KR101649038B1 - Polycarbonate having high mobility and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리카보네이트 백본 내에 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물을 포함하여 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 디페놀-디글리시딜 혼합물과 카보네이트 전구물질의 중합체를 포함하되, 여기에서 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물이 하기 화학식 1의 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물과 비스페놀 화합물을 포함함을 특징으로 한다:
[화학식 1]
상기 식에서, n은 10 내지 50의 정수임.The present invention relates to a polycarbonate having a high fluidity including an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound in a polycarbonate backbone, and a process for preparing the polycarbonate, and it includes a diphenol-diglycidyl mixture and a polymer of a carbonate precursor Wherein the diphenol-diglycidyl mixture comprises an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound of the formula 1 and a bisphenol compound:
[Chemical Formula 1]
In the above formula, n is an integer of 10 to 50.
Description
본 발명은 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리카보네이트 백본 내에 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물을 포함하여 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polycarbonate having a high flowability and a process for producing the same, and more particularly to a polycarbonate having an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound in a polycarbonate backbone, will be.
폴리카보네이트는 강인하고 투명한 높은 내충격성 열가소성 수지로 잘 알려져 있다. 그러나, 폴리카보네이트는 또한 비교적 큰 용융 점도를 갖는다. 따라서, 폴리카보네이트를 성형 제품으로 제조하기 위해서는 비교적 높은 압출 및 성형 온도가 필요하다. 폴리카보네이트의 용융점도를 감소시키면서도 바람직한 물리적 특성을 유지하기 위해 수년에 걸쳐 많은 노력을 기울여 왔다. 이들 방법에는 가소제의 사용, 지방족 연쇄 정지제의 사용, 분자량의 감소, 장쇄 지방족 치환체를 갖는 비스페놀 및 각종 폴리카보네이트 공중합체 뿐만 아니라 폴리카보네이트와 기타 중합체의 블렌드의 제조가 포함된다.Polycarbonate is well known for its tough, transparent and high impact-resistant thermoplastic resins. However, the polycarbonate also has a relatively high melt viscosity. Therefore, relatively high extrusion and molding temperatures are required to produce polycarbonate as a molded product. Many efforts have been made over the years to maintain desirable physical properties while reducing the melt viscosity of the polycarbonate. These methods include the use of plasticizers, the use of aliphatic chain stoppers, the reduction of molecular weight, the preparation of bisphenols and various polycarbonate copolymers with long chain aliphatic substituents, as well as blends of polycarbonates and other polymers.
가소제의 사용과 관련하여, 가소제들은 일반적으로 열가소성 수지와 함께 사용되어 보다 큰 용융 흐름성을 달성하게 한다. 그러나, 폴리카보네이트 조성물 내로 가소제를 혼입시키는 것은 가소제의 취성 및 변하기 쉬운 특성과 같은 바람직하지 못한 특징을 수반한다.With respect to the use of plasticizers, plasticizers are generally used with thermoplastic resins to achieve greater melt flow properties. However, incorporation of a plasticizer into a polycarbonate composition involves undesirable characteristics such as the brittleness and variability of the plasticizer.
지방족 연쇄 정지제의 사용으로 증진된 흐름성을 적합하게 쉽게 수득할 수 있으나, 노취 아이조드로 측정한 내충격성이 상당히 떨어진다. 취성 또한 문제가 될 수도 있다.Improved flow properties can be obtained easily with the use of an aliphatic chain stopper, but the impact resistance measured by the Izod Izod is significantly reduced. Embrittlement can also be a problem.
지방족 장쇄를 가진 비스페놀을 사용하는 경우, 흐름성의 증가를 관찰할 수 있다. 그러나, 보통 바람직한 충격 강도 특성의 상당한 감소가 수반된다.When bisphenol having an aliphatic long chain is used, an increase in flowability can be observed. However, there is usually a significant reduction in the desired impact strength characteristics.
따라서 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, the development of a polycarbonate having a high fluidity is required.
본 발명의 목적은 폴리카보네이트 백본 내에 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물을 포함하여 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.It is an object of the present invention to provide polycarbonate having a high flowability and an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound in a polycarbonate backbone, and a process for producing the polycarbonate.
본 발명에 따른 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트는 디페놀-디글리시딜 혼합물과 카보네이트 전구물질의 중합체를 포함하되, 여기에서 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물은 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물과 비스페놀 화합물을 포함한다.The polycarbonate having high flowability according to the present invention comprises a diphenol-diglycidyl mixture and a polymer of carbonate precursors wherein the diphenol-diglycidyl mixture is an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl Compounds and bisphenol compounds.
상기 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물은 일례로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.The aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound may be, for example, a compound represented by the following formula (1).
상기 식에서, n은 10 내지 50의 정수이다.In the above formula, n is an integer of 10 to 50.
또한, 본 발명에 따른 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트의 제조방법은 (1) 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물 0.1 내지 5중량%와 비스페놀 화합물 95 내지 99.9중량%를 혼합하여 디페놀-디글리시딜 혼합물을 준비하는 혼합단계; (2) 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물을 염기성 매질에 용해시킨 후, 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물이 용해된 디페놀 용액에 유기용매를 첨가하여 반응혼합물을 수득하는 용해단계; 및 (3) 상기 용해단계에서 수득되는 반응혼합물에 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물 1몰을 기준으로 카보네이트 전구물질 1.0 내지 1.2몰을 주입하여 계면중합시켜 폴리카보네이트를 수득하는 중합단계;를 포함한다:The process for producing polycarbonate having high fluidity according to the present invention comprises the steps of (1) mixing 0.1 to 5% by weight of an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound and 95 to 99.9% by weight of a bisphenol compound, A mixing step of preparing a seed mixture; (2) dissolving the diphenol-diglycidyl mixture in a basic medium, and then adding an organic solvent to the diphenol solution in which the diphenol-diglycidyl mixture is dissolved to obtain a reaction mixture; And (3) 1.0 to 1.2 mol of a carbonate precursor based on 1 mol of the diphenol-diglycidyl mixture is introduced into the reaction mixture obtained in the above-mentioned dissolution step to obtain polycarbonate by interfacial polymerization do:
상기 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물은 일례로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.The aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound may be, for example, a compound represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 식에서, n은 10 내지 50의 정수이다.In the above formula, n is an integer of 10 to 50.
본 발명에 따르면 비스페놀 A 등과 같은 비스페놀 화합물과 포스겐 등과 같은 카보네이트 전구물질의 중합에 의하여 형성되는 폴리카보네이트 백본 내에 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물을 도입함으로써 폴리카보네이트 백본 내에, 특히 방향족 고리 화합물들 사이에 지방족의 다가알코올 부위가 도입되도록 하여 유동성을 높인 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트 및 그의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, by introducing an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound into a polycarbonate backbone formed by polymerization of a bisphenol compound such as bisphenol A, etc. with a carbonate precursor such as phosgene or the like, in the polycarbonate backbone, A polyol having an aliphatic polyvalent alcohol moiety is introduced between the polycarbonate and the polycarbonate having a high fluidity, and a process for producing the polycarbonate.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트는 디페놀-디글리시딜 혼합물과 카보네이트 전구물질의 중합체를 포함하되, 여기에서 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물이 하기 화학식 1의 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물과 비스페놀 화합물을 포함함을 특징으로 한다:The polycarbonate having high flowability according to the present invention comprises a diphenol-diglycidyl mixture and a polymer of carbonate precursors, wherein the diphenol-diglycidyl mixture is an aliphatic polyalcohol-substituted Characterized in that it comprises a diglycidyl compound and a bisphenol compound:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 식에서, n은 10 내지 50의 정수이다.In the above formula, n is an integer of 10 to 50.
본 발명의 하나의 구체예에 따르면, 상기 화학식 1의 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물로는 바람직하게는 폴리프로필렌글리콜-치환 디글리시딜 화합물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 이들을 사용하여 수득되는 폴리카보네이트에 높은 유동성을 제공하는 효과가 있다. According to one embodiment of the present invention, the aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound of Formula 1 is preferably a polypropylene glycol-substituted diglycidyl compound, The polycarbonate has a high flowability.
본 발명의 다른 하나의 구체예에 따르면, 상기 화학식 1의 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물로는 폴리프로필렌글리콜의 양단에 에폭사이드기가 결합된 형태를 갖는 화합물이 사용될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound of Formula 1 may be a compound having an epoxy group bonded to both ends of polypropylene glycol.
상기 화학식 1의 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물에서 지방족 다가알코올의 반복단위의 개수, 즉 n은 10 내지 50, 바람직하게는 20 내지 50, 보다 바람직하게는 30 내지 45개의 범위 이내가 되는 것이 바람직하며, 이들을 사용하여 수득되는 폴리카보네이트에 높은 유동성을 제공하는 효과가 있다.In the aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound of Formula 1, the number of repeating units of the aliphatic polyhydric alcohol, that is, n is within the range of 10 to 50, preferably 20 to 50, more preferably 30 to 45 And it is effective to provide a high flowability to the polycarbonate obtained by using them.
특히, 상기 화학식 1의 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물은 염기성의 조건 하, 즉 비스페놀의 계면중합에서 비스페놀의 탈양성자화 조건에서 상기 비스페놀의 탈양성자화된 양 말단의 히드록시기의 산소 라디칼이 상기 디글리시딜 화합물의 양 말단의 에폭사이드기 중 입체장애가 적은 2차 탄소를 공격하여 에폭사이드의 개환반응(ring opening process)을 통하여 상기 비스페놀과의 축합반응을 통하여 직접 비스페놀과 반응하여 중합될 수 있으며, 그에 따라 상기 디글리시딜 화합물의 사용량에 무관하게 상기 디글리시딜 화합물은 상기 비스페놀과 유사한 화학적 거동 양상을 나타내며, 그에 따라, 수득되는 폴리카보네이트에서 유동성을 향상시키면서도 다른 물성, 특히 강인하고 투명한 높은 내충격성을 나타내도록 하는 효과를 제공한다.Particularly, the aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound of formula (1) has an oxygen radical of a hydroxyl group at both terminals of the deprotonated bisphenol in the deprotonation condition of bisphenol under basic conditions, that is, in the interfacial polymerization of bisphenol The secondary carbon having low steric hindrance among the epoxide groups at both terminals of the diglycidyl compound is attacked and reacted with the bisphenol directly through the ring opening process of the epoxide through the condensation reaction with the bisphenol to be polymerized Whereby the diglycidyl compound exhibits a chemical behavior similar to that of the bisphenol, irrespective of the amount of the diglycidyl compound used, so that the resulting polycarbonate exhibits improved physical properties, And exhibits high transparency and high impact resistance.
본 발명에 따른 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트는 디페놀-디글리시딜 혼합물 1몰을 기준으로 카보네이트 전구물질 1.0 내지 1.2몰, 바람직하게는 1.05 내지 1.15몰, 보다 바람직하게는 1.08 내지 1.12몰의 중합체를 포함하며, 여기에서 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물이 하기 화학식 1의 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물 0.1 내지 5중량%와 잔량으로서의 비스페놀 화합물, 즉, 95 내지 99.9중량%를 포함함을 특징으로 한다:The polycarbonate having a high flowability according to the present invention is prepared by polymerizing 1.0 to 1.2 moles, preferably 1.05 to 1.15 moles, more preferably 1.08 to 1.12 moles of the carbonate precursor based on 1 mole of the diphenol-diglycidyl mixture Wherein the diphenol-diglycidyl mixture comprises from 0.1 to 5% by weight of an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound of the formula 1 and from 95 to 99.9% by weight of a bisphenol compound as the remainder Characterized in that:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 식에서, n은 10 내지 50의 정수이다.In the above formula, n is an integer of 10 to 50.
상기 디페놀-디글리시딜 혼합물은 바람직하게는 상기 화학식 1의 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물 0.1 내지 4중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2중량%와 잔량으로서의 비스페놀 화합물, 즉, 96 내지 99.9중량%, 보다 바람직하게는 98 내지 99.9중량%를 포함하며, 이 범위 내에서 본 발명에 따라 수득되는 폴리카보네이트에 높은 유동성을 부여하면서도 바람직한 물리적 특성, 즉, 강인하고 투명한 높은 내충격성을 부여하는 효과가 있다.The diphenol-diglycidyl mixture preferably contains 0.1 to 4% by weight, more preferably 0.1 to 2% by weight, of the aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound of Formula 1 and the residual amount of the bisphenol compound, Preferably from 96 to 99.9% by weight, more preferably from 98 to 99.9% by weight, of the polycarbonate obtained in accordance with the present invention, while maintaining high physical properties, i.e., .
상기 비스페놀 화합물은 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A ; BPA), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산 (비스페놀 Z ; BPZ), 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄, α,ω-비스[3-(ο-히드록시페닐)프로필]폴리디메틸실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물일 수 있고, 이 중에서 비스페놀 A 가 특히 바람직하나, 본 발명이 이들로 제한되는 것으로 의도되는 것은 아니다. 이들 비스페놀 화합물은 폴리카보네이트의 제조에서 사용되는 것들로서, 당업자에게는 국내외 유수의 제조업자들로부터 이들을 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다.The bisphenol compound may be at least one selected from the group consisting of bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis Bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-hydroxyphenyl) ketone, 1,1- Bis (4-hydroxyphenyl) butane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane (bisphenol Z; BPZ), 2,2- Propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy- Bis (4-hydroxyphenyl) propyl] polydimethylsiloxane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) To And bisphenol A is particularly preferable, but the present invention is not intended to be limited thereto. These bisphenol compounds are used in the production of polycarbonate and can be understood by those skilled in the art to be commercially available and commercially available from leading domestic and foreign manufacturers.
상기 카보네이트 전구물질로는 포스겐, 디포스겐, 트리포스겐, 브로모포스겐으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 될 수 있으나, 본 발명이 이들로 제한되는 것으로 의도되는 것은 아니다. 이들 카보네이트 전구물질 역시 폴리카보네이트의 제조에서 사용되는 것들로서, 당업자에게는 국내외 유수의 제조업자들로부터 이들을 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다.The carbonate precursor may be at least one compound selected from the group consisting of phosgene, diphosgene, triphosgene, and bromophosgene, but the present invention is not intended to be limited thereto. These carbonate precursors are also used in the production of polycarbonates and can be understood by those skilled in the art to be commercially available and commercially available from leading domestic and foreign manufacturers.
본 발명에 따른 높은 유동성을 갖는 폴리카보네이트의 제조방법은 (1) 하기 화학식 1의 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물 0.1 내지 5중량%와 비스페놀 화합물 95 내지 99.9중량%를 혼합하여 디페놀-디글리시딜 혼합물을 준비하는 혼합단계; (2) 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물을 염기성 매질에 용해시킨 후, 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물이 용해된 디페놀 용액에 유기용매를 첨가하여 반응혼합물을 수득하는 용해단계; 및 (3) 상기 용해단계에서 수득되는 반응혼합물에 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물 1몰을 기준으로 카보네이트 전구물질 1.0 내지 1.2몰을 주입하여 계면중합시켜 폴리카보네이트를 수득하는 중합단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다:The process for producing polycarbonate having high fluidity according to the present invention comprises the steps of (1) mixing 0.1 to 5% by weight of an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound of the following formula (1) and 95 to 99.9% by weight of a bisphenol compound, A mixing step of preparing a diglycidyl mixture; (2) dissolving the diphenol-diglycidyl mixture in a basic medium, and then adding an organic solvent to the diphenol solution in which the diphenol-diglycidyl mixture is dissolved to obtain a reaction mixture; And (3) 1.0 to 1.2 mol of a carbonate precursor based on 1 mol of the diphenol-diglycidyl mixture is introduced into the reaction mixture obtained in the above-mentioned dissolution step to obtain polycarbonate by interfacial polymerization .
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 식에서, n은 10 내지 50의 정수이다.In the above formula, n is an integer of 10 to 50.
상기 중합반응 이후에는, 에멀젼 상태의 수지를 원심분리 또는 침전 등의 방법으로 분리하고, 정제하는 과정이 수행될 수 있다. 또한, 중합에 있어서, 중합촉매로는 예를 들면 트리에틸아민(triethylamine) 또는 4차 암모늄염(quaternary ammonium salt)이 사용될 수 있으며, 반응정지제로는 페놀(phenol) 또는 p-tert-부틸페놀(p-tert-butylphenol)이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이들로 제한되는 것으로 의도되는 것은 아니다.After the polymerization, the resin in the emulsion state can be separated and purified by a method such as centrifugation or precipitation. As the polymerization catalyst, for example, triethylamine or quaternary ammonium salt may be used in the polymerization, and phenol or p-tert-butylphenol (p -tert-butylphenol) may be used, but the present invention is not intended to be limited thereto.
상기 용해단계에서 상기 염기성 매질은 염기성 화합물의 수용액이 될 수 있다. 염기성 화합물의 수용액을 사용하여 디페놀 화합물을 용해시킴으로써 디페놀 화합물의 히드록실기가 탈양성자화(deprotonation)되고, 디페놀 화합물의 탈양성자화된 산소가 카보네이트 전구물질과 카보닐 결합을 통해 반응하여 클로로포르메이트가 형성되고, 상기 생성된 클로로포르메이트는 다른 디페놀 화합물 분자와 반응하여 생성된 염소 음이온이 제거되고, 카보네이트 결합하는 과정을 반복하여 폴리카보네이트로 된다.In the dissolution step, the basic medium may be an aqueous solution of a basic compound. By dissolving the diphenol compound using an aqueous solution of a basic compound, the hydroxyl group of the diphenol compound is deprotonated and the deprotonated oxygen of the diphenol compound reacts with the carbonate precursor through the carbonyl bond Chloroformate is formed, and the resulting chloroformate is reacted with other diphenol compound molecules to remove the generated chlorine anion, and carbonate bonding is repeated to form a polycarbonate.
상기 염기성 화합물은 알칼리금속 또는 알칼리토금속 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있으며, 상기 알칼리금속으로는 바람직하게는 수산화나트륨 또는 수산화칼륨이 사용될 수 있다.The basic compound may be at least one selected from the group consisting of an alkali metal or an alkaline earth metal compound. As the alkali metal, sodium hydroxide or potassium hydroxide may be preferably used.
상기 염기성 화합물은 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물 : 상기 염기성 화합물의 당량비가 1 : 1.0 내지 1.8의 범위 이내의 양으로 사용되는 것이 효율적인 중합반응의 수행에 바람직하며, 이 범위 내에서 중합효율이 높아지는 효과가 제공된다.It is preferable that the basic compound is used in an amount of the equivalent ratio of the basic compound to the basic compound of the diphenol-diglycidyl in an amount within the range of 1: 1.0 to 1.8, A higher effect is provided.
상기 염기성 매질 중의 염기성 화합물의 농도는 5 내지 15중량/부피%의 범위 이내로 사용되는 것이 바람직하며, 이 범위 내에서 중합효율이 높아지는 효과가 제공된다. 상기 농도 단위인 중량/부피%는 본 명세서 전체에 걸쳐 달리 표시하지 않는 한, 용질로서 염기성 화합물과 용매, 바람직하게는 용매로서 물로 이루어지는 용액의 총 부피를 100으로 하여 상기 용질로서의 염기성 화합물의 중량을 표시하는 단위로 정의된다.The concentration of the basic compound in the basic medium is preferably within a range of 5 to 15 weight / volume%, and an effect of increasing the polymerization efficiency within this range is provided. Unless otherwise indicated throughout this specification, the weight / volume percentage in terms of the concentration unit is defined as the weight of the basic compound as the solute, by setting the total volume of the basic compound as a solute and a solution comprising water as a solvent, It is defined as a unit to display.
상기 용해단계에서 상기 유기용매는 물에 불용성이고 중합반응에 대해 불활성이며, 또한 중합반응에 의해 생성된 폴리카보네이트를 용해시킬 수 있는 유기화합물이다. 상기 유기용매는 염화메틸렌, 테트라클로로에탄, 클로로포름, 1,2-디클로로에틸렌, 사염화탄소, 트리클로로에탄, 디클로로에탄 등과 같은 염소화 지방족 탄화수소; 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 클로로톨루엔 등과 같은 염소화 방향족 탄화수소; 아세토페논, 시클로헥산, 아니솔 및 이들의 혼합물을 포함하고, 이중에서 염화메틸렌이 가장 바람직하다. 상기한 바와 같이 염기성 매질과 유기용매를 혼합사용하는 것에 의하여 계면중합이 수행되는 반응시스템이 구축되게 된다.In the dissolving step, the organic solvent is an organic compound insoluble in water, inert to the polymerization reaction, and capable of dissolving the polycarbonate produced by the polymerization reaction. The organic solvent includes chlorinated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, tetrachloroethane, chloroform, 1,2-dichloroethylene, carbon tetrachloride, trichloroethane, dichloroethane and the like; Chlorinated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorotoluene and the like; Acetophenone, cyclohexane, anisole, and mixtures thereof, of which methylene chloride is most preferred. As described above, a reaction system in which interfacial polymerization is performed by mixing a basic medium and an organic solvent is established.
상기 유기용매는 상기 디페닐 혼합물 1몰을 기준으로 0.1 내지 1ℓ의 범위 이내의 양으로 사용되는 것이 바람직하며, 이 범위 내에서 계면중합이 효과적으로 진행되어 중합효율이 높아지는 효과가 제공된다.The organic solvent is preferably used in an amount within a range of 0.1 to 1 L based on 1 mol of the diphenyl mixture. Within this range, the interfacial polymerization proceeds effectively, and the polymerization efficiency is enhanced.
상기 중합단계가 상기 카보네이트 전구물질을 10 내지 120분, 바람직하게는 10 내지 100분, 보다 바람직하게는 10 내지 70분 동안 주입하는 것에 의해 수행되며, 이 범위의 이내의 시간 동안의 카보네이트 전구물질의 주입에 의하여 중합반응이 일정하게 진행되어 중합효율이 높아지는 효과가 제공된다.The polymerization step is carried out by injecting the carbonate precursor for 10 to 120 minutes, preferably 10 to 100 minutes, more preferably 10 to 70 minutes, and the duration of the carbonate precursor The polymerization reaction proceeds constantly by the injection and the polymerization efficiency is increased.
상기 염기성 매질에는 황산나트륨, 아황산나트륨, 수소화붕소나트륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 착색방지제가 더 포함될 수 있다.The basic medium may further include at least one coloring inhibitor selected from the group consisting of sodium sulfate, sodium sulfite and sodium borohydride.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. Changes and modifications may fall within the scope of the appended claims.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
<폴리카보네이트 수지의 제조>≪ Preparation of polycarbonate resin >
중합 반응기에 물 2044g, NaOH 140g, BPA(Bisphenol A) 232g을 넣고, N2 분위기 하에서 혼합하여 녹였다. 여기에 PTBP(para-tert butylphenol) 4.60g과 폴리프로필렌글리콜-치환 디글리시딜(n=30~45) 5.0g을 MC(Methylene chloride)로 용해하여 넣어주었다. 그 다음 TPG(triphosgene) 128g을 MC에 녹여 pH를 11 이상으로 유지시켜 주면서 1시간 동안 투입하여 반응시킨 다음, 10분 뒤에 TEA(triethylamine) 46g을 넣어 커플링(Coupling) 반응을 시켰다. 총 반응시간 1시간 20분이 지난 다음 pH를 4로 낮추어 TEA를 제거하였고, 증류수로 3회 세척하여 생성된 중합체의 pH를 6~7 중성으로 맞추었다. 이렇게 얻은 중합체를 메탄올과 헥산 혼합용액에서 재침전시켜 수득한 다음, 이를 120℃에서 건조하여 최종 코폴리카보네이트 수지를 얻었고, 이의 구조는 1H NMR(Varian 500MHz)를 통하여 확인하였다.
2044 g of water, 140 g of NaOH and 232 g of BPA (Bisphenol A) were added to the polymerization reactor, and the mixture was melted and mixed under N 2 atmosphere. 4.60 g of PTBP (para-tert butylphenol) and 5.0 g of polypropylene glycol-substituted diglycidyl (n = 30 to 45) were dissolved in MC (methylene chloride). Subsequently, 128 g of TPG (triphosgene) was dissolved in MC and the reaction was allowed to proceed for 1 hour while maintaining the pH at 11 or higher. After 10 minutes, 46 g of TEA (triethylamine) was added to perform coupling reaction. After a total reaction time of 1 hour and 20 minutes, the pH was lowered to 4 to remove TEA and washed three times with distilled water to adjust the pH of the resulting polymer to 6-7. The polymer thus obtained was obtained by reprecipitation in a mixed solution of methanol and hexane and then dried at 120 ° C to obtain a final copolycarbonate resin. Its structure was confirmed by 1 H NMR (Varian 500 MHz).
<사출시편의 제조>≪ Preparation of injection specimen &
제조된 코폴리카보네이트 수지에 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트 0.05 중량부, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 0.01 중량부, 펜타에리스리톨테트라스테아레이트 0.03 중량부를 첨가하여, 벤트 부착 HAAK Mini CTW를 사용하여 펠릿화한 후, HAAK Minijet 사출성형기를 사용하여 실린더 온도 300℃, 금형온도 120℃로 사출성형하여 시편을 제조하였다.
To the prepared copolycarbonate resin, 0.05 part by weight of tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, 0.1 part by weight of octadecyl 3- (3,5-di-tert- butyl-4-hydroxyphenyl) 0.01 part by weight of nate and 0.03 part by weight of pentaerythritol tetrastearate were pelletized using a HAAK Mini CTW with vent and injection molded at a cylinder temperature of 300 캜 and a mold temperature of 120 캜 using a HAAK Minijet injection molding machine, .
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 1에서 폴리프로필렌글리콜-치환 디글리시딜을 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리카보네이트 및 이의 사출시편을 제조하였다.
Polycarbonate and its injection sample were prepared in the same manner as in Example 1 except that polypropylene glycol-substituted diglycidyl was not used in Example 1 above.
[시험예][Test Example]
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폴리카보네이트 수지 시편의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.The properties of the polycarbonate resin specimens prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were measured by the following methods, and the results are shown in Table 1 below.
* 중량평균분자량: PC Standard로 해서 GPC(Agilent 1200series) 방법으로 측정하였다.* Weight average molecular weight: measured by GPC (Agilent 1200series) method with PC Standard.
* 충격강도(J/m): ASTM D256(1/8inch, Notched Izod)에 의거하여 23℃에서 정하였다.Impact strength (J / m): determined at 23 占 폚 according to ASTM D256 (1/8 inch, Notched Izod).
* MFR: ASTM D1238(300℃, 1.2kg 조건)에 의거하여 측정하였다.
* MFR: Measured according to ASTM D1238 (300 ° C, under 1.2kg condition).
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 기재의 폴리카보네이트 수지(실시예 1)는 폴리프로필렌글리콜-치환 디글리시딜을 포함하지 않는 폴리카보네이트 수지(비교예 1)와 비교하여, 분자량 및 충격강도는 동등 수준을 유지하면서도 유동성이 크게 향상됨을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, the polycarbonate resin (Example 1) of the present invention had a molecular weight and an impact strength lower than those of the polycarbonate resin not containing polypropylene glycol-substituted diglycidyl (Comparative Example 1) While maintaining the same level of liquidity.
Claims (16)
[화학식 1]
상기 식에서, n은 10 내지 50의 정수임.Wherein the diphenol-diglycidyl mixture comprises a diphenol-diglycidyl mixture and a polymer of a carbonate precursor, wherein the diphenol-diglycidyl mixture comprises an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound and a bisphenol compound represented by formula Lt; RTI ID = 0.0 > polycarbonate. ≪ / RTI >
[Chemical Formula 1]
In the above formula, n is an integer of 10 to 50.
상기 폴리카보네이트는 디페놀-디글리시딜 혼합물 1몰을 기준으로 카보네이트 전구물질 1.0 내지 1.2몰의 중합체를 포함하되, 여기에서 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물이 지방족 다가알코올-치환 디글리시딜 화합물 0.1 내지 5중량%와 비스페놀 화합물 95 내지 99.9중량%를 포함함을 특징으로 하는 폴리카보네이트.The method according to claim 1,
Wherein the polycarbonate comprises from 1.0 to 1.2 moles of a carbonate precursor based on 1 mole of a diphenol-diglycidyl mixture, wherein the diphenol-diglycidyl mixture comprises an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl 0.1 to 5 wt% of a bisphenol compound and 95 to 99.9 wt% of a bisphenol compound.
상기 비스페놀 화합물은 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A ; BPA), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산 (비스페놀 Z ; BPZ), 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄, α,ω-비스[3-(ο-히드록시페닐)프로필]폴리디메틸실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물임을 특징으로 하는 폴리카보네이트.The method of claim 3,
The bisphenol compound may be at least one selected from the group consisting of bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis Bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-hydroxyphenyl) ketone, 1,1- Bis (4-hydroxyphenyl) butane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane (bisphenol Z; BPZ), 2,2- Propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy- Bis (4-hydroxyphenyl) propyl] polydimethylsiloxane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) To Lt; / RTI > is at least one compound selected from the group consisting of polycarbonates.
상기 카보네이트 전구물질이 포스겐, 디포스겐, 트리포스겐, 브로모포스겐으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물임을 특징으로 하는 폴리카보네이트.The method according to claim 1,
Wherein the carbonate precursor is at least one compound selected from the group consisting of phosgene, diphosgene, triphosgene, and bromophosgene.
(2) 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물을 염기성 매질에 용해시킨 후, 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물이 용해된 디페놀 용액에 유기용매를 첨가하여 반응혼합물을 수득하는 용해단계; 및
(3) 상기 용해단계에서 수득되는 반응혼합물에 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물 1몰을 기준으로 카보네이트 전구물질 1.0 내지 1.2몰을 주입하여 계면중합시켜 폴리카보네이트를 수득하는 중합단계;를 포함함을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.
[화학식 1]
상기 식에서, n은 10 내지 50의 정수임.(1) mixing 0.1 to 5% by weight of an aliphatic polyhydric alcohol-substituted diglycidyl compound represented by the following formula (1) and 95 to 99.9% by weight of a bisphenol compound to prepare a diphenol-diglycidyl mixture;
(2) dissolving the diphenol-diglycidyl mixture in a basic medium, and then adding an organic solvent to the diphenol solution in which the diphenol-diglycidyl mixture is dissolved to obtain a reaction mixture; And
(3) introducing 1.0 to 1.2 moles of a carbonate precursor based on 1 mole of the diphenol-diglycidyl mixture into the reaction mixture obtained in the dissolving step to effect interfacial polymerization to obtain a polycarbonate ≪ / RTI >
[Chemical Formula 1]
In the above formula, n is an integer of 10 to 50.
상기 용해단계에서 상기 염기성 매질이 염기성 화합물의 수용액임을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein in the dissolving step, the basic medium is an aqueous solution of a basic compound.
상기 염기성 화합물이 알칼리금속 또는 알칼리토금속 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상임을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the basic compound is at least one selected from the group consisting of an alkali metal or an alkaline earth metal compound.
상기 알칼리금속이 수산화나트륨 또는 수산화칼륨임을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.10. The method of claim 9,
Wherein the alkali metal is sodium hydroxide or potassium hydroxide.
상기 염기성 화합물이 상기 디페놀-디글리시딜 혼합물 : 상기 염기성 화합물의 당량비가 1 : 1.0 내지 1.8의 범위 이내의 양으로 사용됨을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the basic compound is used in an amount in which the equivalent ratio of the diphenol-diglycidyl mixture: basic compound is within a range of 1: 1.0 to 1.8.
상기 염기성 매질 중의 염기성 화합물의 농도가 5 내지 15중량/부피%의 범위 이내이되, 상기 중량/부피%는 용질로서 염기성 화합물과 용매로 이루어지는 용액의 총 부피를 100으로 하여 상기 용질로서의 염기성 화합물의 중량을 표시하는 단위임을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the concentration of the basic compound in the basic medium is in the range of 5 to 15 wt% / volume%, and the weight / volume percentage of the basic compound as the solute is 100% by weight based on the total volume of the solution comprising the basic compound and the solvent Of the polycarbonate.
상기 용해단계에서 상기 유기용매가 염화메틸렌, 테트라클로로에탄, 클로로포름, 1,2-디클로로에틸렌, 사염화탄소, 트리클로로에탄, 디클로로에탄; 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 클로로톨루엔; 아세토페논, 시클로헥산, 아니솔 및 이들의 혼합물을 포함하여 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상임을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.The method according to claim 6,
In the dissolving step, the organic solvent is at least one selected from the group consisting of methylene chloride, tetrachloroethane, chloroform, 1,2-dichloroethylene, carbon tetrachloride, trichloroethane, dichloroethane; Chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorotoluene; Wherein the polycarbonate is at least one selected from the group consisting of acetophenone, cyclohexane, anisole, and mixtures thereof.
상기 유기용매가 디페놀-디글리시딜 혼합물 1몰을 기준으로 0.1 내지 1ℓ의 범위 이내의 양으로 사용됨을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.14. The method of claim 13,
Wherein the organic solvent is used in an amount within a range of 0.1 to 1 L based on 1 mol of a diphenol-diglycidyl mixture.
상기 중합단계가 상기 카보네이트 전구물질을 10 내지 120분 동안 주입하는 것에 의해 수행됨을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the polymerization step is performed by injecting the carbonate precursor for 10 to 120 minutes. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 염기성 매질에 황산나트륨, 아황산나트륨, 수소화붕소나트륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 착색방지제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the basic medium further comprises at least one coloring inhibitor selected from the group consisting of sodium sulfate, sodium sulfite and sodium borohydride.
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