で色相に優れるポリカーボネート樹脂を見いだすべ
く鋭意検討したところ、ポリカーボネートオリゴマーを
結晶を含む溶融状態で重合を進めることが有効であるこ
とを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち本発明は、芳香族ジヒドロキシ化
合物と炭酸ジエステルとを加熱溶融下反応させ、芳香族
ポリカーボネートを製造する方法において、 a.芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの混
合物を温度160〜200℃、圧力100〜30mmH
g(mmHg abs.を示す。)で加熱し、粘度平均
分子量が1500〜4000の低重合物を生成せしめた
後、 b.温度200〜210℃、圧力1mmHg以下で加熱
し、粘度平均分子量が6000〜10000で、かつ、
結晶融点が240℃以上の重合物を生成せしめ、次に、 c.温度210〜220℃、圧力1mmHg以下で加熱
し、重合物の粘度平均分子量を10000〜12000
とし、 d.240℃以上でさらに重合せしめ、結晶融点が32
0℃以下の重合物を生成せしめることを特徴とする芳香
族ポリカーボネートの製造方法である。
【0007】本発明に使用しうる芳香族ジヒドロキシ化
合物としては、下記式(I)で示される化合物を挙げる
ことができる。
【0008】
【化1】
【0009】式中Xは、
【0010】
【化2】 である。
【0011】ここで、R1 ,R2 は同一または異なり、
水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜12の炭化水
素基である。炭化水素基としては、炭素数1〜12の脂
肪族炭化水素基あるいは炭素数6〜12の芳香族炭化水
素基が好ましい。かかる脂肪族炭化水素基として、アル
キル基、アルケニル基等が挙げられ、メチル基、エチル
基、プロピル基等が例示される。また芳香族炭化水素基
として置換もしくは非置換のフェニル基、ナフチル基等
が挙げられる。ハロゲン原子としては塩素、臭素、ヨウ
素等が挙げられる。
【0012】R3 は、炭素数4〜20の2価の炭化水素
基であり、アルキレン基、アルケニレン基等の脂肪族炭
化水素基が挙げられ、ブチレン基、ペンチレン基等が例
示される。
【0013】式中、R4 ,R5 は同一または異なり、ハ
ロゲン原子または炭素数1〜12の1価の炭化水素基で
ある。炭化水素基としては、炭素数1〜12の脂肪族炭
化水素基あるいは炭素数6〜12の芳香族基を挙げるこ
とができる。脂肪族炭化水素基としてアルキル基、アル
ケニル基等が例示でき、より具体的には、メチル基、エ
チル基、プロピル基等が挙げられる。また芳香族基とし
て、置換もしくは非置換のフェニル基、ナフチル基等が
挙げられる。ハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ
素等が挙げられる。
【0014】式中、m,nは同一または異なり、0また
は1〜4の整数を表す。
【0015】かかる芳香族ジヒドロキシ化合物として、
ビス(4―ヒドキシフェニル)メタン、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―3―メチルフェニル)プロパン、
4,4―ビス(4―ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
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、ビス(4―ヒドロキ
シフェニルオキサイド)、ビス(3,5―ジクロロ―4
―ヒドロキシフェニル)オキサイド、p,p′―ジヒド
ロキシジフェニル、3,3′―ジクロロ―4,4′―ジ
ヒドロキシフェニル、ビス(4―ヒドロキシフェニル)
スルホン、ビス(3,5―ジメチル―4―ヒドロキシフ
ェニル)スルホン、ジヒドロキシベンゼン、レゾルシノ
ール、ハイドロキノン、1,4―ジヒドロキシ―2,5
―ジクロロベンゼン、1,4―ジヒドロキシ―3―メチ
ルベンゼン、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)スルホキシド等が
挙げられるが、特に2,2―ビス(4―ヒドロキシフェ
ニル)プロパンが好ましい。
【0016】原料として用いられる炭酸ジエステルとし
てはジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネー
ト、ビス(ジフェニル)カーボネート等のジアリールカ
ーボネートあるいはジメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、ジブチルカーボネート等のジアルキルカー
ボネート等が用いられる。これらのうち特にジフェニル
カーボネートが好ましい。
【0017】反応は、不活性ガス雰囲気下で芳香族ジヒ
ドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを加熱しながら攪拌
して生成するアルコールまたはフェノールを留出させる
ことで行われる。
【0018】重合速度を速めるために重合触媒を用いる
こともできる。重合触媒としては水酸化ナトリウムや水
酸化カリウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の
水酸化物類、ホウ素やアルミニウムの水酸化物のアルカ
リ金属塩、アルカリ土類金属塩、第4級アンモニウム塩
類、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属のアルコキ
シド類、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の有機
酸塩類、亜鉛化合物類、ホウ素化合物類、ケイ素化合物
類、ゲルマニウム化合物類、有機スズ化合物、鉛化合物
類、オニウム化合物類、アンチモン化合物類、マンガン
化合物類、チタン化合物類、ジルコニウム化合物類など
の通常エステル化反応、エステル交換反応に使用される
触媒を用いることができるが、これらに限定されるもの
ではない。
【0019】触媒を用いる場合1種だけを用いてもよい
し、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの触
媒の使用量は原料の芳香族ジヒドロキシ化合物に対し
0.0001〜1重量%、好ましくは0.0005〜
0.5重量%、更に好ましくは0.001〜0.1重量
%の範囲で選ばれる。
【0020】本発明の特徴とすることは、上記エステル
交換反応において初期に生成する低重合物を流動性が示
される温度以上かつ結晶が消失する温度以下で反応させ
ることにより重合度を上げることにある。
【0021】すなわち、本発明は、下記のa〜dの工程
に従って実施される。
【0022】a.低重合物の生成 芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの混合物
を温度160〜200℃、圧力100〜30mmHgで
加熱し、粘度平均分子量が1500〜4000の重合物
を得る工程である。
【0023】b.結晶化 本工程は、前記工程で生成した低重合物を溶融状態の中
で結晶を一部析出させながら反応を継続させる工程であ
る。結晶化が進行すると低重合物が白濁し、かつ流動性
を保っているので一部結晶化した状態であることが確認
できる。この低重合物の重合と結晶化を同時に行うに
は、反応温度が高いと結晶化しないので200〜210
℃で行うことが好ましく、減圧度は1mmHg以下にす
ることが好ましい。本工程では重合物の粘度平均分子量
が6000〜10000で、結晶融点が240℃以上と
なるまで反応を行う。
【0024】c.重合度の向上 一部結晶化した状態となった低重合物を、流動性と一部
結晶状態を維持し得る範囲の温度、好ましくは210〜
220℃、圧力1mmHgで加熱することによって重合
度を上げる工程である。本工程では重合物の粘度平均分
子量を10000〜12000とするまで反応を行う。
【0025】d.昇温加熱 さらに、温度を240℃以上に昇温し、重合を行うこと
により、結晶融点が320℃以下の芳香族ポリカーボネ
ートが得られる。加熱は段階的に行い、温度の上限は3
00℃程度である。
【0026】かくして得られるポリカーボネート樹脂は
押出機によってペレット化できる。
【0027】
【発明の効果】本発明により溶融重合によって色相の特
に優れるポリカーボネートを製造することができる。
【0028】本発明の効果の原因は不明であるが、上記
方法で一部結晶化を起こさせ、この結晶を分散させなが
ら重合度を上げることにより、結晶部分のような非流動
性の部分を除いた反応系における分子鎖末端の密度が向
上して重合が進行するために、色調の著しく優れるポリ
カーボネート樹脂を得ることができるものと思われる。
【0029】
【実施例】以下実施例、比較例によって説明する。なお
実施例、比較例中の%及び部は特に断らない限り重量%
または重量部である。粘度平均分子量は0.7g/dl
の塩化メチレン溶液をウベローデ粘度計を用い固有粘度
を測定し、次式により粘度平均分子量を求めた。 [η]=1.23×10-40.83
【0030】全光線透過率の測定はASTM D100
3に準拠して日本電色製Σ80にて測定した。黄色度Y
IはJIS K7103―77に準拠して日本電色製N
D―1001DPにて測定した。結晶融点はDSC法
(示差走査熱量計)で測定した。
【0031】
【実施例1】攪拌機、蒸留塔を備えた500mlステン
レス製反応器に2,2―ビス(4―ヒドロキシフェニ
ル)プロパン137g、ジフェニルカーボネート135
g、触媒としてビスフェノールAジナトリウム塩1.6
mgを仕込み窒素置換を行った。この混合物を160℃
まで加熱して、攪拌しながら溶解させた。次いで減圧度
を30mmHgとして200℃まで加熱し1時間で大半
のフェノールを留去した。この状態ではまた結晶は存在
せず、粘度平均分子量は1800であった。
【0032】次に減圧度を1mmHg以下として1時間
反応を続けると内容物が流動状態を保ったまま白濁化
し、一部結晶化状態となった。この時の粘度平均分子量
は7700で、結晶融点は256℃であった。
【0033】続いて真空度を1mmHgに保ったまま2
20℃まで温度を上げ0.5時間反応を行った。この時
の粘度平均分子量は11400であった。
【0034】続いて240℃まで温度を上げ1時間反応
を行うと一部結晶化状態を保ったまま粘度平均分子量1
5200で、結晶融点310℃のポリカーボネートが得
られた。
【0035】このペレットを320℃の温度で押出し4
0mmφ、3mm厚みの試験片に射出成形した。このも
のの全光線透過率は90%であり、YIは1.6であっ
た。
【0036】
【実施例2】実施例1と同様に各原料を溶解させ、次い
で減圧度を30mmHgとして200℃まで加熱し1時
間で大半のフェノールを留去した。この状態ではまだ結
晶は存在せず、粘度平均分子量は1800であった。
【0037】次に減圧度を1mmHg以下として1時間
反応を続けると内容物が流動状態を保ったまま白濁化
し、一部結晶状態となった。この時の粘度平均分子量は
7700で、結晶融点は256℃であった。
【0038】続いて真空度を1mmHgに保ったまま2
20℃まで温度を上げ0.5時間反応を行い、粘度平均
分子量を11400まで上げ、続いて240℃まで温度
を上げ1時間反応を行い、次いで290℃まで温度を上
げ1時間反応を行うと、一部結晶化状態を保ったまま粘
度平均分子量22000、結晶融点315℃のポリカー
ボネート樹脂が得られた。
【0039】このポリカーボネートの熱流量(DSC)
チャートを図1に示す。このペレットを340℃の温度
で押出し40mmφ、3mm厚みの試験片に射出成形し
た。このものの全光線透過率は90%であり、YIは
2.9であった。
【0040】
【比較例1】実施例1と同様に各原料を溶解させ、次い
で減圧度を30mmHgとして200℃まで加熱し2時
間で大半のフェノールを留去した。次に減圧度30mm
Hgを保ったまま290℃まで温度を上げ、次いで減圧
度1mmHgとして0.5時間反応を行うと粘度平均分
子量22500のポリカーボネート樹脂が得られた。得
られたポリカーボネートは白濁していなかった。このペ
レットを320℃の温度で押出し40mmφ、3mm厚
みの試験片に射出成形した。このものの全光線透過率は
90%であり、YIは4.5であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2で得られたポリカーボネートのDSC
チャートを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエス
    テルとを加熱溶融下反応させ、芳香族ポリカーボネート
    を製造する方法において、 a.芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの混
    合物を温度160〜200℃、圧力100〜30mmH
    gで加熱し、粘度平均分子量が1500〜4000の低
    重合物を生成せしめた後、 b.温度200〜210℃、圧力1mmHg以下で加熱
    し、重合物の粘度平均分子量が6000〜10000
    で、かつ、結晶融点が240℃以上の重合物を生成せし
    め、次に c.温度210〜220℃、圧力1mmHg以下で加熱
    し、重合物の粘度平均分子量を10000〜12000
    とし、 d.240℃以上でさらに重合せしめ、結晶融点が32
    0℃以下の重合物を生成せしめることを特徴とする芳香
    族ポリカーボネートの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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