KR20240014713A - Polycarbonate copolymer and method for preparing the same - Google Patents

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이다영
손영욱
반형민
유예지
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Abstract

본 발명은 충격 강도가 유지되면서 경도가 개선된 폴리카보네이트 공중합체에 관한 것이다. 본 발명에 따라 특정 에스터 반복단위를 포함하는 폴리카보네이트 공중합체는 기본적인 폴리카보네이트의 고유 물성이 유지되면서 표면 경도가 우수하다는 특징이 있다.The present invention relates to a polycarbonate copolymer with improved hardness while maintaining impact strength. The polycarbonate copolymer containing a specific ester repeating unit according to the present invention has the characteristic of excellent surface hardness while maintaining the inherent physical properties of basic polycarbonate.

Description

폴리카보네이트 공중합체 및 이의 제조 방법{Polycarbonate copolymer and method for preparing the same}Polycarbonate copolymer and method for preparing the same}

본 발명은 충격 강도 및 경도가 우수한 폴리카보네이트 공중합체를 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a polycarbonate copolymer with excellent impact strength and hardness.

폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되고, 우수한 충격 강도, 수치안정성, 내열성 및 투명성 등을 가지며, 전기전자 제품의 외장재, 자동차 부품, 건축 소재, 광학 부품 등 광범위한 분야에 적용된다.Polycarbonate resin is manufactured by condensation polymerization of aromatic diols such as bisphenol A and carbonate precursors such as phosgene, and has excellent impact strength, dimensional stability, heat resistance, and transparency, and is used as exterior materials for electrical and electronic products, automobile parts, building materials, and optical components. Applies to a wide range of fields.

이러한 폴리카보네이트 수지는 최근 보다 다양한 분야에 적용하기 위해 2종 이상의 서로 다른 구조의 방향족 디올 화합물을 공중합하여 구조가 다른 단위체를 폴리카보네이트의 주쇄에 도입하여 원하는 물성을 얻고자 하는 연구가 많이 시도되고 있다. 특히, 최근에는 유리 대체 플라스틱에 대한 요구가 증가하면서 폴리카보네이트를 내외장 소재로 사용하기 위해, 이에 적합한 물성을 갖춘 폴리카보네이트에 관한 연구가 필요하다.Recently, in order to apply this polycarbonate resin to a wider range of fields, many studies have been attempted to obtain desired physical properties by copolymerizing two or more types of aromatic diol compounds with different structures and introducing units with different structures into the main chain of polycarbonate. . In particular, as the demand for glass-replacement plastics has increased recently, research on polycarbonate with suitable physical properties is needed in order to use polycarbonate as an interior and exterior material.

한편, 기존의 고경도 폴리카보네이트는 경도는 우수하지만 낮은 충격 강도로 인하여 내외장 소재로 적용하기에는 한계가 있었다. 따라서, 상온 충격성 및 투명성과 같은 폴리카보네이트의 고유 물성은 유지하면서 표면 경도가 향상된 폴리카보네이트의 개발이 요구되고 있다.Meanwhile, the existing high-hardness polycarbonate has excellent hardness, but has limitations in its application as an interior and exterior material due to its low impact strength. Therefore, there is a need for the development of polycarbonate with improved surface hardness while maintaining the inherent properties of polycarbonate, such as room temperature impact resistance and transparency.

이에 본 발명자들은, 후술하는 바와 같이 방향족 디올로부터 유래한 에스터 반복단위를 기존 폴리카보네이트와 공중합한 폴리카보네이트 공중합체가 상기를 만족함을 확인하여 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors completed the present invention by confirming that a polycarbonate copolymer obtained by copolymerizing an ester repeating unit derived from an aromatic diol with an existing polycarbonate satisfies the above requirements, as will be described later.

본 발명은 기존 폴리카보네이트의 물성은 유지하면서 표면 경도가 우수한 폴리카보네이트 공중합체 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a polycarbonate copolymer with excellent surface hardness while maintaining the physical properties of existing polycarbonate and a method for producing the same.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는, 폴리카보네이트 공중합체를 제공한다:In order to solve the above problems, the present invention provides a polycarbonate copolymer containing repeating units represented by the following formulas 1 to 4:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,R 1 to R 4 are each independently hydrogen, C 1-10 alkyl, C 1-10 alkoxy, or halogen,

Z는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 또는 CO이고,Z is C 1-10 alkylene unsubstituted or substituted with phenyl, C 3-15 cycloalkylene unsubstituted or substituted with C 1-10 alkyl, O, S, SO, SO 2 , or CO,

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 4에서,In Formula 4 above,

X는 치환 또는 비치환된 C1-10 알킬렌, 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-10 헤테로아릴렌이다.X is substituted or unsubstituted C 1-10 alkylene, or substituted or unsubstituted C 2-10 heteroarylene containing at least one heteroatom selected from the group consisting of N, O and S.

또한, 본 발명은 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 올리고머를 제조하는 단계(단계 1); 및 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 올리고머를 화학식 1로 표시되는 반복단위와 공중합하는 단계(단계 2)를 포함하는, 폴리카보네이트 공중합체의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention includes the steps of preparing an oligomer containing repeating units represented by Formulas 2 to 4 (Step 1); and copolymerizing the oligomer containing the repeating units represented by Formulas 2 to 4 with the repeating units represented by Formula 1 (Step 2).

폴리카보네이트는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올 화합물과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되는 것으로, 우수한 충격 강도, 수치안정성, 내열성 및 투명성 등을 가지며, 전기전자 제품의 외장재, 자동차 부품, 건축 소재, 광학 부품 등 광범위한 분야에 적용된다. 그러나, 기존 고경도 폴리카보네이트는 충격 강도가 저하되는 문제점이 있었다.Polycarbonate is manufactured by condensation polymerization of aromatic diol compounds such as bisphenol A and carbonate precursors such as phosgene. It has excellent impact strength, dimensional stability, heat resistance, and transparency, and is used as exterior materials for electrical and electronic products, automobile parts, building materials, and optics. It is applied to a wide range of fields including parts. However, existing high-hardness polycarbonate had the problem of reduced impact strength.

이에, 본 발명에서는 폴리카보네이트에 에스터 반복단위를 도입하여 기존 폴리카보네이트와 에스터 반복단위를 동시에 포함함으로써, 폴리카보네이트의 물성을 유지하면서 동시에 표면 경도를 개선할 수 있다. Accordingly, in the present invention, by introducing an ester repeating unit into polycarbonate and simultaneously including the existing polycarbonate and the ester repeating unit, surface hardness can be improved while maintaining the physical properties of polycarbonate.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

폴리카보네이트 공중합체polycarbonate copolymer

본 발명에 따른 폴리카보네이트 공중합체는, 폴리카보네이트와 에스터 반복단위가 공중합된 고분자를 의미하며, 구체적으로 상기 화학식 1 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함한다.The polycarbonate copolymer according to the present invention refers to a polymer copolymerized with polycarbonate and ester repeating units, and specifically includes repeating units represented by Formulas 1 to 4 above.

상기 폴리카보네이트는, 방향족 디올 화합물과 카보네이트 전구체가 반응하여 형성되며, 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 의미한다.The polycarbonate is formed by reacting an aromatic diol compound and a carbonate precursor, and specifically refers to a repeating unit represented by Formula 1 above.

상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하면서, 본 발명의 폴리카보네이트 공중합체는 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 에스터 반복단위를 포함한다. 비스페놀 A로부터 제조된 폴리카보네이트의 경우 낮은 표면경도로 인해 그 사용이 제한적이었다. 본 발명자들은 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리카보네이트 공중합체의 구조에 도입하여, 기존 폴리카보네이트의 우수한 고유 물성을 유지하면서도 향상된 표면 경도를 나타낼 수 있음을 확인할 수 있었다.In addition to containing the repeating unit represented by Formula 1, the polycarbonate copolymer of the present invention includes ester repeating units represented by Formulas 2 to 4. In the case of polycarbonate made from bisphenol A, its use was limited due to its low surface hardness. The present inventors were able to confirm that by introducing repeating units represented by Formulas 2 to 4 into the structure of a polycarbonate copolymer, improved surface hardness can be achieved while maintaining the excellent intrinsic properties of existing polycarbonate.

상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위는 후술하는 제조 방법을 통해 제조되는 에스터 반복단위이다. 구체적으로, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위는 방향족 디올과 프탈레이트계 화합물 또는 디카르보닐계 화합물로부터 유래하는 구조를 포함한다.The repeating units represented by Formulas 2 to 4 are ester repeating units manufactured through a production method described later. Specifically, the repeating units represented by Formulas 2 to 4 include structures derived from aromatic diols and phthalate-based compounds or dicarbonyl-based compounds.

바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 및 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위가 랜덤 공중합된 올리고머를 포함한다. 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위는 상기 방향족 디올과 프탈레이트계 화합물 또는 디카르보닐계 화합물이 랜덤하게 반응하여 각각의 반복단위를 형성하고, 이들이 다시 공중합되어 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위가 랜덤 공중합된 올리고머를 형성한다. 즉, 본 발명의 폴리카보네이트 공중합체는 상기 올리고머와 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리카보네이트의 공중합체일 수 있다.Preferably, it includes an oligomer in which the repeating unit represented by Formula 1 and the repeating units represented by Formulas 2 to 4 are randomly copolymerized. The repeating units represented by Formulas 2 to 4 are randomly reacted with the aromatic diol and the phthalate-based compound or dicarbonyl-based compound to form each repeating unit, and these are copolymerized again to form the repeating units represented by Formulas 2 to 4 at random. Forms copolymerized oligomers. That is, the polycarbonate copolymer of the present invention may be a copolymer of the above oligomer and polycarbonate containing a repeating unit represented by Formula 1.

바람직하게는, 상기 올리고머의 중량 평균 분자량은 1,000 내지 30,000 g/mol이다. 보다 바람직하게는, 상기 올리고머의 중량 평균 분자량은 4,000 g/mol 이상, 7,000 g/mol 이상, 또는 10,000 g/mol 이상이고, 27,000 g/mol 이하, 25,000 g/mol 이하, 또는 20,000 g/mol 이하이다. 상기 올리고머의 중량 평균 분자량이 1,000 g/mol 미만일 경우 물성 구현에 문제가 있을 수 있고, 30,000 g/mol 초과일 경우 공중합 시 폴리카보네이트의 분자량이 너무 높아지거나 중합에 문제가 있을 수 있다.Preferably, the weight average molecular weight of the oligomer is 1,000 to 30,000 g/mol. More preferably, the weight average molecular weight of the oligomer is at least 4,000 g/mol, at least 7,000 g/mol, or at least 10,000 g/mol, and at most 27,000 g/mol, at most 25,000 g/mol, or at most 20,000 g/mol. am. If the weight average molecular weight of the oligomer is less than 1,000 g/mol, there may be problems in realizing physical properties, and if it is more than 30,000 g/mol, the molecular weight of polycarbonate may become too high during copolymerization or there may be problems in polymerization.

한편, 상기 화학식 1에서, 바람직하게는, R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소, 메틸, 클로로, 또는 브로모이다.Meanwhile, in Formula 1, preferably, R 1 to R 4 are each independently hydrogen, methyl, chloro, or bromo.

또한 바람직하게는, Z는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10 알킬렌이며, 보다 바람직하게는 메틸렌, 에탄-1,1-디일, 프로판-2,2-디일, 부탄-2,2-디일, 1-페닐에탄-1,1-디일, 또는 디페닐메틸렌이다. 또한 바람직하게는, Z는 사이클로헥산-1,1-디일, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다. Also preferably, Z is straight or branched C 1-10 alkylene that is unsubstituted or substituted with phenyl, more preferably methylene, ethane-1,1-diyl, propane-2,2-diyl, butane-2,2-diyl, 1-phenylethane-1,1-diyl, or diphenylmethylene. Also preferably, Z is cyclohexane-1,1-diyl, O, S, SO, SO 2 , or CO.

바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 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), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산 (비스페놀 Z), 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(비스페놀 C), 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판 및1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 방향족 디올 화합물로부터 유래할 수 있다.Preferably, the repeating unit represented by Formula 1 is bis(4-hydroxyphenyl)methane, bis(4-hydroxyphenyl)ether, bis(4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-hydroxyphenyl) ) Sulfoxide, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, bis (4-hydroxyphenyl) ketone, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) Propane (bisphenol A), 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane (bisphenol Z), 2,2-bis(4-hydroxy- 3,5-dibromophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propane (bisphenol C), 2,2-bis(4-hydroxy- It may be derived from any one or more aromatic diol compounds selected from the group consisting of 3,5-dimethylphenyl)propane and 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane.

상기 ‘방향족 디올 화합물로부터 유래한다’의 의미는, 방향족 디올 화합물의 하이드록시기와 카보네이트 전구체가 반응하여 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 형성하는 것을 의미한다.The meaning of ‘derived from an aromatic diol compound’ means that the hydroxyl group of the aromatic diol compound and the carbonate precursor react to form a repeating unit represented by Formula 1.

예컨대, 방향족 디올 화합물인 비스페놀 A와 카보네이트 전구체인 트리포스겐이 중합된 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 하기 화학식 1-1로 표시된다.For example, when bisphenol A, an aromatic diol compound, and triphosgene, a carbonate precursor, are polymerized, the repeating unit represented by Formula 1 is represented by Formula 1-1 below.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 카보네이트 전구체로는, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디시클로헥실 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 디토릴 카보네이트, 비스(클로로페닐) 카보네이트, 디-m-크레실 카보네이트, 디나프틸 카보네이트, 비스(디페닐) 카보네이트, 포스겐, 트리포스겐, 디포스겐, 브로모포스겐 및 비스할로포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 트리포스겐 또는 포스겐을 사용할 수 있다.The carbonate precursors include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, dicyclohexyl carbonate, diphenyl carbonate, ditoryl carbonate, bis(chlorophenyl) carbonate, di-m-cresyl carbonate, dinaphthyl carbonate, One or more types selected from the group consisting of bis(diphenyl) carbonate, phosgene, triphosgene, diphosgene, bromophosgene, and bishaloformate may be used. Preferably, triphosgene or phosgene can be used.

한편, 상기 화학식 4에서, 바람직하게는, X는 퓨란디일, 티오펜디일, 또는 n-옥틸렌이다. 보다 바람직하게는, 상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 내지 4-3으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 표시된다:Meanwhile, in Formula 4, preferably, X is furandiyl, thiophenediyl, or n-octylene. More preferably, Formula 4 is represented by any one selected from the group consisting of the following Formulas 4-1 to 4-3:

[화학식 4-1][Formula 4-1]

Figure pat00006
Figure pat00006

[화학식 4-2][Formula 4-2]

Figure pat00007
Figure pat00007

[화학식 4-3][Formula 4-3]

Figure pat00008
Figure pat00008

바람직하게는, 폴리카보네이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 5 내지 50 중량부로 포함한다. 보다 바람직하게는, 폴리카보네이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 7 중량부 이상, 9 중량부 이상, 10 중량부 이상, 12 중량부 이상, 또는 15 중량부 이상이고, 48 중량부 이하, 46 중량부 이하, 45 중량부 이하, 43 중량부 이하, 또는 40 중량부 이하로 포함한다. 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위가 상기 범위로 포함될 경우 목적하는 물성 구현 및 공중합이 용이한 장점이 있다.Preferably, the repeating unit represented by Formulas 2 to 4 is included in an amount of 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polycarbonate copolymer. More preferably, based on 100 parts by weight of the polycarbonate copolymer, the repeating unit represented by Formulas 2 to 4 is contained in an amount of 7 parts by weight or more, 9 parts by weight or more, 10 parts by weight or more, 12 parts by weight or more, or 15 parts by weight. or more, and includes 48 parts by weight or less, 46 parts by weight or less, 45 parts by weight or less, 43 parts by weight or less, or 40 parts by weight or less. When the repeating units represented by Formulas 2 to 4 are included in the above range, there is an advantage that desired physical properties can be achieved and copolymerization is easy.

바람직하게는, 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위는, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위들의 총 몰 수 대비 0.1 내지 5 몰%로 포함되고, 보다 바람직하게는, 0.2 몰% 이상, 0.3 몰% 이상, 0.4 몰% 이상, 0.5 몰% 이상, 0.6 몰% 이상, 0.7 몰% 이상, 0.8 몰% 이상, 0.9 몰% 이상, 또는 1.0 몰% 이상이면서, 0.4 몰% 이하, 3 몰% 이하, 2 몰% 이하, 1.5 몰% 이하, 또는 1.2 몰% 이하로 포함한다. 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위가 상기 범위로 포함될 경우 종래의 고경도 폴리카보네이트보다 우수한 내충격성을 나타내는 이점이 있다.Preferably, the repeating unit represented by Formula 4 is contained in an amount of 0.1 to 5 mol% relative to the total number of moles of repeating units represented by Formulas 2 to 4, more preferably 0.2 mol% or more, 0.3 mole. % or more, 0.4 mol% or more, 0.5 mol% or more, 0.6 mol% or more, 0.7 mol% or more, 0.8 mol% or more, 0.9 mol% or more, or 1.0 mol% or more, but 0.4 mol% or less, 3 mol% or less, Included is 2 mol% or less, 1.5 mol% or less, or 1.2 mol% or less. When the repeating unit represented by Chemical Formula 4 is included in the above range, there is an advantage of exhibiting superior impact resistance compared to conventional high-hardness polycarbonate.

바람직하게는, 상기 폴리카보네이트 공중합체의 중량 평균 분자량은 10,000 내지 100,000 g/mol이고, 보다 바람직하게는 15,000 내지 85,000 g/mol이다. 보다 바람직하게는, 상기 중량 평균 분자량은 20,000 g/mol 이상, 25,000 g/mol 이상, 30,000 g/mol 이상, 35,000 g/mol 이상, 40,000 g/mol 이상, 45,000 g/mol 이상, 또는 50,000 g/mol 이상이다. 또한, 상기 중량 평균 분자량은 80,000 g/mol 이하, 75,000 g/mol 이하, 또는 70,000 g/mol 이하이다.Preferably, the weight average molecular weight of the polycarbonate copolymer is 10,000 to 100,000 g/mol, more preferably 15,000 to 85,000 g/mol. More preferably, the weight average molecular weight is at least 20,000 g/mol, at least 25,000 g/mol, at least 30,000 g/mol, at least 35,000 g/mol, at least 40,000 g/mol, at least 45,000 g/mol, or at least 50,000 g/mol. It is more than mol. Additionally, the weight average molecular weight is 80,000 g/mol or less, 75,000 g/mol or less, or 70,000 g/mol or less.

바람직하게는, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 공중합체의 ASTM D256(1/8 inch, Notched Izod)에 의거하여 23℃에서 측정한 상온 충격 강도는 500 J/m 내지 1,000 J/m이다. 보다 바람직하게는, 상기 상온 충격 강도는 550 J/m 이상, 575 J/m 이상, 또는 6000 J/m 이상이다. 또한, 상기 상온 충격 강도는 그 값이 높을수록 우수한 것이어서 상한의 제한은 없으나, 일례로 990 J/m 이하, 980 J/m 이하, 또는 970 J/m 이하일 수 있다. Preferably, the room temperature impact strength of the polycarbonate copolymer according to the present invention measured at 23°C according to ASTM D256 (1/8 inch, Notched Izod) is 500 J/m to 1,000 J/m. More preferably, the room temperature impact strength is 550 J/m or more, 575 J/m or more, or 6000 J/m or more. In addition, the room temperature impact strength is better as the value increases, so there is no upper limit, but for example, it may be 990 J/m or less, 980 J/m or less, or 970 J/m or less.

바람직하게는, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 공중합체의 ASTM D3363에 의거하여 측정한 연필 경도가 HB 이상이다. Preferably, the pencil hardness of the polycarbonate copolymer according to the present invention measured according to ASTM D3363 is HB or higher.

폴리카보네이트 공중합체 제조 방법Polycarbonate copolymer manufacturing method

본 발명에 따른 폴리카보네이트 공중합체의 제조 방법은, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 올리고머를 제조하는 단계(단계 1); 및 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 올리고머를 화학식 1로 표시되는 반복단위와 공중합하는 단계(단계 2)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 화학식 1로 표시되는 반복단위는 폴리카보네이트를 의미한다.The method for producing a polycarbonate copolymer according to the present invention includes preparing an oligomer containing repeating units represented by Formulas 2 to 4 (step 1); and copolymerizing the oligomer containing the repeating units represented by Formulas 2 to 4 with the repeating units represented by Formula 1 (Step 2). As described above, the repeating unit represented by Formula 1 refers to polycarbonate.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 1은 비스페놀 C와 하기 화학식 5-1 내지 화학식 5-3으로 표시되는 화합물을 중합하는 단계를 포함한다:According to one embodiment of the present invention, Step 1 includes polymerizing bisphenol C and a compound represented by the following Chemical Formulas 5-1 to 5-3:

[화학식 5-1][Formula 5-1]

Figure pat00009
Figure pat00009

[화학식 5-2][Formula 5-2]

Figure pat00010
Figure pat00010

[화학식 5-3][Formula 5-3]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식 5-1 내지 5-3에서,In Formulas 5-1 to 5-3,

X는 1항에서 정의한 바와 같고,X is as defined in paragraph 1,

Y는 할로겐이다.Y is halogen.

보다 바람직하게는, 상기 Y는 브로모, 또는 클로로이다.More preferably, Y is bromo or chloro.

본 발명의 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위는, 방향족 디올 화합물과 다관능성 아실할라이드 화합물 3종 이상을 반응시켜 제조된다. 구체적으로, 방향족 디올과 다관능성 아실할라이드가 에스터화 반응을 통해 제조되며, 3종 이상의 아실할라이드를 사용함으로써 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위가 랜덤하게 반복되는 구조를 가진다.The repeating units represented by Formulas 2 to 4 of the present invention are manufactured by reacting an aromatic diol compound with three or more types of polyfunctional acyl halide compounds. Specifically, aromatic diols and polyfunctional acyl halides are produced through an esterification reaction, and by using three or more types of acyl halides, it has a structure in which repeating units represented by Formulas 2 to 4 are randomly repeated.

바람직하게는, 상기 화학식 5-1 및 화학식 5-2로 표시되는 화합물을 각각 비스페놀 C 100 몰부에 대하여, 0.1 내지 1 몰부로 사용한다. 보다 바람직하게는, 0.15 당량 이상, 0.2 당량 이상, 0.3 당량 이상이고, 0.95 당량 이하, 0.9 당량 이하, 0.85 당량 이하로 사용된다. 상기 화학식 5-1 및 화학식 5-2로 표시되는 화합물이 각각 비스페놀 C의 당량 대비 0.1 당량 미만이거나 1 당량 초과일 경우 올리고머가 형성되지 않는 문제가 발생할 수 있다.Preferably, the compounds represented by Formula 5-1 and Formula 5-2 are used in an amount of 0.1 to 1 mole part, respectively, based on 100 mole parts of bisphenol C. More preferably, it is used in an amount of 0.15 equivalents or more, 0.2 equivalents or more, 0.3 equivalents or more, and 0.95 equivalents or less, 0.9 equivalents or less, and 0.85 equivalents or less. If the amount of the compounds represented by Formula 5-1 and Formula 5-2 is less than 0.1 equivalent or more than 1 equivalent, respectively, compared to the equivalent weight of bisphenol C, a problem may occur in which oligomers are not formed.

바람직하게는, 상기 화학식 5-3으로 표시되는 화합물을 비스페놀 C 100 몰부에 대하여 0.1 내지 5 몰부로 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는, 0.2 몰부 이상, 0.3 몰부 이상, 0.4 몰부 이상, 0.5 몰부 이상, 0.6 몰부 이상, 0.7 몰부 이상, 0.8 몰부 이상, 0.9 몰부 이상, 또는 1.0 몰부 이상이면서; 4.5 몰부 이하, 4.0 몰부 이하, 3.5 몰부 이하, 3.0 몰부 이하, 2.5 몰부 이하, 2.0 몰부 이하, 또는 1.5 몰부 이하로 사용할 수 있다. 상기 화학식 5-3으로 표시되는 화합물을 상기 범위로 사용할 경우 종래의 고경도 폴리카보네이트보다 우수한 내충격성을 나타내는 효과가 있다.Preferably, the compound represented by Formula 5-3 can be used in an amount of 0.1 to 5 mole parts based on 100 mole parts of bisphenol C, more preferably, 0.2 mole part or more, 0.3 mole part or more, 0.4 mole part or more, 0.5 mole part or more, 0.6 mole part or more, 0.7 mole part or more, 0.8 mole part or more, 0.9 mole part or more, or 1.0 mole part or more; It can be used in amounts of 4.5 mole parts or less, 4.0 mole parts or less, 3.5 mole parts or less, 3.0 mole parts or less, 2.5 mole parts or less, 2.0 mole parts or less, or 1.5 mole parts or less. When the compound represented by Formula 5-3 is used in the above range, it has the effect of exhibiting superior impact resistance than conventional high hardness polycarbonate.

일례로, 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위 제조에 사용되는 방향족 디올은 비스페놀 C(BPC)일 수 있고, 다관능성 아실할라이드는 이소프탈로일 클로라이드(IPCl), 테레프탈로일 클로라이드(TPCl), 퓨란-2,5-디카르보닐 디클로라이드(FDCl) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. For example, the aromatic diol used to prepare the repeating unit represented by Formulas 2 to 4 may be bisphenol C (BPC), and the polyfunctional acyl halide may be isophthaloyl chloride (IPCl), terephthaloyl chloride (TPCl), or furan. It may be -2,5-dicarbonyl dichloride (FDCl) or a mixture thereof.

또한, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 공중합체의 제조 방법은, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 올리고머와 화학식 1로 표시되는 반복단위를 공중합하는 단계를 포함한다.In addition, the method for producing a polycarbonate copolymer according to the present invention includes the step of copolymerizing an oligomer containing the repeating units represented by Formulas 2 to 4 and the repeating unit represented by Formula 1.

상기 공중합은 계면 중합으로 수행하는 것이 바람직하며, 계면 중합시 상압과 낮은 온도에서 중합 반응이 가능하며 분자량 조절이 용이하다. 또한, 상기 계면중합은 일례로 선중합(pre-polymerization) 후 커플링제를 투입한 다음, 다시 중합시키는 단계를 포함할 수 있고, 이 경우 고분자량의 폴리카보네이트 공중합체를 얻을 수 있다.The copolymerization is preferably performed by interfacial polymerization. During interfacial polymerization, the polymerization reaction is possible at normal pressure and low temperature, and the molecular weight is easy to control. In addition, the interfacial polymerization may include, for example, the step of adding a coupling agent after pre-polymerization and then polymerizing again. In this case, a high molecular weight polycarbonate copolymer can be obtained.

상기 중합 온도는 0℃ 내지 40℃, 반응 시간은 10분 내지 5시간이 바람직하다. 또한, 반응 중 pH는 9 이상 또는 11 이상으로 유지하는 것이 바람직하다. The polymerization temperature is preferably 0°C to 40°C, and the reaction time is preferably 10 minutes to 5 hours. Additionally, it is desirable to maintain the pH at 9 or more or 11 or more during the reaction.

상기 중합에 사용할 수 있는 용매로는, 당업계에서 폴리카보네이트 공중합체의 중합에 사용되는 용매이면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 메틸렌클로라이드, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소를 사용할 수 있다. The solvent that can be used in the polymerization is not particularly limited as long as it is a solvent used in the polymerization of polycarbonate copolymers in the art. For example, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chlorobenzene can be used.

또한, 상기 중합은 산결합제의 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 상기 산결합제로 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리금속 수산화물 또는 피리딘 등의 아민 화합물을 사용할 수 있다. In addition, the polymerization is preferably performed in the presence of an acid binder, and the acid binder may be an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, or an amine compound such as pyridine.

또한, 상기 중합시 폴리카보네이트 공중합체의 분자량 조절을 위하여, 분자량 조절제의 존재 하에 중합하는 것이 바람직하다. 상기 분자량 조절제로 C1-20 알킬페놀을 사용할 수 있으며, 이의 구체적인 예로 p-tert-부틸페놀, p-쿠밀페놀, 데실페놀, 도데실페놀, 테트라데실페놀, 헥사데실페놀, 옥타데실페놀, 에이코실페놀, 도코실페놀 또는 트리아콘틸페놀을 들 수 있다. 상기 분자량 조절제는, 중합 개시 전, 중합 개시 중 또는 중합 개시 후에 투입될 수 있다. 상기 분자량 조절제는 일례로 방향족 디올 화합물 100 중량부를 기준으로 0.01 중량부 이상, 0,1 중량부 이상, 또는 1 중량부 이상이고, 10 중량부 이하, 6 중량부 이하, 또는 5 중량부 이하로 포함되고, 이 범위 내에서 원하는 분자량을 얻을 수 있다. Additionally, in order to control the molecular weight of the polycarbonate copolymer during the polymerization, it is preferable to polymerize in the presence of a molecular weight regulator. C 1-20 alkylphenol can be used as the molecular weight regulator, and specific examples thereof include p-tert-butylphenol, p-cumylphenol, decylphenol, dodecylphenol, tetradecylphenol, hexadecylphenol, octadecylphenol, and eico. Examples include sylphenol, docosylphenol, or triacontylphenol. The molecular weight regulator may be added before the start of polymerization, during the start of polymerization, or after the start of polymerization. For example, the molecular weight regulator is included in an amount of 0.01 parts by weight or more, 0.1 parts by weight or more, or 1 part by weight or less, and 10 parts by weight or less, 6 parts by weight or less, or 5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the aromatic diol compound. and the desired molecular weight can be obtained within this range.

또한, 상기 중합 반응의 촉진을 위하여, 트리에틸아민, 테트라-n-부틸암모늄브로마이드, 테트라-n-부틸포스포늄브로마이드 등의 3차 아민 화합물, 4차 암모늄 화합물, 4차 포스포늄 화합물 등과 같은 반응 촉진제를 추가로 사용할 수 있다. In addition, in order to promote the polymerization reaction, reactions such as tertiary amine compounds such as triethylamine, tetra-n-butylammonium bromide, tetra-n-butylphosphonium bromide, quaternary ammonium compounds, quaternary phosphonium compounds, etc. Additional accelerators may be used.

또한, 본 발명은 상술한 폴리카보네이트 공중합체를 포함하는 물품을 제공한다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 공중합체는 에스터 반복단위를 포함함으로써, 기존 폴리카보네이트의 충격 강도, 투명성은 유지하면서 표면 경도가 우수하여 응용 분야가 넓다.Additionally, the present invention provides an article comprising the polycarbonate copolymer described above. As described above, the polycarbonate copolymer according to the present invention contains an ester repeating unit, and thus has excellent surface hardness while maintaining the impact strength and transparency of existing polycarbonate, and has a wide range of applications.

바람직하게는, 상기 물품은 사출 성형품이다. 또한, 상기 물품은 일례로 산화방지제, 열안정제, 광안정화제, 가소제, 대전방지제, 핵제, 활제, 충격보강제, 형광증백제, 자외선흡수제, 안료 및 염료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.Preferably, the article is injection molded. In addition, the product further contains, for example, one or more selected from the group consisting of antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, plasticizers, antistatic agents, nucleating agents, lubricants, impact modifiers, fluorescent whitening agents, ultraviolet absorbers, pigments and dyes. can do.

상기 물품의 제조 방법은, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 공중합체와 산화방지제 등과 같은 첨가제를 믹서를 이용하여 혼합한 후, 상기 혼합물을 압출기로 압출성형하여 펠릿으로 제조하고, 상기 펠릿을 건조시킨 다음 사출성형기로 사출하는 단계를 포함할 수 있다.The manufacturing method of the product includes mixing the polycarbonate copolymer according to the present invention and additives such as antioxidants using a mixer, extruding the mixture with an extruder to produce pellets, drying the pellets, and then extruding the mixture. It may include the step of injection into a molding machine.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 특정 에스터 반복단위를 포함하는 폴리카보네이트 공중합체는 기본적인 폴리카보네이트의 물성을 유지하면서, 경도가 우수하다는 특징이 있다.As discussed above, the polycarbonate copolymer containing a specific ester repeating unit according to the present invention is characterized by excellent hardness while maintaining the basic physical properties of polycarbonate.

이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.Below, preferred embodiments are presented to aid understanding of the invention. However, the following examples are only for illustrating the present invention and do not limit the present invention to these only.

<실시예><Example>

제조예 1: 올리고머(BPCIPTPFD, 10,000 g/mol) 제조Preparation Example 1: Preparation of oligomer (BPCIPTPFD, 10,000 g/mol)

비스페놀 C(BPC, 24.23 g, 0.094 mol)를 NaOH 40% 용액 19 g, 물 120 g 혼합 용액에 넣고 용해시켜 BPC 수용액을 제조하였다. 이후, terephthaloyl chloride(TPCl, 10 g, 0.049 mol), isophthaloyl chloride(IPCl, 10 g, 0.049 mol), furan-2,5-dicarbonyl dichloride(FDCl, 0.2 g, 0.001 mol)을 메틸렌클로라이드에 분산/용해시킨 후, 상기 BPC 수용액에 적가하였다. 그 후, tetraethylammonium chloride 0.093 g을 투입한 후 40분간 교반하였다. 그 후, 1N HCl을 사용하여 반응을 종결시킨 후, 교반이 완료된 반응물은 분별 깔대기를 이용하여 증류수로 수회 세척하였다. 그 후, 회전 감압 증발기를 이용하여 용매를 제거하고 120 ℃에서 하룻밤 건조시켜 고체를 수득하였다. 수득한 에스터 반복단위를 포함하는 올리고머(BPCIPTPFD)의 분자량은 10,000 g/mol이었다.Bisphenol C (BPC, 24.23 g, 0.094 mol) was dissolved in a mixed solution of 19 g of 40% NaOH solution and 120 g of water to prepare an aqueous BPC solution. Afterwards, terephthaloyl chloride (TPCl, 10 g, 0.049 mol), isophthaloyl chloride (IPCl, 10 g, 0.049 mol), and furan-2,5-dicarbonyl dichloride (FDCl, 0.2 g, 0.001 mol) were dispersed/dissolved in methylene chloride. After doing so, it was added dropwise to the BPC aqueous solution. Afterwards, 0.093 g of tetraethylammonium chloride was added and stirred for 40 minutes. After the reaction was terminated using 1N HCl, the stirred reactant was washed several times with distilled water using a separatory funnel. Afterwards, the solvent was removed using a rotary reduced pressure evaporator and dried at 120°C overnight to obtain a solid. The molecular weight of the obtained oligomer containing the ester repeating unit (BPCIPTPFD) was 10,000 g/mol.

제조예 2: 올리고머(BPCIPTPFD, 20,000 g/mol) 제조Preparation Example 2: Preparation of oligomer (BPCIPTPFD, 20,000 g/mol)

BPC 24 g, TPCl 9.5 g, IPCl 9.5 g 및 FDCl 0.19 g 사용한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 에스터 반복단위를 포함하는 올리고머를 제조하였다. 수득한 올리고머(BPCIPTPFD)의 분자량은 20,000 g/mol이었다.An oligomer containing an ester repeating unit was prepared in the same manner as Preparation Example 1, except that 24 g of BPC, 9.5 g of TPCl, 9.5 g of IPCl, and 0.19 g of FDCl were used. The molecular weight of the obtained oligomer (BPCIPTPFD) was 20,000 g/mol.

제조예 3: 올리고머(BPCIPTPTD, 10,000 g/mol) 제조Preparation Example 3: Preparation of oligomer (BPCIPTPTD, 10,000 g/mol)

Furan-2,5-dicarbonyl dichloride(FDCl) 대신 thiophene-2,5-dicarbonyl dichloride(TDCl, 0.2 g)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 에스터 반복단위를 포함하는 올리고머를 제조하였다. 수득한 올리고머(BPCIPTPTD)의 분자량은 10,000 g/mol이었다.An oligomer containing an ester repeating unit was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that thiophene-2,5-dicarbonyl dichloride (TDCl, 0.2 g) was used instead of furan-2,5-dicarbonyl dichloride (FDCl). did. The molecular weight of the obtained oligomer (BPCIPTPTD) was 10,000 g/mol.

비교 제조예 1: 올리고머(BPAIPTP, 10,000 g/mol) 제조Comparative Preparation Example 1: Preparation of oligomer (BPAIPTP, 10,000 g/mol)

비스페놀 A(BPA, 23.5 g, 0.103 mol)를 NaOH 40% 용액 19 g, 물 120 g 혼합 용액에 넣고 용해시켜 BPA 수용액을 제조하였다. 이후, terephthaloyl chloride(TPCl, 11 g, 0.054 mol), isophthaloyl chloride(IPCl, 11 g, 0.054 mol)를 메틸렌클로라이드에 분산/용해시킨 후, 상기 BPA 수용액에 적가하였다. 그 후, tetraethylammonium chloride 0.093 g을 투입한 후 40분간 교반하였다. 그 후, 1N HCl을 사용하여 반응을 종결시킨 후, 교반이 완료된 반응물은 분별 깔대기를 이용하여 증류수로 수회 세척하였다. 그 후, 회전 감압 증발기를 이용하여 용매를 제거하고 120 ℃에서 하룻밤 건조시켜 고체를 수득하였다. 수득한 에스터 반복단위를 포함하는 올리고머(BPAIPTP)의 분자량은 10,000 g/mol이었다.Bisphenol A (BPA, 23.5 g, 0.103 mol) was dissolved in a mixed solution of 19 g of 40% NaOH solution and 120 g of water to prepare an aqueous BPA solution. Afterwards, terephthaloyl chloride (TPCl, 11 g, 0.054 mol) and isophthaloyl chloride (IPCl, 11 g, 0.054 mol) were dispersed/dissolved in methylene chloride and then added dropwise to the BPA aqueous solution. Afterwards, 0.093 g of tetraethylammonium chloride was added and stirred for 40 minutes. After the reaction was terminated using 1N HCl, the stirred reactant was washed several times with distilled water using a separatory funnel. Afterwards, the solvent was removed using a rotary reduced pressure evaporator and dried at 120°C overnight to obtain a solid. The molecular weight of the obtained oligomer (BPAIPTP) containing the ester repeating unit was 10,000 g/mol.

비교 제조예 2: 올리고머(ResorcinolIPTP, 8,000 g/mol) 제조Comparative Preparation Example 2: Preparation of oligomer (ResorcinolIPTP, 8,000 g/mol)

BPA 대신 Resorcinol(11.3 g, 0.103 mol)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1의 단계 1과 동일한 방법으로 ResorcinolPTP를 제조하였다. 수득한 올리고머(ResorcinolIPTP)의 분자량은 8,000 g/mol이었다.ResorcinolPTP was prepared in the same manner as Step 1 of Preparation Example 1, except that Resorcinol (11.3 g, 0.103 mol) was used instead of BPA. The molecular weight of the obtained oligomer (ResorcinolIPTP) was 8,000 g/mol.

실시예 1Example 1

질소 퍼지와 콘덴서가 구비되고, 서큘레이터(circulator)로 상온 유지가 가능한 2 L 메인 반응기에 물(619.33 g), 비스페놀 A(BPA, 115.78 g), 상기 제조예 1에서 제조한 BPCIPTPFD(22.5 g, 10,000 g/mol), 40 중량% NaOH 수용액(102.5 g), 다이클로로메탄(200 ml)를 투입하고, 수분간 교반시켰다.Water (619.33 g), bisphenol A (BPA, 115.78 g), and BPCIPTPFD (22.5 g, 10,000 g/mol), 40% by weight NaOH aqueous solution (102.5 g), and dichloromethane (200 ml) were added and stirred for several minutes.

질소 퍼징을 멈추고 1 L 둥근 바닥 플라스크에 트리포스겐(62.81 g)과 MeCl2(120 ml)를 넣고 트리포스겐을 용해시킨 다음, 용해된 트리포스겐 용액을 천천히 메인 반응기에 투입하고, 투입이 완료되면 PTBP(p-tert-butylphenol, 3.04 g)을 넣고 10여분간 교반시켰다. 교반이 완료된 후 40 중량%의 NaOH 수용액(99.8 g)을 넣은 후 커플링제로서 TEA(triethylamine, 1.5 ml)을 투입하였다. 이 때, 반응 pH는 11~13을 유지하였다. 충분히 반응이 반응이 이루어지도록 시간을 두고 반응을 종결하기 위해 HCl을 투입하여 pH를 3~4로 떨어뜨렸다. 그리고, 교반을 중지하여 폴리머층과 물층을 분리한 다음 물층은 제거하고 순수한 H2O를 다시 투입하여 수세하는 과정을 3~5회 반복 수행하였다. 수세가 완전히 이루어지면 폴리머층만 추출하고 메탄올, H2O 등을 이용한 비용매를 사용하여 재침법으로 폴리카보네이트 공중합체를 수득하였다. Stop nitrogen purging, add triphosgene (62.81 g) and MeCl 2 (120 ml) to a 1 L round bottom flask, dissolve triphosgene, and then slowly add the dissolved triphosgene solution into the main reactor. When the addition is complete, PTBP (p-tert-butylphenol, 3.04 g) was added and stirred for about 10 minutes. After stirring was completed, a 40% by weight NaOH aqueous solution (99.8 g) was added, and then TEA (triethylamine, 1.5 ml) was added as a coupling agent. At this time, the reaction pH was maintained between 11 and 13. To allow sufficient time for the reaction to occur, HCl was added to terminate the reaction, lowering the pH to 3-4. Then, stirring was stopped to separate the polymer layer from the water layer, and then the water layer was removed, pure H 2 O was added again, and the washing process was repeated 3 to 5 times. Once the water washing was complete, only the polymer layer was extracted and a polycarbonate copolymer was obtained by reprecipitation using a non-solvent such as methanol and H 2 O.

실시예 2 내지 5, 및 비교예 1 내지 5Examples 2 to 5, and Comparative Examples 1 to 5

비스페놀 A와 공중합하는 올리고머의 종류 및 함량을 하기 표 1과 같이 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리카보네이트 공중합체를 제조하였다.A polycarbonate copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the type and content of the oligomer copolymerized with bisphenol A were used as shown in Table 1 below.

상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 5에 사용된 공중합 올리고머의 함량 및 분자량을 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서, 함량은 전체 폴리카보네이트 공중합체 중량 기준 각 반복단위의 중량을 의미한다. The content and molecular weight of the copolymerized oligomers used in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Table 1 below. In Table 1 below, the content refers to the weight of each repeating unit based on the total polycarbonate copolymer weight.

공중합 올리고머 종류Types of copolymer oligomers 공중합 올리고머 함량(%)Copolymer oligomer content (%) 공중합 올리고머 분자량(g/mol)Copolymer oligomer molecular weight (g/mol) 실시예 1Example 1 BPCIPTPFDBPCIPTPFD 1515 10,00010,000 실시예 2Example 2 BPCIPTPFDBPCIPTPFD 4040 10,00010,000 실시예 3Example 3 BPCIPTPFDBPCIPTPFD 1515 20,00020,000 실시예 4Example 4 BPCIPTPFDBPCIPTPFD 4040 20,00020,000 실시예 5Example 5 BPCIPTPTDBPCIPTPTD 1515 10,00010,000 비교예 1Comparative Example 1 -- -- -- 비교예 2Comparative Example 2 BPCB.P.C. 1515 -- 비교예 3Comparative Example 3 BPCB.P.C. 4040 -- 비교예 4Comparative Example 4 BPAIPTPBPAIPTP 1515 10,00010,000 비교예 5Comparative Example 5 Resorcinol IPTPResorcinol IPTP 1515 8,0008,000

<실험예> <Experimental example>

시편의 제조Preparation of specimens

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 폴리카보네이트 공중합체 1 중량부에 대하여, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트 0.050 중량부, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트를 0.010 중량부, 펜타에리스리톨테트라스테아레이트를 0.030 중량부 첨가하여, 벤트 부착 Φ30㎜ 이축압출기를 사용하여, 펠릿화한 후, JSW(주) N-20C 사출성형기를 사용하여 실린더 온도 300℃, 금형 온도 80℃로 사출성형하여 시편을 제조하였다.For 1 part by weight of each polycarbonate copolymer prepared in the above examples and comparative examples, 0.050 parts by weight of tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite, octadecyl-3-(3,5- 0.010 parts by weight of di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate and 0.030 parts by weight of pentaerythritol tetrastearate were added, pelletized using a Φ30 mm twin-screw extruder with a vent, and then extruded into JSW Co., Ltd. ) The specimen was manufactured by injection molding at a cylinder temperature of 300°C and a mold temperature of 80°C using an N-20C injection molding machine.

상기 시편의 특성을 하기의 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The properties of the specimen were measured by the following method, and the results are shown in Table 2 below.

(1) 중량 평균 분자량(1) Weight average molecular weight

고분자 수지 200 mg를 200 ml Tetrahydrofuran(THF)용매에 희석하여 약 1000 ppm의 샘플을 제조하여 Agilent 1200 series GPC 기기를 사용하여 1ml/min Flow로 RI detector를 통하여 분자량을 측정하였다. 샘플의 분자량 산출 기준은 표준 PS 스텐다드(Standard) 8종을 측정하여 검량선을 작성한 후 이것을 근거로 샘플의 분자량을 산출하였다.200 mg of polymer resin was diluted in 200 ml Tetrahydrofuran (THF) solvent to prepare a sample of about 1000 ppm, and the molecular weight was measured through an RI detector using an Agilent 1200 series GPC device at a flow of 1 ml/min. The standard for calculating the molecular weight of the sample was to measure 8 types of standard PS standards, create a calibration curve, and calculate the molecular weight of the sample based on this.

(2) 연필 경도(2) Pencil hardness

ASTM D 3363에 의거하여 연필 경도를 측정하였으며, 구체적으로 연필의 각도를 45°로 고정시킨 후 시편의 표면을 6.5 mm 정도 긁어 육안으로 긁힘이 관찰되는지 평가하였으며, 연필의 강도를 바꾸어 반복 실험하였다.Pencil hardness was measured according to ASTM D 3363. Specifically, after fixing the angle of the pencil at 45°, the surface of the specimen was scratched about 6.5 mm to evaluate whether scratches were observed with the naked eye, and the test was repeated by changing the strength of the pencil.

(3) 충격 강도(3) Impact strength

ASTM D256(1/8 inch, Notched Izod)에 의거하여 각각 23 ℃에서 측정하였다.Each was measured at 23°C according to ASTM D256 (1/8 inch, Notched Izod).

(4) 투과도(4) Transmittance

ASTM D1003에 의거하여 UltraScan PRO (HunterLab사 제조)를 사용하여 약 350 내지 1050 nm 범위에서의 투과율(transmittance)을 측정하였다.Transmittance was measured in the range of about 350 to 1050 nm using UltraScan PRO (manufactured by HunterLab) according to ASTM D1003.

중량 평균 분자량(g/mol)Weight average molecular weight (g/mol) 연필 경도pencil hardness 충격 강도(J/m)Impact strength (J/m) 투과도(3T, %)Transmittance (3T, %) 실시예 1Example 1 54,00054,000 HBHB 750750 8989 실시예 2Example 2 54,00054,000 HH 620620 8888 실시예 3Example 3 54,00054,000 HBHB 770770 8989 실시예 4Example 4 54,00054,000 HH 640640 8888 실시예 5Example 5 54,00054,000 HBHB 740740 8888 비교예 1Comparative Example 1 54,00054,000 2B2B 800800 8989 비교예 2Comparative Example 2 54,00054,000 HBHB 130130 8888 비교예 3Comparative Example 3 54,00054,000 HH 9090 8888 비교예 4Comparative Example 4 54,00054,000 2B2B 650650 8989 비교예 5Comparative Example 5 54,00054,000 2B2B 680680 8888

표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 공중합체는 기존 폴리카보네이트 조성물에 비하여 상온 충격 강도 및 투과도는 유사하면서도, 연필 경도가 우수한 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 2, it was confirmed that the polycarbonate copolymer according to the present invention had similar room temperature impact strength and permeability compared to the existing polycarbonate composition, and had excellent pencil hardness.

Claims (16)

하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는,
폴리카보네이트 공중합체:
[화학식 1]
Figure pat00012

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,
Z는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 또는 CO이고,
[화학식 2]
Figure pat00013

[화학식 3]
Figure pat00014

[화학식 4]
Figure pat00015

상기 화학식 4에서,
X는 치환 또는 비치환된 C1-10 알킬렌, 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-10 헤테로아릴렌이다.
Containing repeating units represented by the following formulas 1 to 4,
Polycarbonate copolymer:
[Formula 1]
Figure pat00012

In Formula 1,
R 1 to R 4 are each independently hydrogen, C 1-10 alkyl, C 1-10 alkoxy, or halogen,
Z is C 1-10 alkylene unsubstituted or substituted with phenyl, C 3-15 cycloalkylene unsubstituted or substituted with C 1-10 alkyl, O, S, SO, SO 2 , or CO,
[Formula 2]
Figure pat00013

[Formula 3]
Figure pat00014

[Formula 4]
Figure pat00015

In Formula 4 above,
X is substituted or unsubstituted C 1-10 alkylene, or substituted or unsubstituted C 2-10 heteroarylene containing at least one heteroatom selected from the group consisting of N, O and S.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 및
상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위가 랜덤 공중합된 올리고머를 포함하는,
폴리카보네이트 공중합체.
According to paragraph 1,
A repeating unit represented by Formula 1 above, and
Containing an oligomer in which the repeating units represented by Formulas 2 to 4 are randomly copolymerized,
Polycarbonate copolymer.
제2항에 있어서,
상기 올리고머의 중량 평균 분자량은 1,000 내지 30,000 g/mol인,
폴리카보네이트 공중합체.
According to paragraph 2,
The weight average molecular weight of the oligomer is 1,000 to 30,000 g/mol,
Polycarbonate copolymer.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는, 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), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산 (비스페놀 Z), 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(비스페놀 C), 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판 및1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 방향족 디올 화합물로부터 유래한 것을 특징으로 하는,
폴리카보네이트 공중합체.
According to paragraph 1,
The repeating unit represented by Formula 1 is bis(4-hydroxyphenyl)methane, bis(4-hydroxyphenyl)ether, bis(4-hydroxyphenyl)sulfone, and bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxide. , bis(4-hydroxyphenyl)sulfide, bis(4-hydroxyphenyl)ketone, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane (bisphenol A), 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane (bisphenol Z), 2,2-bis(4-hydroxy-3,5 -Dibromophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)propane, 2,2 -bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propane (bisphenol C), 2,2-bis(4-hydroxy-3,5 -Dimethylphenyl)propane and 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane, characterized in that it is derived from any one or more aromatic diol compounds selected from the group consisting of
Polycarbonate copolymer.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 하기 화학식 1-1로 표시되는,
폴리카보네이트 공중합체:
[화학식 1-1]
Figure pat00016

According to paragraph 1,
The repeating unit represented by Formula 1 is represented by Formula 1-1 below,
Polycarbonate copolymer:
[Formula 1-1]
Figure pat00016

제1항에 있어서,
X는 퓨란디일, 티오펜디일, 또는 n-옥틸렌인,
폴리카보네이트 공중합체.
According to paragraph 1,
X is furandiyl, thiophenediyl, or n-octylene,
Polycarbonate copolymer.
제1항에 있어서,
상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 내지 4-3으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나로 표시되는,
폴리카보네이트 공중합체:
[화학식 4-1]
Figure pat00017

[화학식 4-2]
Figure pat00018

[화학식 4-3]
Figure pat00019

According to paragraph 1,
Formula 4 is represented by any one selected from the group consisting of the following formulas 4-1 to 4-3,
Polycarbonate copolymer:
[Formula 4-1]
Figure pat00017

[Formula 4-2]
Figure pat00018

[Formula 4-3]
Figure pat00019

제1항에 있어서,
폴리카보네이트 공중합체 100 중량부에 대하여,
상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 5 내지 50 중량부로 포함하는,
폴리카보네이트 공중합체.
According to paragraph 1,
For 100 parts by weight of polycarbonate copolymer,
Containing 5 to 50 parts by weight of repeating units represented by Formulas 2 to 4,
Polycarbonate copolymer.
제1항에 있어서,
상기 화학식 4로 표시되는 반복단위는,
상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위들의 총 몰 수 대비 0.1 내지 5 몰%로 포함되는,
폴리카보네이트 공중합체.
According to paragraph 1,
The repeating unit represented by Formula 4 is,
Contained in an amount of 0.1 to 5 mol% relative to the total number of moles of repeating units represented by Formulas 2 to 4,
Polycarbonate copolymer.
제1항에 있어서,
상기 폴리카보네이트 공중합체의 중량 평균 분자량은 10,000 내지 100,000 g/mol인,
폴리카보네이트 공중합체.
According to paragraph 1,
The weight average molecular weight of the polycarbonate copolymer is 10,000 to 100,000 g/mol,
Polycarbonate copolymer.
제1항에 있어서,
상기 폴리카보네이트 공중합체의 ASTM D256(1/8 inch, Notched Izod)에 의거하여 23℃에서 측정한 Izod 상온 충격 강도는 500 내지 1,000 J/m인,
폴리카보네이트 공중합체.
According to paragraph 1,
The Izod room temperature impact strength measured at 23°C based on ASTM D256 (1/8 inch, Notched Izod) of the polycarbonate copolymer is 500 to 1,000 J/m,
Polycarbonate copolymer.
제1항에 있어서,
상기 폴리카보네이트 공중합체의 ASTM D3363에 의거하여 측정한 연필 경도가 HB 이상인,
폴리카보네이트 공중합체.
According to paragraph 1,
The pencil hardness of the polycarbonate copolymer measured according to ASTM D3363 is HB or higher,
Polycarbonate copolymer.
상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 올리고머를 제조하는 단계(단계 1); 및
상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 올리고머를 화학식 1로 표시되는 반복단위와 공중합하는 단계(단계 2)를 포함하는,
폴리카보네이트 공중합체의 제조 방법.
Preparing an oligomer containing repeating units represented by Formulas 2 to 4 (Step 1); and
Comprising the step (step 2) of copolymerizing an oligomer containing repeating units represented by Formulas 2 to 4 with repeating units represented by Formula 1,
Method for producing polycarbonate copolymer.
제13항에 있어서,
상기 단계 1은 비스페놀 C와 하기 화학식 5-1 내지 화학식 5-3으로 표시되는 화합물을 중합하는 단계를 포함하는,
폴리카보네이트 공중합체의 제조 방법:
[화학식 5-1]
Figure pat00020

[화학식 5-2]
Figure pat00021

[화학식 5-3]
Figure pat00022

상기 화학식 5-1 내지 5-3에서,
X는 1항에서 정의한 바와 같고,
Y는 할로겐이다.
According to clause 13,
Step 1 includes polymerizing bisphenol C and compounds represented by the following formulas 5-1 to 5-3,
Method for producing polycarbonate copolymer:
[Formula 5-1]
Figure pat00020

[Formula 5-2]
Figure pat00021

[Formula 5-3]
Figure pat00022

In Formulas 5-1 to 5-3,
X is as defined in paragraph 1,
Y is halogen.
제14항에 있어서,
상기 화학식 5-1 및 화학식 5-2로 표시되는 화합물을 각각 비스페놀 C 100 몰부에 대하여, 0.1 내지 1 몰부로 사용하는,
폴리카보네이트 공중합체의 제조 방법.
According to clause 14,
The compounds represented by Formula 5-1 and Formula 5-2 are used in an amount of 0.1 to 1 mole parts, respectively, based on 100 mole parts of bisphenol C.
Method for producing polycarbonate copolymer.
제14항에 있어서,
상기 화학식 5-3으로 표시되는 화합물을 비스페놀 C 100 몰부에 대하여 0.1 내지 5 몰부로 사용하는,
폴리카보네이트 공중합체의 제조 방법.
According to clause 14,
The compound represented by Formula 5-3 is used in an amount of 0.1 to 5 mole parts based on 100 mole parts of bisphenol C,
Method for producing polycarbonate copolymer.
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