JPS6114227A - ポリカ−ボネ−ト樹脂の製法 - Google Patents

ポリカ−ボネ−ト樹脂の製法

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JPS6114227A
JPS6114227A JP13490084A JP13490084A JPS6114227A JP S6114227 A JPS6114227 A JP S6114227A JP 13490084 A JP13490084 A JP 13490084A JP 13490084 A JP13490084 A JP 13490084A JP S6114227 A JPS6114227 A JP S6114227A
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谷山 侑
Shigeo Kondo
近藤 茂夫
Kazuaki Shiomi
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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、ポリカーボネート樹脂の製造工程に容易に組
み込み可能な方法によって精製した通常入手可能な2.
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンを主原料
として、有機溶媒、水、苛性アルカリの存在下にホスゲ
ンを反応させる界面重合法により、より安定した重合度
の、着色が少なく、耐熱性を有するポリカーボネート樹
脂の製法である。
〔従来の技術およびその問題点〕
従来、ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造するに
際し、その主要原料である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若し
くはBPAと略称する)の純度が重合反応やその生成物
であるポリマー(オリゴマーを含む)の品質に著しい影
響を与えることが知られている。粗製品は無給、一般に
入手可能な通常純度のビスフェノールAをそのまま使用
した場合、生成ポリマーがしばしば黄色や赤色に着色し
たり、耐熱性が不充分となり、甚だしい時には所望の重
合度にまで重合反応が進行せず製造不能となうたり、著
しい品質不良のため商品価値を失うに至る。
これらの不良現象は、極めて高い純度のビスフェノール
Aを用いた場合には全く発現しないことから、ビスフェ
ノールAに含まれる微量不純物が重合反応の妨害物質や
生成するポリマーの着色物質、耐熱性低下原因物質とな
っているものと考えられ、例えば、ビスフェノールA中
のフェノール、P−コグイマー(=2.2.4− )リ
メチル−4(4−ヒドロキシフェニル)クマロン)等の
m個フエノール類は重合反応の妨害物質として、ビスフ
ェノールAのo、p−異性体及びBPX (=2.4−
ビス(α、α1−ジメチルー4−ヒドロキシベンジル)
フェノール)やトリスフェノールの如き三価のフェノー
ル類は耐熱色相や耐熱性の低下原因物質として、またバ
ライソプロベニ゛ルフェノールのダイマーやトリマーの
如き不飽和高分子物質は着色性物質として作用している
ものと推察され、その他構造不明の不純物の多くがこれ
ら不良現象に複雑に関与しているものと推察される。
従来、このようなビスフェノールAを精製して、良好な
ポリカーボネート樹脂を得る目的でいくつかの精製方法
、製造方法が提案されている。
例えば、ビスフェノールAをメタノールに溶解し、活性
炭で吸着精製した上でビスフェノールAを晶出あるいは
水による再沈澱で回収し、ポリ力        ヘー
ボネートを製造する方法(特公昭41−17478号)
、ビスフェノールAに1.5〜5重量部の2.2.4−
 )リメチルベンクンと芳香族炭化水素との混合溶媒を
接触させ、固液抽出により精製する方法(特公昭49−
39669号) 、同様にビスフェノールAにメチレン
クロライド、エチレンクロライド及びトリクロロエチレ
ンを接触させ抽出精製する方法(特公昭47〜1038
4号)、ビスフェノールAをエチレングリコールに溶解
し、次い、で一定量の水を加えてビスフェノールAを析
出回収する方法(USP−3,919゜330、号)等
が挙げられる。
しかしながら、特公昭41−17478号の方法では、
活性炭の再生やメタノールの回収が必要な外、回収した
精製ビスフェノール、lこ活性炭の微粉やメタノールが
残存しやすく、これらは品質低下を招く為、これらの完
全除去に十分を管理を要するなどの不都合があり、特公
昭49−39669号や特公昭47−10384号の方
法は、精製後の有機溶剤にビスフェノールAが多量に残
存するために、該明細書の実施例に記載の如く、回収率
がそれぞれ98.45%、86〜88%と低く、回収率
の比較的高い前者の方法には、可燃性の溶媒を多量に使
用し回収しなければならないという別の不都合がある。
又、tlsP−3゜919.330号の方法では、多量
のエチレングリコールの使用を必須とし、勝つ無水のエ
チレングリコールを回収再使用するための水分除去工程
を要する外、ビスフェノールA中にエチレングリコール
が残存した場合には、これがポリカーボネート樹・脂の
主鎖に組み込まれ、大きな耐熱性低下を招く等の不都合
がある。
以上の従来法は更に、ビスフェノールAを精製処理後、
一旦単離した上でポリカーボネートの製造に供さなけれ
ばならないものであり、単離に関わる技術的、経済的困
難性は、これら眸来法の共通ずる障害であり、実用性に
乏しい技、術と言わざるを得ない。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで本発明者らは、ポリカーボネート樹脂の製造工程
に容易に組み込み可能な方法について鋭意検討した結果
、意外にも、ビスフェノールA、苛性アルカリ、水の混
合溶液に有機溶媒を混合若しくは接触させ、該有機溶媒
を分離してなるビスフェノールA、苛性アルカリ、水の
混合溶液からビスフェノールAを分離することなく反応
原料として用いる方法により、容易に良好なポリカーボ
ネート樹脂が製造出来ることを見いだし本発明を完成さ
せた。
すなわち、本発明は、界面重合法で、2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)プロパン及びホスゲンを原料と
してポリカーボネート樹脂を製造する方法において、通
常の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
と苛性アルカリ及び水との混合溶液に、水不溶性若しく
は水難溶性の有機溶媒を混合若しくは接触させた後く一
有機溶媒を分離してなル2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン、苛性アルカリ及び水の混合溶液を
反応原料液とすることを特徴とするポリカーボネート樹
脂の製法であり、通常入手可能なポリカーボネート用グ
レード、普通グレード、エポキシ樹脂グレード又は工業
用グレードなどの2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパンを用い、そのまま使用するに比較して着色
性の極めて小さい、耐熱性の優れたポリカーボネート樹
脂を得るものであって、好ましい実施態様においては、
通常の2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン1モルに対し、該苛性アルカリの使用量が、0.5〜
3.0モル、該水の使用量が、3〜30重量倍量であり
、該有機溶媒の使用量が、水に対し、0.02〜2.0
容量倍量であるポリカーボネート樹脂の製法である。
以下、本発明の構成について説明する。
本発明のビスフェノールA (−2,2−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパン)としては、通常入手可能
なポリカーボネート用グレード、普通グレード、エポキ
シ樹脂グレード又は工業用グレードであり、本発明の方
法を実施した場合、例えば、ポリカーボネート用グレー
ドであれば、従来に無い高品質のポリカーボネート樹脂
が得られ、エポキシ樹脂グレード又は工業用グレードで
は、従来商品価値のあるポリカーボネート樹脂は得られ
難いもので有ったものが、通常の品質のポリカーボ  
      〜ネート樹脂が得られるものとなる。
本発明の苛性アルカリとは、水酸化ナトリウム、水酸化
カルシウム又は水酸化カリウムなどのアルカリもしくは
アルカリ土類金属水酸化物であり、固形、水溶液のいず
れでも良い。
本発明の水不溶性若しくは水難溶性の有機溶媒とは、水
不溶性若しくは水難溶性で、且つ、水、苛性アルカリ及
びホスゲンに対し実質的に不活性なものであれば特に限
定されないものであり、例えば、メチレンクロライド、
クロロホルム、トルエン、クロロヘンゼン、ノルマルヘ
プタン(=n−ヘプタン)、シクロヘキサンなど及びこ
れらの混合物等であり、中でもホスゲン化反応以降のポ
リカーボネート製造時に広く使用されるメチレンクロラ
イドが、その回収操作性、不燃性、抽出性能等の点で特
に好ましい。
本発明は、以上のビスフェノールA、苛性アルカリ及び
水の溶液を調製し、これに抽出精製溶媒を接触させるか
、又は、添加混合し、抽出精製溶媒相を分離することに
より抽出精製した水相をそのまま若しくは反応溶媒、苛
性アルカリを加えたうえで、ホスゲン他工程に用いるも
のである。
ここに、抽出精製に用いるビスフェノールA1苛性アル
カリ、水の混合溶液中におけるそれぞれの成分の使用量
は、苛性アルカリはビスフェノールA1モルに対し、0
.5〜3.0モル、好ましくは1.0〜2.5モルであ
り、水はビスフェノールAに対し、3〜30重量倍量、
好ましくは5〜10重量倍量であり、苛性アルカリおよ
び水の使用量がこの範囲外の場合には抽出精製操作が困
難になるか、又は抽出精製効果の大幅な低下を招き、本
発明の効果が発揮されない。
」−記のビスフェノールA苛性アルカリ水溶液の抽出精
製に用いる有機溶媒の使用量は、水に対し、0.02〜
2.0容量倍量であり、0.02容量倍未満では抽出精
製効率が混合不良等により不充分となり、且つ、水相と
の分離が困難となるので好ましくなく 、2.0容量倍
を越えての使用は、抽出精製効果の向上に比較して溶媒
回収の負荷が過大となるので好ましくない。
有機溶媒による抽出操作は回分、連続いずれの方法でも
よいが、遠心抽出機や抽出塔を用いて多段向流抽出精製
する方法は抽出精製効率が高く、又有機溶媒の使用量が
少なくすむので好ましい。
尚、抽出精製操作におけるビスフェノールへの酸化変質
を防止するために、ソジウムハイドロサルファイドやソ
ジウムボロハイドライドの如き還元剤を抽出前、中、後
に添加したり、ビスフェノールAの熔解以降の抽出精製
操作からホスケン化に至る装置を窒素の如き不活性ガス
で満たすことも好ましい。
以上の如くである本発明の抽出処理を施したヒスフェノ
ールA、苛性アルカリ及び水の混合溶液は、次のホスゲ
ン化反応に適するように液温を調節したり、水や苛性ア
ルカリの不足量を追加し、必要に応じて、ホスゲン化触
媒や重合度調節剤あるいは共重合成分などを添加した上
で、引続きホスゲン化反応に供する。
〔実施例〕
以上の如くである本発明の方法を実施することによって
、良好なポリカーボネート樹脂が得′られることは、以
下の実施例、比較例により具体的に立証されるものであ
る。
なお、実施例、比較例によって製造したポリカーボネー
トの試験方法は以下の方法によった。
八PH^ :ボリカーボネー14.Ogをメチレンクロ
ライド25献に溶解し、白金−コバルト色度標準液列と
目視比較して求める。
300℃−Nf :NZガス中、1時間、300’C1
加熱溶融処理。
340℃−Nf:N2ガス中、1時間、340℃、加熱
溶融処理。
11PLc分析: High Performance
 Liquid Chrom−atography分析 実施例−1 攪拌機、ホスゲン吹き込め管、温度計及び最下部に排出
用コックを有する1pの四ソロロート状フラスコに、純
水500献、苛性ソーダ33.6g (0゜84モル、
BPAに対して2.1倍モル)、ソジウム7、イ、。、
−7,ッフイ、。、18□□、、1z−1’(7)  
    ’□BPA(三井東圧化学al製) 91.2
g  (0,4モル)を攪拌下に順次に加え、完全に溶
解した時点で抽出精製用のメチレンクロライド(以下、
MCという)50−を加え5分間強く攪拌した後攪拌を
止め、沈降生成したMC相をコックを開は排出し、BP
A苛性アルカリ水溶液の溶媒抽出精製をした。
次いで、10 w/v%苛性ソ苛性ソーダ水溶液10占
℃付近に保らながらホスゲン45.0g (0.46モ
ル)を攪拌下に30分で吹き込み、その後、パラターシ
ャリ−ブチルフェノール2.0gとトリエチルアミン0
. 1gとを加え1時間攪拌し重合させた。
重合終了後、下層のMC相を純水で1回洗浄したのち、
10%リン酸100献を加えて中和し、純水で3回洗浄
した上で加熱してMCを留去し、粉末状のポリカーボネ
ートを得た。
このポリカーボネート樹脂の八PI(^は10で無色に
近く、粘度平均分子量(Mv)は2.5×1III′で
あり、300℃−N「処理後のMv = 2.5 x 
+tl、へPHへ−15、340”C ’− N f処
理後のAPHA = 30、空気中での270”Cの圧
縮成形後のAI’llA = 20であり、変色、分子
量低下の極めて小さい商品質のポリカーボネート樹脂で
あった。
なお2,精製に使用した分離MC相を濃縮乾固したとこ
ろ41 mgの淡黄色残香があった。これば、使用BP
Aに対して0.045重量%にあたる。
実施例−2 BPAとして、ポリカーボネートグレードのもの(ユニ
オンカーバイド側製)を用い、抽出精製に200m1!
のMCを用いる他は実施例−1と同様にした。
得られたポリカーボネート樹脂のAPHAは5で実質的
に無色で、Hシー2.5XI[+’であり、300℃−
Nf処理後(7)Mv = 2.5 X 10’、AP
HA = 10、340℃−Nf処理後のAPI(A−
25、空気中での270℃の圧縮成形後のΔI’ll^
−15であり、変色、分子量低下の極めて小さい高品質
のポリカーボネート樹脂であった。
なお、精製に使用した分離MC相を濃縮乾固したところ
246■の淡黄褐色の固体残香があった。
これは、使用BPAに対して0.27重量%にあたる。
実施例−5 BPAとして、ポリカーボネートグレードより低品位の
エポキシグレード(ダウケミカル製)を用い、抽出精製
に200.βのMCを用いる他は実施例−1と同様にし
た。
得られたポリカーボネート樹脂の八PHAは15で僅か
に黄に着色し、Mv=2.4XIO’であり5.300
℃−Nf処理後のMv=2.4xto″、APHA−2
0,340℃−Nf処理後のAPIIA = 50、空
気中での270℃の圧縮成形後のAPHA = 30で
あり、熱処理による分子量低下がなく、通常のポリカー
ボネートグレートからのポリカーボネートと同等以上の
色相と耐熱性を有したものであった。
なお、精製に使用した分離MC相を濃縮乾固したところ
341mgの淡黄褐色の固体残香があった。
これは、使用BPAに対して0.374重量%にあたる
比較例−1 攪拌機、ホスゲン吹き込み管、および温度計を有する1
1の四ソロロート状フラスコに、純水600=β、苛性
ソーダ43.6g、ソジウムハイドロサルファイド0.
1g及び普通グレードのBPA、(三井東圧化学側製)
 91.2g及びMC250dを攪拌下に順次に加え、
外部冷却により液温を20℃付近に保ちながらホスゲン
45.0gを攪拌下に30分で吹き込み、その後、パラ
ターシャリ−ブチルフェノール2.0gとトリエチルア
ミン0.18とを加え1時間攪拌し重合させた。
重合終了後、下相の有機相を純水で1回洗浄したのj′
)、10%リン酸100献を加えて中和し、純水で3回
洗浄した上で加熱してMCを留去し、粉末状のポリカー
ボネートを得た。
このポリカーボネート樹脂のへPHへは15で僅かに黄
に着色し、300℃−Nf処理後のAPIIA−20,
340’C−Nf処理後のAPHA = 55、空気中
での270℃の圧縮成形後のAPHA = 30であり
、熱処理による黄変が大きく、旧は300℃−Nf処理
により、2.5XIQ’から2.4X10’へと低下し
、耐熱性もやや不足していノこ。′・・ 比較例−2 BPAとして、ポリカーボネートグレードのものくユニ
オンカーバイド■製)を用る外は、比較例−1と同様に
した。
このポリカーボネート樹脂のAPIIAは10で無色に
近く良好であったが、門νは2.4X10’で重合度が
やや不足しており、300℃−Nf処理後のへPHへ−
25,340’C−Nf処理後のAP11^=55、空
気中での270℃の圧縮成形後のAPIIA’=30で
あり、熱処理による黄変が大きく、Mvは300°C−
Nf処理により、2.4×10’から2,3x+o’へ
と低下し、耐熱性もやや不足していた。
比較例−5 BPAとして、ポリカーボネートグレードより低品位の
エポキシグレード(ダウケミカル製)を用いる外は比較
例−工と同様にした。
得られたポリカーボネート樹脂のA P 11 Aは2
5で淡黄色に着色し、300℃−Nf処理後のAPI(
A=35.340’C−Nf処理後のAPIIA = 
145 、空気中での270℃の圧縮成形後のAPII
A = 55であり、熱処理による着色が犬きく、1ν
は300℃−Nf処理により、2;3x10′から2.
Ox+o’へと低下し、耐熱性も不足していた。
実施例−4 実施例−1の製法において、抽出精製前に加える苛性ソ
ーダの量を16.0g (0,4モル、BPAと等モル
)とし、抽出後に加える苛性ソーダの星を27.6 W
/V%水溶液100献とする二点のみを変更する外は同
様とした。
得られたポリカーボネートの品質の試験結果を第1表に
示した。
実施例−5 実施例−■の製法において、抽出精製前に加える苛性ソ
ーダの量を36.8g (0,92モル、BPAの2.
3倍モル)とし、抽出精製用の溶媒をMC100Ijp
とトルエン(以下、Toという)50*zとの混合溶媒
を用い、抽出後に加える苛性ソーダの量を6.8W/V
%水溶液100献とする三点ののを変更する外は同様表
した。
得られたポリカーボネートの品質の試験結果を第1表に
示した。     ゛ 実施例−6 実施例−1の製法において、抽出精製赤理後、再び新鮮
なMC50i+βを加え同様の条件で抽出処理を再度実
施した以外は同様とした。
得られたポリカーボネートの品質の試験結果を第1表に
示した。
実施例−7〜11 BPAとして、ポリカーボネートグレードのもの(ユニ
オンカーバイド側型) 57g 、純水40〇−1苛性
ソーダ22.0g (B P ’Aの2.2倍モル)、
ハイドロサルファイド 0.1gの溶液を調製し、11
の分液ロートに入れ、各々、MC20(li+β(実施
例7)、MC150献とTO50献との混合溶媒(実施
例−8) 、To 200J! (実施例−9)、n−
へブタン200J (実施例−1O)、シクロヘキサン
200mA(実施例−1l)を加え、5分間振揺した後
、有機相と水相を分離した。
有機相は全量を濃縮乾固し、残査量を求め、次式により
B、PAの回収率を算出した。
水相は相分離後直ちに光路長100鶴のセルに入れ、苛
性ソーダ22gと純水400−とからなる溶液を対照と
して42(jnmの波長における吸光度を測定した。
また、水相はその10献を分は取り、20重量%リン酸
水溶液10 、βを加え酸性にし、30献のジエチレン
エーテルで2回抽出し、次いでジエチレン      
 ゎ、。
エーテルを留去してBPAを回収し、HP L C分析
によりその不純物含有量を測定した。なお、対照例は、
溶媒抽出をすることなく、そのままBPAを回収した場
合とした。
結果を第2表に示した。
比較例−4 実施例−7〜11において、有機溶媒に・て抽出する操
作を省き、代わりに0.5gの粉末活性炭を加え、5分
間振り混ぜた後濾過する操作を行い、以後同様に吸光度
測定と回収BPAの分析をした。
結果を第2表に示した。
比較例−5 実施例−7〜11で使用したと同一のBPA57gに純
水300−を加え、生じたスラリーを17!の分液ロー
トに入れ、MC200献を加え5分間振り混ぜた後、沈
降する一MG相を排出した。
次いで、22 W/V%苛性ソーダ水溶液100Jを加
えて均一な溶液とし、以降実施例7〜11と同様にして
吸光度を測定し、且つ、BPAを回収して分析した。
また、排出したMC相はそのまま全量を濃縮乾固し、実
施例7〜11と同様にBPAの回収率を求め)こ。
結果を第2表に示した。
ン ラ ブ I ?1 100−回収率(%)  精製ロス(%)実施例−12 純度98%の市販工業用グレードのBPA95gを苛性
ソーダ30g (0,75モル、BPAの約1.8倍モ
ル)と純水600Jよりなる水溶液に溶解し、11の分
液ロートに入れた。
次いで、MC50mAを加えて5分間振り混ぜ、1分間
静置後、沈降したMC相を排出する操作を3回繰り返し
、合計1501βのMCで水相を抽出を行った。
抽出後の水相の吸光度は 0.153  (420nm
、 d=100龍)であった。
水相を2ρのビーカーに移し、砕氷250gを加え2分
間攪拌した後、MC400−に溶解したホスゲン56g
を30秒間にて加え、更に2分間攪拌を続けたのちパラ
ターシャリ−ブチルフェノール30gと1gw/v%苛
性ソーダ水溶液100イ、及びトリエチルアミン0.2
gを順次加え、以後30分間攪拌を続けた。
MC相を2回水洗した上で、MCを留去し、結晶状粉末
のポリカーボネートオリゴマーを得た。
ごのポリカーボネートオリゴマーの数平均重合度は4.
1で、設定値4,17と略一致し、へPHへ−15,3
00℃−Nf処理後の計HA = 45であり、熱天秤
分析による空気中原料開始温度は304℃で、色相、耐
熱性双方共に優れたものであった。
又、ポリカーボネートオリゴマーの収量は理論収量13
7.8gに対し137.2gであり、収率99.6%と
高いものであった。
比較例−6 実施例−12において、1βの分液ロート内でのM’C
抽出を省く外は全く同様とした。
砕氷を加える前の吸光度は1.87であり、収率9B、
3%で得たポリカーボネートオリゴマーはかなり黄味を
帯び、粘着性を少し有する粉末で数平均重合度は3.8
で、設定値4.17より低く 、APIIA=70.3
00℃−Nf処理後のAPIIA > 500でかなり
茶褐色を帯びたものであり、熱天秤分析による空気中原
料開始温度は265℃で、色相、耐熱性双方共に商品価
値の低いものであった。
〔発明の作用および効果〕
以上、詳細に説明したごとく、本発明のポリカーボネー
ト樹脂の製法によれば、製造原料であるビスフェノール
Aの抽出精製が極めて効率よく達成され、かつ合理的な
工程により、安定した重合度の、着色が少なく、耐熱性
を有するボ・リカーボネート樹脂が製造できることが明
白である。
特許出願人  三菱瓦斯化学株式会社 代表者  長野 和吉

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、界面重合法で、2、2−ビス(4−ヒドロキシフェ
    ニル)プロパン及びホスゲンを原料としてポリカーボネ
    ート樹脂を製造する方法において、通常の2、2−ビス
    (4−ヒドロキシフェニル)プロパンと苛性アルカリ及
    び水との混合溶液に、水不溶性若しくは水難溶性の有機
    溶媒を混合若しくは接触させた後、有機溶媒を分離して
    なる2、2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
    、苛性アルカリ及び水の混合溶液を反応原料液とするこ
    とを特徴とするポリカーボネート樹脂の製法。 2、通常の2、2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プ
    ロパンが、通常入手可能なポリカーボネート用グレード
    、普通グレード、エポキシ樹脂グレード又は工業用グレ
    ードである特許請求の範囲第1項記載の製法。 3、該苛性アルカリが、水酸化ナトリウム、水酸化カル
    シウム又は水酸化カリウムである特許請求の範囲第1項
    記載の製法。 4、該苛性アルカリの使用量が、通常の2、2−ビス(
    4−ヒドロキシフェニル)プロパン1モルに対し、0.
    5〜3.0モルである特許請求の範囲第1項記載の製法
    。 5、該水の使用量が、通常の2、2−ビス(4−ヒドロ
    キシフェニル)プロパンに対し、3〜30重量倍量であ
    る特許請求の範囲第1項記載の製法。 6、該有機溶媒の使用量が、水に対し0.02〜200
    容量倍量である特許請求の範囲第1項記載の製法。
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