TW201630967A - 聚碳酸酯樹脂 - Google Patents
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Abstract
本發明所提供的聚碳酸酯樹脂,其耐熱性、透明性、耐光性、耐候性、及機械強度均優異。本發明係關於分子內含有下述式(1)所示構造的聚碳酸酯樹脂。
□(上述式(1)中的X係具有下述式(2)~(4)任一者所示構造;下述式(2)~(4)中,R1~R4係表示各自獨立的氫原子、或碳數1~碳數3o的有機基;該等有機基亦可具有任意取代基;又,亦可由R1~R4中之任二者以上相互鍵結形成環。)
□
Description
本發明係關於由生質原料構成,耐熱性、透明性、耐光性、耐候性、及機械強度均優異的聚碳酸酯樹脂。另外,本發明中,聚碳酸酯樹脂係只要具有碳酸酯鍵結的聚合物便可,亦涵蓋二末端為羥基的聚碳酸酯二醇、聚酯聚碳酸酯樹脂等廣義的聚碳酸酯樹脂。
一般聚碳酸酯樹脂係以雙酚類作為單體成分,活用透明性、耐熱性、機械強度等優勢性,在例如電氣‧電子零件、汽車用零件、醫療用零件、建材、薄膜、薄片、瓶、光學記錄媒體、透鏡等領域中作為工程塑膠而被廣泛利用。又,聚碳酸酯二醇係例如與異氰酸酯化合物進行反應,而被利用為聚胺甲酸酯等的原料。
然而,習知聚碳酸酯樹脂若長時間使用於暴露在紫外線、可見光的場所,便會導致色相、透明性、機械強度惡化,因而當在室外或照明裝置附近使用時便有所限制。
為解決此種問題,廣為周知有如:將二苯基酮系紫外線吸收劑、或苯并三唑系紫外線吸收劑、或苯并系紫外線吸收劑,添加於聚碳酸酯樹脂中的方法(例如非專利文獻1)。
但是,當添加此種紫外線吸收劑時,雖經紫外線照射後的色相等獲改善,但亦會有導致樹脂的色相、耐熱性、透明性惡化,或者
在成形時揮發導致污染模具等問題。
習知之聚碳酸酯樹脂所使用的雙酚化合物,因為具有苯環構造,因而紫外線吸收量較大,此將會導致聚碳酸酯樹脂的耐光性惡化。
若使用分子骨架中未具苯環構造之例如脂肪族二羥化合物、脂環式二羥化合物、異山梨醇之類,在分子內具有醚鍵結的環狀二羥化合物之原料單體,依其原理可期待耐光性獲改善。尤其是以由生質資源所獲得之異山梨醇為原料單體的聚碳酸酯樹脂,耐熱性與機械強度均優異,就從有效活用非耗盡資源的觀點來看,近年進行了多數研究(例如專利文獻1~5)。
僅使用異山梨醇的聚碳酸酯樹脂可獲得玻璃轉移溫度(以下亦簡稱「Tg」)超過160℃的高耐熱性物(專利文獻5)。然而,該聚碳酸酯樹脂具有耐衝擊性低、吸水性高的缺點。為解決該等問題,有提案使脂肪族二羥化合物或脂環式二羥化合物進行共聚合而改善(專利文獻1~4)。但是,若使此類二羥化合物進行共聚合,不僅耐熱性被犧牲,相關生質資源的活用亦有後退的窘境。
肌醇係由生質資源獲得的環狀多元醇,藉由與會和羥基進行反應的化合物取得連結,便可期待聚合物之形成。非專利文獻2~3有報告:由肌醇之衍生物合成聚胺甲酸酯,發現其耐熱性獲提升。
聚胺甲酸酯係使多元醇與二異氰酸酯,在100℃以下的較溫和條件下進行反應而獲得,即便如肌醇衍生物之類具有二級羥基的化合物仍可毫無問題地進行反應。然而,已知一般具有二級羥基的脂肪族二羥化合物,因低酸性度與立體障礙而導致聚合反應
性降低,就聚碳酸酯樹脂而言較難獲得高分子量體(非專利文獻4)。
再者,就聚胺甲酸酯的情況而言,即便三官能基以上的構造,不僅不會構成大問題,亦藉由積極形成網絡而能提升耐熱性(非專利文獻3)。相對於此,就聚碳酸酯樹脂所代表的熱可塑性樹脂而言,若三官能基以上的構造進行連結便會進行凝膠化,成為出現不溶物、缺陷之原因的問題。
專利文獻1:國際公開第2004/111106號
專利文獻2:日本專利特開2006-28441號公報
專利文獻3:日本專利特開2006-232897號公報
專利文獻4:日本專利特開2008-24919號公報
專利文獻5:日本專利特開2008-274203號公報
非專利文獻1:聚碳酸酯樹脂手冊(1992年8月28日 日刊工業新聞社出版 本間精一編)
非專利文獻2:Journal of Polymer Science Part A 51. 3956(2013)
非專利文獻3:高分子學會預稿集2013, 62396-398
非專利文獻4:高分子 第61卷4月刊204(2012)
本發明目的在於提供:耐熱性、耐藥性、耐磨損性、
透明性、耐光性、耐候性、及機械強度均優異的聚碳酸酯樹脂。
本發明者等經深入鑽研,結果發現將具特定構造的肌醇衍生物等使用為原料單體,並在聚碳酸酯樹脂中導入特定構造,便可獲得耐熱性、透明性、耐光性、耐候性、及機械強度均優異的聚碳酸酯樹脂,遂完成本發明。
即,本發明主旨係如下。
[1]一種聚碳酸酯樹脂,其分子內含有下述式(1)所示構造:
(上述式(1)中的X係具有下述式(2)~(4)任一者所示構造。下述式(2)~(4)中,R1~R4係表示各自獨立的氫原子、或碳數1~碳數30的有機基。該等有機基亦可具有任意取代基。又,亦可由R1~R4中之任二者以上相互鍵結形成環。)
[化2]
[2]一種聚碳酸酯樹脂,其分子內含有下述式(1)所示構造:
(上述式(1)中的X係具有下述式(2)~(4)任一者所示構造。下述式(2)~(4)中,R1~R4係表示各自獨立的碳數1~碳數30之有機基。該等有機基亦可具有任意取代基。又,亦可由R1~R4中之任二者以上相互鍵結形成環)
[化4]
[3]如[1]或[2]所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(1)中的X係上述式(2)所示構造。
[4]如[1]~[3]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(2)~(4)中之R1與R2、R3與R4係分別相互利用縮醛鍵結形成環。
[5]如[4]所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(2)~(4)中的環己烷環係由myo-肌醇衍生的肌醇殘基。
[6]如[5]所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(1)中之X係下述式(5)所示構造:[化5]
[7]如[6]所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,由上述聚碳酸酯樹脂進行水解獲得的總myo-肌醇衍生物化合物中,具有下述式(6)所示構造的化合物比率係達90mol%以上,下述構造式(7)所示化合物與下述構造式(8)所示化合物的合計比率係在5mol%以下。
[8]如[1]或[2]所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(1)中的X係上述式(4)所示構造,且由式(4)中的R1、R3、R4形成環。
[9]如[8]所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(4)中的環己烷環係由myo-肌醇衍生的肌醇殘基。
[10]如[1]~[9]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,中間點玻璃轉移開始溫度Tmg係100℃以上。
[11]如[1]~[10]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,比濃黏度(reduced viscosity)係0.20dl/g以上且1.50dl/g以下。
[12]如[1]~[11]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,將總碳酸酯重複單元設為100時,上述式(1)所示構造之重複單元係含有80以下。
[13]如[1]~[12]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係具有由脂肪族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物衍生的構造單元0.1質量%以上且50質量%以下。
[14]如[1]~[13]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有由異山梨醇衍生的構造單元5質量%以上且80質量%以下。
[15]如[1]~[14]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有由具一級羥基之脂肪族二羥化合物衍生的構造單元0.1質量%以上且50質量%以下。
[16]如[1]~[15]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有由具一級羥基之脂環式二羥化合物衍生的構造單元0.1質量%以上且50質量%以下。
[17]如[1]~[16]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有由下述式(9)所示化合物衍生的構造單元40質量%以上且95質量%以下。
(上述一般式(9)中,R11~R14係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~碳數20之烷基、取代或無取代的碳數6~碳數20之環烷基、或取代或無取代的碳數6~碳數20之芳基;Y1及Y2係表示各自獨立的取代或無取代的碳數2~碳數10之伸烷基、取代或無取代的碳數6~碳數20之環伸烷基、或取代或無取代的碳數6~碳數20之伸芳基;m及n係各自獨立的0~5之整數。)
[18]如[1]~[17]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係相對於由該聚碳酸酯樹脂中之總二羥化合物衍生的構造單元,由下述式(10)所示化合物衍生的構造單元含有50mol%以上且80mol%以下。
(上述式(10)中,R21~R24係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~碳數20之烷基、取代或無取代的碳數5~碳數20之環烷基、或取代或無取代的碳數6~碳數20之芳基。)
[19]如[1]~[18]中之任一項所記載的聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有下述式(11)所示構造及/或下述式(12)所示構造1質量%以上且40質量%以下;
(式(11)及(12)中,R31~R33係表示各自獨立的直接鍵結、亦可具有取代基的碳數1~碳數4之伸烷基;R34~R39係表示各自獨立的氫原子、亦可具有取代基的碳數1~碳數10之烷基、亦可具有取代基的碳數4~碳數10之芳基、亦可具有取代基的碳數1~碳數10之醯基、亦可具有取代基的碳數1~碳數10之烷氧基、亦可具有取代基的碳數4~碳數10之芳氧基、亦可具有取代基的胺基、亦可具有取代基的碳數2~碳數10之烯基、亦可具有取代基的碳數2~碳數10之炔基、具取代基之硫原子、具取代基之矽原子、鹵素原子、硝基、或氰基。但,R34~R39亦可相互可為相同、亦可為不同,亦可由R34~R39中相鄰的至少2個基相互鍵結形成環。)
因為本發明之聚碳酸酯樹脂的耐熱性、透明性、耐光性、耐候性、及機械強度均優異,因而適用於各種射出成形領域、擠出成形領域、及壓縮成形領域等成形領域的成形材料,可提供耐熱性、透明性、耐光性、耐候性、及機械強度均優異的成形品。又,
以本發明聚碳酸酯樹脂作為原料,藉由使之與聚異氰酸酯進行反應而獲得的聚胺甲酸酯,具有耐藥性、耐磨損性、及機械強度均優異的特徵,可適用於塗料、被膜劑、接著劑等針對物理性外在因素要求耐久性的用途。
圖1係實施例1所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖2係實施例2所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖3係實施例3所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖4係實施例4所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖5係實施例5所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖6係實施例6所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖7係實施例7所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖8係合成例1所獲得DL-2,3:5,6-二-O-亞環己基-myo-肌醇(DCMI)的NMR圖。
圖9係合成例2所獲得DL-2,3:5,6-二-O-亞異丙基-myo-肌醇(IN1)的NMR圖。
圖10係合成例3所獲得DL-2,3:5,6-二-O-亞環戊基-myo-肌醇(IN2)的NMR圖。
圖11係合成例4所獲得DL-2,3:5,6-二-O-亞金剛烷基-myo-肌醇(IN4)的NMR圖。
圖12係合成例5所獲得DL-2,3:5,6-二-O-3,3,5-三甲基亞環己基-myo-肌醇(IN12)的NMR圖。
圖13係合成例6所獲得DL-2,3:5,6-二-O-環己基亞甲基-myo-
肌醇(IN16)的NMR圖。
圖14係合成例7所獲得DL-2,3:5,6-二-O-亞環十二烷基-myo-肌醇(IN37)的NMR圖。
圖15係合成例8-1所獲得DL-1,3,5-O-亞乙基-myo-肌醇(OEM)的NMR圖。
圖16係合成例8-2所獲得DL-2-O-苄基-1,3,5-O-亞乙基-myo-肌醇(IN44)的NMR圖。
圖17係合成例9-1所獲得DL-1,3,5-O-亞甲基-myo-肌醇(OEH)的NMR圖。
圖18係合成例9-2所獲得DL-2-O-苄基-1,3,5-O-亞甲基-myo-肌醇(IN45)的NMR圖。
圖19係合成例10所獲得DL-2-O-正己基-1,3,5-O-亞乙基-myo-肌醇(IN57)的NMR圖。
圖20係合成例11所獲得DL-2-O-環己基甲基-1,3,5-O-亞乙基-myo-肌醇(IN58)的NMR圖。
圖21係實施例8所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖22係實施例18所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖23係實施例22所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖24係實施例25所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖25係實施例26所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖26係實施例28所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖27係實施例29所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖28係實施例30所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖29係實施例31所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖30係實施例32所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖31係實施例33所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖32係實施例34所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖33係實施例35所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖34係實施例37所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖35係實施例39所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖36係實施例42所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖37係實施例45所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖38係實施例46所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖39係實施例47所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖40係實施例49所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖41係實施例50所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖42係實施例53所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
圖43係實施例54所獲得聚碳酸酯共聚合體的NMR圖。
以下針對本發明實施形態進行詳細說明,惟以下所記載之構成要件的說明僅止於本發明實施態樣一例(代表例)而已,本發明在不逾越主旨之前提下,並不侷限於以下內容。
另外,本發明中,各種取代基的碳數在該取代基更進一步具有取代基時,便指亦包括該取代基的碳數在內之合計碳數。
再者,本發明中,「質量%」與「重量%」、及「質量份」與「重量份」分別同義。
本發明之聚碳酸酯樹脂的特徵在於:分子內含有下述式(1)所示構造。
(上述式(1)中的X係具有下述式(2)~(4)任一者所示構造。下述式(2)~(4)中,R1~R4係表示各自獨立的氫原子、或碳數1~碳數30的有機基。該等有機基亦可具有任意取代基。又,亦可由R1~R4中之任二者以上相互鍵結形成環。)
以下,將式(1)所示構造稱為「構造(1)」,將X為式(2)所示構造的式(1)所示構造稱為「構造(1-2)」,將X為式(3)所示構造
的式(1)所示構造稱為「構造(1-3)」,將X為式(4)所示構造的式(1)所示構造稱為「構造(1-4)」。又,亦將X為後述式(5)所示構造的式(1)所示構造稱為「構造(1-5)」。
上述構造(1)較佳係構造(1-2)~(1-5)、更佳係構造(1-5),本身利用將耐熱性優異的原料二羥化合物導入至聚碳酸酯樹脂中,藉由將此種構造導入於聚碳酸酯樹脂中,便可提高聚碳酸酯樹脂的耐熱性。
再者,本發明之聚碳酸酯樹脂係設為主鏈不含具芳香族性環構造的構造,便可成為耐光性及耐候性均優異之樹脂。又,藉由導入具特定芳香族性的環,亦可賦予特異的光學特性。
上述式(2)~(4)中,R1~R4較佳為亦可具有取代基的碳數1~碳數30之有機基。作為R1~R4的碳數1~碳數30之有機基,係可例如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等烷基;環戊基、環己基等環烷基;乙烯基、丙烯基、及己烯基等直鏈或分支鏈狀烯基;環戊烯基、及環己烯基等環狀烯基;乙炔基、甲基乙炔基、及1-丙醯基等炔基;環己基甲基、環己基乙基等環己基烷基(即,具有取代基為環己基的烷基);苯基、萘基、及甲苯基等芳基;甲氧苯基等烷氧苯基(即,具有取代基為烷氧基的苯基);苄基、及苯乙基等芳烷基;噻吩基、吡啶基、及呋喃基等雜環基。該等之中,就從聚合物自體的安定性觀點,較佳係烷基、環烷基、芳基、及芳烷基等;就從聚合物自體的耐光性及耐候性觀點,更佳係烷基、及環烷基。
再者,當該等有機基具有取代基時,在不致大幅損及本發明聚碳酸酯樹脂之優異物性的前提下,並無特別的限制,該取
代基係除碳數1~30之上述有機基外,尚可例如:烷氧基、羥基、胺基、羧基、酯基、鹵原子、硫醇基、硫醚基、及有機矽基等。R1~R4的有機基亦可具有2個以上該等取代基,此情況,2個以上的取代基係可為相同、亦可為不同。
R1~R4亦可由其中之2個以上(較佳係2個或3個)相互鍵結形成環,特別係就從提升聚碳酸酯樹脂之耐熱性觀點,更佳係由R1與R2、R3與R4分別相互利用縮醛鍵結形成環。
特別係就從提升聚碳酸酯樹脂之耐熱性觀點,式(1)中的X較佳係上述式(2)所示構造,更佳係式(2)中,由R1與R2、R3與R4分別相互利用縮醛鍵結形成環。
由R1與R2、R3與R4利用縮醛鍵結形成環的構造例,較佳係可例如下述構造式所示者,該等之中,就從耐熱性觀點,更佳係亞環己基。
特別較佳係構造(1)中的X係由R1與R2、R3與R4利用亞環己基的縮醛鍵結形成環,且主鏈的環己烷環係由myo-肌醇所衍生之肌醇殘基組合,並有下述式(5)所示構造為較佳。
另外,本發明的聚碳酸酯樹脂作為其構造(1)可僅具有構造(1-2),亦可僅具有構造(1-3),亦可僅具有構造(1-4),亦可具有構造(1-2)、(1-3)、及(1-4)中之任2個,亦可同時具有構造(1-2)、構造(1-3)及構造(1-4)三者。又,本發明聚碳酸酯樹脂所具有複數構造(1)中,X的R1~R4可分別為相同、亦可為不同。
構造(1-2)、構造(1-3)、及構造(1-4)在後述本發明聚碳酸酯樹脂的製造方法中,當作原料二羥化合物,分別藉由使用下述式(2A)、(3A)、及(4A)所示二羥化合物,便可導入至聚碳酸酯樹脂中,構造(1-5)係藉由使用後述式(6)所示二羥化合物,便可導入至聚碳酸酯樹脂中。
[化14]
(上述式(2A)~(4A)中,R1~R4分別係與上述式(2)~(4)中的R1~R4同義。)
本發明之聚碳酸酯樹脂中,特別較佳係構造(1-2)、(1-3)、及(1-4)中的環己烷環係由肌醇所衍生的肌醇殘基。該肌醇的具體例係可例如:全順式肌醇(all-cis-inositol)、表肌醇(epi-inositol)、異肌醇(allo-inositol)、黏肌醇(muco-inositol)、肌肉肌醇(myo-inositol)、新肌醇(neo-inositol)、右旋肌醇(chiro-D-inositol)、左旋肌醇(chiro-L-inositol)、及鯊肌醇(scyllo-inositol)等。
就從原料取得容易的觀點,較佳係由myo-肌醇衍生的肌醇殘基,即本發明之聚碳酸酯樹脂中的構造(1-2)、(1-3)、及(1-4),係在後述本發明之聚碳酸酯樹脂的製造方法中,將myo-肌醇及/或其衍生物使用為原料二羥化合物並導入。
再者,此情況,由本發明之聚碳酸酯樹脂進行水解而獲得的總myo-肌醇衍生物化合物中,具有下述式(6)所示構造的化
合物(以下亦稱「二羥化合物(6)」)比率較佳係90mol%以上,且下述式(7)所示化合物(以下亦稱「二羥化合物(7)」)與下述式(8)所示化合物(以下亦稱「二羥化合物(8)」)的合計比率較佳係5mol%以下。
即,後述本發明之聚碳酸酯樹脂的製造方法中,當作原料二羥化合物使用的myo-肌醇,就從成形容易度的觀點,異構物較佳係具有二羥化合物(6)達90mol%以上,且二羥化合物(7)與二羥化合物(8)的合計含有量(含有比率)在5mol%以下。
異構物的更佳比率係二羥化合物(6)達90mol%以上,且二羥化合物(7)與二羥化合物(8)的合計含有量(含有比率)在0.01mol%以下。
另外,前述式(5)~(8)中,各個環己烷環亦可在任意地方依任意個數與組合,具有式(2)~(4)中之有機基R1~R4亦可具有的
取代基中所例示之取代基。
本發明的聚碳酸酯樹脂係於將總碳酸酯重複單元設為100時,上述構造(1)、較佳係上述構造(1-2)、更佳係上述構造(1-5)作為重複單元時係含有80以下為較佳。藉由該比例在80以下,便可導入其他的重複單元,俾可導入光學特性等其他特性。
就從此項觀點來看,構造(1)、較佳係構造(1-2)、更佳係構造(1-5)的比例更佳係在70以下、特佳係在60以下。另一方面,在能有效獲得藉由導入構造(1)而造成的前述效果之前提下,構造(1)、較佳係構造(1-2)、更佳係構造(1-5)的比例較佳係1以上、更佳係5以上、特佳係10以上。
再者,就從提升聚碳酸酯樹脂之耐熱性外,尚能改善脆性的觀點,較佳係上述式(1)中的X為上述式(4)所示構造,且由式(4)中的R1、R3、R4形成環。
在不致大幅損及本發明聚碳酸酯樹脂之優異物性前提下,環的形成方法並無特別的限制,較佳係下述式(YY)所示原酯形式(ortho ester type)。下述式的R2係表示上述有機基,R係除上述有機基之外,尚表示氫原子。
特別就從合成上較容易的觀點,式(YY)中的R較佳
係氫原子、及烷基,更佳係氫原子、及甲基。
再者,在不致大幅損及本發明聚碳酸酯樹脂之優異物性前提下,式(YY)中的R2並無特別的限定,就從兼顧耐熱性與脆性的觀點,較佳係苄基或環己基甲基。
再者,該等式(YY)中,環己烷環較佳為由肌醇衍生的肌醇殘基。該肌醇的具體例係如上述,最好以myo-肌醇作為原料二羥化合物而導入。
再者,該等式(YY)的具體例係如下示YY1~YY10,該等之中就從兼顧耐熱性與脆性的觀點,特別較佳係YY1、YY2、及YY3。
本發明另一態樣係關於低吸水性優異的新穎單體。下述構造式所示單體,不僅能提高由其聚合所獲得樹脂的Tg,且依照屬於生物單體(biomonomer)而含氧率亦低的理由,就低吸水性的觀點亦具有優異效果。由該等聚合所獲得的樹脂,不僅是本發明的聚碳酸酯樹脂,就連聚酯、多醚、聚丙烯酸酯等亦能發揮效果。
另外,本發明並不僅侷限於下述構造,只要組成式的含氧率較
低於上述式(6)~(8)所示單體低便可。
本發明另一態樣係關於柔軟性優異的新穎單體。下述構造式所示單體,不僅能提高由其聚合所獲得樹脂的Tg,且依照低剛直性的理由、或低對稱性的理由,就柔軟性的觀點亦具有優異效果。由該等聚合所獲得的樹脂,不僅是本發明的聚碳酸酯樹脂,就連聚酯、多醚、聚丙烯酸酯等亦能發揮效果。
另外,本發明並不僅侷限下述構造,只要以碳數3以上之直鏈狀酮、分支狀酮、碳數2以上之直鏈狀醛、分支狀醛為原料的單體便可。
本發明另一態樣係關於熱安定性(抑制因熱造成的分解)優異的新穎單體。下述構造式所示單體,不僅能提高由其聚合所獲得樹脂的Tg,就利用縮醛鍵結而達熱安定性的觀點,亦具有優異效果。由該等聚合所獲得的樹脂,不僅是本發明的聚碳酸酯樹脂,就連聚酯、多醚、聚丙烯酸酯等亦能發揮效果。
另外,本發明並不僅侷限於下述構造,只要以脂環式醛及芳香族醛為原料的單體便可。
本發明的聚碳酸酯樹脂係尚亦可含有除上述構造(1)之外由其他二羥化合物衍生的構造單元。
例如本發明的聚碳酸酯樹脂亦可含有由脂肪族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物所衍生構造單元中之1種或2種以上。就從可導入光學特性等其他特性的觀點,最好含有該等二羥化合物。
脂肪族二羥化合物係可例如:直鏈脂肪族二羥化合物、及分支脂肪族二羥化合物。
直鏈脂肪族二羥化合物係可例如:乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,5-庚二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇及1,12-十二烷二醇等。
分支脂肪族烴的二羥化合物係可例如新戊二醇及己二醇等。
脂環式二羥化合物係可例如:1,2-環己二醇、1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、三環癸烷二甲醇、五元環十五烷二甲醇、2,6-十氫化萘二甲醇、1,5-十氫化萘二甲醇、2,3-十氫化萘二甲醇、2,3-降烷二甲醇、2,5-降烷二甲醇、1,3-金剛烷二甲醇、及由檸檬烯等萜烯化合物所衍生的二羥化合物等等。
該等二羥化合物中,就從對所獲得之聚碳酸酯樹脂賦予柔軟性、且韌性優異的觀點,較佳係具有一級羥基的脂肪族二羥化合物,例如:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇及1,12-十二烷二醇等;而具有一級羥基的脂環式二羥化合物較佳係可例如1,4-環己烷二甲醇、三環癸烷二甲醇等。
本發明的聚碳酸酯樹脂係當含有由脂肪族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物所衍生構造單元,特別係由具一級羥基之脂肪族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物所衍生構造單元時,就從對所獲得聚碳酸酯樹脂賦予柔軟性、且韌性優異的觀點,其含有量較佳係0.1質量%以上、更佳係1質量%以上、特佳係3質量%以上。又,較佳係50質量%以下、更佳係30質量%以下、特佳係20質量%以下、最佳係16質量%以下、最最佳係10質量%以下。
再者,本發明的聚碳酸酯樹脂亦可含有由異山梨醇所衍生構造單元。異山梨醇係作為植物衍生性的資源而豐富地存在
著、且可從輕易取得的各種澱粉中所製得之山梨糖醇,施行脫水縮合來加以獲得,就從取得與製造的容易度、以及耐候性、光學特性、成形性、耐熱性及碳中和的觀點,較適用為聚碳酸酯樹脂的構造單元。
本發明的聚碳酸酯樹脂係當含有由異山梨醇所衍生構造單元時,就從光學特性、機械特性、及耐熱性等觀點,含有量較佳係5質量%以上、更佳係10質量%以上、特佳係20質量%以上。又,較佳係80質量%以下、更佳係70質量%以下、特佳係65質量%以下。
本發明的聚碳酸酯樹脂尚亦可含有由下述式(9)所示化合物(以下亦稱「二羥化合物(9)」)所衍生構造單元中之1種或2種以上,藉由含有由二羥化合物(9)衍生的構造單元,便可賦予優異的光學特性。
(上述一般式(9)中,R11~R14係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~碳數20之烷基、取代或無取代的碳數6~碳數20之環烷基、或取代或無取代的碳數6~碳數20之芳基;Y1及Y2係表示各自獨立的取代或無取代的碳數2~碳數10之伸烷基、取代或無取代的碳數6~碳數20之環伸烷基、或取代或無取代的碳數6~碳數20之伸芳基;m及n係各自獨立的0~5之整數。)
上述二羥化合物(9)係可例如日本專利特開
2012-214729號公報所記載的二羥化合物。
當本發明的聚碳酸酯樹脂係含有由上述二羥化合物(9)所衍生構造單元時,就從使本發明聚碳酸酯樹脂利用為光學薄膜時,波長分散特性能成為較佳的觀點,含有量較佳係40質量%以上、更佳係45質量%以上、特佳係50質量%以上、最佳係55質量%以上、最最佳係60質量%以上。
若該構造單元的含有比例過少,當將本發明之聚碳酸酯樹脂利用為光學薄膜時,會有波長分散特性無法成為較佳狀態的情況。又,若該構造單元的含有比例過多,則當將本發明聚碳酸酯樹脂利用為光學薄膜時,依波長450nm所測得相位差與依波長550nm所測得相位差的比會變為過大,而有導致光學特性無法成為較佳狀態的情況,因而設定在95質量%以下,尤其較佳係90質量%以下、更佳係85質量%以下、特佳係80質量%以下。
本發明的聚碳酸酯樹脂係亦可含有由下述式(10)所示化合物(以下亦稱「二羥化合物(10)」)所衍生構造單元中之1種或2種以上,藉由含有由二羥化合物(10)所衍生的構造單元,便可將玻璃轉移溫度控制於較佳範圍,不僅有使所獲得聚碳酸酯樹脂的熔融成形與製膜趨於容易的可能性,且亦可獲得既定的光學特性。
上述式(10)中,R21~R24係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~碳數20之烷基、取代或無取代的碳數5~碳數20之環烷基、或者為取代或無取代的碳數6~碳數20之芳基。
上述二羥化合物(10)係可例如日本專利特開2012-74107號公報所記載的二羥化合物。
當本發明的聚碳酸酯樹脂係含有由二羥化合物(10)所衍生構造單元時,就從可將玻璃轉移溫度控制於較佳範圍,不僅有能使所獲得聚碳酸酯樹脂的熔融成形與製膜趨於容易的可能性之外,尚能獲得既定光學特性的觀點,在由聚碳酸酯樹脂中之總二羥化合物所衍生構造單元中,含有量較佳係50mol%以上、更佳係55mol%以上、特佳係60mol%以上、最佳係65mol%以上。
若由二羥化合物(10)所衍生構造單元的含有量偏少,則玻璃轉移溫度會過度提高,不僅會有導致所獲得聚碳酸酯樹脂的熔融成形與製膜趨於困難、或後述的過濾趨於困難之可能性,亦會有無法獲得既定光學特性的可能性。另一方面,即便由二羥化合物(10)所衍生構造單元的含有量過多,不僅仍會有無法獲得既定光學特性的可能性,尚亦會導致耐熱性惡化,因而較佳係80mol%以下、更佳係75mol%以下。
本發明的聚碳酸酯樹脂係亦可含有下述式(11)所示構造(以下亦稱「構造(11)」)、及/或下述式(12)所示構造(以下亦稱「構造(12)」),藉由含有該等構造,便可獲得反向波長分散性。
但,因含有該等構造(11)與(12)的比例過高,便會有導致光彈性係數或可靠度惡化、或者因延伸而無法獲得高雙折射的可能性。又,若該等寡聚茀構造單元在樹脂中所佔的比例過高,則分子設計的幅度會變得狹窄,導致要求樹脂改質時的改良趨於困難。另一方面,假設藉由非常少量的寡聚茀構造單元而獲得所需之反向波長分散性,但此情況,因寡聚茀含有量的些微變動便會導致
光學特性出現敏感性變化,因而較難依將諸項特性收束於一定範圍內的方式進行製造。
(式(11)及(12)中,R31~R33係表示各自獨立的直接鍵結、亦可具有取代基的碳數1~碳數4之伸烷基;R34~R39係表示各自獨立的氫原子、亦可具有取代基的碳數1~碳數10之烷基、亦可具有取代基的碳數4~碳數10之芳基、亦可具有取代基的碳數1~碳數10之醯基、亦可具有取代基的碳數1~碳數10之烷氧基、亦可具有取代基的碳數4~碳數10之芳氧基、亦可具有取代基的胺基、亦可具有取代基的碳數2~碳數10之烯基、亦可具有取代基的碳數2~碳數10之炔基、具取代基之硫原子、具取代基之矽原子、鹵素原子、硝基、或氰基。但,R34~R39亦可相互可為相同、亦可為不同、亦可由R34~R39中相鄰的至少2個基相互鍵結形成環。)
作為將構造(11)與構造(12)導入至聚碳酸酯樹脂用的原料二羥化合物或原料二羧酸化合物,係可例如國際公開第2014/61677號所記載者。
當本發明的聚碳酸酯樹脂係含有構造(11)及/或構造
(12)時,就從能提高將本發明聚碳酸酯樹脂使用於光學用途時的光學特性,且擴展分子設計時的幅度俾提高特性改良自由度的觀點,含有量較佳係1質量%以上且40質量%以下、更佳係10質量%以上且35質量%以下、特佳係15質量%以上且32質量%以下、最佳係20質量%以上且30質量%以下。
本發明的聚碳酸酯樹脂尚亦可含有上述構造以外之由其他二羥化合物所衍生的構造單元,而該由其他二羥化合物所衍生的構造單元係可例如由芳香族二羥化合物所衍生的構造單元等。
本發明的聚碳酸酯樹脂係利用一般所採用的聚合方法便可製造,聚合方法係可例如:使用光氣的溶液聚合法、使與碳酸二酯進行反應的熔融聚合法中之任一方法,但最好係在聚合觸媒存在下,使原料二羥化合物、與對環境毒性較低之碳酸二酯進行反應的熔融聚合法。
該熔融聚合法所使用的碳酸二酯,通常係可例如下述式(13)所示。
(式(13)中,A與A'係亦可具有取代基的碳數1~碳數18之脂肪族基、或亦可具有取代基的芳香族基;A與A'係可為相同、亦可為不同。)
上述式(13)所示之碳酸二酯係可例示如:碳酸二苯
酯、碳酸二甲苯酯等所代表的取代碳酸二苯酯、以及碳酸二甲酯、碳酸二乙酯及碳酸二第三丁酯等,特別較佳係可例如碳酸二苯酯及取代碳酸二苯酯。該等碳酸二酯係可單獨使用1種、亦可混合使用2種以上。
再者,上述碳酸二酯亦可將其較佳50mol%以下、更佳30mol%以下的量,利用二羧酸或二羧酸酯進行取代。代表性二羧酸或二羧酸酯係可例如:對酞酸、異酞酸、對酞酸二苯酯、異酞酸二苯酯等。又,亦可使用為了導入上述構造(12)用的原料二羧酸化合物。當利用此種二羧酸或二羧酸酯進行取代時,可獲得聚酯碳酸酯樹脂。
碳酸二酯相對於反應時所使用的總二羥化合物,較佳係依0.90~1.10莫耳比率使用、更佳係0.96~1.04莫耳比率。若該莫耳比小於0.90,則所製得聚碳酸酯樹脂的末端OH基會增加,導致聚合物的熱安定性惡化、或無法獲得所需高分子量體。又,若該莫耳比大於1.10,則不僅相同條件下的酯交換反應速度降低、或製造所需分子量的聚碳酸酯樹脂變得困難,且所製得聚碳酸酯樹脂中的殘存碳酸二酯量會增加,而該殘存碳酸二酯是在成形時或成形品中出現臭氣的原因,故非屬較佳。
原料二羥化合物係前述供導入構造(1)用的二羥化合物,以及脂肪族二羥化合物、脂環式二羥化合物、異山梨醇、二羥化合物(9)、二羥化合物(10)、及供導入構造(11)用的二羥化合物等二羥化合物,作為由構成本發明聚碳酸酯樹脂的各二羥化合物所衍生構成單元之較佳比例,依照成為前述比例之方式使用。
再者,熔融聚合時的聚合觸媒(酯交換觸媒)係使用鹼
金屬化合物及/或鹼土族金屬化合物。亦可併用與鹼金屬化合物及/或鹼土族金屬化合物具輔助性的鹼性硼化合物、鹼性磷化合物、鹼性銨化合物、胺系化合物等鹼性化合物,但較佳係僅使用鹼金屬化合物及/或鹼土族金屬化合物。
當作聚合觸媒使用的鹼金屬化合物係可例如:氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銫、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鋰、碳酸氫銫、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫、醋酸鈉、醋酸鉀、醋酸鋰、醋酸銫、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鋰、硬脂酸銫、氫化硼鈉、氫化硼鉀、氫化硼鋰、氫化硼銫、苯基化硼鈉、苯基化硼鉀、苯基化硼鋰、苯基化硼銫、苯甲酸鈉、苯甲酸鉀、苯甲酸鋰、苯甲酸銫、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸氫二鋰、磷酸氫二銫、苯基磷酸二鈉、苯基磷酸二鉀、苯基磷酸二鋰、苯基磷酸二銫;以及鈉、鉀、鋰、銫的醇鹽;酚鹽、雙酚A的二鈉鹽、二鉀鹽、二鋰鹽、及二銫鹽等。
再者,鹼土族金屬化合物係可例如:氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鎂、氫氧化鍶、碳酸氫鈣、碳酸氫鋇、碳酸氫鎂、碳酸氫鍶、碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鎂、碳酸鍶、醋酸鈣、醋酸鋇、醋酸鎂、醋酸鍶、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、及硬脂酸鍶等。
該等鹼金屬化合物及/或鹼土族金屬化合物係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。
再者,與鹼金屬化合物及/或鹼土族金屬化合物併用的鹼性硼化合物具體例,係可例如:四甲基硼、四乙基硼、四丙基硼、四丁基硼、三甲基乙基硼、三甲基苄基硼、三甲基苯基硼、三乙基甲基硼、三乙基苄基硼、三乙基苯基硼、三丁基苄基硼、三丁
基苯基硼、四苯基硼、苄基三苯基硼、甲基三苯基硼、丁基三苯基硼等的鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽、鈣鹽、鋇鹽、鎂鹽、及鍶鹽等。
鹼性磷化合物係可例如:三乙膦、三正丙膦、三異丙膦、三正丁膦、三苯膦、三丁膦、及四級鏻鹽等。
鹼性銨化合物係可例如:氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙銨、氫氧化四丁銨、氫氧化三甲基乙銨、氫氧化三甲基苄基銨、氫氧化三甲基苯銨、氫氧化三乙基甲銨、氫氧化三乙基苄銨、氫氧化三乙基苯銨、氫氧化三丁基苄銨、氫氧化三丁基苯銨、氫氧化四苯銨、氫氧化苄基三苯銨、氫氧化甲基三苯銨、及氫氧化丁基三苯銨等。
胺系化合物係可例如:4-胺基吡啶、2-胺基吡啶、N,N-二甲基-4-胺基吡啶、4-二乙胺基吡啶、2-羥吡啶、2-甲氧基吡啶、4-甲氧基吡啶、2-二甲胺基咪唑、2-甲氧基咪唑、咪唑、2-硫醇基咪唑、2-甲基咪唑、及胺基喹啉等。
該等鹼性化合物係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。
上述聚合觸媒的使用量,當使用鹼金屬化合物及/或鹼土族金屬化合物的情況,相對於反應時所使用總二羥化合物1mol,依金屬換算量計,通常係使用0.1~500μmol範圍內、較佳係0.5~300μmol範圍內、更佳係1~250μmol範圍內。
若聚合觸媒的使用量過少,便無法獲得為製造所需分子量聚碳酸酯樹脂時所必要的聚合活性,另一方面,若聚合觸媒的使用量過多,則所獲得聚碳酸酯樹脂的色相會惡化,且會生成副產物,導致流動性降低、所產生的凝膠變多,造成較難製造目標品質
的聚碳酸酯樹脂。
本發明的聚碳酸酯樹脂製造時,各種原料二羥化合物係可依固態形式供應,亦可經加熱形成熔融狀態之後才供應,在能溶解於水中的前提下,亦可依水溶液形式供應。
若原料二羥化合物係依熔融狀態或水溶液供應,當工業性製造時,具有容易計量與搬送的優點。
本發明中,使原料二羥化合物在聚合觸媒存在下,與碳酸二酯進行反應的方法,通常係依2階段以上的多段步驟實施。具體而言,第1段的反應係於140~220℃、較佳150~200℃的溫度實施0.1~10小時、較佳0.5~3小時。第2段以後係一邊將反應系統的壓力從第1段壓力徐緩下降,一邊提升反應溫度,同時一邊將所生成的酚排除至反應系統外,一邊將最終的反應系統壓力設定在200Pa以下、且在210~280℃的溫度範圍內施行縮聚反應。
在該縮聚反應時的減壓中,控制溫度與反應系統內壓力的均衡係屬重要。特別係若使溫度、壓力其中任一者變化太快,則未反應的單體會餾出,導致二羥化合物與碳酸二酯的莫耳比錯亂,會有造成聚合度降低的情況。
例如二羥化合物係除myo-肌醇之外,尚有使用異山梨醇與1,4-環己烷二甲醇的情況,相對於總二羥化合物,若1,4-環己烷二甲醇的莫耳比達50mol%以上時,1,4-環己烷二甲醇容易維持單體狀態餾出。所以,藉由在使反應系統內的壓力減壓至13kPa左右,並使溫度依每1小時40℃以下的升溫速度上升狀態下進行反應,更在減壓至6.67kPa左右、且使溫度依每1小時40℃以下的升溫速度上升,最終再於200Pa以下的壓力、且在200至250℃的溫
度下施行縮聚反應,便可獲得聚合度獲充分提升的聚碳酸酯樹脂,故屬較佳。
再者,相對於總二羥化合物,若1,4-環己烷二甲醇的莫耳比少於50mol%時(特別係莫耳比成為30mol%以下時),相較於1,4-環己烷二甲醇的莫耳比達50mol%以上之情況下,會引發黏度急遽上升。所以,例如在反應系統內的壓力減壓至13kPa左右之前,一邊使溫度依每1小時40℃以下的升溫速度上升一邊進行反應,更在減壓至6.67kPa左右的壓力下,一邊使溫度依每1小時40℃以上的升溫速度(較佳係每1小時50℃以上的升溫速度)上升一邊進行反應,最終再於200Pa以下的減壓下、且在220至290℃的溫度施行縮聚反應,便可獲得聚合度獲充分提升的聚碳酸酯樹脂,故屬較佳。
反應的形式係可為批次式、連續式、或批次式與連續式組合中之任一方法。
當本發明聚碳酸酯樹脂係利用熔融聚合法製造時,在防止著色之目的下,可於聚合時添加磷酸化合物、亞磷酸化合物或該等的金屬鹽。
磷酸化合物最好使用磷酸三甲酯、磷酸三乙酯等磷酸三烷基酯中之1種或2種以上。該等相對於反應時所使用的總二羥化合物,較佳係添加0.0001mol%以上且0.005mol%以下、更佳係添加0.0003mol%以上且0.003mol%以下。若磷化合物的添加量少於上述下限,則防著色效果降低。又,若多於上述上限,則成為霧度提高的原因、或反倒促進著色、或導致耐熱性降低。
有添加亞磷酸化合物時,可任意選擇使用下述所示熱安定劑。特別係最好使用例如:亞磷酸三甲酯、亞磷酸三乙酯、亞
磷酸三壬基苯酯、磷酸三甲酯、亞磷酸三(2,4-二第三丁基苯酯)、雙(2,4-二第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯中之1種或2種以上。
該等亞磷酸化合物相對於反應時所使用總二羥化合物,較佳係添加0.0001mol%以上且0.005mol%以下、更佳係添加0.0003mol%以上且0.003mol%以下。若亞磷化合物的添加量少於上述下限,則防著色效果降低;若多於上述上限,則成為霧度提高的原因、或反倒促進著色、或導致耐熱性降低。
磷酸化合物與亞磷酸化合物或該等的金屬鹽係可併用添加,但此情況的添加量若依磷酸化合物與亞磷酸化合物或該等的金屬鹽總量計,如前述,相對於總二羥化合物,較佳係0.0001mol%以上且0.005mol%以下、更佳係0.0003mol%以上且0.003mol%以下。若該添加量少於上述下限,則防著色效果降低。又,若多於上述上限,則成為霧度提高的原因、或反倒促進著色、或導致耐熱性降低。
另外,磷酸化合物、亞磷酸化合物的金屬鹽較佳係該等的鹼金屬鹽或鋅鹽,更佳係鋅鹽。又,該磷酸鋅鹽中較佳係長鏈烷基磷酸鋅鹽。
再者,依此所製造的本發明聚碳酸酯樹脂中,為防止在成形等之時發生分子量降低或色相惡化情形,可摻合熱安定劑。
該熱安定劑係可例如:亞磷酸、磷酸、亞膦酸、膦酸及該等的酯等等。具體係可例如:亞磷酸三苯酯、亞磷酸三(壬基苯酯)、亞磷酸三(2,4-二第三丁基苯酯)、亞磷酸十三烷基酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三(十八烷基酯)、亞磷酸二癸基單苯酯、亞磷酸二辛基單苯酯、亞磷酸二異丙基單苯酯、亞磷酸單丁基二苯酯、亞
磷酸單癸基二苯酯、亞磷酸單辛基二苯酯、雙(2,6-二第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、亞磷酸2,2-亞甲基雙(4,6-二第三丁基苯基)辛酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、單鄰聯苯磷酸二苯酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸二異丙酯、4,4'-聯伸苯基二次膦酸四(2,4-二第三丁基苯酯)、苯膦酸二用酯、苯膦酸二乙酯、苯膦酸二丙酯等。
其中,較佳係使用亞磷酸三壬基苯酯、磷酸三甲酯、亞磷酸三(2,4-二第三丁基苯酯)、雙(2,4-二第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、及苯膦酸二甲酯。
該等熱安定劑係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。
該熱安定劑係可在熔融聚合時於所添加的添加量之外更追加摻合。即,摻合適當量的亞磷酸化合物或磷酸化合物,獲得聚碳酸酯樹脂之後,若依後述所記載的摻合方法更進一步摻合亞磷酸化合物,便可避免聚合時發生霧度上升、以及防止著色及耐熱性降低,更可摻合較多的熱安定劑,能防止色相惡化。
該等熱安定劑的摻合量係將聚碳酸酯樹脂設為100質量份時,較佳係0.0001~1質量份、更佳係0.0005~0.5質量份、特佳係0.001~0.2質量份。
再者,本發明的聚碳酸酯樹脂中在抗氧化目的下,亦可摻合通常周知的抗氧化劑。
該抗氧化劑係可例如:季戊四醇四(3-硫醇基丙酸
酯)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、丙三醇-3-硬脂基硫代丙酸酯、三乙二醇-雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-雙[3-(3,5-二第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、季戊四醇四[3-(3,5-二第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、丙酸-十八烷基-3-(3,5-二第三丁基-4-羥苯酯)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二第三丁基-4-羥苄基)苯、N,N-六亞甲基雙(3,5-二第三丁基-4-羥-氫肉桂酸酯)、3,5-二第三丁基-4-羥苄基膦酸酯-二乙酯、異三聚氰酸三(3,5-二第三丁基-4-羥苄酯)、4,4'-聯伸苯基二次膦酸四(2,4-二第三丁基苯酯)、3,9-雙(1,1-二甲基-2-[β-(3-第三丁基-4-羥-5-甲基苯基)丙醯氧基]乙基}-2,4,8,10-四螺(5,5)十一烷等中之1種或2種以上。
該等抗氧化劑的摻合量係將聚碳酸酯設為100質量份時,較佳係0.0001~0.5質量份。
再者,本發明的聚碳酸酯樹脂中,為更加提升熔融成形時從模具的脫模性,於不致損及本發明目的範圍內亦可摻合脫模劑。
該脫模劑係可例如:一元或多元醇的高級脂肪酸酯、高級脂肪酸、石蠟、蜜蠟、烯烴系蠟、含羧基及/或羧酸酐基的烯烴系蠟、聚矽氧油、有機聚矽氧烷等。
高級脂肪酸酯較佳係碳原子數1~20之一元或多元醇、與碳原子數10~30之飽和脂肪酸的部分酯或全酯。該一元或多元醇、與飽和脂肪酸的部分酯或全酯,係可例如:硬脂酸單甘油酯、硬脂酸雙甘油酯、硬脂酸三甘油酯、硬脂酸單山梨醇酯、硬脂酸硬脂酯、廿二烷酸單甘油酯、廿二烷酸廿二烷基酯、季戊四醇單硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇四壬酸酯、丙二醇單硬脂酸
酯、硬脂酸硬脂酯、棕櫚酸棕櫚酯、硬脂酸丁酯、月桂酸甲酯、棕櫚酸異丙酯、聯苯基聯苯酯、山梨糖醇酐單硬脂酸酯、硬脂酸-2-乙基己酯等。
其中,較佳係使用硬脂酸單甘油酯、硬脂酸三甘油酯、季戊四醇四硬脂酸酯、廿二烷酸廿二烷基酯。
高級脂肪酸較佳係碳原子數10~30之飽和脂肪酸。該脂肪酸係可例如:肉荳蔻酸、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、廿二烷酸等。
該等脫模劑係可單獨使用1種、亦可混合使用2種以上。
該脫模劑的摻合量係當將聚碳酸酯設為100質量份時,較佳係0.01~5質量份。
再者,本發明的聚碳酸酯樹脂中,在不致損及本案發明之目的範圍內,可摻合光安定劑。
該光安定劑係可例如:2-(2'-羥-5'-第三辛基苯基)苯并三唑、2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥苯基)-5-氯苯并三唑、2-(5-甲基-2-羥苯基)苯并三唑、2-[2-羥-3,5-雙(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2,2'-亞甲基雙(4-異丙苯基-6-苯并三唑苯基)、2,2'-對苯雙(1,3-苯并-4-酮)等。
該等光安定劑係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。
該光安定劑的摻合量係當將聚碳酸酯樹脂設為100質量份時,較佳係0.01~2質量份。
再者,本發明的聚碳酸酯樹脂中,為抵消因聚合體或紫外線吸收劑造成的透鏡之偏黃色,亦可摻合發藍劑。發藍劑係在
為聚碳酸酯樹脂所使用者之前提下,其餘並無障礙均可使用。一般因為蒽醌系染料取得容易,故屬較佳。
具體的發藍劑代表例係可例如:通稱溶劑紫13[CA.No(顏料索引No)60725]、通稱溶劑紫31[CA.No 68210、通稱溶劑紫33[CA.No 60725;通稱溶劑藍94[CA.No 61500]、通稱溶劑紫36[CA.No 68210]、通稱溶劑藍97[BAYER公司製「Macrolex Violet RR」]、及通稱溶劑藍45[CA.No 61110]。
該等發藍劑係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。
該等發藍劑通常係將聚碳酸酯樹脂設為100質量份時,依0.1×10-4~2×10-4質量份的比例摻合。
本發明聚碳酸酯樹脂與如上述般各種添加劑的混合方法,係可例如:利用轉鼓、V型摻合機、高速混合機、諾塔混合機(Nauta Mixer)、班布瑞混合機、混練輥、擠出機等進行混合的方法;或使上述各成分依溶解於例如二氯甲烷等共通良溶劑中的狀態進行混合之溶液摻合方法等。惟並不僅侷限於此,在通常所使用的聚合物摻合方法前提下,可使用任何方法。
依此所獲得本發明聚碳酸酯樹脂、或在其中添加各種添加劑而獲得的聚碳酸酯樹脂組成物,可直接或者利用熔融擠出機先形成顆粒狀之後,利用射出成形法、擠出成形法、壓縮成形法等通常周知的方法形成成形品。
為能提高本發明聚碳酸酯樹脂的混合性俾獲得安定的脫模性與各項物性,在熔融擠出時最好使用單軸擠出機、雙軸擠出機。就從不必使用溶劑等、對環境的負荷小、以及生產性等觀點,亦最好採取使用單軸擠出機、雙軸擠出機的方法。
擠出機的熔融混練溫度係依據本發明聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度,當本發明聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度低於90℃時,擠出機的熔融混練溫度通常係130℃至250℃、較佳係150至240℃。
若熔融混練溫度為低於130℃的溫度,則聚碳酸酯樹脂的熔融黏度會提高、對擠出機的負荷變大、生產性降低。若高於250℃,則聚碳酸酯樹脂的熔融黏度降低、不易獲得顆粒、生產性降低。
再者,當本發明聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度達90℃以上時,擠出機的熔融混練溫度通常係200至300℃、較佳係220℃至260℃。若熔融混練溫度為低於200℃的溫度,則聚碳酸酯樹脂的熔融黏度會提高、對擠出機的負荷變大、生產性降低。若高於300℃,則容易引發聚碳酸酯樹脂劣化,導致聚碳酸酯樹脂的色澤出現黃變、或因分子量降低而造成強度劣化。
使用擠出機時,為防止在擠出時發生聚碳酸酯樹脂燒焦、異物混入情形,最好設置過濾器。過濾器的異物除去大小(開孔)係依據所要求的光學精度,較佳係100μm以下。特別當討厭異物混入時,更佳係40μm以下、特佳係10μm以下。
為防止經擠出後發生異物混入,聚碳酸酯樹脂的擠出最好在無塵室中實施。
再者,將所擠出聚碳酸酯樹脂冷卻並碎片化時,最好使用空冷、水冷等冷卻方法。空冷時所使用的空氣最好使用經事先利用空氣過濾器等除去空氣中異物的空氣,俾防止空氣中的異物再附著。使用水冷時,最好使用經利用離子交換樹脂等除去水中的金
屬成分,更進一步利用過濾器除去水中異物的水。所使用過濾器的大小(開孔)係有各種大小,但最好為10~0.45μm的過濾器。
作為本發明之聚碳酸酯樹脂的中間點玻璃轉移開始溫度Tmg係所測得玻璃轉移溫度較佳為100℃以上、更佳105℃以上、特佳110℃以上。
若玻璃轉移溫度過低則耐熱性差,因而在成為各種成形品時會有可靠度差的可能性。另一方面,若玻璃轉移溫度偏高,則會因擠出時的剪切發熱(shear heating)導致聚碳酸酯樹脂劣化,或在利用過濾器過濾時出現熔融黏度過高,導致聚碳酸酯樹脂劣化的可能性,因而中間點玻璃轉移開始溫度Tmg較佳係260℃以下、更佳係230℃以下、特佳係200℃以下、最佳係175℃以下。又,就從提高玻璃轉移溫度俾提升耐熱性的觀點,最好至少其中一末端為非羥基的聚碳酸酯樹脂。
另外,聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度係依照後述實施例項中所記載方法便可測定。
所獲得樹脂的聚合度(分子量)若高達一定以上,便可以比濃黏度表示。所以,除以較低聚合度(分子量)使用的聚碳酸酯二醇等例外之外,本發明聚碳酸酯樹脂的聚合度(分子量)係可利用比濃黏度進行測定。本發明聚碳酸酯樹脂的聚合度(分子量),係使用作為溶
劑使用之酚與1,1,2,2-四氯乙烷的重量比為1:1之混合溶劑,並將聚碳酸酯樹脂濃度精密調整為1.00g/dl,再依溫度30.0℃±0.1℃測定的比濃黏度(以下亦簡稱「比濃黏度」)便可測定。
若樹脂的比濃黏度過低,則所獲得成形品的耐熱性、耐藥性、耐磨損性、及機械強度會有降低的可能性。所以,比濃黏度通常係0.20dL/g以上、較佳係0.30dL/g以上。
另一方面,若樹脂的比濃黏度過高,則成形時的流動性會降低,會有導致生產性、成形性降低,或所獲得成形品的應變變大之傾向。所以,比濃黏度通常係1.50dL/g以下、較佳係1.20dL/g以下、更佳係1.00dL/g以下、特佳係0.90dL/g以下。
另外,聚碳酸酯樹脂的比濃黏度更具體而言,係可依照後述實施例項所記載方法進行測定。
本發明聚碳酸酯樹脂的5%熱重量減少溫度較佳係300℃以上、更佳係320℃以上。5%熱重量減少溫度越高,則熱安定性越高,越能承受更高溫下的使用。又,因為亦可提高製造溫度,可更加拓寬製造時的控制幅度,故使製造趨於容易。
另一方面,5%熱重量減少溫度越低,則熱安定性越低,較難在高溫下使用。又,製造時的控制容許幅度變窄,導致不易製造。5%熱重量減少溫度的上限並無特別的限制,通常係370℃以下。
另外,聚碳酸酯樹脂的5%熱重量減少溫度係可依照後述實施例項所記載方法進行測定。
本發明聚碳酸酯樹脂的阿貝值(Abbe number)係當形成凸透鏡並使用於單透鏡時,較佳係30以上、更佳係35以上。阿貝值越大,則折射率的波長分散越小,例如使用於單透鏡時的色像差變小,容易獲得更清晰的影像。
阿貝值越小,則折射率的波長分散越大,使用於單透鏡時的色像差越大,影像的模糊程度越大。阿貝值的上限並無特別的限制,通常係70以下。另一方面,使用於凹透鏡並使用於消色用透鏡(achromatic lens)時,阿貝值越小越好,較佳係未滿30、更佳係未滿28、特佳係未滿26。
另外,聚碳酸酯樹脂的阿貝值係可依照後述實施例項所記載方法進行測定。
本發明的聚碳酸酯樹脂亦可將例如:芳香族聚碳酸酯樹脂、芳香族聚酯、脂肪族聚酯、聚醯胺、聚苯乙烯、聚烯烴、丙烯酸、非晶質聚烯烴、ABS、AS等合成樹脂;或聚乳酸、聚丁烯琥珀酸酯等生物分解性樹脂;或橡膠等中之1種或2種以上施行混練,經形成聚合物摻合物後才使用。
再者,本發明的聚碳酸酯樹脂係可添加該等其他樹脂成分、與樹脂組成物通常所使用之例如:核劑、難燃劑、難燃助劑、無機填充劑、衝擊改質劑、水解抑制劑、發泡劑、染顏料等,形成聚碳酸酯樹脂組成物。
本發明的聚碳酸酯樹脂及含其之樹脂組成物,係利用例如:射出成形法、擠出成形法、壓縮成形法等通常周知方法便可成為成形品,可獲得耐熱性、透明性、耐光性、耐候性、及機械強度均優異的成形品。
本發明的聚碳酸酯樹脂係上述分子鏈末端為烷氧基(烷氧基或芳氧基)的數量比例,相對於上述分子鏈總末端數在5%以下、較佳係分子鏈二末端95%以上為羥基時,使與聚異氰酸酯產生反應便可獲得聚胺甲酸酯(以下亦將以本發明聚碳酸酯樹脂為原料所製造的聚胺甲酸酯,稱為「本發明聚胺甲酸酯」)。
使與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂,當含有由上述脂肪族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物所衍生構造單元,特別係由含一級羥基之脂肪族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物所衍生之構造單元時,就從聚碳酸酯樹脂的操作性、所獲得聚胺甲酸酯的柔軟性優異之觀點,其含有量較佳係由聚碳酸酯樹脂中總羥化合物所衍生構造單元中的10莫耳%以上、更佳係20莫耳%以上、特佳係30莫耳%以上。又,較佳係95莫耳%以下、更佳係90莫耳%以下、特佳係85莫耳%以下。
使與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂之數量平均分子量下限係250、較佳係300、更佳係400。另一方面,上限係5,000、較佳係4,000、更佳係3,000。若聚碳酸酯樹脂的數量平均分子量未滿上述下限,則聚胺甲酸酯中的軟鏈段部位之分子鏈長不足,無法充分獲得本發明特徵的機械強度。另一方面,若超越上述上限,則黏度會提高,在聚胺甲酸酯化時會有損及操作性的可能性。
使與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂之分子量分佈(Mw/Mn)並無特別的限定,下限通常係1.5、較佳係1.7、更佳係1.8。上限通常係3.5、較佳係3.0、更佳係2.5。
若分子量分佈超過上述範圍時,使用該聚碳酸酯樹脂所製造的聚胺甲酸酯物性,會有在低溫下變硬、伸長量降低等傾向。又,若欲製造分子量分佈未滿上述範圍的聚碳酸酯二醇,會有需要除去寡聚物等高度精製操作的情況。
此處,Mw係聚苯乙烯換算的重量平均分子量,Mn係聚苯乙烯換算的數量平均分子量,通常利用凝膠滲透色層分析儀(GPC)的測定便可求得。
使與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂,聚合物的末端構造基本為羥基。然而,在由二醇與碳酸二酯的反應而獲得聚碳酸酯樹脂生成物中,會有作為雜質存在而其中一部分聚合物末端為非羥基構造之情況。該構造的具體例係分子鏈末端為烷氧基或芳氧基,大多係由碳酸二酯所衍生的構造。
例如碳酸二酯係使用碳酸二苯酯時,芳氧基便為苯氧基(PhO-);當使用碳酸二甲酯時,烷氧基便為甲氧基(MeO-),當使用碳酸二乙酯時,烷氧基便為乙氧基(EtO-);當使用碳酸伸乙酯時,會有羥乙氧基(HOCH2CH2O-)依末端基形式殘存的情況(此處,Ph係表示苯基,Me係表示甲基,Et係表示乙基)。
本發明中,成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂時,聚碳酸酯樹脂生成物中所含之分子鏈末端成為烷氧基或芳氧基的構造比例,其末端基數量係佔總末端數的5莫耳%以下、較佳係3莫耳%以下、更佳係1莫耳%以下。該分子鏈末端為烷氧基或芳氧基的數量比例下限並無特別的限制,通常係0.01莫耳%、較佳係0.001莫耳%、更佳係0莫耳%。若烷氧基或芳氧基末端基的比例偏大,則會有在施行聚胺甲酸酯化反應時發生無法提升聚合度等問題的情況。
當本發明之聚碳酸酯樹脂成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂時,如上述,分子鏈末端為烷氧基或芳氧基的數量比例係5%以下,且基本上分子鏈二末端基係羥基,在施行聚胺甲酸酯化反應時,該羥基會成為能與異氰酸酯進行反應的構造。
當本發明聚碳酸酯樹脂係成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂時,羥值並無特別的限定,然下限通常係10mg-KOH/g、較佳係20mg-KOH/g、更佳係35mg-KOH/g。又,上限通常係230mg-KOH/g、較佳係160mg-KOH/g、更佳係130mg-KOH/g。若羥值未滿上述下限,則會有黏度過度提高導致損及聚胺甲酸酯化時之操作性的可能性,又若超過上述上限,則在成為聚胺甲酸酯時的強度與硬度會有不足的情況。
與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂每一分子之羥基數,較佳係1.8~2.0、更佳係1.9~2.0。若每一分子的羥基數較上述上限多,則在聚胺甲酸酯中會形成交聯構造,導致聚胺甲酸酯黏度增加至必要以上,會有損及操作性的可能性。又,若少於上述下限,則進行聚胺甲酸酯反應時會有發生無法提升聚合度等問題的情況。
與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂,基本上為利用碳酸酯基使二醇進行聚合的構造。然而,依照製造方法,亦會有除二醇中的醚構造之外,尚有混入因二醇的脫水反應所形成之醚構造物的情況,若其存在量變多,則會導致耐候性與耐熱性降低,因而最好以醚構造比例不會過度變多的方式進行製造。
就從降低聚碳酸酯樹脂中除構造(1)以外的醚構造,俾確保其耐候性、耐熱性等特性的觀點,本發明之聚碳酸酯樹脂的分子鏈中,所含除構造(1)以外的醚鍵結、與碳酸酯鍵結之比並無特別的限定,通常莫耳比係2/98以下、較佳係1/99以下、更佳係0.5/99.5以下。
再者,聚碳酸酯樹脂中除構造(1)以外,由上述脂肪族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物所衍生構造單元,亦會有含醚鍵結的情況,最好依構造(1)及由上述脂肪族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物所衍生構造單元以外的醚構造比例,不會過度變多的方
式進行製造。
此時,成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂分子鏈中所含構造(1),及由上述脂肪族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物所衍生構造單元以外的醚鍵結與碳酸酯鍵結比,並無特別的限定,通常莫耳比係2/98以下、較佳係1/99以下、更佳係0.5/99.5以下。
與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂顏色,最好在不會對所獲得聚胺甲酸酯色調構成影響範圍內,著色程度依Hazen色度[根據JIS K0071-1(1998)]表示時的值(以下亦稱「APHA值」)並無特別的限定,較佳係100以下、更佳係70以下、特佳係50以下。
與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂中所含酚類的含有量,並無特別的限定,但越少越好,較佳係0.1重量%以下、更佳係0.01重量%以下、特佳係0.001重量%以下。理由係因為酚類屬於單官能基性化合物,除會有成為聚胺甲酸酯化反應之抑制因子的可能性外,尚屬於刺激性物質的緣故所致。
與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂生成物中,會有殘存在製造時作為原料使用的碳酸二酯。本發明聚碳酸酯樹脂中的碳酸二酯殘存量並無限定,但越少越好,通常上限係1重量%、較
佳係0.5重量%、更佳係0.3重量%。若聚碳酸酯二醇的碳酸二酯含有量過多,會有抑制聚胺甲酸酯化反應的情況。另一方面,下限並無特別的限制,較佳係0.1重量%、更佳係0.01重量%、特佳係0重量%。
與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂中,會有殘存在製造時所使用之原料二醇的情況。本發明聚碳酸酯樹脂中的原料二羥化合物殘存量並無限定,但越少越好,通常係1重量%以下、較佳係0.1重量%以下、更佳係0.05重量%以下。若聚碳酸酯樹脂中的原料二羥化合物殘存量偏多,則在形成聚胺甲酸酯時會有軟鏈段部位的分子長嫌不足之情況。
在製造與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂時,如後述,為促進聚合,視需要亦可使用前述酯交換觸媒。此情況,所獲得聚碳酸酯樹脂中會有該觸媒殘存情形,但若過多的觸媒殘存,則在聚胺甲酸酯化反應時較難控制反應,會有預想以上促進聚胺甲酸酯化反應的情況。
所以,在成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂中所殘存的觸媒量雖無特別的限定,但觸媒金屬換算的含有量通常係在100ppm以下、較佳係50ppm以下、更佳係10ppm以下。但,若觸媒量偏少,則酯交換反應非常慢,導致製造效率惡化,因而聚碳酸酯樹脂中殘存的觸媒,依觸媒金屬換算的含有量計,通常係0.1ppm
以上、較佳係0.5ppm以上、更佳係1ppm以上。
相關與聚異氰酸酯進行反應的本發明聚碳酸酯樹脂之製造方法,係可依照與前述同樣的方法製造。
為能獲得與聚異氰酸酯進行反應、且具有羥基的本發明聚碳酸酯樹脂,碳酸二酯的使用量並無特別的限定。通常相對於反應時所使用二羥化合物的合計1莫耳,依莫耳比計,下限較佳係0.35、更佳係0.50、特佳係0.60。上限通常係1.00、較佳係0.98、更佳係0.97。若碳酸二酯的使用量超過上述上限,則所獲得聚碳酸酯樹脂末端基為非羥基的比例會增加、或者分子量無法在既定範圍內,導致有無法製造本發明聚碳酸酯樹脂的情況,又若未滿上述下限,則會有聚合不會進行至既定分子量的情況。
在製造將成為聚胺甲酸酯原料的本發明聚碳酸酯樹脂時,若使用酯交換觸媒的情況,使用量最好係即便有殘存於所獲得聚碳酸酯樹脂中但仍不會對性能造成影響的量。相對於原料二羥化合物重量,依金屬換算的重量比,上限較佳係500ppm、更佳係100ppm、特佳係50ppm。另一方面,下限係能獲得充分聚合活性的量,較佳係0.01ppm、更佳係0.1ppm、特佳係1ppm。
本發明在製造將成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂時,反應
原料裝填方法並無特別的限制,可例如:同時裝填二羥化合物、碳酸酯及觸媒全體重量,並提供進行反應的方法;當碳酸酯係固體時,便首先裝填入碳酸酯,經加溫、熔融後,再添加二羥化合物與觸媒的方法;以及與之顛倒的,先裝填入二羥化合物,經熔融後,再於其中投入碳酸酯與觸媒的方法等,可自由選擇使用該等方法。
為能將本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂,使其末端為烷氧基或芳氧基的數量比例降低至5%,亦可採用所使用之二羥化合物其中一部分係在反應最後階段才添加的方法。此時,最後添加的二羥化合物量上限,通常係應裝填二羥化合物的20質量%、較佳係15質量%、更佳係10質量%,且下限通常係0.1質量%、較佳係0.5質量%、更佳係1.0質量%。
進行酯交換反應時的反應溫度,係在能獲得實用反應速度的溫度前提下,均可任意採用。該溫度並無特別的限定,下限通常係70℃、較佳係100℃、更佳係130℃。又,反應溫度的上限通常係未滿200℃、較佳係190℃以下、更佳係180℃以下。若超過上述上限,則會有發生所獲得聚碳酸酯樹脂遭著色、或生成醚構造等品質上問題的情況。
反應亦可依常壓實施,但酯交換反應係屬於平衡反應,藉由將所生成的低沸成分餾除於系統外,便可使反應偏向於生成側。所以,通常最好在反應後半段採取減壓條件,一邊餾除低沸成分一邊進行反應。或者,亦可從反應途中開始便徐緩降低壓力,一邊餾除低沸成分一邊進行反應。
特別係在反應末期若提高減壓度進行反應,便可餾除附帶產生的單元醇、酚類等,故屬較佳。
此時,在反應結束時的反應壓力並無特別的限定,通常上限係10kPa、較佳係5kPa、更佳係1kPa。為能有效執行該等低沸成分的餾出,亦可在朝反應系統內通入少量的氮、氬、氦等惰性氣體狀態下進行該反應。
當酯交換反應時係使用低沸的碳酸酯或二羥化合物時,亦可採取反應初期會在碳酸二酯或二羥化合物的沸點附近產生反應,且隨反應的進行,溫度會逐漸提升,使更進一步進行反應的方法。此情況,可防止未反應的碳酸二酯在反應初期便遭餾除,故屬較佳。更在防止該等反應初期時發生原料餾除之目的下,亦可在反應器中裝設回流管,使碳酸二酯與二羥化合物在回流狀態下進行反應。此情況,所裝填的原料不會散失,可正確地吻合使用量比,故屬較佳。
聚合反應係一邊測定所生成聚碳酸酯樹脂的分子量一邊進行,待成為目標分子量時便結束反應。聚合所需要的反應時間係依照所使用二羥化合物、碳酸二酯、有無使用觸媒、種類而有大差異,故無法一概而論,通常為能達到既定分子量的必要反應時間係50小時以下、較佳係20小時以下、更佳係10小時以下。
如前述,當聚合反應時有使用觸媒的情況,通常在所獲得聚碳酸酯樹脂中會有觸媒殘存,依殘存的金屬觸媒,會有導致聚胺甲酸酯化反應無法控制的情況。為能抑制該殘存觸媒的影響,亦可添加與所使用酯交換觸媒大致等莫耳的例如磷系化合物等。又,在添加後,若有如後述般施行加熱處理,便可有效率地將酯交換觸媒鈍化。
酯交換觸媒鈍化時所使用的磷系化合物係可例如:磷
酸、亞磷酸等無機磷酸;磷酸二丁酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、亞磷酸三苯酯等有機磷酸酯等等。
該等係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。
上述磷系化合物的使用量並無特別的限定,如前述,只要與所使用的酯交換觸媒大致等莫耳便可,具體而言,相對於所使用的酯交換觸媒1莫耳,上限較佳係5莫耳、更佳係2莫耳,下限較佳係0.8莫耳、更佳係1.0莫耳。若使用少於此量的磷系化合物,上述反應生成物中的酯交換觸媒去活化不足,當將所獲得聚碳酸酯樹脂使用為例如聚胺甲酸酯製造用原料時,會有無法使該聚碳酸酯樹脂對異氰酸酯基的反應性充分降低之情況。又,若使用超過此範圍的磷系化合物,則所獲得聚碳酸酯樹脂會有遭著色的可能性。
利用磷系化合物的添加所進行之酯交換觸媒的鈍化,係即便室溫下仍可實施,但若施行加溫處理則更有效率。該加熱處理的溫度並無特別的限定,上限較佳係150℃、更佳係120℃、特佳係100℃。下限較佳係50℃、更佳係60℃、特佳係70℃。若溫度低於此等時,酯交換觸媒的去活化較耗時,無效率可言,且亦會有去活化程度不足的情況。另一方面,若溫度超過150℃,則所獲得聚碳酸酯樹脂會有遭著色的情況。
與磷系化合物進行反應的時間並無特別的限定,通常係1~5小時。
在製造成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂時,經反應後在除
去上述聚碳酸酯樹脂生成物中的末端構造為烷氧基之雜質、末端構造為芳氧基之雜質、酚類、原料二醇、碳酸酯、及副產的低沸環狀碳酸酯、以及所添加的觸媒等之目的下,可施行精製。此時的精製針對低沸化合物係可採取利用蒸餾施行餾除的方法。蒸餾的具體方法係有如:減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、薄膜蒸餾等,就形態並無特別的限制,可採用任意方法。又,為除去水溶性雜質,亦可利用水、鹼性水、酸性水、螯合劑溶解溶液等施行洗淨。此情況,可任意選擇溶解於水中的化合物。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂,進行製造聚胺甲酸酯的方法,係可使用通常製造聚胺甲酸酯的公知聚胺甲酸酯化反應條件。
例如藉由使本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂、與聚異氰酸酯及鏈延伸劑,在常溫至200℃範圍內進行反應,便可製造聚胺甲酸酯。
再者,首先使本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂、與過剩聚異氰酸酯進行反應,而製造末端異氰酸酯的預聚物,更使用鏈延伸劑提升聚合度,便可製造聚胺甲酸酯。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂製造之聚胺甲酸酯時,所使用的聚異氰酸酯係可例如脂肪族、脂環族或芳香
族等各種公知的聚異氰酸酯化合物。
代表例係可例如:亞丁基二異氰酸酯、五亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、以及將二聚酸的羧基轉化為異氰酸酯基的二異氰酸酯二聚體等脂肪族二異氰酸酯;1,4-環己烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1-甲基-2,4-環己烷二異氰酸酯、1-甲基-2,6-環己烷二異氰酸酯、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸酯甲基)環己烷、及1,4-雙(異氰酸基甲基)環己烷等脂環族二異氰酸酯;伸苯二甲基二異氰酸酯、4,4'-二異氰酸二苯酯、2,4-二異氰酸甲苯酯、2,6-二異氰酸甲苯酯、二異氰酸間伸苯酯、二異氰酸對伸苯酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4'-二苯基二甲基甲烷二異氰酸酯、4,4'-二異氰酸二苄酯、二烷基二苯基甲烷二異氰酸酯、四烷基二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-聯伸苯基二異氰酸酯、聚亞甲基聚苯基異氰酸酯、二異氰酸伸苯酯、及間四甲基伸苯二甲基二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯等。該等係可單獨使用1種亦可併用2種以上。
該等之中,就從所獲得聚胺甲酸酯的物性均衡較佳之觀點、及工業上能廉價大量取得的觀點,較佳的有機二異氰酸酯係可例如:4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、及異佛爾酮二異氰酸酯。
再者,使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂進行聚胺甲酸酯製造時,所使用的鏈延伸劑係至少具有2個會與異氰酸
酯基產生反應之活性氫的低分子量化合物,可例如通常的多元醇及多元胺。
具體例係可例如:乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,4-庚二醇、1,8-辛二醇、1,4-二羥甲基己烷、1,9-壬二醇、1,12-十二烷二醇、及二聚二醇等直鏈二醇類;2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、及2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇等具分支鏈的二醇類;1,4-環己二醇、1,4-環己烷二甲醇、及1,4-二羥乙基環己烷等具環狀基的二醇類;伸茬二醇、1,4-二羥乙基苯、及4,4'-亞甲基雙(羥乙基苯)等具芳香族基的二醇類;甘油、三羥甲基丙烷、及季戊四醇等多元醇類;N-甲基乙醇胺、及N-乙基乙醇胺等羥胺類;伸乙二胺、1,3-二胺基丙烷、六亞甲基二胺、三伸乙四胺、二伸乙三胺、異佛爾酮二胺、4,4'-二胺基二環己基甲烷、2-羥乙基伸丙二胺、二-2-羥乙基伸乙二胺、二-2-羥乙基伸丙二胺、2-羥丙基伸乙二胺、二-2-羥丙基伸乙二胺、4,4'-二苯基甲烷二胺、亞甲基雙(鄰氯苯胺)、間茬二胺、二苯基二胺、甲苯基二胺、肼、哌、及N,N'-二胺基哌等多元胺類;及水等。
該等鏈延伸劑係可單獨使用、或者亦可組合使用2種以上。
就從所獲得聚胺甲酸酯的物性之均衡較佳之觀點、及工業上能廉價大量取得的觀點,該等之中較佳鏈延伸劑係可例如:1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,4-環己烷二甲醇、1,4-二羥乙基環己烷、伸乙二胺、及1,3-二胺基丙烷等。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂進行聚胺甲酸酯製造時,在控制所獲得聚胺甲酸酯之分子量目的下,視需要可使用具有1個活性氫基的鏈終止劑。
該等鏈終止劑係可例示如:具有羥基的乙醇、丙醇、丁醇、己醇等脂肪族一元醇;具有胺基的二乙胺、二丁胺、正丁胺、單乙醇胺、二乙醇胺等脂肪族單胺。
該等係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂進行聚胺甲酸酯製造之際,在聚胺甲酸酯形成反應時,亦可使用例如:三乙胺、N-乙基啉、及三伸乙二胺等胺系觸媒;或月桂酸三甲錫、及二月桂酸二丁錫等錫系觸媒等等錫系化合物;以及鈦系化合物等有機金屬鹽等等所代表的公知胺酯聚合觸媒。胺酯聚合觸媒係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂進行聚胺甲酸酯製造之際,除本發明聚碳酸酯樹脂之外,視需要尚亦可添加公知的其他多元醇。此時可使用的公知多元醇例,係可例如:聚乙二醇、聚丙二醇、及聚氧化四亞甲基二醇(PTMG)等聚氧化伸烷基二醇類;雙酚A、甘油的環氧乙烷加成物、及環氧丙烷加成物等多
元醇的環氧烷加成物類;聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、及聚碳酸酯多元醇等。
聚酯多元醇例係可例如由己二酸、酞酸、異酞酸、順丁烯二酸、琥珀酸、及反丁烯二酸等二元酸,與乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、及三羥甲基丙烷等二醇類所獲得者。
再者,聚碳酸酯多元醇係可使用例如由:1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、環己烷二甲醇、及2-甲基丙二醇所製造的同素聚碳酸酯二醇、共聚合聚碳酸酯二醇等。
使用該等其他多元醇時,在能充分獲得使用本發明之聚碳酸酯樹脂所造成效果之前提下,就總多元醇中的本發明聚碳酸酯樹脂比例並無特別限定,通常係使用30重量%以上、更佳係50重量%以上。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂進行聚胺甲酸酯製造時,聚胺甲酸酯形成反應亦可使用溶劑實施。
較佳溶劑係可例如:二甲基甲醯胺、二乙基甲醯胺、二甲基乙醯胺、及N-甲基吡咯啶酮等醯胺系溶劑;二甲亞碸等亞碸系溶劑;四氫呋喃、及二烷等醚系溶劑;甲基異丁酮、甲乙酮、及環己酮等酮系溶劑;醋酸甲酯、醋酸乙酯、及醋酸丁酯等酯系溶劑;及甲苯、二甲苯等芳香族烴系溶劑等等。該等溶劑係可單獨使用、亦可使用2種以上的混合溶劑。
該等之中,較佳的有機溶劑係可例如:甲乙酮、醋酸
乙酯、甲苯、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、及二甲亞碸等。
再者,從經摻合本發明聚碳酸酯樹脂、聚二異氰酸酯、及上述鏈延伸劑的聚胺甲酸酯樹脂組成物,亦可製造水分散液的聚胺甲酸酯樹脂。
使用上述反應試劑製造本發明聚胺甲酸酯的方法,係可使用一般實驗或工業性所採用的所有製造方法。
可例如:將含有本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂的多元醇、聚異氰酸酯、及鏈延伸劑,進行統括式混合並進行反應的方法(以下稱「一段法」);或者首先使含有本發明聚碳酸酯樹脂的多元醇、與聚異氰酸酯進行反應,而製備得二末端為異氰酸酯基的預聚物後,再使該預聚物與鏈延伸劑進行反應的方法(以下稱「二段法」)等。
二段法係藉由使含本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂之多元醇,預先與1當量以上的有機聚異氰酸酯進行反應,而經此製得相當於聚胺甲酸酯軟鏈段部分的二末端異氰酸酯中間體製備之步驟。依此,若在先製備預聚物後才使與鏈延伸劑進行反應,會有較容易執行軟鏈段部分之分子量調整的情況,在必須確實執行軟鏈段與硬鏈段之相分離時係屬有效。
所謂「一段法」亦稱「單觸發法」,藉由統括式裝填入含有本
發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂之多元醇、聚異氰酸酯、及鏈延伸劑來進行反應的方法。
一段法時的聚異氰酸酯使用量並無特別的限定,當將含有本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂之多元醇羥基數、以及鏈延伸劑的羥基數與胺基數合計設為1當量時,下限通常係0.7當量、較佳係0.8當量、更佳係0.9當量、特佳係0.95當量。上限通常係3.0當量、較佳係2.0當量、更佳係1.5當量、特佳係1.1當量。
若聚異氰酸酯的使用量過多,則會有未反應的異氰酸酯基引發副反應、不易獲得所需物性的傾向。又,若聚異氰酸酯的使用量過少,則會有聚胺甲酸酯的分子量不會充分變大、無法顯現出所需性能的傾向。
再者,鏈延伸劑的使用量並無特別的限定,若將含有本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂之多元醇羥基數,扣減掉聚異氰酸酯的異氰酸酯基數後之數值設為1當量時,下限通常係0.7當量、較佳係0.8當量、更佳係0.9當量、特佳係0.95當量。又,上限係3.0當量、較佳係2.0當量、更佳係1.5當量、特佳係1.1當量。
若鏈延伸劑的使用量過多,則所獲得聚胺甲酸酯不易溶解於溶劑中,會有加工趨於困難的傾向。又,若鏈延伸劑的使用量過少,則會有所獲得聚胺甲酸酯過於柔軟導致無法獲得充分強度、硬度、彈性回復性能、彈性保持性能,或者高溫特性變差的情況。
二段法亦稱「預聚物法」,預先使聚異氰酸酯、與含有本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂之多元醇,依照聚異氰酸酯/多元醇反應當量比1.0~10.00進行反應,而製造末端成為異氰酸酯基的預聚物。接著,藉由在其中添加多元醇、胺化合物等具有活性氫的鏈延伸劑,而製造聚胺甲酸酯之方法。
二段法係可在無溶劑下實施、亦可在溶劑共存下實施。
利用二段法進行的聚胺甲酸酯製造,係可依照以下所記載(1)~(3)中任一項方法實施。
(1)在未使用溶劑情況下,首先直接使聚異氰酸酯、與含聚碳酸酯樹脂的多元醇進行反應而合成預聚物,再直接使用於後續的鏈延伸反應。
(2)依照(1)之方法合成預聚物後,溶解於溶劑中,再使用於後續的鏈延伸反應。
(3)從開始起便使用溶劑,使聚異氰酸酯、與含聚碳酸酯樹脂的多元醇進行反應,然後在溶劑中施行鏈延伸反應。
使用(1)之方法的場合時,重點在於當使鏈延伸劑產生作用時,藉由將鏈延伸劑溶解於溶劑中,或者在溶劑中同時導入預聚物與鏈延伸劑等的方法,而使聚胺甲酸酯以與溶劑共存的形式獲得。
二段法中,聚異氰酸酯的使用量並無特別的限定,若將含聚碳酸酯樹脂的多元醇羥基數設為1當量時,異氰酸酯基數的下限通常係1.0、較佳係1.05。又,上限通常係10.0、較佳係5.0、更佳係3.0。
若該異氰酸酯使用量過多,則會有過剩的異氰酸酯基
引發副反應,導致不易到達所需聚胺甲酸酯物性的傾向。又,若異氰酸酯使用量過少,則會有無法充分提高所獲得聚胺甲酸酯之分子量,或者導致強度、熱安定性降低的情況。
相關鏈延伸劑的使用量並無特別的限定,相對於預聚物中所含異氰酸酯基的當量,下限通常係0.1、較佳係0.5、更佳係0.8。又,上限通常係5.0、較佳係3.0、更佳係2.0。
在施行上述鏈延伸化反應時,於調整分子量之目的下,亦可使單官能基的有機胺或醇共存。
鏈延伸反應通常係使各成分在0~250℃下進行反應,但該溫度係依照溶劑量、所使用原料的反應性、反應設備等而有所差異,並無特別的限制。若溫度過低,則反應的進行過慢,或因為原料、聚合物的溶解性偏低導致製造時間拉長。又,若溫度過高,則會引發副反應、或引發所獲得聚胺甲酸酯之分解。鏈延伸反應亦可在減壓下一邊脫泡一邊進行。
再者,鏈延伸反應時,視需要亦可添加觸媒、安定劑等。
觸媒係可例如:三乙胺、三丁胺、二月桂酸二丁錫、辛基酸亞錫、醋酸、磷酸、硫酸、鹽酸、及磺酸等之1種或2種以上。
安定劑係可例如:2,6-二丁基-4-甲酚、硫代二丙酸二硬脂酯、二(β-萘基)苯二胺、亞磷酸三(二壬基苯酯)等中之1種或2種以上。然而,當鏈延伸劑係短鏈脂肪族胺等高反應性物之情況,最好在未添加觸媒情況下實施。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂,亦可製造水系的聚胺甲酸酯乳膠。
於此情況,當使含聚碳酸酯樹脂的多元醇、與聚異氰酸酯進行反應而製造預聚物時,混合具有至少1個親水性官能基與至少2個異氰酸酯反應性基的化合物,形成預聚物後,再使其與鏈延伸劑進行反應而形成聚胺甲酸酯乳膠。
此處所使用具有至少1個親水性官能基與至少2個異氰酸酯反應性基的化合物中,所謂「親水性官能基」係指例如羧酸基或磺酸基等可利用鹼性基進行中和的基。又,所謂「異氰酸酯反應性基」係指羥基、一級胺基、二級胺基等一般會與異氰酸酯進行反應形成胺酯鍵、脲鍵的基,該等亦可混雜於同一分子內。
具有至少1個親水性官能基與至少2個異氰酸酯反應性基的化合物,具體係可例如:2,2'-二羥甲基丙酸、2,2-羥甲基丁酸、及2,2'-二羥甲基戊酸等。又,尚亦例如二胺基羧酸類,例如可舉例:離胺酸、胱胺酸、及3,5-二胺基羧酸等。該等係可單獨使用1種、亦可併用2種以上。當實際有使用該等時,亦可經例如:三甲基胺、三乙胺、三正丙胺、三丁胺、及三乙醇胺等胺;或氫氧化鈉、氫氧化鉀、及氨等鹼性化合物進行中和後才使用。
在製造水系聚胺甲酸酯乳膠時,具有至少1個親水性官能基與至少2個異氰酸酯反應性基的化合物使用量,為了能提升對水的分散性能,相對於含有本發明聚碳酸酯樹脂的多元醇重量,下限通常係1%、較佳係5重量%、更佳係10重量%。另一方面,若添加過多,會導致無法維持本發明聚碳酸酯樹脂特性,所以上限通常係50重量%、較佳係40重量%、更佳係30重量%。
再者,在水系聚胺甲酸酯乳膠的合成或保存時,亦可併用例如:高級脂肪酸、樹脂酸、酸性脂肪族醇、硫酸酯、磺酸高級烷基、磺酸烷基芳基、磺化篦麻油、及磺基琥珀酸酯等所代表的陰離子性界面活性劑;或一級胺鹽、二級胺鹽、三級胺鹽、四級胺鹽、及吡啶鎓鹽等陽離子系界面活性劑;或者環氧乙烷、與長鏈脂肪族醇或酚類的公知反應生成物等所代表的非離子性界面活性劑等等,俾保持乳化安定性。
再者,當使預聚物與鏈延伸劑進行反應而形成聚胺甲酸酯乳膠時,亦可視需要使預聚物經中和之後,才使之分散於水中。
依此製造的水系聚胺甲酸酯乳膠可使用於各種用途。特別係最近要求環境負荷較小的化學品原料,在不要使用有機溶劑的目的下,可成為習知物的代替。
作為水系聚胺甲酸酯乳膠的具體用途,係適用於例如:被膜劑、水系塗料、接著劑、合成皮革、及人工皮革。特別係使用本發明聚碳酸酯二醇來製造的水系聚胺甲酸酯乳膠,因為聚碳酸酯樹脂中具有特定構造,而具高硬度、且耐擦性優異、能長期間維持表面性狀,所以在形成被膜劑等之時,相較於使用習知之聚碳酸酯二醇的水系聚胺甲酸酯乳膠,可較具優勢地使用。
再者,使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂,經與聚異氰酸酯反應後,再與具羥基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯進行反應,便可衍生胺甲酸乙酯丙烯酸酯、及胺甲酸乙酯甲基丙烯酸酯等。該等胺甲酸乙酯丙烯酸酯及胺甲酸乙酯甲基丙烯酸酯係可被廣
泛利用為被膜劑,該等用途可無特別限制地將本發明聚碳酸酯二醇使用為原料。又,視需要聚合官能基亦可由(甲基)丙烯酸酯變更為環氧丙基、烯丙基、及炔丙基等使用。
在使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造的本發明相關聚胺甲酸酯中,可在不致損及本發明聚胺甲酸酯之特性範圍內,添加、混合例如:熱安定劑、光安定劑、著色劑、填充劑、安定劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、抗黏劑、難燃劑、抗老化劑、及無機填料等各種添加劑。
作為可使用為熱安定劑的化合物,係可例如:磷酸、亞磷酸的脂肪族、芳香族或烷基取代芳香族酯或次亞磷酸衍生物、苯膦酸、次膦酸苯酯、二苯膦酸、聚膦酸酯、二烷基季戊四醇二亞磷酸酯、及二烷基雙酚A二亞磷酸酯等磷化合物;酚系衍生物(特別係受阻酚化合物);硫醚系、二硫代酸鹽系、硫醇基苯并咪唑系、二苯硫脲系、及硫代二丙酸酯系等含硫化合物;馬來酸錫、及一氧化二丁錫等錫系化合物等等。
受阻酚化合物的具體例係可例如:Irganox1010(商品名:BASF日本股份有限公司製)、Irganox1520(商品名:BASF日本股份有限公司製)、及Irganox245(商品名:BASF日本股份有限公司製)等。
磷化合物係可例如:PEP-36、PEP-24G、HP-10(均係商品名:ADEKA股份有限公司製)、及Irgafos 168(商品名:BASF日本股份有限公司製)等。
含硫化合物的具體例係可例如:硫代丙酸二月桂酯(DLTP)、及硫代丙酸二硬脂酯(DSTP)等硫醚化合物。
光安定劑之例係可例如苯并三唑系、二苯基酮系化合物等,具體係可使用例如:「TINUVIN622LD」、「TINUVIN765」(以上係汽巴精化公司製);「SANOL LS-2626」及「SANOL LS-765」(以上係三共公司製)等。
紫外線吸收劑之例係可例如:「TINUVIN328」、及「TINUVIN234」(以上係汽巴精化公司製)等。
著色劑係可例如:直接染料、酸性染料、鹼性染料、及金屬錯鹽染料等染料;碳黑、氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵、及雲母等無機顏料;及偶聯偶氮系、縮合偶氮(coupling azo)系、蒽醌系、硫代靛藍系、二酮系、及酞菁素系等有機顏料等等。
無機填料之例係可例如:玻璃短纖維、碳纖維、氧化鋁、滑石、石墨、三聚氰胺、及白土等。
難燃劑例係可例如:含磷及鹵的有機化合物、含溴或氯的有機化合物、多磷酸銨(ammonium polyphosphato)、氫氧化鋁、及氧化銻等添加及反應型難燃劑。
該等添加劑係可單獨使用、亦可以任意組合及比率組合使用2種以上。
該等添加劑的添加量相對於聚胺甲酸酯,下限較佳係0.01重量%、更佳係0.05重量%、特佳係0.1重量%。上限較佳係10重量%、更佳係5重量%、特佳係1重量%。若添加劑的添加量過少,則無法充份獲得其添加效果,若過多則會有在聚胺甲酸酯中發生析出、混濁的情況。
當使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯進行薄膜製造時,薄膜厚度通常下限係10μm、較佳係20μm、更佳係30μm。又,上限通常係1000μm、較佳係500μm、更佳係100μm。
若薄膜的厚度過厚,則會有無法獲得充分透濕性的傾向;又若過薄則會有容易產生針孔、或薄膜容易黏合難以取用的傾向。
使用本發明成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯薄膜,較佳係用於醫療用黏著薄膜等醫療材料或衛生材料;包裝材、裝飾用薄膜、其他透濕性素材等。又,本發明的聚胺甲酸酯薄膜亦可形成於布或不織布等支撐體上。於此情況,會有聚胺甲酸酯薄膜自體的厚度亦可較10μm更薄的情況。
再者,使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,亦可使用其製造聚胺甲酸酯板。此情況的板厚度上限並無特別的限制,下限通常係0.5mm、較佳係1mm、更佳係3mm。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯的分子量,係依照用途進行適當調整,並無特別的限制,利用GPC所測定聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)較佳係5萬~50萬、更佳係10萬~30萬。若分子量小於上述下限,便無法
獲得充分強度、硬度。又,若較大於上述上限,則會有損及加工性等操作性的傾向。
本發明相關之聚胺甲酸酯的耐藥性係可利用各種方法測定,例如當對本發明聚碳酸酯樹脂以2當量的4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯進行反應,更利用異佛爾酮二胺施行鏈延伸反應的二段法,獲得本發明相關的聚胺甲酸酯時,可依照以下方法測定耐藥性。
當試驗溶劑係油酸時,利用9.5mil滴流器將聚胺甲酸酯溶液塗佈於氟樹脂片(氟膠帶NITOFLON 900、厚度0.1mm、日東電工股份有限公司製)上,依60℃施行1小時乾燥、接著再依100℃施行0.5小時乾燥。更在100℃真空狀態下施行0.5小時乾燥,再於80℃下施行15小時乾燥後,於23℃、55%RH恆溫恆濕下靜置12小時以上,再從所獲得薄膜切取3cm×3cm試驗片,投入於已裝入試驗溶劑50ml的容量250ml玻璃瓶中,在80℃氮環境下的恆溫槽中靜置16小時。經浸漬後,利用紙製刮刷輕輕擦拭試驗片的表裏兩面後,施行重量測定,計算出相較於試驗前的重量增加比率。
經浸漬於藥品後的聚胺甲酸酯試驗片,相對於浸漬試驗溶劑前的聚胺甲酸酯試驗片重量之重量增加比率(%),較佳係100%以下、更佳係50%以下、特佳係10%以下、最佳係0%。
若該重量變化率超過上述上限,便無法獲得所需耐藥性。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之
聚胺甲酸酯,具有因具富剛性之特定構造單元而能獲得高硬度之特徵。具體而言,例如若將厚度約50~100μm薄膜狀樣品固定於試驗機(II形、日本學術振興會式),依據JIS L0849利用4.9N荷重往復施行500次摩擦試驗時的重量減少比例,表示為({(試驗前樣品重量-試驗後樣品重量)/(試驗前樣品重量)}×100),則通常重量減少比例的上限係2%、較佳係1.5%、更佳係1.0%。另一方面,該重量減少比例的下限通常係0.1%、較佳係0.05%、更佳係0.01%。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,因為耐熱性、耐候性均優異,且具良好硬度,因而可廣泛使用於例如:發泡體、彈性體、塗料、纖維、接著劑、地板材料、密封膠、醫療用材料、人工皮革、被膜劑、及水系聚胺甲酸酯塗料等。
特別若就人工皮革、合成皮革、水系聚胺甲酸酯、接著劑、醫療用材料、地板材料、及被膜劑等用途,採取使用本發明之聚碳酸酯樹脂所製造的聚胺甲酸酯,則因為耐熱性、耐候性均優異,且具有良好硬度,因而不僅特別係於室外所使用的製品不致使色調惡化,且亦能賦予物理性衝擊、摩擦等均強的良好表面特性。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造的聚胺甲酸酯,可使用於注模聚胺甲酸酯彈性體。具體用途係可例如:軋延輥、造紙輥、事務機器、預拉輥等輥類;堆高機、汽車車輛載運車、台車、運搬車等的實心輪胎、腳輪等;就工業製品係可例如:輸送帶惰輪、導輥、滑輪、鋼管內襯、礦石用橡膠篩
網、齒輪類、連接環、襯底、泵的葉輪、氣旋錐、氣旋內襯(cyclone liner)等。又,亦可使用於OA機器的皮帶、進紙輥、影印機用清潔刮板、雪犂、齒形皮帶、及衝浪滾輪(surf roller)等。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造的聚胺甲酸酯,又,亦可適用於熱可塑性彈性體的用途。可使用於例如:食品、醫療領域所使用的空壓機器、塗裝裝置、分析機器、理化學機器、定量泵、水處理機器、及工業用機器人等的小管或軟管類、螺管、及消防水管等。
再者,若形成圓皮帶、V皮帶、及平皮帶等皮帶,便可使用於各種傳動機構、紡紗機械、封箱機、及印刷機械等。又,可使用於例如:鞋類的鞋跟天皮(heel top)或鞋底、聯軸器、襯墊、球關節(ball joint)、襯套、齒輪、及輥等機器零件;運動用品、休閒用品、及手錶皮帶等。
再者,就汽車零件係可舉例如:阻油器、齒輪箱、墊片、底盤零件、內裝品、輪胎防滑鏈條代替品(tire chain)等。又,尚可使用於例如:鍵盤保護膜(keyboard film)、汽車用薄膜等薄膜;螺旋捲線(curl cord)、電纜包皮、風箱、搬送皮帶、軟容器、黏結劑、合成皮革、浸漬製品、及接著劑等
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造的聚胺甲酸酯,亦可適用作為溶劑系二液型塗料的用途,亦可適用於樂器、佛壇、傢俱、貼皮合板、運動用品等木材製品。又,亦可成為環氧胺基甲酸酯柏油漆並使用於汽車補修用。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造的聚胺甲酸酯,係可作為例如:濕氣硬化型單液型塗料、封
端異氰酸酯系溶劑塗料、醇酸樹脂塗料、胺酯改質合成樹脂塗料、紫外線硬化型塗料、水系胺酯塗料、粉體塗料等的成分而使用。可適用於例如:塑膠保險桿用塗料、可剝漆、磁帶用被膜劑、地磚、地板材料、紙、木紋印刷薄膜等的上光蠟、木材用清漆、高加工用線圈塗料、光纖保護性塗層、防焊劑、金屬印刷用塗面漆、蒸鍍用底塗層、食品罐用白色塗料等。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,可作為接著劑並使用於例如:食品包裝、鞋、鞋類、磁帶黏結劑、裝飾紙(decorative paper)、木材、構造構件等,更亦可使用為低溫用接著劑、熱熔膠的成分。
將使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,作為接著劑使用時的形態並無特別的限制,可將所獲得之聚胺甲酸酯溶解於溶劑中而以溶劑型接著劑形式使用,亦可在未使用溶劑,作為熱熔式接著劑使用。
有使用溶劑的場合可使用的溶劑係在配合所獲得胺甲酸乙酯特性之溶劑前提下,其餘並無特別的限制,水系溶劑、有機系溶劑均可使用。特別最近就從減輕對環境負荷的觀點,對使水性聚胺甲酸酯乳膠溶解或分散於水系溶劑中的水性接著劑之需求正高漲,使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,亦適用於此目的。
再者,在使用本發明相關之聚胺甲酸酯製造的接著劑中,視需要可毫無限制地混合通常接著劑所使用的添加劑及助劑。添加劑例係可例如:顏料、抗黏劑、分散安定劑、黏度調節劑、流平劑、抗膠凝劑、光安定劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、耐熱性提
升劑、無機及有機填充劑、可塑劑、滑劑、抗靜電劑、補強材、及觸媒等,摻合方法係可採用例如攪拌、分散等公知方法。
依此所獲得使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂進行製造的聚胺甲酸酯系接著劑,可將例如:鐵、銅、鋁、肥粒鐵、及電鍍鋼板板等金屬材料;丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、ABS樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、及氯乙烯樹脂等樹脂材料;玻璃、及陶瓷等無機材料效率佳地接著。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,作為黏結劑,可使用於例如:磁性記錄媒體、油墨、鑄物、煅燒磚、移植材料(graft material)、微膠囊、粒狀肥料、粒狀農藥、聚合物水泥砂漿(polymer cement mortar)、樹脂砂漿(resin mortar)、膠片黏結劑、再生泡綿(rebonded foam)、玻璃纖維上漿劑等。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,作為纖維加工劑的成分,可使用於防縮加工、防皺加工、撥水加工等。
當將本發明的聚胺甲酸酯作為彈性纖維使用時,就纖維化的方法係在能紡絲的方法前提下,其餘並無特別的限制均可實施。例如可採用先施行顆粒化後,使之熔融,再直接通過噴絲嘴進行紡絲的熔融紡絲方法。當從本發明相關之聚胺甲酸酯利用熔融紡絲獲得彈性纖維的情況,紡絲溫度較佳係250℃以下、更佳係200℃以上且235℃以下。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯彈性纖維,係可直接作為裸紗使用,或者亦可
利用其他纖維被覆作為被覆紗後使用。其他纖維係可舉例如:聚醯胺纖維、羊毛、綿、聚酯纖維等習知公知之纖維,其中本發明最佳為使用聚酯纖維。又,本發明的聚胺甲酸酯彈性纖維亦可含有上色類型的分散染料。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,作為密封膠‧堵縫劑,可使用於例如:混凝土增設牆(cast wall)、誘導縫、窗框周圍、壁式PC(Precast Concrete,預鑄混凝土)伸縮縫、ALC(Autoclaved Light-weight Concrete,蒸壓輕質混凝土板)伸縮縫、板類伸縮縫、複合玻璃用密封膠、絕熱窗框密封膠、汽車用密封膠等。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,係可作為醫療用材料使用,作為血液相容性材料(blood compatible material),係可使用於例如:小管、導管、人工心臟、人工血管、人工瓣膜等;又,就拋棄式素材係可使用於例如:導管、小管、袋、手術用手套、人工腎臟灌封材料等。
使用本發明之成為聚胺甲酸酯原料的聚碳酸酯樹脂所製造之聚胺甲酸酯,藉由對末端進行改質,便可作為例如:UV硬化型塗料、電子束硬化型塗料、快乾印刷版用感光性樹脂組成物、光硬化型光纖被覆材組成物等的原料使用。
以下藉由實施例針對本發明進行更詳細說明,惟本發明在不逾越主旨之前提下,並不僅侷限於以下的實施例。
以下的實施例及比較例在製造聚碳酸酯樹脂時所使用的原料,係如下。
DPC:碳酸二苯酯
DCMI(合成例1):DL-2,3:5,6-二-O-亞環己基-myo-肌醇
IN1(合成例2):DL-2,3:5,6-二-O-亞異丙基-myo-肌醇
IN2(合成例3):DL-2,3:5,6-二-O-亞環戊基-myo-肌醇
IN4(合成例4):DL-2,3:5,6-二-O-亞金剛烷基-myo-肌醇
IN12(合成例5):DL-2,3:5,6-二-O-3,3,5-三甲基亞環己基-myo-肌醇
IN16(合成例6):DL-2,3:5,6-二-O-環己基亞甲基-myo-肌醇
IN37(合成例7):DL-2,3:5,6-二-O-亞環十一烷基-myo-肌醇
IN44(合成例8):DL-2-O-苄基-1,3,5-O-亞乙基-myo-肌醇
IN45(合成例9):DL-2-O-苄基-1,3,5-O-亞甲基-myo-肌醇
IN57(合成例10):DL-2-O-正己基-1,3,5-O-亞乙基-myo-肌醇
IN58(合成例11):DL-2-O-環己基甲基-1,3,5-O-亞乙基-myo-肌醇
DPC:碳酸二苯酯:三菱化學製
CHDM:1,4-環己烷二甲醇:SK化學公司製
ISB:異山梨醇:羅貴特(Roquette Freres)公司製
TCDDM:三環癸烷二甲醇:OXEA公司製
SPG:螺二醇(3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥乙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一烷):三菱瓦斯化學公司製
BPEF:9,9-雙[4-(2-羥乙氧基)苯基]茀:Osaka Gas Chemicals公司製
2Q:[9-(2-苯氧基羰乙基)茀-9-基]甲烷):三菱化學公司製
1,3-PD:1,3-丙二醇:和光純藥公司製
1,4-BG:1,4-丁二醇:三菱化學公司製
1,5-PD:1,5-戊二醇:東京化成工業公司製
1,6-HD:1,6-己二醇:和光純藥公司製
1,7-HD:1,7-庚二醇:東京化成工業公司製
1,8-OD:1,8-辛二醇:東京化成工業公司製
1,9-ND:1,9-壬二醇:東京化成工業公司製
1,10-DD:1,10-癸二醇:東京化成工業公司製
1,12-DD:1,12-十二烷二醇:東京化成工業公司製
AE-2S:2,2-雙-[4-2-(羥乙氧基)苯基]丙烷:明成化學工業公司製
DEG:二乙二醇:三菱化學公司製
TEG:三乙二醇:三菱化學公司製
2,4-二乙基-1,5-戊二醇(PD-9):KH Neochem公司製
3-MPD:3-甲基-1,5-戊二醇:東京化成工業公司製
BEPG:2-丁基、2-乙基-丙二醇:KH Neochem公司製
NPG:新戊二醇:東京化成工業公司製
2-MPD:2-甲基-1,3-丙二醇:東京化成工業公司製
各原料化合物的構造式係如下示。
[化25]
再者,作為觸媒係使用以下的觸媒A~D,作為觸媒A~C係為0.20質量%水溶液,觸媒D則係添加2.0質量%水溶液。
觸媒A:碳酸氫鈉(NaHCO3)
觸媒B:碳酸銫(Cs2CO3)
觸媒C:醋酸鈣一水合物(Ca(CH3COO)2‧H2O)
觸媒D:醋酸鈣一水合物(Ca(CH3COO)2‧H2O)
另外,DL-2,3:5,6-二-O-亞環己基-myo-肌醇、及肌醇衍生物係依照以下的合成例1~11合成。
合成例1~11中,原料Myo-肌醇、溶劑等係使用下述物品。
Myo-肌醇:和光純藥工業股份有限公司、特級
DMF(N,N-二甲基甲醯胺):和光純藥工業股份有限公司、特級
對甲苯磺酸一水合物:和光純藥工業股份有限公司、胺基酸自
動分析用
二甲氧基環己烷:和光純藥工業股份有限公司、特級
2,2-二甲氧基丙烷:和光純藥工業股份有限公司、一般
環戊酮:東京化成工業股份有限公司
2-金剛烷酮(adamantanone):東京化成工業股份有限公司
3,3,5-三甲基環己酮:東京化成工業股份有限公司
環己烷羧醛:東京化成工業股份有限公司
環十二烷酮:東京化成工業股份有限公司
三乙胺:東京化成工業股份有限公司
醋酸乙酯:和光純藥工業股份有限公司、特級
正己烷:和光純藥工業股份有限公司、特級
原乙酸三乙酯:和光純藥工業股份有限公司、一般
原甲酸三乙酯:和光純藥工業股份有限公司、一般
溴化苄基(benzyl bromide):和光純藥工業股份有限公司、特級
環己基甲基溴化物:Sigma-Aldrich有限責任公司
1-碘己烷:東京化成工業股份有限公司
第三丁基甲醚:和光純藥工業股份有限公司、特級
甲醇:和光純藥工業股份有限公司、特級
正庚烷:和光純藥工業股份有限公司、特級
再者,所合成DL-2,3:5,6-二-O-亞環己基-myo-肌醇的化合物(合成例1)、及肌醇衍生物(合成例2~11)的鑑定,係使用氣相色層分析儀(GC)及NMR。GC及1H-NMR的分析條件係如下所示。
裝置:島津製作所公司GC2014
管柱:Agilent Technologies製DB-1(0.25mm×60mm)膜厚0.25μm
升溫條件:從50℃起依10℃/min升溫至300℃,並在300℃下保持10分鐘
檢測器:FID
載氣:He
溶劑係使用重氯仿,利用Bruker BioSpin公司製「AVANCE」,依共振頻率400MHz、偏向角45°、測定溫度室溫施行1H-NMR測定。
以下實施例及比較例所獲得聚碳酸酯共聚合體或聚碳酸酯聚合體的物性與特性評價,係利用下述方法實施。
利用阿貝式折射儀(ATAGO公司製「DR-M4」),使用波長656nm(C線)、589nm(D線)、546nm(e線)、486nm(F線)的干涉濾波器,測定各波長的折射率、nC、nD、ne、nF。
測定試料係將所獲得樹脂於250℃施行沖壓成形,而製作厚度約200μm的薄膜,將所獲得薄膜切出寬約8mm、長10至20mm細方塊狀,作為測定試驗片。
測定時作為界面液係使用1-溴萘,並依20℃實施。
阿貝值νd係依下式計算。
νd=(1-nD)/(nC-nF)
阿貝值越大,則折射率的波長依存性越小,例如形成單透鏡時因波長造成的焦點偏移越小。
使用示差掃描熱量計(SII Nano Technology公司製「EXSTAR 6220」),將試料約10mg依10℃/min升溫速度施行加熱並測定,根據JIS K7121(1987),從低溫側基線朝高溫側延長的直線,與依玻璃轉移階梯狀變化部分的曲線斜率成為最大之線所拉出折線的交點溫度,外插求取玻璃轉移開始溫度Tig。又,從各基線延長的直線朝縱軸方向等距離的直線、與玻璃轉移階梯狀變化部分之曲線相交的溫度,求取中間點玻璃轉移開始溫度Tmg。
利用中央理化製DT-504型自動黏度計來使用烏伯羅德式黏度計,作為溶劑,係使用酚與1,1,2,2-四氯乙烷的1:1混合溶劑(質量比),於溫度30.0℃±0.1℃施行測定。精密調整濃度成為1.00g/dl。樣品係一邊於110℃攪拌,一邊花30分鐘溶解,經冷卻後使用於測定。從溶劑的通過時間t0、溶液的通過時間t,依下式求取相對黏度ηrel:ηrel=t/t0(g‧cm-1‧sec-1)
從相對黏度ηrel依下式求取比黏度ηsp:
ηsp=(η-η0)/η0=ηrel-1
比黏度ηsp除以濃度c(g/dl),並依下式求取比濃黏度(換算黏度)ηred。
ηred=ηsp/c
該數值越高則分子量越大。
實施例1-7的測定係使用Netzsch Japan公司製「TG-DTA」(2000SA),使約10mg試料放置於白金製容器上,於氮環境下(氮流量50ml/分),依升溫速度10℃/分從30℃測定至500℃,求取減少5%重量時的溫度(Td)。該溫度越高則越不易熱分解。
實施例8-55的測定係使用SII NanoTechnology公司製TG/DTA7200,使約10mg試料載置於容器上,於氮環境下(氮流量50ml/分)依升溫速度10℃/分從30℃測定置500℃,求取減少5%重量時的溫度(Td)。該溫度越高則越不易熱分解。
實施例1-7的測定,作為溶劑係使用重氯仿,利用Bruker BioSpin公司製「AVANCE」,依共振頻率400MHz、偏向角45°、測定溫度為室溫施行1H-NMR的測定。
實施例8-57的測定係在外徑5mm之NMR試料管中裝入試料約30mg,溶解於重氯仿(含0.03v/v%四甲基矽烷)0.7ml中。利用Bruker公司製「AVANCE III 950」,依共振頻率950.3MHz、偏向角30°、測定溫度為25℃施行1H-NMR的測定。
將聚碳酸酯樹脂的顆粒於90℃施行5小時以上的真空乾燥。使用約4g經乾燥後顆粒、與長14cm、寬14cm、厚0.1mm的間隔物,在試料的上下鋪設聚醯亞胺薄膜,依溫度200~230℃施行3分鐘預熱,並依壓力40MPa的條件加壓5分鐘。然後,取出每個間隔物,經冷卻,便製得厚度100~300μm薄膜。將試料切取為長100mm、寬100mm的正方形,根據JIS K7209所記載「塑膠吸水率及沸水吸水率試驗方法」進行測定。
將於80℃施行5小時真空乾燥過的聚碳酸酯樹脂樣品4.0g,使用寬8cm、長8cm、厚0.5mm的間隔物,利用熱壓合於熱壓合溫度200~250℃、預熱1~3分鐘、壓力20MPa的條件施行1分鐘加壓後,取出每個間隔物,利用水管冷卻式壓合、壓力20MPa施行3分鐘加壓冷卻而製作薄片。
使用上述薄片,並使用東洋精機製作所(股)製鉛筆刮痕塗膜硬度試驗機,依照JIS K5600-5-4所記載之方法測定鉛筆硬度。
將於80℃施行5小時真空乾燥過的聚碳酸酯樹脂樣品4.0g,使用寬8cm、長8cm、厚0.5mm的間隔物,利用熱壓合於熱壓合溫度
200~250℃、預熱1~3分鐘、壓力20MPa的條件施行1分鐘加壓後,取出每個間隔物,利用水管冷卻式壓合、壓力20MPa施行3分鐘加壓冷卻而製作薄片。從該薄片切取寬5mm、長20mm的樣品。
使用由He-Ne雷射、偏光元件、補償板、檢光元件、及光檢測器所構成雙折射測定裝置與振動型黏彈性測定裝置(Rheology公司製DVE-3)組合的裝置施行測定(詳細請參照日本Rheology學會誌Vol.19,p93-97(1991))。
所切取的樣品固定於黏彈性測定裝置上,在25℃室溫中,依頻率96Hz測定儲存彈性模數E'。同時,使所射出的雷射光依序通過偏光元件、試料、補償板、檢光元件,再利用光檢測器(光電二極體)拾取,通過鎖相放大器,針對角頻率ω或2ω的波形,求取該振幅與應變的相位差,並求取應變光學係數O'(strain optical coefficient)。此時,調整偏光元件與檢光元件的方向成為正交,且分別相對於試料伸長方向的夾角成為π/4之角度。
光彈性係數C係使用儲存彈性模數E'與應變光學係數O',依照下式求取:C=O'/E'
將具備有戴氏冷凝器(Dimroth condenser)的500ml反應容器施行氮取代後,投入myo-肌醇30g(167mmol)、DMF 200mL、對甲苯
磺酸一水合物863mg、及二甲氧基環己烷75mL,於100℃下攪拌3小時。冷卻至40℃後,添加三乙胺2.5mL,減壓餾除屬於反應溶劑的DMF。然後添加醋酸乙酯250mL,利用5%碳酸鈉水溶液300mL實施分液後,利用離子交換水300mL洗淨1次。減壓餾除所獲得有機相,利用醋酸乙酯50mL/正己烷70mL實施晶析,過濾所獲得之白色沉澱。然後,再度利用醋酸乙酯50mL/正己烷70mL實施晶析。所獲得固體於60℃實施真空乾燥5小時,便獲得目標化合物之DCMI:9.8g(產率17.2%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有99.0面積%。
該DCMI之NMR圖係如圖8所示。
將具備有戴氏冷凝器(Dimroth condenser)的500ml反應容器施行氮取代後,投入myo-肌醇30g(167mmol)、DMF(200mL)、對甲苯磺酸一水合物863mg(4.5mmol)、及2,2-二甲氧基丙烷52g(500mmol),於130℃下攪拌3小時。經冷卻至室溫後,添加6重量%碳酸氫鈉水溶液9.5g,減壓餾除DMF。添加離子交換水300mL,通過陰離子交換樹脂後,減壓餾除離子交換水。然後,添加醋酸乙酯250mL,過濾所獲得之白色沉澱。再度減壓餾除濾液,所獲得固體利用甲醇施行晶析,便獲得目標化合物之IN1:3.0g(產率6.9%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有99.8面積%。
該IN1的NMR圖係如圖9所示。
將具備有戴氏冷凝器的500ml反應容器施行氮取代後,添加:環戊酮44mL(500mmol)、原甲酸三甲酯55mL(500mmol)、甲醇(150mL)、及對甲苯磺酸一水合物863mg(4.5mmol),於室溫中攪拌5分鐘後,投入myo-肌醇30g(167mmol)、DMF(200mL),於130℃下攪拌3小時。在此期間,除去被餾除於Dean-Stark管中的液體。冷卻至室溫後,添加6重量%碳酸氫鈉水溶液9.5g,減壓餾除DMF。添加醋酸乙酯250mL,利用離子交換水300mL洗淨3次。減壓餾除有機相,利用醋酸乙酯70mL/正己烷30mL實施晶析,過濾所獲得之白色沉澱。再度減壓餾除濾液,所獲得固體經利用醋酸乙酯施行晶析,結果獲得目標化合物之IN2:2.5g(產率4.8%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有99.0面積%。
該IN2的NMR圖係如圖10所示。
將具備有戴氏冷凝器的500ml反應容器施行氮取代後,添加:2-金剛烷酮50g(334mmol)、原甲酸三甲酯37mL(334mmol)、甲醇(100mL)、及對甲苯磺酸一水合物575mg(3mmol),於室溫中攪拌5分鐘後,投入myo-肌醇20g(111mmol)、DMF(140mL),於130℃下攪拌3小時。在此期間,除去被餾除於Dean-Stark管中的液體。冷
卻至室溫後,添加6重量%碳酸氫鈉水溶液6.5g,減壓餾除DMF。添加醋酸乙酯250mL後,過濾所獲得之固體。利用水50mL/甲醇50mL洗淨,獲得屬於目標化合物之IN4:7.2g(產率15%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有98.9面積%。
該IN4的NMR圖係如圖11所示。
將具備有戴氏冷凝器的500ml反應容器施行氮取代後,添加:3,3,5-三甲基環己酮79mL(500mmol)、原甲酸三甲酯55mL(500mmol)、甲醇(150mL)、及對甲苯磺酸一水合物863mg(4.5mmol),於室溫中攪拌5分鐘後,投入myo-肌醇30g(167mmol)、DMF(200mL),於130℃下攪拌3小時。在此期間,除去被餾除於Dean-Stark管中的液體。冷卻至室溫後,添加6重量%碳酸氫鈉水溶液9.5g,減壓餾除DMF。添加醋酸乙酯250mL,利用離子交換水300mL洗淨3次。減壓餾除有機相,利用醋酸乙酯100mL實施晶析,過濾所獲得之白色沉澱,便獲得目標化合物之IN12:1.3g(產率1.8%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有99.2面積%。
該IN12的NMR圖係如圖12所示。
將具備有戴氏冷凝器的500ml反應容器施行氮取代後,添加:環己烷羧醛56g(500mmol)、原甲酸三甲酯55mL(500mmol)、甲醇(150mL)、及對甲苯磺酸一水合物863mg(4.5mmol),於室溫中攪拌5分鐘後,投入myo-肌醇30g(167mmol)、DMF(200mL),於130℃下攪拌3小時。在此期間,除去被餾除於Dean-Stark管中的液體。冷卻至室溫後,添加6重量%碳酸氫鈉水溶液9.5g,減壓餾除DMF。添加醋酸乙酯250mL,利用離子交換水300mL洗淨3次。減壓餾除有機相,利用醋酸乙酯70mL/己烷30mL實施晶析,過濾所獲得之白色沉澱,獲得目標化合物之IN16:0.8g(產率13%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到98.0面積%。
該IN16的NMR圖係如圖13所示。
將具備有戴氏冷凝器的500ml反應容器施行氮取代後,添加環十二烷酮91g(500mmol)、原甲酸三甲酯55mL(500mmol)、甲醇(150mL)、及對甲苯磺酸一水合物863mg(4.5mmol),於室溫中攪拌5分鐘後,投入myo-肌醇30g(167mmol)、DMF(200mL),於130℃下攪拌3小時。在此期間,除去被餾除於Dean-Stark管中的液體。冷卻至室溫後,添加6重量%碳酸氫鈉水溶液9.5g,減壓餾除DMF。添加醋酸乙酯250mL,過濾所獲得沉澱。經加熱溶解於THF500mL中之後,添加離子交換水400mL,經過濾白色沉澱後,獲得目標化合物之IN37:9.0g(產率11%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確
認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有96.4面積%。
該IN37的NMR圖係如圖14所示。
將具備有戴氏冷凝器Dean-Stark管的反應容器施行氮取代後,投入myo-肌醇140g(777mmol)、DMF582g、對甲苯磺酸一水合物11.8g(62.2mmol)、及原乙酸三甲酯135g(1127mmol),浸漬於130℃油浴中,攪拌40分鐘。在此期間,除去被餾除於Dean-Stark管中的液體。冷卻至室溫後,添加6.2重量%碳酸氫鈉水溶液93.7g,減壓餾除DMF。然後,在所獲得濃縮物中添加甲醇300mL並加溫溶解,然後施行冷卻並晶析、過濾。所獲得固體於50℃施行真空乾燥8小時,獲得目標化合物之OEM:117.5g(產率74%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物。
OEM的NMR圖係如圖15所示。
將1000mL反應容器施行氮取代後,投入60重量%氫化鈉15.67g(391.8mmol)、DMF 360mL,滴下由合成例8-1所合成OEM 80g(381.8mmol)溶解於DMF 360mL中的溶液。然後,將溴化苄基
67.02g(391.8mmol)滴入反應容器中,於內溫10~25℃範圍內攪拌1小時。然後,添加離子交換水80g,減壓餾除DMF。添加醋酸乙酯400mL、離子交換水300mL施行萃取,回收有機層。接著,添加離子交換水300mL施行洗淨後,施行分液並回收有機層。又,添加離子交換水300mL並施行洗淨後,施行分液並回收有機層。減壓餾除醋酸乙酯後,添加甲醇120mL、庚烷100mL並攪拌後,施行分液並回收甲醇層。經減壓餾除甲醇後,添加第三丁基甲醚100mL施行晶析,過濾所獲得之白色固體並回收。又,所獲得白色固體利用醋酸乙酯80mL、庚烷80mL施行再結晶,過濾所獲得白色固體並回收。所獲得固體於50℃下施行8小時真空乾燥,獲得目標化合物之IN44:60g(產率52%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有99.7面積%。
IN44的NMR圖係如圖16所示。
將具備有戴氏冷凝器Dean-Stark管的反應容器施行氮取代後,投入myo-肌醇134.76g(748.0mmol)、DMF 560g、對甲苯磺酸一水合物11.38g(59.8mmol)、及原甲酸三甲酯111.13g(1047.2mmol),浸漬於130℃油浴中攪拌5分鐘。在此期間,除去被餾除於Dean-Stark管中的液體。冷卻至室溫後,添加7.7重量%碳酸氫鈉水溶液72g,
減壓餾除DMF。然後在所獲得濃縮物中添加甲醇500mL並使加溫溶解,然後施行冷卻並晶析、過濾。所獲得固體藉由依50℃實施真空乾燥8小時,便獲得目標化合物之OEH:63.3g(產率45%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物。
OEH的NMR圖係如圖17所示。
將200mL反應容器施行氮取代後,投入60重量%氫化鈉2.73g(68.4mmol)、DMF 65mL,滴下由合成例9-1所合成OEH 13g(68.4mmol)溶解於DMF 65mL中的溶液。然後,將溴化苄基11.69g(68.4mmol)滴入反應容器中,於內溫9~12℃範圍內攪拌1小時。然後,添加離子交換水30g,減壓餾除DMF。在濃縮物中添加醋酸乙酯100mL、離子交換水100g並施行萃取,回收有機層。更添加離子交換水100g並洗淨後,施行分液並回收有機層。減壓餾除醋酸乙酯後,添加甲醇50mL、庚烷50mL並攪拌後,施行分液並回收甲醇層,減壓餾除甲醇。在濃縮物中添加第三丁基甲醚60mL施行晶析,過濾所獲得白色固體並回收。又,所獲得白色固體利用醋酸乙酯40mL、庚烷40mL施行再結晶,過濾所獲得之白色固體並回收。所獲得固體依50℃施行8小時真空乾燥,獲得目標化合物之IN45:10.9g(產率57%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有99.8面積%。
IN45的NMR圖係如圖18所示。
將1000mL反應容器施行氮取代後,投入60重量%氫化鈉15.36g(357.5mmol)、DMF 360mL,滴入由合成例8-1所合成OEM 73g(383.9mmol)溶解於DME 360mL中的溶液。然後,將1-碘己烷81.42g(383.9mmol)滴入反應容器中,於內溫60~70℃範圍內攪拌1.5小時。冷卻至室溫後,添加離子交換水50g,減壓餾除DMF。添加醋酸乙酯400mL、離子交換水200g施行萃取,回收有機層。接著,添加離子交換水200g施行洗淨後,進行分液並回收有機層。進一步添加離子交換水200g施行洗淨後,施行分液並回收有機層。減壓餾除醋酸乙酯後,添加甲醇100mL、正己烷100mL並攪拌後,施行分液並回收甲醇層。在濃縮物中添加第三丁基甲醚100mL、正己烷200mL並施行再結晶,過濾所獲得之白色固體並回收。又,所獲得白色固體利用第三丁基甲醚100mL、正己烷200mL施行晶析,過濾所獲得之白色固體並回收。所獲得固體在室溫中施行8小時真空乾燥,獲得目標化合物之IN57:52.0g(產率50%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有97.5面積%。
IN57的NMR圖係如圖19所示。
將1000mL反應容器施行氮取代後,投入60重量%氫化鈉14.7g(3367.3mmol)、DMF 320mL,滴入由合成例8-1所合成
OEM75g(367.3mmol)溶解於DMF 360mL中的溶液。然後,將環己基甲基溴化物65.05g(367.3mmol)滴入反應容器中,於內溫80~90℃範圍內攪拌2小時。冷卻至室溫後,添加60重量%氫化鈉14.7g(3367.3mmol),於室溫中攪拌30分鐘後,然後將環己基甲基溴化物65.05g(367.3mmol)滴入反應容器中,於內溫80~90℃範圍內攪拌2小時。冷卻至室溫後,添加離子交換水90g,減壓餾除DMF。添加醋酸乙酯400mL、離子交換水300g並施行萃取,回收有機層。接著,添加離子交換水300g並洗淨後,施行分液並回收有機層。進一步添加離子交換水300g並洗淨後,施行分液並回收有機層。減壓餾除醋酸乙酯後,添加甲醇200mL、正己烷100mL並攪拌後,施行分液並回收甲醇層。減壓餾除甲醇後,添加第三丁基甲醚50mL、正己烷100mL並施行再結晶,過濾所獲得之白色固體並回收。又,所獲得白色固體利用第三丁基甲醚100mL、正己烷100mL施行晶析,過濾所獲得之白色固體並回收。所獲得固體依50℃施行8小時真空乾燥,獲得目標化合物之IN58:29g(產率26%)。施行該化合物的1H-NMR分析,確認到屬於目標化合物;施行氣相色層分析儀分析,確認到有99.4面積%。
IN58的NMR圖係如圖20所示。
相對於DCMI 6.69g(0.0197莫耳),將1,4-環己烷二甲醇(以下簡稱「CHDM」)6.61g(0.0458莫耳)、碳酸二苯酯(以下簡稱「DPC」)14.59g(0.0681莫耳)、及作為觸媒的碳酸氫鈉5.50×10-5g(6.55×10-7莫耳)投入反應容器中,於氮環境下,將加熱槽
溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,於常壓下經60分鐘升溫至220℃使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持在220℃,將壓力經40分鐘從常壓減壓至13.3kPa後,依13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟,係一邊控制將加熱槽溫度經20分鐘提高至240℃、且經30分鐘使壓力成為0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,獲得聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.390dl/g、玻璃轉移溫度Tig係97℃、Tmg係105℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係319℃。
實施例1的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
再者,該聚碳酸酯共聚合體的NMR圖,係如圖1所示。
相對於DCMI 9.51g(0.0279莫耳),將CHDM 4.03g(0.0279莫耳)、DPC 12.46g(0.0582莫耳)、及作為觸媒的碳酸銫4.70×10-5g(1.44×10-7莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,於常壓下經60分鐘升溫至220℃使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持220℃,將壓力經40分鐘從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟,係一邊控制將加熱槽溫度經20分鐘提高至240℃、且經30分鐘使壓力成為0.200kPa以下,一邊
將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,獲得聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.680dl/g、玻璃轉移溫度Tig係150℃、Tmg係160℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係315℃。
實施例2的製造條件及評價結果.,係如表1A、1B所示。
再者,該聚碳酸酯共聚合體的NMR圖,係如圖2所示。
相對於DCMI 4.84g(0.0142莫耳),將異山梨醇(以下簡稱「ISB」)8.31g(0.0569莫耳)、DPC 15.39g(0.0718莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物2.98×10-5g(1.69×10-7莫耳)投入反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,於常壓下經60分鐘升溫至220℃使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持220℃,將壓力經40分鐘從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段的步驟,係經15分鐘使加熱槽溫度上升至250℃。從第2段的開始升溫起經15分鐘後,一邊控制成經30分鐘將壓力從13.3kPa下降至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,獲得聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.347dl/g、玻璃轉移溫度Tig係165℃、Tmg係170℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係339℃。
實施例3的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
進一步將該聚碳酸酯共聚合體於250℃施行沖壓成形,成形為厚度約200μm薄膜時的D線折射率係1.5027、C線折射率係1.5002、e線折射率係1.5050、F線折射率係1.5124,阿貝值係41。該等結果係如表3所示。
再者,該聚碳酸酯共聚合體的NMR圖,係如圖3所示。
相對於DCMI 8.67g(0.0255莫耳),將三環癸烷二甲醇(以下簡稱「TCDDM」)5.00g(0.0255莫耳)、DPC 11.03g(0.0515莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物2.14×10-5g(1.21×10-7莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,於常壓下經60分鐘升溫至220℃使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持220℃,將壓力經40分鐘從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段的步驟,係經15分鐘使加熱槽溫度上升至250℃。從第2段開始升溫起經10分鐘後,一邊控制成經30分鐘將壓力從13.3kPa下降至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,獲得聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.471dl/g、玻璃轉移溫度Tig係149℃、Tmg係156℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係341℃。
實施例4的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
再者,該聚碳酸酯共聚合體的NMR圖,係如圖4所示。
相對於DCMI 4.88g(0.0143莫耳),將螺二醇(3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥乙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一烷)(以下簡稱「SPG」)4.37g(0.0144莫耳)、DPC 6.40g(0.0299莫耳)、及觸媒的醋酸鈣一水合物6.02×10-5g(3.42×10-7莫耳)投入至反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,於常壓下經60分鐘升溫至220℃使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持220℃,將壓力經40分鐘從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段的步驟,係經15分鐘使加熱槽溫度上升至250℃。從第2段的開始升溫起經10分鐘後,一邊控制成經30分鐘將壓力從13.3kPa下降至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,獲得聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.201dl/g、玻璃轉移溫度Tig係127℃、Tmg係136℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係346℃。
實施例5的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。又,該聚碳酸酯共聚合體的NMR圖,係如圖5所示。
相對於DCMI 3.52g(0.0103莫耳),將9,9-雙[4-(2-羥乙氧基)苯
基]茀(以下簡稱「BPEF」)10.58g(0.0241莫耳)、DPC 7.46g(0.0348莫耳)、及觸媒的醋酸鈣一水合物1.44×10-5g(8.17×10-8莫耳)投入至反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,於常壓下經60分鐘升溫至220℃使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持220℃,經40分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段的步驟,係依15分鐘使加熱槽溫度上升至250℃。從第2段開始升溫起經10分鐘後,一邊控制成經30分鐘將壓力從13.3kPa下降至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,獲得聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.337dl/g、玻璃轉移溫度Tig係127℃、Tmg係136℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係358℃。
實施例6的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
進一步將該聚碳酸酯共聚合體於250℃施行沖壓成形,成形為厚度約200μm薄膜時的D線折射率係1.6019、C線的折射率係1.5964、e線的折射率係1.6077、F線的折射率係1.6193,阿貝值係26。該等結果係如表3所示。
再者,該聚碳酸酯共聚合體的NMR圖,係如圖6所示。
相對於DCMI 3.02g(0.0089莫耳),將ISB 7.65g(0.0523莫耳、雙[9-(2-苯氧基羰乙基)茀-9-基]甲烷(以下簡稱「2Q」)4.12g(0.0064
莫耳)、DPC 11.73g(0.0548莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物2.56×10-5g(1.45×10-7莫耳)投入至反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,於常壓下經60分鐘升溫至220℃使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持220℃,將壓力經40分鐘從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段的步驟,係經15分鐘使加熱槽溫度上升至250℃。從第2段開始升溫起經10分鐘後,一邊控制成經30分鐘將壓力從13.3kPa下降至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,獲得聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.387dl/g、玻璃轉移溫度Tig係165℃、Tmg係169℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係346℃。
實施例7的製造條件及評價結果,係如表2A、2B所示。
進一步將該聚碳酸酯共聚合體於250℃施行沖壓成形,成形為厚度約200μm薄膜時的D線折射率係1.5311、C線的折射率係1.5275、e線的折射率係1.5344、F線的折射率係1.5421,阿貝值係36。該等結果係如表3所示。
再者,該聚碳酸酯共聚合體的NMR圖,係如圖7所示。
將ISB 110.37g(0.755莫耳)、DPC 163.40g(0.763莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物1.99×10-4g(1.13×10-6莫耳)投入至反應容器
中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為150℃,視需要一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約10分鐘)。
經溶解後,作為反應的第1段步驟,係歷時30分鐘升溫至210℃,於常壓下進行反應60分鐘。接著,歷時90分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa,於13.3kPa保持30分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟,係一邊歷時15分鐘將加熱槽溫度升溫至230℃,一邊歷時15分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯聚合體的比濃黏度係0.678dl/g、玻璃轉移溫度Tig係162℃、Tmg係165℃。
比較例1的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
將ISB 77.52g(0.530莫耳)、CHDM 32.78g(0.227莫耳)、DPC 162.33g(0.758莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物2.00×10-4g(1.14×10-6莫耳)投入至反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為150℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約10分鐘)。
經溶解後,作為反應的第1段步驟,係歷時30分鐘升溫至210℃,於常壓下進行反應60分鐘。接著,歷時90分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa,於13.3kPa保持30分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟,係一邊歷時15分鐘將加熱槽溫度升溫至220℃,一邊歷時15分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,
將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.744dl/g、玻璃轉移溫度Tig係120℃、Tmg係123℃。
比較例2的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
將ISB 55.50g(0.380莫耳)、CHDM 54.76g(0.380莫耳)、DPC 161.07g(0.752莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物4.01×10-4g(2.28×10-6莫耳)投入至反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為150℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約10分鐘)。
經溶解後,作為反應的第1段步驟,係歷時30分鐘升溫至210℃,於常壓下進行反應60分鐘。接著,歷時90分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa,13.3kPa保持30分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟,係一邊歷時15分鐘將加熱槽溫度升溫至220℃,一邊歷時15分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係1.000dl/g、玻璃轉移溫度Tig係100℃、Tmg係102℃。
比較例3的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
將ISB 71.05g(0.486莫耳)、TCDDM 40.90g(0.208莫耳)、DPC 150.27g(0.701莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物1.84×10-4g(1.04×10-6莫耳)投入至反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為150℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約10分鐘)。
經溶解後,作為反應的第1段步驟,係歷時30分鐘升溫至210℃,於常壓下進行反應60分鐘。接著,歷時90分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa,於13.3kPa保持30分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟,係一邊歷時15分鐘將加熱槽溫度升溫至230℃,一邊歷時15分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.687dl/g、玻璃轉移溫度Tig係128℃、Tmg係131℃。
比較例4的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
將ISB 48.17g(0.330莫耳)、TCDDM 64.70g(0.330莫耳)、DPC 142.62g(0.666莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物3.48×10-4g(1.98×10-6莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為150℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約10分鐘)。
經溶解後,作為反應的第1段步驟,係歷時30分鐘升溫至210℃,於常壓下進行反應60分鐘。接著,歷時90分鐘將壓力從常壓
減壓至13.3kPa、於13.3kPa保持30分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟,係一邊歷時15分鐘將加熱槽溫度升溫至230℃,一邊歷時15分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.730dl/g、玻璃轉移溫度Tig係112℃、Tmg係115℃。
比較例5的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
將TCDDM 114.83g(0.585莫耳)、DPC 127.83g(0.597莫耳)、及作為觸媒的碳酸銫9.55×10-4g(2.93×10-6莫耳)投入至反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為150℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約15分鐘)。
經溶解後,作為反應的第1段步驟,係歷時70分鐘升溫至220℃,同時歷時40分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa,於13.3kPa保持50分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟,係一邊歷時20分鐘將加熱槽溫度升溫至240℃,一邊歷時30分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯聚合體的比濃黏度係1.002dl/g、玻璃轉移溫度Tig係74℃。
比較例6的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
將ISB 60.56g(0.414莫耳)、SPG 54.05g(0.178莫耳)、DPC 130.61g(0.610莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物2.08×10-3g(1.18×10-5莫耳)投入至反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為150℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約10分鐘)。
經溶解後,作為反應的第1段步驟,係歷時30分鐘升溫至220℃,於常壓下進行反應60分鐘。接著,歷時90分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa,於13.3kPa保持45分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟,係一邊歷時15分鐘將加熱槽溫度升溫至240℃,一邊歷時15分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.787dl/g、玻璃轉移溫度Tig係132℃、Tmg係135℃。
比較例7的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
ISB 37.81g(0.259莫耳)、SPG 78.74g(0.259莫耳)、DPC 114.16g(0.533莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣一水合物1.82×10-3g(1.03×10-5莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為150℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約10分鐘)。
經溶解後,作為反應的第1段步驟,係歷時30分鐘升溫至220℃,於常壓下進行反應60分鐘。接著,歷時90分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa,於13.3kPa保持45分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟係一邊歷時15分鐘將加熱槽溫度升溫至240℃,一邊歷時15分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.846dl/g、玻璃轉移溫度Tig係121℃、Tmg係124℃。
比較例8的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
將ISB 44.98g(0.308莫耳)、BPEF 72.67重量份(0.166莫耳)、DPC 101.54g(0.474莫耳)、及作為觸媒的碳酸銫7.71×10-4g(2.37×10-7莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為180℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約15分鐘)。
經溶解後,在180℃中,於常壓下進行反應30分鐘。然後,作為反應的第1段步驟,係歷時20分鐘升溫至200℃,保持20分鐘後,歷時30分鐘升溫至230℃,同時歷時20分鐘將壓力從常壓減壓至20.0kPa,於20.0kPa保持50分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟係一邊歷時10分鐘將加熱槽溫度升溫至230℃,一邊歷時60分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所
生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.413dl/g、玻璃轉移溫度Tig係147℃。
比較例9的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
BPEF 122.72g(0.280莫耳)、DPC 61.15g(0.285莫耳)、及作為觸媒的碳酸銫1.82×10-3g(5.59×10-6莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度設為170℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約15分鐘)。
經溶解後,作為反應的第1段步驟,係歷時70分鐘升溫至220℃,且歷時40分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa,於13.3kPa保持50分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。接著,作為第2段步驟,係一邊歷時10分鐘將加熱槽溫度升溫至230℃,一邊歷時30分鐘將壓力減壓至0.10kPa以下,將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定扭矩後,結束反應,將所生成聚合物擠出到水中,獲得聚碳酸酯聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯聚合體的比濃黏度係0.457dl/g、玻璃轉移溫度Tig係152℃。
比較例10的製造條件及評價結果,係如表1A、1B所示。
由上述得知,具有由肌醇衍生物所衍生構造的本發明聚碳酸酯樹脂,係具有較高的耐熱性與透明性。
相對於DCMI 3.65g(0.0107莫耳),將ISB 7.32g(0.0501莫耳)、1,12-十二烷二醇(以下簡稱「1,12-DD」)2.17g(0.0107莫耳)、DPC 15.94g(0.0744莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣3.15×10-4g(1.79×10-6莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,常壓下經60分鐘升溫至220℃後,於220℃保持30分鐘而使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持加熱槽溫度為220℃,經40分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟,係控制成一邊經20分鐘使加熱槽溫度從220℃上升至240℃,一邊經30分鐘將壓力減壓至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,便獲得透明的非晶性聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.577dl/g、玻璃轉移溫
度Tig係111℃、Tmg係128℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係328℃。
實施例8的製造條件及評價結果,係如表4A、4B所示。
再者,實施例8的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖21所示。
除依表4A所示裝填量裝入原料之外,其餘均與實施例8的條件同樣地施行聚合反應,獲得透明的非晶性聚碳酸酯。評價結果係如表4B所示。又,實施例18的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖22所示。
相對於DCMI 6.50g(0.0191莫耳),將ISB 2.79g(0.0191莫耳)、CHDM 2.76g(0.0191莫耳)、1,12-DD 1.29g(0.0064莫耳)、DPC 14.20g(0.0663莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣3.37×10-3g(1.91×10-5莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,常壓下經60分鐘升溫至220℃後,於220℃保持30分鐘而使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持加熱槽溫度220℃,經40分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟,係控制成一邊經20分鐘使加熱槽溫度從220℃上升至240℃,一邊經30分鐘將壓力減壓至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達
既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,便獲得透明的非晶性聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.783dl/g、玻璃轉移溫度Tig係117℃、Tmg係125℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係334℃。
實施例21的製造條件及評價結果,係如表5A、5B所示。
除依表5A所示裝填量裝入原料之外,其餘均與實施例21的條件同樣地施行聚合反應,獲得透明的非晶性聚碳酸酯。評價結果係如表5B所示。
再者,實施例22的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖23所示。
相對於IN1:DL-2,3:5,6-二-O-亞異丙基-myo-肌醇3.10g(0.0119莫耳),將ISB 8.12g(0.0556莫耳)、CHDM 1.72g(0.0119莫耳)、DPC 17.69g(0.0826莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣3.50×10-4g(1.98×10-6莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,在常壓下經60分鐘升溫至220℃後,於220℃保持30分鐘而使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持加熱槽溫度為220℃,經40分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟,係控制成一邊經20分鐘使加熱槽溫度從220℃上升至240℃,一邊經30分鐘分將壓力減壓至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,便獲得透明的非晶性聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.459dl/g、玻璃轉移溫度Tig係143℃、Tmg係148℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係331℃。
實施例25的製造條件及評價結果,係如表6A、表6B所示。
再者,實施例25的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖24所示。
除依如表6A所示裝填量裝入原料之外,其餘均與實施例25的條件同樣地施行聚合反應,獲得透明的非晶性聚碳酸酯。評價結果係如表6B所示。又,實施例26及28~30的NMR圖,分別係如圖25~28所示。
相對於IN44:DL-2-O-苄基-1,3,5-O-亞乙基-myo-肌醇3.41g(0.0116莫耳),將ISB 7.91g(0.0541莫耳)、CHDM 1.67g(0.0116莫耳)、DPC 17.22g(0.0804莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣1.70×10-3g(9.66×10-6莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,常壓下經60分鐘升溫至220℃後,於220℃保持30分鐘而使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持加熱槽溫度為220℃,經40分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟,係控制成一邊經20分鐘使加熱槽溫度從220℃上升至240℃,一邊經30分鐘分將壓力減壓至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,便獲得透明的非晶性聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.389dl/g、玻璃轉移溫度Tig係142℃、Tmg係147℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係349℃。
實施例31的製造條件及評價結果,係如表6A、表6B所示。
再者,實施例31的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖29所示。
除依表6A所示裝填量裝入原料之外,其餘均與實施例31的條件同樣地施行聚合反應,獲得透明的非晶性聚碳酸酯。評價結果係如表6B所示。又,實施例32~34的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖30~32所示。
相對於IN12:DL-2,3:5,6-二-O-3,3,5-三甲基亞環己基-myo-肌醇10.26g(0.0242莫耳),將CHDM 3.48g(0.0241莫耳)、DPC 10.77g(0.0503莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣2.13×10-4g(1.21×10-6莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,常壓下經60分鐘升溫至220℃後,於220℃保持30分鐘而使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持加熱槽溫度220℃,經40分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟,係控制成一邊經20分鐘使加熱槽溫度從220℃上升至240℃,一邊經30分鐘分將壓力減壓至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應
物,便獲得透明的非晶性聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.267dl/g、玻璃轉移溫度Tig係154℃、Tmg係158℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係327℃。
實施例35的製造條件及評價結果,係如表7A、表7B所示。
再者,實施例35的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖33所示。
除依表7A所示裝填量裝入原料之外,其餘均與實施例35的條件同樣地施行聚合反應,獲得透明的非晶性聚碳酸酯。評價結果係如表7B所示。又,實施例37、39及42的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖34~36所示。
相對於DCMI:18.58g(0.0546莫耳),將ISB 42.45g(0.2905莫耳)、CHDM 25.42g(0.1763莫耳)、DPC 112.79g(0.5265莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣4.59×10-4g(2.61×10-6莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,常壓下經30分鐘升溫至220℃後,於220℃保持30分鐘而使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持加熱槽溫度為220℃,經90分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持30分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟,係控制成一邊經15分鐘使加熱槽溫度從220℃上升至240℃,一邊經15分鐘分將壓力減壓至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,便獲得透明的非晶性聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.455dl/g、玻璃轉移溫度Tig係126℃、Tmg係130℃。該聚合體的吸水率係1.6wt%、鉛
筆硬度係H、光彈性係數係19×10-12Pa-1。
相對於DCMI:8.05g(0.0236莫耳),ISB 48.14g(0.3294莫耳)、雙[9-(2-苯氧基羰乙基)茀-9-基]甲烷(以下簡稱「2Q」)21.99g(0.0343莫耳)、DPC 68.27g(0.3187莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣1.24×10-3g(7.06×10-6莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要施行攪拌,常壓下經30分鐘升溫至220℃後,於220℃保持30分鐘而使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持加熱槽溫度為220℃,經90分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa後,依13.3kPa保持30分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟係控制成一邊經15分鐘使加熱槽溫度從220℃上升至245℃,一邊經15分鐘分將壓力減壓至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,便獲得透明的非晶性聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.318dl/g、玻璃轉移溫度Tig係163℃、Tmg係167℃。光彈性係數係11×10-12Pa-1。
相對於DCMI 3.38g(0.0099莫耳),將ISB 6.77g(0.0463莫耳)、AE-2S:2,2-雙-[4-2-(羥乙氧基)苯基]丙烷2.17g(0.0099莫耳)、DPC 14.74g(0.0688莫耳)、及作為觸媒的醋酸鈣2.91×10-4g(1.65×10-6莫耳)投入於反應容器中,於氮環境下,將加熱槽溫度加熱至150℃,
視需要施行攪拌,常壓下經60分鐘升溫至220℃後,於220℃保持30分鐘而使原料溶解。
作為反應的第1段步驟,係保持加熱槽溫度為220℃,經40分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa後,於13.3kPa保持60分鐘,將所生成的酚抽出至反應容器外。作為第2段步驟,係控制成一邊經20分鐘使加熱槽溫度從220℃上升至240℃,一邊經30分鐘經將壓力減壓至0.200kPa以下,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。待到達既定攪拌扭矩後,結束反應,從反應容器中取出所生成的反應物,便獲得透明的非晶性聚碳酸酯共聚合體。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.516dl/g、玻璃轉移溫度Tig係140℃、Tmg係144℃。氮環境下的5%熱重量減少溫度(Td)係338℃。
實施例8的製造條件及評價結果,係如表8A、表8B所示。
再者,實施例45的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖37所示。
除依表8A所示裝填量裝入原料之外,其餘均與實施例45的條件同樣地施行聚合反應,獲得透明的非晶性聚碳酸酯。評價結果係如表8B所示。又,實施例46、47、49、50、53及54的聚碳酸酯共聚合體之NMR圖,係如圖38~43所示。
實施例31、實施例32、實施例38、實施例40、及實施例43的吸水率、鉛筆硬度、光彈性係數,係如表9所示。
實施例31、實施例32、實施例33、實施例34、實施例37、及實施例39的折射率與阿貝值之測定結果,係如表10所示。
相對於異山梨醇(ISB)24.11g(0.165莫耳),將CHDM 61.73g(0.428莫耳)、DPC 120.18g(0.561莫耳)、及作為觸媒的碳酸銫4.66×10-4g(1.43×10-6莫耳)投入反應容器中(ISB/CHDM的裝填莫耳比為28/72),在氮環境下,反應的第1段步驟係將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約15分鐘)。
接著,將壓力從常壓減壓至13.3kPa,一邊經1小時使加熱槽溫度上升至190℃,一邊將所生成的酚抽出至系統外,於190℃保持30分鐘後,作為第2段步驟,係將反應容器內的壓力設為6.67kPa,並依45分鐘使加熱槽溫度上升至220℃,並抽取出所生成的酚。雖攪拌扭矩有上升,但為能更進一步除去所生成的酚,因而使反應容器內的壓力到達0.200kPa以下。待到達既定攪拌扭矩後結束反應,將反應物擠出到水中而獲得顆粒。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.979dl/g、玻璃轉移溫
度Tig係74℃、Tmg係77℃。5%熱重量減少溫度係345℃。
將1,4-CHDM 86.10g(0.597莫耳)、DPC 117.34g(0.548莫耳)、觸媒的碳酸銫4.37×10-4g(1.75×10-6莫耳)投入於反應容器中,在氮環境下,反應的第1段步驟係將加熱槽溫度加熱至150℃,視需要在一邊攪拌下,一邊使原料溶解(約15分鐘)。
其次,經3分鐘將壓力從常壓減壓至13.3kPa並保持之。一邊經60分鐘使加熱槽溫度上升至190℃,一邊將所生成的酚抽出至反應容器外。
反應容器全體於190℃保持15分鐘後,作為第2段步驟,係將反應容器內的壓力設為6.67kPa,並經45分鐘使加熱槽溫度上升至220℃,將所生成的酚抽出至反應容器外。雖攪拌機的攪拌扭矩有上升,但為能更進一步除去所生成的酚,因而使反應容器內的壓力到達0.200kPa以下。
待到達既定攪拌扭矩後結束反應,將所生成的反應物擠出到水中而獲得聚碳酸酯共聚合體的顆粒。
所獲得聚碳酸酯共聚合體的比濃黏度係0.662dl/g、玻璃轉移溫度Tig係40℃、Tmg係43℃、5%熱重量減少溫度係348℃。
相較於比較例11、比較例12的Tg,實施例的Tg較高,得知由本發明肌醇衍生物進行共聚合的聚碳酸酯之耐熱性較高。
在具備有攪拌機、餾出液阱、及壓力調整裝置的反應容器中,裝入DCMI 7.60g(22.3mmol)、16HD 7.91g(66.9mmol)、DPC 14.5g(67.7mmol)、及醋酸鎂水溶液0.12ml(8.4g/L、4.7μmmol),利用氮氣進行取代。反應容器浸漬於160℃油浴溫中而升溫,使內容物加熱溶解。然後,歷時3分鐘將壓力下降至17kPa後,一邊餾出除去酚,一邊歷時3小時減壓至14kPa而進行反應。接著,將油浴溫上升至170℃,並歷時3小時將壓力從14kPa下降至11kPa,更將油浴溫上升至180℃,歷時1小時從11kPa下降至0.3kPa之後,進行4小時反應,便獲得聚碳酸酯樹脂。
所獲得聚碳酸酯樹脂係Mn725、DCMI/16HD莫耳比為22/78,每1分子的羥基數係2.00。
在具備有攪拌機、餾出液阱、及壓力調整裝置的反應容器中,裝入DCMI 7.60g(22.3mmol)、DPC 14.5g(67.7mmol)、及氫氧化鈉水溶液0.046ml(0.1mol/L、4.6μmmol),利用氮氣進行取代。反應容器浸漬於160℃油浴溫中而升溫,便使內容物加熱溶解。然後,歷時3分鐘將壓力下降至17kPa後,一邊餾出除去酚,一邊歷時2小時減壓至15kPa而進行反應。接著,將油浴溫上升至170℃,並歷時2小時將壓力從15kPa下降至13kPa,更將油浴溫上升至180℃,歷時3小時從13kPa下降至1kPa之後,依1kPa進行反應1小時。然後,添加16HD 7.85g(66.4mmol),浸漬於160℃油浴中,歷時2小時從17kPa下降至15kPa,更將油浴溫設為170℃,且歷時2小時從15kPa下降至5kPa後,依5kPa保持1小時。將壓力下降至
0.7kPa後,將油浴溫提升至180℃,進行反應1小時。將油浴溫設為170℃後,歷時2小時降壓至0.3kPa,依油浴溫180℃、0.3kPa進行反應4小時,便獲得聚碳酸酯樹脂。
所獲得聚碳酸酯樹脂係Mn712、DCMI/16HD莫耳比為16/84,每1分子的羥基數係1.97。
本發明的聚碳酸酯樹脂因為耐熱性、透明性、耐光性、耐候性、及機械強度均優異,因而工業上有效適用於各種射出成形領域、擠出成形領域、壓縮成形領域等來作為成形材料。
針對本發明使用特定態樣進行詳細說明,惟在不脫逸本發明主旨及範圍之前提下,可進行各種變更及變化,此係熟習此技術者可輕易思及。另外,本申請案係根據2014年12月19日所提出申請的日本專利申請案(特願2014-257435)為基礎,引用其全體內容並爰用於本案中。
Claims (19)
- 一種聚碳酸酯樹脂,其分子內含有下述式(1)所示構造:
- 一種聚碳酸酯樹脂,其分子內含有下述式(1)所示構造:
- 如請求項1或2之聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(1)中的X係上述式(2)所示構造。
- 如請求項1至3中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(2)~(4) 中之R1與R2、R3與R4係分別相互利用縮醛鍵結形成環。
- 如請求項4之聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(2)~(4)中的環己烷環係由myo-肌醇衍生的肌醇殘基。
- 如請求項5之聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(1)中之X係下述式(5)所示構造:
- 如請求項6之聚碳酸酯樹脂,其中,由上述聚碳酸酯樹脂進行水解獲得的總myo-肌醇衍生物化合物中,具有下述式(6)所示構造的化合物比率係達90mol%以上,下述構造式(7)所示化合物與下述構造式(8)所示化合物的合計比率係在5mol%以下;[化6]
- 如請求項1或2之聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(1)中的X係上述式(4)所示構造,且由式(4)中的R1、R3、R4形成環。
- 如請求項8之聚碳酸酯樹脂,其中,上述式(4)中的環己烷環係由myo-肌醇衍生的肌醇殘基。
- 如請求項1至9中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,中間點玻璃轉移開始溫度Tmg係100℃以上。
- 如請求項1至10中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,比濃黏度(reduced viscosity)係0.20dl/g以上且1.50dl/g以下。
- 如請求項1至11中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,將總碳酸酯重複單元設為100時,上述式(1)所示構造之重複單元係含有80以下。
- 如請求項1至12中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係具有由脂防族二羥化合物及/或脂環式二羥化合物衍生 的構造單元0.1質量%以上且50質量%以下。
- 如請求項1至13中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有由異山梨醇衍生的構造單元5質量%以上且80質量%以下。
- 如請求項1至14中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有由具一級羥基之脂肪族二羥化合物衍生的構造單元0.1質量%以上且50質量%以下。
- 如請求項1至15中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有由具一級羥基之脂環式二羥化合物衍生的構造單元0.1質量%以上且50質量%以下。
- 如請求項1至16中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有由下述式(9)所示化合物衍生的構造單元40質量%以上且95質量%以下;
- 如請求項1至17中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳 酸酯樹脂係相對於由該聚碳酸酯樹脂中之總二羥化合物衍生的構造單元,由下述式(10)所示化合物衍生的構造單元含有50mol%以上且80mol%以下;
- 如請求項1至18中任一項之聚碳酸酯樹脂,其中,上述聚碳酸酯樹脂係含有下述式(11)所示構造及/或下述式(12)所示構造1質量%以上且40質量%以下;
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