KR0183434B1 - 내열성 폴리카보네이트 수지의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내열성 폴리카보네이트 수지의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2가 페놀로서 변형된 비스페놀 A 화합물 단독으로 사용하거나 또는 변형된 비스페놀 A 화합물과 비스페놀 A를 혼합하여 사용함으로써 열변형 온도와 내충격성을 증대시키며 가수분해성이 높고 용해성이 우수한 내열성 폴리카보네이트 수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
[발명이 명칭]
내열성 폴리카보네이트 수지의 제조방법
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 내열성 폴리카보네이트 수지의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2가 페놀로서 변형된 비스페놀 A 화합물 단독으로 사용하거나 또는 변형된 비스페놀 A 화합물과 비스페놀 A를 혼합하여 사용함으로써 열변형 온도와 내충격성을 증대시키며 가수분해성이 높고 용해성이 우수한 내열성 폴리카보네이트 수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
폴리카보네이트는 일반적으로 성형가공시 시간, 습기 및 열에 대한 치수안정성이 좋으며, 강도 및 강성률이 크고 저온에서부터 고온에 이르기까지 넓은 실용범위를 갖는다.
그런데, 일반적인 폴리카보네이트 수지는 특정한 용매에 선택적으로 침해되고 저항성이 없으며 정하중에 대한 내크리이프성은 좋으나, 온도 및 여러 가지 환경조건이 짝지어질 때 비교적 간단하게 파괴되며 동하중에 대한 내성이 복잡한 문제가 있었다.
이에 따라 내열성을 높이기 위한 연구가 지속적으로 진행되어 왔으며, 그 결과 제너럴 일렉트릭스사(GE), 바이엘(BAYER), 그리고 다우(DOW)사 등에 의해 고내열성 폴리카보네이트 수지가 상품화 되기에 이르렀다.(미국특허 5,070,177, 미국특허 4,918,149, 미국특허 3,269,986, Dow Chem 1963-11850,미국특허3,388,098).
일반적으로 이와같은 고내열성 폴리카보네이트는 비스페놀 A를 변형시켜 오르토(ortho) 위치에 입체성이 있는 치환기를 도입하여 가수분해성을 증가시키고, 열변형온도와 내충격성을 증대시켰다. 또한, Schnell 등은 방향족 사이에 특이한 결합을 갖는 변형된 비스페놀 A를 합성하고 이를 이용하여 높은 전이점을 갖는 내열 폴리카보네이트를 제조하는 방법을 제시하였다.
그러나, 이와같은 종래의 고내열성 폴리카보네이트 수지는 열안정성이 낮은 문제가 있다.
따라서, 본 발명자들은 상기와 같은 고내열성 폴리카보네이트 수지의 문제점을 해결하기 위하여 폴리카보네이트 수지 제조시 2가 페놀로서 변형된 비스페놀 A 화합물을 단독으로 사용하거나 또는 변형된 비스페놀 A 화합물과 비스페놀 A를 혼합하여 중합한 결과 열변형 온도와 내충격성이 향상되고 가수분해성이 높고 용해성이 우수한 폴리카보네이트 수지를 제조함을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 열변형 온도와 내충격성을 증대시키고 가수분해성을 높이면서 제조공정시 용매에 잘 용해되는 내열성 폴리카보네이트 수지의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 2가 페놀, 포스겐, 분자량 조절제로부터 폴리카보네이트 수지를 제조하는 데 있어서, 상기 2가 페놀로서 다음 구조식의 변형된 비스페놀 A 화합물 단독 또는 변형된 비스페놀 A 화합물과 비스페놀 A와의 혼합물을 1∼50중량% 되도록 첨가하는 것을 그 특징으로 한다.
상기 식에서 R1은 페닐기, 메틸기,염소 또는 수소 원자이고, R2는 페닐기, 메틸기 또는 수소 원자이다.
또한, 본 발명은 상기의 방법에 따라 제조된 수평균분자량 10,000∼100,000인 폴리카보네이트 수지에 관한 것을 포함한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 상기 구조식을 갖는 변형된 비스페놀 A 화합물을 첨가함으로써 내열성, 내충격성 및 용해성이 우수한 폴리카보네이트 수지의 제조방법에 관한 것이다.
상기와 같은 변형된 비스페놀 A 화합물은 R1과 R2치환기에 의해 바이페닐기의 영향으로 90° 각도로 이루어져 두 페닐기간 전자공유가 불가능하며, 고분자사슬의 자유체적을 크게 해줘 용매, 죽 메틸렌클로라이드에 잘 녹는 성질을 보여주며, R1의 오르토기에 의해 반응속도는 종래의 성형 폴리카보네이트보다 느리나 입체장애효과로 이차전이온도가 70∼80℃ 정도 상승하는 효과를 볼 수 있다.
한편, 상기 구조식의 변형된 비스페놀 A 화합물에 있어서 R1과 R2모두가 페닐기인 것이 제조된 폴리카보네이트 수지의 열안정성이 우수하여 바람직하다.
상기 구조식의 변형된 비스페놀 A 화합물을 단독으로 사용하는 경우 입체장애효과로 인하여 고분자량을 얻을 수 없으므로 이를 비스페놀 A와 혼합하여 첨가함으로써 이루어 고분자량을 얻을 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에서는 상기구조식을 갖는 변형된 비스페놀 A 화합물을 단독으로 사용하거나 또는 변형된 비스페놀 A 화합물과 비스페놀 A와의 혼합물을 전체 조성 중 1∼50중량% 되도록 첨가하는 바, 그 함량이 상기 범위를 벗어나면 반응성에 문제가 있다.
한편, 상기 구조식을 갖는 변형된 비스페놀 A 화합물과 비스페놀 A의 혼합시 혼합비는 1 : 99∼99 : 1 중량비인 것이 바람직 하다.
이와같은 2가 페놀 화합물과 포스겐, 분자량 조절제 등을 첨가하여 통상의 방법으로 본 발명의 폴리카보네이트 수지를 제조하며, 제조된 수지는 의료기기, 전자, 전기분야를 비롯하여 각종 산업분야, 특히 내열성이 우수하고 투명성이 필요한 분야에 효과적으로 이용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은바, 본 발명에 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예1]
상기 구조식의 변형된 비스페놀 A 화합물에 있어서, R1과 R2가 모두 페닐기인 2,2',3,3',5,5'-헥사펠닐바이페닐-4,4'-디올 50g(0.078 mol)을 5.6%(w/w) 수산화나트륨 수용액 117㎖(6.6g 0.16 mol)에 녹여 1 ℓ 둥근바닥 플라스크에 넣었다. 포스겐 9.27g (0.095 mol)을 메틸렌클로라이드 70㎖ 에 포집하여 테프론 튜브를 통하여 천천히 투입하면서 250 rpm하에서 반응시켰으며, 외부온도는 0℃로 유지시켰으며, 질소환경하에서 약30분간 반응시켜 분자량이 3,000인 올리고머를 얻었다.
중축합반응과 분자량이 20,000∼30,000인 고분자를 얻기위하여 분자량조절제로 파라-t-부틸페놀 4.18g을 가하고 반응촉매로 트리에틸아민 0.005g을 유기층에 투입한후 약 30분간 반응시킨후 수상층과 유기층을 정체분리한 후 유기층에 메틸렌클로라이드 80㎖를 넣고 수산화나트륨 8g을 순수 60㎖에 녹여 트리에틸아민 0.007g을 넣은 후 약 2시간 반응시켰다.
그리고 나서, 메틸렌클로라이드 120㎖를 가하여 고분자를 축출한 다음, 0.1N 염산으로 3회 세척한 후 순수로 중성이 될 때까지 세척하였다.
마지막으로 아세톤과 순수를 1 : 1 부피비로 혼합한 용액 800㎖에 천천히 적가하여 고분자를 입자화하였다.
[실시예 2∼4]
상기 실시예 1에서와 같은 방법으로 폴리카보네이트 수지를 제조하되, 단량체로서 다음 표 1에 나타낸 바와 같이 다음 구조식의 변형된 비스페놀 A 화합물의 치환기를 변경하여 고분자를 제조하였다.
한편, 상기 실시예 1∼5에 따라 얻어진 고분자를 24시간 130℃에서 건조하여 물성을 측정하였는바, 그 결과는 다음 표 1에 나타낸 바와 같다.
여기서, 유리전이온도는 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimetry, DSC) 방법에 의거 측정하였고, 열분해온도는 열분해분석(Thermogravic Analysis, TGA)에 의거 측정하였으며, 분자량은 겔 투과크로마토그라피법(Gel permeation chromatography)에 의거 측정하였다.
상기 식에서 R1및 R2는 상기한 바와 같다.
[실시예 5∼8]
상기 실시예 1과 동일한 방법에 의하여 고분자를 제조하되, 단 단량체를 상기 변형된 비스페놀 A화합물과 비스페놀 A와 혼합하여 다음 표2와 같이 변경하여 실시하였다. 그리고, 상기와 같은 방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과는 다음 표 2에 나타낸 바와 같다.
상기의 결과로부터 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지는 열변형 온도가 우수하고 내충격성이 우수하여 의료기기, 전자, 전기분야를 비롯하여 각종 산업분야, 특히 내열성이 우수하고 투명성이 필요한 분야에 효과적으로 이용할 수 있다.
Claims (2)
- 2가페놀, 포스겐 및 t-부틸페놀 분자량조절제로부터 폴리카보네이트를 제조하는 방법에 있어서, 상기 2가페놀로서 다음 구조식의 변형된 비스페놀 A 화합물 단독 또는 변형된 비스페놀 A화합물과 비스페놀 A와의 혼합물을 1∼ 50 중량% 되도록 첨가하는 것을 특징으로 하는 내열성 폴리카보네이트 수지의 제조방법.상기 식에서 : R1은 페닐기, 메틸기 염소원자 또는 수소원자이고, R2는 페닐기, 메틸기 또는 수소원자이다.
- 제1항의 제조방법에 의해 제조된 것으로 수평균분자량이 10,000∼100,000인 것임을 특징으로 하는 내열성 폴리카보네이트 수지.
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| KR1019960020759A KR0183434B1 (ko) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 내열성 폴리카보네이트 수지의 제조방법 |
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