JPH11349676A - 芳香族−脂肪族共重合ポリカーボネート樹脂 - Google Patents
芳香族−脂肪族共重合ポリカーボネート樹脂Info
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- JPH11349676A JPH11349676A JP16217698A JP16217698A JPH11349676A JP H11349676 A JPH11349676 A JP H11349676A JP 16217698 A JP16217698 A JP 16217698A JP 16217698 A JP16217698 A JP 16217698A JP H11349676 A JPH11349676 A JP H11349676A
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Abstract
い光弾性定数を有し、さらに色調にも優れた芳香族−脂
肪族共重合ポリカーボネートを提供すること。 【解決手段】 2,2−ビ (4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパンと、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)シクロヘキサンと、トリシクロ(5.2.1.0
2,6 デカンジメタノ−ルと、炭酸ジエステルとを加熱溶
融下重縮合させて得られた芳香族−脂肪族共重合ポリカ
ーボネート。
Description
弾性定数、高い屈折率および逆分散値を有し、優れた透
明性、耐熱性を有する芳香族−脂肪族ポリカーボネート
樹脂の製造方法に関するものである。
ル)プロパン(以下、ビスフェノール−Aと記す)等の
芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲンとを酸結合剤の存
在下、界面重合させて得られるポリカーボネート樹脂
は、耐衝撃性等の機械的特性に優れ、しかも耐熱性、透
明性にも優れていることから、光学材料として各種レン
ズ、プリズム、光ディスク基板などに利用されている。
しかしながら、芳香族ジヒドロキシ化合物としてビスフ
ェノール−Aだけを用いてなるポリカーボネート樹脂で
は、光弾性定数が大きく、溶融流動性が比較的悪いため
に成型品の複屈折が大きくなり、また屈折率は1.58
と高いもののアッベ数が30と低いため、広く光記録材
料や光学レンズ等の用途に用いられるには十分な性能を
有していないという欠点がある。このようなビスフェノ
ール−A−ポリカーボネート樹脂の欠点を解決する目的
で、ビスフェノール−Aとトリシクロ(5.2.1.0
2,6 )デカンジメタノール(以下、TCDDMと記す)
の共重合ポリカーボネート樹脂が提案されている(特開
昭64−66234)。しかしながら、TCDDMを共
重合成分とするポリカーボネート樹脂は、TCDDMの
配合量にもよるが、ビスフェノール−Aのみをジヒドロ
キシ成分とするポリカーボネート樹脂に比べ、ガラス転
移温度が低く、耐熱性に劣るという欠点があった。
な従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであ
り、優れた耐衝撃性、耐熱性と高いアッベ数と低い光弾
性定数を有する芳香族−脂肪族ポリカーボネート樹脂を
安価に提供することを目的としている。
的を達成するために鋭意検討した結果、ビスフェノール
−AとTCDDMと1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)シクロヘキサン(以下、ビスフェノール−Zと記
す)と炭酸ジエステルとを加熱溶融下重縮合せしめて得
られる芳香族−脂肪族共重合ポリカーボネート樹脂が、
優れた耐衝撃性、耐熱性と高いアッベ数と低い光弾性定
数を有するバランスのとれた物性を示す事を見いだすに
至った。即ち、本発明は、下記式(1)で表される構成
単位と下記式(2)で表される構成単位と下記式(3)
で表される構成単位とを有する芳香族−脂肪族共重合ポ
リカーボネートとを有し、単位重量あたりの全構成単位
のモル数の合計に対する各構成単位のモル分率が、5モ
ル%以上90モル%未満であり、ガラス転移温度が少な
くとも100℃以上である芳香族−脂肪族共重合ポリカ
ーボネート樹脂に関するものである。
肪族共重合ポリカーボネート樹脂を具体的に説明する。
カーボネート樹脂は、ビスフェノール−AとTCDDM
とビスフェノール−Zと炭酸ジエステルとを加熱溶融下
重縮合させて得られる。
る構成単位と上記式(2)で表される構成単位と上記式
(3)で表される構成単位が、単位重量あたりの全構成
単位のモル数の合計に対する各構成単位のモル分率が5
モル%以上90モル%未満であることを特徴とする。式
(1)で表される構成単位が90モル%を越えると、ア
ッベ数が下がり、また流動性が悪くなる。また、式
(2)で表される構成単位が90モル%を越えるとTg
が下がり、耐熱性が悪くなる。さらに、式(3)で表さ
れる構成単位が90%を越えると極端に流動性が悪くな
り、またアッベ数も下がる。好ましくは、各々の構成単
位の占める割合が10モル%以上80モル%未満であ
り、より好ましくは、15モル%以上70モル%未満で
ある。
クロヘキサノンとフェノールとを酸性触媒存在下で反応
させて製造する。また本発明においては、このシクロヘ
キサノンの代わりにイソホロンに使用した次に示す化合
物もビスフェノールZと同様に利用できる。
は、ジフェニルカーボネート、ジトリールカーボネー
ト、ビス(クロロフェニル)カーボネート、m−クレジ
ルカーボネート、ジナフチルカーボネート、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、ジシクロヘキシルカーボネート等が上げられる。
これらの中でも特にジフェニルカーボネートが好まし
い。また、着色原因ともなるジフェニルカーボネート中
の塩素含有量は、20ppm 以下であることが好ましい。
より好ましくは、10ppm 以下である。ジフェニルカー
ボネートは、芳香族ジヒドロキシ化合物と脂肪族ジヒド
ロキシ化合物の合計1モルに対して0.97〜1.2モ
ルの量で用いられることが好ましく、特に好ましくは
0.99〜1.10モルの量である。
のガラス転移温度は、少なくとも100℃であり、好ま
しくは110℃以上であり、より好ましくは120℃で
ある。
の重量平均分子量は30,000〜200,000であ
ることが好ましく、さらに好ましくは50,000〜1
20,000である。
法では、触媒として、塩基性化合物が用いられる。この
ような塩基性化合物としては、特にアルカリ金属および
/またはアルカリ土類化合物、含窒素化合物等があげら
れる。
およびアルカリ土類化合物等の有機酸、無機塩類、酸化
物、水酸化物、水素化物あるいはアルコキシド、4級ア
ンモニウムヒドロキシドおよびそれらの塩、アミン類等
が好ましく用いられ、これらの化合物は単独もしくは組
み合わせて用いることができる。
具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化セシウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭
酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸リチ
ウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、
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、ステアリン酸セシウム、ステアリン酸リチウ
ム、水素化ホウ素ナトリウム、フェニル化ホウ素ナトリ
ウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香
酸セシウム、安息香酸リチウム、リン酸水素2ナトリウ
ム、リン酸水素2カリウム、リン酸水素2リチウム、フ
ェニルリン酸2ナトリウム、ビスフェノールAの2ナト
リウム塩、2カリウム塩、2セシウム塩、2リチウム
塩、フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、セシウム
塩、リチウム塩等が用いられる。
具体的には、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、
水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、炭酸水素マグ
ネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素ストロンチウ
ム、炭酸水素バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシ
ウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、ステアリン
酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、安息香酸カ
ルシウム、フェニルリン酸マグネシウム等が用いられ
る。
は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエ
チルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモ
ニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロ
キシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド
等のアルキル、アリール、アルアリール基などを有する
アンモニウムヒドロキシド類、トリエチルアミン、ジメ
チルベンジルアミン、トリフェニルアミン等の3級アミ
ン類、ジエチルアミン、ジブチルアミン等の2級アミン
類、プロピルアミン、ブチルアミン等の1級アミン類、
2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等
のイミダゾール類、あるいは、アンモニア、テトラメチ
ルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモ
ニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルアンモ
ニウムテトラフェニルボレート等の塩基性塩等が用いら
れる。
物と脂肪族ジヒドロキシ化合物との合計1モルに対し
て、10-9〜10-3モルの量が、好ましくは10-7〜1
0-5モルの量が用いられる。
の溶融重縮合法により行うことができる。すなわち、前
記の原料、および触媒を用いて、加熱下に常圧または減
圧下にエステル交換反応により副生物を除去しながら溶
融重縮合を行うものである。反応は、一般には二段以上
の多段工程で実施される。
60℃、好ましくは180〜240℃の温度で0〜5時
間、好ましくは0.5〜3時間反応させる。次いで反応
系の減圧度を上げながら反応温度を高めて芳香族ジヒド
ロキシ化合物と脂肪族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエス
テルとの反応を行い、最終的には1mmHg以下の減圧
下、200〜300℃の温度で重縮合反応を行う。この
ような反応は、連続式で行っても良くまたバッチ式で行
っても良い。上記の反応を行うに際して用いられる反応
装置は、槽型であっても押出機型であってもパドル翼、
格子翼、メガネ翼等、表面更新性の優れた撹拌翼を備え
た横型装置であってもよい。
ーボネートには、熱安定性、および加水分解安定性を保
持するために、触媒を除去もしくは失活させることが好
ましく、公知の酸性物質の添加によるアルカリ金属ある
いはアルカリ土類金属等のエステル交換触媒の失活を行
う方法が好適に実施される。これらの物質としては、具
体的には、p−トルエンスルホン酸のごとき芳香族スル
ホン酸、p−トルエンスルホン酸ブチル、p−トルエン
スルホン酸ヘキシル等の芳香族スルホン酸エステル類、
ステアリン酸クロライド、酪酸クロライド、塩化ベンゾ
イル、p−トルエンスルホン酸クロライドのごとき有機
ハロゲン化物、ジメチル硫酸のごときアルキル硫酸、塩
化ベンジルのごとき有機ハロゲン化物等、ホウ酸、リン
酸等の無機酸等が好適に用いられる。
0.1〜1mmHgの圧力、200〜300℃の温度で
脱気除去する工程を設けても良く、このためには、パド
ル翼、格子翼、メガネ翼等、表面更新性の優れた撹拌翼
を備えた横型装置、あるいは薄膜蒸発器が好適に用いら
れる。
加水分解安定化剤の他に、酸化防止剤、顔料、染料、強
化剤や充填剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、結晶核
剤、可塑剤、流動性改良材、帯電防止剤などを添加する
ことができる。
各成分をポリカーボネート樹脂に混合することができ
る。例えば、各成分をターンブルミキサーやヘンシェル
ミキサー、リボンブレンダー、スーパーミキサーで代表
される高速ミキサーで分散混合後、押し出し機、バンバ
リーミキサー、ロールなどで溶融混練する方法が適宜選
択される。
ーボネートの優れた耐衝撃性、耐熱性、等の特性を維持
しながら、屈折率、分散のバランスおよび光弾性定数な
どが改善されたものなので、各種レンズ、プリズム、光
ディスク基板などのプラスチック光学材料用として好適
に利用できる。
るが、本発明は、以下の実施例に何らの制限を受けるも
のではない。
DDM22.8g(0.10モル)、ビスフェノール−
Z13.4g(0.05モル)、炭酸水素ナトリウム
6.0×10−7モルを撹拌機および留出装置つきの3
00cc四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下180℃
に加熱し、30分間撹拌した。その後、減圧度を150
mmHgに調整すると同時に、60℃/hrの速度で2
00℃まで昇温を行いエステル交換反応を行った。さら
に、フェノールを留去しながら240℃まで昇温し、1
0分間その温度で保持した後、1時間かけて減圧度を1
mmHg以下とした。合計6時間撹拌下で反応を行い、
反応終了後、反応器内に窒素を吹き込み常圧に戻し、生
成ポリカーボネートを取り出した。このポリカーボネー
トの物性を表1に示す。
DDM18.3g(0.08モル)ビスフェノール−Z
10.7g(0.04モル)、を用いた他は、実施例1
と全く同様の操作を行い、ビスフェノール−A−TCD
DM−ビスフェノール−Z共重合ポリカーボネートを得
た。得られたポリカーボネートの物性を表1に示す。
Zを用いずにビスフェノール−A45.6g(0.20
モル)のみを用いた他は実施例1と同様な操作を行っ
た。得られたポリカーボネートの物性を表1に示す。ア
ッベ数は、低いものであった。
フェノール−A22.8g(0.10モル)とTCDD
M22.8g(0.10モル)を用いた他は実施例1と
同様な操作を行った。得られたポリカーボネートの物性
を表1に示す。
測定したものである。
PC system 11)を用い、ポリスチレン換算
分子量(重量平均分子量:Mw)として測定した。展開
溶媒にはクロロホルムを用いた。 (2)Tg:示差走査熱量分析計にて測定した。 (3)屈折率:JIS K 7105に従いアッベ屈折
計にて測定した。 (4)アッベ数:アッベ屈折計にて測定し、計算して求
めた。 (5)落球衝撃値:50mmφ×3.0mmの試験片に鋼球
を7cmの距離より落下させ、試験片が破壊する鋼球重量
で表示した。
Claims (3)
- 【請求項1】下記式(1)で表される構成単位と下記式
(2)で表される構成単位と下記式(3)で表される構
成単位とを有し、単位重量あたりの全構成単位のモル数
の合計に対する各構成単位のモル分率が、5モル%以上
90モル%未満であり、ガラス転移温度が少なくとも1
00℃以上である芳香族−脂肪族共重合ポリカーボネー
ト樹脂。 【化1】 【化2】 【化3】 - 【請求項2】2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパンと1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シ
クロヘキサンとトリシクロ(5.2.1.02, 6 )デカ
ンジメタノールと炭酸ジエステルとを加熱溶融下重縮合
させて得られた請求項1記載の芳香族―脂肪族共重合ポ
リカーボネート樹脂。 - 【請求項3】ガラス転移温度が110℃以上である請求
項1記載の芳香族―脂肪族共重合ポリカーボネート樹
脂。
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