KR19990045077A - Method for producing polycarbonate by solid phase polymerization - Google Patents

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KR19990045077A
KR19990045077A KR1019980047551A KR19980047551A KR19990045077A KR 19990045077 A KR19990045077 A KR 19990045077A KR 1019980047551 A KR1019980047551 A KR 1019980047551A KR 19980047551 A KR19980047551 A KR 19980047551A KR 19990045077 A KR19990045077 A KR 19990045077A
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polycarbonate
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phase polymerization
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바스카 바이라브나트 이다게
스와미나탄 시바람
고다바티 사탸나라야나 바라다라잔
조세프 안토니 쥬니어 킹
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제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹
제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

고상 중합 전의 폴리카보네이트 전구체의 결정화는 적어도 부분적으로 디메틸 카보네이트와 같은 디알킬 카보네이트를 포함하는 비용매와 접촉시킴으로서 이루어진다. 비용매는 전형적으로 디메틸 카보네이트와 물 또는 메탄올과 같은 알칸올과의 혼합물일수 있다.Crystallization of the polycarbonate precursor prior to solid phase polymerization is achieved by contacting at least in part with a non-solvent comprising a dialkyl carbonate such as dimethyl carbonate. The nonsolvent is typically a mixture of dimethyl carbonate and alkanols such as water or methanol.

Description

고상 중합에 의한 폴리카보네이트의 제조 방법Method for producing polycarbonate by solid phase polymerization

본 발명은 폴리카보네이트의 제조, 및 보다 특별하게는 고상 중합에 의한 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the production of polycarbonates and more particularly to their preparation by solid phase polymerization.

고상 중합은 예를 들면 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 4,948,871 호, 제 5,204,377 호 및 제 5,214,073 호에 개시되어 있다. 이것은 3단계를 포함한다: 전형적으로 비스페놀 A와 같은 디하이드록시방향족 화합물을 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트와 용융 중합(즉, 트란스에스테르화)함으로써 예비중합체를 형성하는 제 1 단계; 예비중합체를 결정화하는 제 2 단계; 및 이의 유리 전이 온도 내지 이의 용융 온도 사이의 온도로 가열함으로써 결정화된 예비중합체의 분자량을 증가시키는 단계. 이 방법의 사용은 이의 효과 및 환경적인 잇점으로 인해 관심이 커지고 있다.Solid phase polymerizations are disclosed, for example, in US Pat. Nos. 4,948,871, 5,204,377, and 5,214,073, which are incorporated herein by reference. This includes three steps: a first step, typically by melt polymerizing (ie, transesterifying) a dihydroxyaromatic compound, such as bisphenol A, with a diaryl carbonate, such as diphenyl carbonate; A second step of crystallizing the prepolymer; And increasing the molecular weight of the crystallized prepolymer by heating to a temperature between its glass transition temperature and its melting temperature. The use of this method is of increasing interest due to its effectiveness and environmental benefits.

전기 언급된 미국 특허 제 5,204,377 호는 0.2 m2/g 이상의 비표면적을 갖는 결정화된 예비중합체의 사용을 필요로 하는 고상 중합 방법을 기술한다. 이것은 매우 높은 표면적이고 예를 들면 고전단 조건을 필요로 하므로 수행하기 어렵다. 따라서, 이런 높은 표면적을 갖는 결정화된 예비중합체를 필요로 하지 않는 고상 중합 방법을 개발하는 것이 관심을 끈다.The aforementioned US Pat. No. 5,204,377 describes a solid phase polymerization process which requires the use of crystallized prepolymers having a specific surface area of at least 0.2 m 2 / g. This is difficult to accomplish because of the very high surface area and, for example, high shear conditions. Therefore, it is of interest to develop solid phase polymerization processes that do not require crystallized prepolymers having such high surface areas.

본 발명은 쉽게 수행되고 중간체에 표면적 필요와 같은 번거로운 필요성이 없는 고상 중합 방법을 제공한다. 특히, 고분자량의 폴리카보네이트를 상대적으로 낮은 표면적을 갖는 결정화된 예비중합체를 사용하여 제조할수 있다.The present invention provides a solid phase polymerization process that is easily carried out and eliminates the hassle of intermediate surface area requirements. In particular, high molecular weight polycarbonates can be prepared using crystallized prepolymers having a relatively low surface area.

본 발명은 다음을 포함하는 방향족 폴리카보네이트의 제조 방법이다:The present invention is a process for producing an aromatic polycarbonate comprising:

(A) 고체, 무정형 방향족 폴리카보네이트 전구체를 하나 이상의 디알킬카보네이트를 포함한, 전구체에 대한 하나 이상의 유기 비용매와 접촉시켜 표면결정화된 폴리카보네이트를 형성하는 단계; 및(A) contacting a solid, amorphous aromatic polycarbonate precursor with one or more organic nonsolvents for the precursor, including one or more dialkylcarbonates, to form a surface crystallized polycarbonate; And

(B) 고상 중합에 의해 상기 표면 결정화된 폴리카보네이트를 중합시키는 단계.(B) polymerizing the surface crystallized polycarbonate by solid phase polymerization.

본 발명의 방법에 의해 제조될수 있는 폴리카보네이트는 전형적으로 하기 화학식 1의 구조 단위를 갖는다:Polycarbonates that may be prepared by the process of the invention typically have structural units of the formula

상기 식에서,Where

R 그룹의 전체 수의 약 60 % 이상은 방향족 유기 라디칼이고, 이의 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족 라디칼이다. 바람직하게는, 각각의 R은 방향족 유기 라디칼이고, 보다 더 바람직하게는 일반식 -A1-Y-A2-(이때, A1및 A2는 각각 모노사이클릭 이가 아릴 라디칼이고, Y는 하나 또는 두개의 카보네이트 원자가 A1및 A2를 나누는 가교 라디칼이다)의 라디칼이다. 이런 라디칼은 각각 일반식 HO-R-OH 및 HO-A1-Y-A2-OH의 디하이드록시방향족 화합물로부터 유도된다. 예를 들면, A1및 A2는 일반적으로 비치환된 페닐렌(특히 p-페닐렌이 바람직하다) 또는 이의 치환된 유도체를 나타낸다. 가교 라디칼 Y는 대개 탄화수소 그룹이고 특히 메틸렌, 사이클로헥실리덴 또는 바람직하게는 이소프로필리덴과 같은 포화된 그룹이다. 따라서, 가장 바람직한 폴리카보네이트는 전체적으로 또는 부분적으로 또한 "비스페놀 A"로서 공지된 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판으로부터 유도된 것들이다.At least about 60% of the total number of R groups are aromatic organic radicals, with the remainder being aliphatic, cycloaliphatic or aromatic radicals. Preferably, each R is an aromatic organic radical, even more preferably is of the formula -A 1 -YA 2- , wherein A 1 and A 2 are each monocyclic divalent aryl radicals, and Y is one or two Carbonate atom is a crosslinking radical which divides A 1 and A 2 ). These radicals are derived from dihydroxyaromatic compounds of the general formulas HO-R-OH and HO-A 1 -YA 2 -OH, respectively. For example, A 1 and A 2 generally represent unsubstituted phenylene (particularly p-phenylene is preferred) or substituted derivatives thereof. The bridging radicals Y are usually hydrocarbon groups and in particular saturated groups such as methylene, cyclohexylidene or preferably isopropylidene. Thus, the most preferred polycarbonates are those derived from 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane in whole or in part also known as "bisphenol A".

본 발명의 방법의 단계 A에서 필수적인 출발 물질은 폴리카보네이트 전구체이다. 이것은 용융 폴리카보네이트 방법의 제 1 단계, 또는 비스클로로포르메이트 올리고머의 제조 후 가수분해 및/또는 말단캡핑 및 분리에 의해 제조된 유형의 폴리카보네이트 올리고머일수 있다. 이런 올리고머는 대개 약 0.06 내지 0.30 dl/g 범위의 고유 점도를 갖고, 본원의 모든 고유 점도값은 25℃에서 클로로포름에서 측정된다.The essential starting material in step A of the process of the invention is a polycarbonate precursor. This may be the first step of the melt polycarbonate process, or polycarbonate oligomers of the type prepared by hydrolysis and / or endcapping and separation after preparation of the bischloroformate oligomer. Such oligomers usually have an intrinsic viscosity in the range of about 0.06 to 0.30 dl / g, and all intrinsic viscosity values herein are measured in chloroform at 25 ° C.

폴리카보네이트 전구체는 선형 폴리카보네이트 또는 이의 전구체(들)를 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에탄과 같은 분지제와 반응시킴으로써 형성된 분지된 폴리카보네이트일수 있다. 이것은 또한 용매 내성을 최대화하도록 조절된 단위를 함유한 코폴리카보네이트, 특히 코폴리카보네이트 올리고머 또는 고분자량 코폴리카보네이트일수 있다. 하이드로퀴논 및 메틸하이드로퀴논 카보네이트 단위는 미국 특허 제 4,920,200 호에 개시된 것과 같이 이 목적에 특히 적합하다. 이런 단위는 전형적으로 중합체의 전체 카보네이트의 약 25 내지 50 %를 구성할 것이다. 분지된 폴리카보네이트 또는 코폴리카보네이트로의 전환은 폴리카보네이트 전구체가 개선된 결정도 중합체로 전환하는 것에 선행하거나 또는 동시에 일어날수 있다.The polycarbonate precursor may be a branched polycarbonate formed by reacting a linear polycarbonate or precursor (s) thereof with a branching agent such as 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane. It may also be copolycarbonates, in particular copolycarbonate oligomers or high molecular weight copolycarbonates, containing units adjusted to maximize solvent resistance. Hydroquinone and methylhydroquinone carbonate units are particularly suitable for this purpose as disclosed in US Pat. No. 4,920,200. Such units will typically make up about 25-50% of the total carbonate of the polymer. Conversion to branched polycarbonates or copolycarbonates can occur prior to or simultaneously with the conversion of the polycarbonate precursors into improved crystallinity polymers.

폴리카보네이트 전구체는 또한 재생된 폴리카보네이트일수 있다. 예를 들면, 컴팩트 디스크로부터 재생된 중합체가 사용될수 있다. 이의 원래 제조 방법은 중요하지 않다; 즉, 원래 계면 중합, 용융 중합에 의해 제조되거나 또는 비스클로로포르메이트로부터 제조된 재생된 폴리카보네이트가 사용될수 있다.The polycarbonate precursor may also be recycled polycarbonate. For example, polymers recycled from compact discs can be used. Its original method of manufacture is not important; That is, recycled polycarbonates originally produced by interfacial polymerization, melt polymerization or prepared from bischloroformates can be used.

이런 재생된 물질은 전형적으로 약 0.25 내지 1.0 dl/g 범위의 고유 점도로 나타나는 원래 중합된 물질의 분자량보다 분해된 분자량을 갖는다. 이것은 클로로포름, 염화 메틸렌 또는 1,2-디클로로에탄과 같은 염화된 유기 용매에 용해시킨후 불용성 물질의 여과 또는 비폴리카보네이트 성분의 분리를 위한 다른 당해분야에 인식된 과정에 의해 스크랩(scrap) 폴리카보네이트로부터 수득될수 있다. 폴리카보네이트의 다른 유형, 예를 들면 계면 제조된 폴리카보네이트 및 폴리카보네이트 압축기 부스러기가 또한 전구체로서 사용될수 있다.Such recycled materials typically have a degraded molecular weight than the molecular weight of the original polymerized material, exhibiting an intrinsic viscosity in the range of about 0.25 to 1.0 dl / g. It is dissolved in chlorinated organic solvents such as chloroform, methylene chloride or 1,2-dichloroethane and then scrap polycarbonate by other recognized procedures for filtration of insoluble materials or for separation of nonpolycarbonate components. Can be obtained from. Other types of polycarbonates, such as interfacial polycarbonates and polycarbonate compressor shavings, can also be used as precursors.

단계 A를 수행하기 전에, 특히 카보네이트 전구체가 재생된 물질일때 용매로서 염화된 탄화수소에 이것을 용해시키는 것은 본 발명의 범위 내이다. 염화된 탄화수소의 예는 염화 메틸렌, 클로로포름, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠 및 o-디클로로벤젠이다. 클로로지방족 탄화수소가 바람직하고, 염화 메틸렌 및 1,2-디클로에탄이 가장 바람직하다.Prior to performing step A, it is within the scope of the present invention to dissolve it in chlorinated hydrocarbons as a solvent, especially when the carbonate precursor is a recycled material. Examples of chlorinated hydrocarbons are methylene chloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene and o-dichlorobenzene. Chloroaliphatic hydrocarbons are preferred, and methylene chloride and 1,2-dichloroethane are most preferred.

폴리카보네이트 전구체를 임의의 온도에서 용매에 용해시킬수 있다. 전형적인 온도는 약 0℃ 내지 용매의 비등점이고, 약 20 내지 100℃가 일반적으로 바람직하다. 폴리카보네이트를 용해시키기에 효과적인 양의 용매가 사용되는 한, 이의 비율은 결정적이지 않다.The polycarbonate precursor can be dissolved in the solvent at any temperature. Typical temperatures are from about 0 ° C. to the boiling point of the solvent, with about 20-100 ° C. generally preferred. As long as an effective amount of solvent is used to dissolve the polycarbonate, the proportion thereof is not critical.

폴리카보네이트 전구체의 용해는 예를 들면 폴리카보네이트 전구체가 광학 디스크로부터 수득되었을때의 금속 코팅과 같은 여러 불용성 물질을 남긴다. 본 발명은 추가로 폴리카보네이트 용액으로부터 상기 불용성 물질의 제거를 고려한다. 이것은 경사 분리, 여과 및 원심 분리와 같은 통상적인 조작에 의해 이루어질수 있다.Dissolution of the polycarbonate precursor leaves several insoluble materials such as, for example, metal coatings when the polycarbonate precursor is obtained from the optical disk. The present invention further contemplates the removal of the insoluble material from the polycarbonate solution. This can be done by conventional operations such as decantation, filtration and centrifugation.

폴리카보네이트 전구체는 자주 착색된 불순물과 결합되고, 이는 폴리카보네이트 그 자체에서 또는 염화된 용매 중의 이의 용액에서 나타날수 있다. 따라서, 본 발명의 여러 양태는 무정형 폴리카보네이트 용액으로부터 색을 제거한 후 다른 제거 단계를 수행하는 단계를 포함한다. 색 배출의 하나의 방법은 용액에서 무기산, 바람직하게는 염산을 이용한 처리이고, 이때 산은 전형적으로 메탄올과 같은 알칸올 중의 용액이다. 또다른 방법은 상기 용액을 활성탄 또는 가교결합된 수지와 같은 색체를 흡수하는 고체와 접촉시키는 것이고, 이는 중성 또는 이온 교환 수지일수 있다. 또다른 방법은 나트륨 글루코네이트의 용액으로 세척하는 것이다. 또다른 방법은 이후 기술된 것과 같이 침전후 색체를 용해시키기에 충분한 양의 비용매로 수지를 세척하는 것이다.Polycarbonate precursors are often combined with colored impurities, which can appear in the polycarbonate itself or in its solution in chlorinated solvents. Accordingly, several embodiments of the present invention include removing color from an amorphous polycarbonate solution and then performing another removal step. One method of color emission is treatment with an inorganic acid, preferably hydrochloric acid, in the solution, where the acid is typically a solution in an alkanol such as methanol. Another method is to contact the solution with a solid absorbing solid, such as activated carbon or crosslinked resin, which may be neutral or ion exchange resin. Another method is to wash with a solution of sodium gluconate. Another method is to wash the resin with an amount of nonsolvent sufficient to dissolve the color after precipitation, as described below.

많은 상업적으로 사용된 폴리카보네이트는 페놀 또는 p-쿠밀페놀과 같은 모노하이드록시방향족 화합물로 말단캡핑된다. 이런 말단캡핑제는 존재시 고상 중합을 저해할수 있다. 따라서, 용해 단계동안 개질제로서 하나 이상의 디하이드록시방향족 또는 디하이드록시지방족 화합물을 첨가하여 하이드록시 말단 그룹을 제조하는 것이 자주 바람직하다. 적합한 화합물은 레소시놀, 하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논, 카테콜, 비스페놀, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 글리세롤, 글리세릴 모노팔미테이트 및 글리세릴 모노스테아레이트를 포함하고, 카테콜 및 비스페놀 A가 자주 바람직하다.Many commercially used polycarbonates are end capped with monohydroxyaromatic compounds such as phenol or p-cumylphenol. Such endcapping agents, when present, can inhibit solid phase polymerization. Thus, it is often desirable to add hydroxy end groups by adding one or more dihydroxyaromatic or dihydroxyaliphatic compounds as modifiers during the dissolution step. Suitable compounds include resorcinol, hydroquinone, methylhydroquinone, catechol, bisphenol, ethylene glycol, propylene glycol, pentaerythritol, glycerol, glyceryl monopalmitate and glyceryl monostearate, catechol and bisphenol A is often preferred.

개질제의 비율은 일반적으로 용액 중의 무정형 폴리카보네이트를 약 20 내지 80 %(수당), 바람직하게는 약 40 내지 60 %의 하이드록시 말단 그룹을 갖는 물질로 전환시키기에 이론적으로 효과적인 비율 이상이다. 적합한 비율은 단순한 실험에 의해 결정될수 있다.The proportion of modifiers is generally above the ratio which is theoretically effective to convert the amorphous polycarbonate in solution to a material having about 20 to 80% (eg, allowances), preferably about 40 to 60% of hydroxy end groups. The suitable ratio can be determined by simple experiments.

단계 A에서, 상기 기술된 단계에 의해 제조된 고체 또는 용액일수 있는 폴리카보네이트 전구체를 이를 위한 하나 이상의 유기 비용매와 접촉시킨다. 상기 비용매는 하나 이상의 디알킬 카보네이트를 포함하고, 이는 단독으로 또는 또다른 비용매와 혼합하여 사용될수 있다. 적합한 디알킬 카보네이트는 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트로 예시되는 알킬 그룹이 1 내지 4의 탄소수를 갖는 것들이다. 디메틸 카보네이트는 일반적으로 이의 상대적인 사용가능성 및 낮은 비용 및 특별한 적합성으로 인해 바람직하다.In step A, the polycarbonate precursor, which may be a solid or a solution prepared by the steps described above, is contacted with one or more organic nonsolvents therefor. The nonsolvent comprises one or more dialkyl carbonates, which can be used alone or in combination with another nonsolvent. Suitable dialkyl carbonates are those in which the alkyl groups exemplified by dimethyl carbonate and diethyl carbonate have from 1 to 4 carbon atoms. Dimethyl carbonate is generally preferred due to its relative availability and low cost and particular suitability.

디알킬 카보네이트는 또다른 비용매와 혼합하여 사용될때, 상기 다른 비용매는 전형적으로 물 또는 저급 알콜이고, "저급"이란 용어는 7 이하의 탄소수를 갖는 알킬 라디칼을 명명한다. 바람직한 저급 알칸올은 1 내지 4의 탄소수를 함유한 것들이고, 특히 메탄올 및 에탄올이고, 바람직하게는 메탄올이다.When dialkyl carbonates are used in combination with another nonsolvent, the other nonsolvent is typically water or a lower alcohol, and the term "lower" refers to an alkyl radical having up to 7 carbon atoms. Preferred lower alkanols are those containing 1 to 4 carbon atoms, in particular methanol and ethanol, preferably methanol.

디알킬 카보네이트는 일반적으로 임의의 비용매 혼합물에서 주비율, 즉 50 부피% 이상의 비로 존재한다. 바람직하게는, 디알킬 카보네이트는 약 65 부피% 이상, 보다 바람직하게는 약 65 내지 85 부피%, 가장 바람직하게는 약 65 내지 75 부피%를 포함한다.Dialkyl carbonates are generally present in any non-solvent mixture in a main ratio, ie a ratio of at least 50% by volume. Preferably, the dialkyl carbonate comprises at least about 65 volume percent, more preferably about 65 to 85 volume percent, and most preferably about 65 to 75 volume percent.

이들 바람직한 것은 특히 전형적으로 상업적인 압출 장치 등에 의해 발생된 유형의 펠릿으로부터 제조될때, 단계 A의 생성물인 표면 결정화된 폴리카보네이트의 물리적인 형태에 적어도 부분적으로 근거한다. 분말 형성이 거의 없거나 또는 전혀 없이 그 자체로 펠릿 형태인 표면 결정화된 폴리카보네이트의 제조가 바람직하다. 펠릿 및 임의의 관련된 분말이 접착 또는 뭉침에 의해 응집체로 점착된 것보다 자유 유동하는 것이 또한 바람직하다. 비용매 조성물의 보다 바람직하고 가장 바람직한 범위에서, 분말 형성, 접착 및 뭉침은 최소화된다.These preferences are based, at least in part, on the physical form of the surface crystallized polycarbonate, which is the product of step A, particularly when produced from pellets of the type typically generated by commercial extrusion equipment and the like. Preference is given to the preparation of surface crystallized polycarbonates in pellet form on their own with little or no powder formation. It is also preferred that the pellets and any related powders flow freely rather than adhered to the aggregates by adhesion or agglomeration. In the more preferred and most preferred range of nonsolvent compositions, powder formation, adhesion and agglomeration are minimized.

표면 결정화는 전형적으로 약 20 내지 50℃ 범위의 온도에서 폴리카보네이트 전구체를 비용매 조성물과 단지 접촉시킴으로써 이루어질수 있다. 비용매 대 폴리카보네이트 전구체의 중량비는 결정적이지 않으나, 편의상 조절될수 있다; 약 4 내지 6:1 범위의 비가 전형적이다.Surface crystallization may be accomplished by merely contacting the polycarbonate precursor with the nonsolvent composition, typically at a temperature in the range of about 20 to 50 ° C. The weight ratio of nonsolvent to polycarbonate precursor is not critical but may be adjusted for convenience; A ratio in the range of about 4 to 6: 1 is typical.

전기 언급된 특허 및 동시계류중이고 일반적으로 소유된 출원 제 08/767,740호에 개시된 것과 같이, 표면 결정화 단계는 촉매의 부재 또는 존재 하에서 이루어질수 있다. 적합한 촉매는(사용시) 알칼리 금속 및 알칼리토 금속 하이드록사이드, 하이드라이드, 보로하이드라이드, 알루미늄 하이드라이드 및 아릴옥사이드; 아연, 붕소, 규소, 게르마늄, 주석 및 납과 같은 원소의 화합물; 말리에이트와 같은 카복실레이트를 포함하는, 4급 암모늄 및 4급 포스포늄 염과 같은 오늄 화합물; 안티몬, 망간, 티탄 및 지르코늄 화합물; 및 비옥시음이온 카복실레이트 및 페녹사이드를 포함한다. 촉매 비율은 사용시 전형적으로 폴리카보네이트 전구체를 기준으로 약 50 내지 200 ppm의 범위이다.As described in the aforementioned patent and co-pending and generally owned application 08 / 767,740, the surface crystallization step can be in the absence or presence of a catalyst. Suitable catalysts (if used) include alkali metal and alkaline earth metal hydroxides, hydrides, borohydrides, aluminum hydrides and aryloxides; Compounds of elements such as zinc, boron, silicon, germanium, tin and lead; Onium compounds such as quaternary ammonium and quaternary phosphonium salts, including carboxylates such as maleate; Antimony, manganese, titanium and zirconium compounds; And nonoxyanionic carboxylates and phenoxides. Catalyst ratios typically range from about 50 to 200 ppm based on the polycarbonate precursor in use.

미국 특허 제 5,204,377 호에 상기 나타난 개시와는 반대로, 본 발명의 방법의 단계 A에서 제조된 표면 결정화된 폴리카보네이트는 특히 높은 표면적을 갖지 않는다는 것이 밝혀졌다. 보다 구체적으로, 표면적은 일반적으로 이전에 필요하거나 또는 바람직하다고 생각된 0.2 m2/g 이상이 아니다. 그럼에도 불구하고, 표면 결정화된 폴리카보네이트는 고상 중합에 의해 쉽게 중합될수 있다.Contrary to the disclosure shown above in US Pat. No. 5,204,377, it has been found that the surface crystallized polycarbonates produced in step A of the process of the invention do not have particularly high surface areas. More specifically, the surface area is generally not more than 0.2 m 2 / g previously considered necessary or desirable. Nevertheless, the surface crystallized polycarbonate can be easily polymerized by solid phase polymerization.

또한, 5 % 이상의 전체 결정도가 고상 중합에 필요하다는 전기 언급된 미국 특허 제 4,948,871 호에 설명과는 반대로, 표면 결정화된 폴리카보네이트의 전체 결정도는 이의 사용성에 중요하지 않다고 생각된다. 경험에 비추어 단지 필요한 것은 상당한, 전형적으로 5 % 이상의 표면 결정도이다. 따라서, 폴리카보네이트의 내부 영역의 결정도 또는 비결정도는 고상에서 이의 중합화도에 상당한 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.In addition, contrary to the description in the previously mentioned US Pat. No. 4,948,871 that a total crystallinity of at least 5% is required for solid state polymerization, the overall crystallinity of the surface crystallized polycarbonate is not considered important for its usability. From experience, all that is needed is a significant, typically at least 5% surface crystallinity. Thus, the crystallinity or amorphousness of the inner region of the polycarbonate does not appear to have a significant effect on its degree of polymerization in the solid phase.

단계 B는 고상 중합 조작이다. 이것은 당해 분야에 인식된 조건 하에서 수행될수 있다. 이들 조건은 표면 결정화된 폴리카보네이트의 유리 전이 온도 내지 용융 온도 사이의 온도, 대개 이의 용융 온도보다 10 내지 50℃ 낮은 온도를 포함한다. 일반적으로, 특히 비스페놀 A 호모폴리카보네이트의 경우 약 150 내지 270℃, 특히 약 180 내지 250℃ 범위의 온도가 적합하다. 촉매가 필요하지 않지만, 단계 A에 사용된 임의의 촉매는 대개 여전히 존재할 것이고 이의 존재는 해롭지 않다.Step B is a solid phase polymerization operation. This can be done under conditions recognized in the art. These conditions include a temperature between the glass transition temperature and the melting temperature of the surface crystallized polycarbonate, usually 10 to 50 ° C. lower than its melting temperature. In general, temperatures in the range of about 150 to 270 ° C., in particular about 180 to 250 ° C., are particularly suitable for bisphenol A homopolycarbonates. Although no catalyst is required, any catalyst used in step A will usually still be present and its presence is not harmful.

본 발명의 방법은 다음의 실시예에 의해 설명된다. 고유 점도를 20℃에서 염화 메틸렌 중에서 측정했다.The method of the present invention is illustrated by the following examples. Intrinsic viscosity was measured in methylene chloride at 20 ° C.

실시예 1Example 1

첨가 깔때기, 환류 응축기 및 교반기를 장착한 250 ml 환저 플라스크에 0.16 dl/g의 고유 점도를 갖는 비스페놀 A 폴리카보네이트 20 g, 디메틸 카보네이트 100 ml 및 테트라메틸암모늄 수소 말리에이트 100 ppm(올리고머를 기준)을 부하했다. 혼합물을 10분동안 27℃에서 교반한 후, 디메틸 카보네이트를 감압 하에서 증류에 의해 제거했고, 잔여물을 2 내지 3시간동안 80℃에서 건조시켰다. 고체 물질을 걸렀고 25 메쉬 스크린을 통과한 입자를 수거했다. 생성된 표면 결정화된 폴리카보네이트 올리고머는 0.16 dl/g의 고유 점도, 115℃의 유리 전이 온도, 231℃의 용융 온도 및 33 %의 결정도를 가졌다.In a 250 ml round bottom flask equipped with an addition funnel, reflux condenser and agitator, 20 g of bisphenol A polycarbonate with an intrinsic viscosity of 0.16 dl / g, 100 ml of dimethyl carbonate and 100 ppm of tetramethylammonium hydrogen maleate (based on oligomer) Load. After the mixture was stirred at 27 ° C. for 10 minutes, dimethyl carbonate was removed by distillation under reduced pressure and the residue was dried at 80 ° C. for 2-3 hours. The solid material was filtered and particles passed through a 25 mesh screen. The resulting surface crystallized polycarbonate oligomer had an intrinsic viscosity of 0.16 dl / g, a glass transition temperature of 115 ° C., a melting temperature of 231 ° C. and a crystallinity of 33%.

표면 결정화된 올리고머를 질소 유동 하에서 유동상 반응기에서 1시간동안 180℃, 1시간동안 210℃, 2시간동안 220℃ 및 2시간동안 230℃에서 고상 중합 조건 하에 노출시켰다. 생성된 폴리카보네이트는 0.55 dl/g의 고유 점도, 147℃의 유리 전이 온도 및 250℃의 용융 온도를 가졌다.Surface crystallized oligomers were exposed under solid state polymerization conditions at 180 ° C. for 1 hour, 210 ° C. for 1 hour, 220 ° C. for 2 hours and 230 ° C. for 2 hours in a fluidized bed reactor under nitrogen flow. The resulting polycarbonate had an inherent viscosity of 0.55 dl / g, a glass transition temperature of 147 ° C. and a melting temperature of 250 ° C.

실시예 2Example 2

폴리카보네이트 올리고머를 0.36 dl/g의 고유 점도를 갖는 펠릿형의 시판된 비스페놀 A 폴리카보네이트로 대체하고, (실시예 3 내지 5) 디메틸 카보네이트를 디메틸 카보네이트 및 메탄올의 여러 혼합물로 대체하여 실시예 1의 과정을 반복했다. 표면 결정화된 폴리카보네이트는 0.36 dl/g의 고유 점도, 134℃의 유리 전이 온도, 234℃의 용융 온도 및 32 %의 결정도를 가졌다. 고상 중합에 의해 수득된 폴리카보네이트는 0.55 dl/g의 고유 점도, 149℃의 유리 전이 온도 및 261℃의 용융 온도를 가졌다.The polycarbonate oligomer was replaced with pelletized commercial bisphenol A polycarbonate having an intrinsic viscosity of 0.36 dl / g, and (Examples 3 to 5) dimethyl carbonate was replaced with several mixtures of dimethyl carbonate and methanol The process was repeated. The surface crystallized polycarbonate had an intrinsic viscosity of 0.36 dl / g, a glass transition temperature of 134 ° C., a melting temperature of 234 ° C. and a crystallinity of 32%. The polycarbonate obtained by the solid phase polymerization had an inherent viscosity of 0.55 dl / g, a glass transition temperature of 149 ° C and a melting temperature of 261 ° C.

실시예 3 내지 5Examples 3 to 5

디메틸 카보네이트를 여러 디메틸 카보네이트-메탄올로 대체하여 실시예 2의 과정을 반복했다. 결과는 다음의 표에 주어졌다; PC는 폴리카보네이트이고, SSP는 고상 중합된이고, Tm은 용융 온도이다.The procedure of Example 2 was repeated replacing dimethyl carbonate with several dimethyl carbonate-methanol. The results are given in the following table; PC is polycarbonate, SSP is solid state polymerized and Tm is melting temperature.

실시예Example 메탄올,부피 %Methanol, volume% 표면 결정화된 PCSurface crystallized PC SSP PCSSP PC Tm, ℃Tm, ℃ 결정도, %Crystallinity,% 접착/뭉침Adhesion / Bundling 분말, %powder, % 33 1010 224224 2525 1010 44 2020 217217 2323 33 55 3030 218218 2020 ×× 1One

실시예 6Example 6

압출기 드립으로부터 회수된 비스페놀 A 폴리카보네이트의 샘플 100 g을 격렬하게 교반하면서 80℃에서 1,2-디클로로에탄 700 ml에 용해시킨다. 용액을 원심 분리하고 고체 잔여물을 제거하고 폐기한다. 디메틸 카보네이트를 폴리카보네이트 용액에 첨가하여 결정성 고체로서 폴리카보네이트를 침전시키고, 분리하고 무색이 될때까지 에틸 아세테이트로 세척하고, 80℃에서 진공 건조시킨다. 생성된 표면 결정화된 폴리카보네이트는 실시예 2의 방법에 의해 고상 중합할수 있다.100 g of a sample of bisphenol A polycarbonate recovered from the extruder drip is dissolved in 700 ml of 1,2-dichloroethane at 80 ° C. with vigorous stirring. The solution is centrifuged and the solid residue is removed and discarded. Dimethyl carbonate was added to the polycarbonate solution to precipitate the polycarbonate as a crystalline solid, separated and washed with ethyl acetate until colorless, and dried in vacuo at 80 ° C. The resulting surface crystallized polycarbonate can be solid-phase polymerized by the method of Example 2.

본 발명에 의하면, 고상 중합은 높은 표면적이 필요하지 않는 쉬운 고상 중합화가 가능하다.According to the present invention, the solid phase polymerization can be easily solid phase polymerization that does not require a high surface area.

Claims (13)

(A) 고체, 무정형 방향족 폴리카보네이트 전구체를 하나 이상의 디알킬카보네이트를 포함한, 전구체에 대한 하나 이상의 유기 비용매와 접촉시켜 표면 결정화된 폴리카보네이트를 형성하는 단계; 및(A) contacting the solid, amorphous aromatic polycarbonate precursor with at least one organic nonsolvent for the precursor, including at least one dialkylcarbonate, to form a surface crystallized polycarbonate; And (B) 고상 중합에 의해 상기 표면 결정화된 폴리카보네이트를 중합시키는 단계를 포함하는 방향족 폴리카보네이트의 제조 방법.(B) polymerizing the surface crystallized polycarbonate by solid phase polymerization. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 디알킬 카보네이트가 디메틸 카보네이트인 방법.The dialkyl carbonate is dimethyl carbonate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 폴리카보네이트가 하기 화학식 1의 구조 단위를 포함하는 방법:Wherein the polycarbonate comprises a structural unit of formula 화학식 1Formula 1 상기 식에서,Where R 그룹의 전체 수의 약 60 % 이상은 방향족 유기 라디칼이고,At least about 60% of the total number of R groups is an aromatic organic radical, 이의 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족 라디칼이다.The remainder are aliphatic, cycloaliphatic or aromatic radicals. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 폴리카보네이트가 비스페놀 A 호모폴리카보네이트인 방법.Wherein the polycarbonate is bisphenol A homopolycarbonate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 비용매가 디메틸 카보네이트로 구성되는 방법.Wherein the nonsolvent consists of dimethyl carbonate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 비용매가 디메틸 카보네이트와 물 또는 저급 알칸올과의 혼합물인 방법.The nonsolvent is a mixture of dimethyl carbonate and water or lower alkanols. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 비용매가 메탄올인 방법.The nonsolvent is methanol. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 디알킬 카보네이트가 비용매의 약 65 내지 85 부피%를 구성하는 방법.And the dialkyl carbonate constitutes about 65 to 85% by volume of the nonsolvent. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 디알킬 카보네이트가 비용매의 약 65 내지 75 부피%를 구성하는 방법.And the dialkyl carbonate constitutes about 65 to 75% by volume of the nonsolvent. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 단계 A를 촉매 존재 하에서 수행하는 방법.Method A is carried out in the presence of a catalyst. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 촉매가 4급 암모늄 또는 4급 포스포늄 염인 방법.The catalyst is a quaternary ammonium or quaternary phosphonium salt. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 촉매가 4급 암모늄 카복실레이트인 방법.The catalyst is a quaternary ammonium carboxylate. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 촉매가 테트라메틸암모늄 수소 말리에이트인 방법.The catalyst is tetramethylammonium hydrogen maleate.
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