TW591052B - Process for making products from polycarbonate - Google Patents

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五 5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 發明說明（丨） 本發明係有關於一 ^ / 與依此製得之實際產品h碳酸醋製造產品的改良方法 # 了藉所明的相界面法製造聚碳酸酯，二羥基二芳基 、元：鹼气屬鹽類在無機鹼如:氫氧化鈉溶液的姦在下，二 ^可聚㈣8旨產品的有機溶劑中與光氣進行異相反 LI時水相分散於有機相巾，反應後含聚碳酸s旨之有 2相用水溶液加以清洗，主要係洗除電解f，而後分離洗 *在接續的細作中將溶劑去除，最後製得顆粒形態的聚 石反酉夂6y進-步加工製得產品％ :磁性光學物件、特別是雷 射:讀之數據儲存器’汽車卫業之前照燈鏡片、光學鏡片、 1炭酉夂S日;}反冑等。為了製造這些產品，顆粒狀的材料必 須再熔融，而後將熔融物進一步加工如:藉注射模塑或擠壓 技術，乃依所欲之產品而定。 同樣的，聚碳酸酯可由熔融酯轉換法製造，製造時雙 紛在溶㈤狀恶下與二芳基碳酸酯反應釋出Μ基芳基，先加 工製成顆粒形態，而後必須再熔融以便藉如Γ注射模塑或擠 壓加工予以進一步加工。 本發明之目的為藉一種改良的生產方法，以使聚碳酸 酉曰產品之品質達到改善。令人驚訝的是可將聚碳酸酯熔融 物直接進行加工，無需先製成顆粒即可達成此目的。當然， 其他習用的純化步驟如：過濾仍然可以使用。由於材料所受 …、應力減y ’使件產品品質獲得改善。此外，省略額外 的操作步驟亦可達到提供一種較簡化而且相對更具效率的 ”(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 591052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（Z ) 方法以製造聚碳酸自旨產品之目的。 本發明首先提供一種製造聚碳酸酯的方法，其中藉 相界面法製得之聚碳酸酯溶液以水溶液加以清洗，將洗液 分離後再將溶劑蒸乾，將移除洗液後之有機聚碳酸酯與含 5 =留洗液的混合物以間接熱交換的方式加熱，以得到透明 溶液，並予過濾以分離固體物質，而後 A) 第一階段係於一個或較多的個別步驟中，將含有5至 重量％聚合物之溶液濃縮到6〇至75重量％，此操作係在 溫度靴至·。C下，於管殼式熱交換器與薄膜蒸發 器或蛇官蒸發器之組合中，或於管殼式熱交換器中進 行，每一個案皆有一個下游分離槽，分離槽内的壓力約 為0.1至0.4 MPa，以常壓（即約01 MPa)為較佳。 B) 於，一步驟中，將溶液自6〇至75重量％濃縮到至少恥 15 重量％，特別是98至"· 9重量％。此操作係在溫度25〇 亡至35(TC 了，於具有下游分離槽之管殼式熱交換器中 進行。管殼式熱交換器含有垂直的、加熱的直式管，可 二或不與靜悲混合器相結合，熱交換器之内徑為5至刈 毫米，以5至15毫米為較佳，其長度為〇.5至4米， ^ 1至2米為較佳，以聚合物為基準，通過每支熱交換 吕之物料篁為〇· 5至10公斤/小時，以3至7公斤/小 時，較佳。分離槽内的壓力為〇·5㈣至〇1 _，特 別疋3 kPa至0· 1 kPa，而以3 fcpa至10 kPa為較佳， $第三步驟中，將含殘餘溶劑與/或其他揮發性組份之 命液移除，直到溶劑與/或其他揮發性組份為5至5〇〇。 ----I--------------I ^------I--^ I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 發明說明（3 ) 此操作係於溫度25(TC至350°C下，特別是26(TC至320 t，特別最佳的是27(TC至310°C，最理想為 290°C，係於另外的管殼式熱交換器或擠壓器—蒸發器中 進行’管殼式熱交換器為含有垂直的、加熱的直式管， 其内徑為5至30毫米，以10至20毫米為較佳，其長 度為〇· 2至2米，以0· 5至1米為較佳，以聚合物為基 準，通過每支熱交換管之物料量為〇·5至1〇公斤/小 時，以3至7公斤/小時為較佳。分離槽内的壓力為〇〇5 kPa 至 〇· 1 Mpa，以 0· 1 kPa 至 2 kPa 為4佳， 其炼融物直接用來製造聚碳酸酯產品。 在直接使用熔融物時，於C中所示之溫度較為有利， 因為這些溫度必然比在最後蒸發步驟最方便使用的擠壓器 μ度為低，其結果使產品受到較低的熱應力，而使產品有 較佳的品質。省略習用之顆粒材料再熔融步驟可使方法職 化，並使產品遭受較低的熱應力，因此產品的品質獲得改 善。 此外，由習知蒸發法製得的聚碳酸酯熔蝨物如：使用擠 =器-蒸發ϋ亦彳直接進—步加玉，可任意地冷卻至適合的 /胤度以相同方法由熔融酯交換法得到的聚碳酸酯熔融物 亦可直接進-步加玉，可任意地冷卻至適合的溫度。 Α與Β所用的蒸發系統為已有商品之裝置，由於步驟c 需達到其所需溫度，&必須使用特殊的蒸發裝置。依熔融 物之加工產品，例如：製造聚碳酸酯板時使用蒸發器即已足 夠。適合此目的之管式蒸發器與擠壓器—蒸發器已於未曾發 591052 A7 5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4) 表之德國專利申請案號19957458.8中作為實例，但並不受 其侷限。 依照本發明，”聚碳酸酯”一詞係同時包括均質聚碳酸 酯與共聚碳酸酯及其混合物。依本發明之聚碳酸酯可為芳 族聚碳酸酯或聚碳酸酯與芳族聚碳酸酯之混合物，隨後將 、以”聚碳酸酯”取代前述之聚合物。 依本發明之聚碳酸酯係藉所謂之相界面法（H. Schnell，“聚碳酸酯之化學與物性”，，第 IXS卷，第22頁起，Interscience出版社，1964年於紐 約出版）製得，其中的含聚碳酸酯溶液隨後用清洗液加以清 洗，並將洗液分離後再將溶液蒸乾。 々此外，聚碳酸酯亦可藉所謂之酯轉換法（D.G· LeGrand 等人，“聚碳酸酯科學與技術手冊，，，第12頁起，Marcel Dekker出版社，2000年於紐約州Basel出版）製得。 由個別製造方法最後得到的熔融物不需緊接著造粒， 而可直接進一步加工製成最終的產品。 依本發明較適合用作起始化合物者為一般分子式為 HO-Z-OH之雙酚，其中z為二價有機基團，含有6至3〇個 厌原子其中包括一個或多個芳基基團。這些化合物例如 為：雙酚，其隸屬於基團包括：二羥基二苯基、雙（二羥基苯 基）烷烴、二氫化茚雙酚、雙（羥基苯基）醚、雙（羥基苯基） 颯、雙（羥基苯基）酮與α，α，—雙（羥基苯基）二異丙基苯。 特別較佳者為雙酚，隸屬於前述基團之化合物為：2, 2一 雙（4-羥基苯基）丙烷（雙酚—Α)、四烷基雙酚-Α、4, 4 —(間一 10 15 20 ------訂---------線 — Γ-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 591052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五 Α7

發明說明（ 伸苯基二異笨基）二紛（雙㈣）、U雙⑷經 基）一3Λ5-三甲基環己酮以及其任意混合物。特別較i的 共聚碳酸酯為那些以雙酚—A單體與M—雙（4— # 基）3’3’5 —甲基環己烧為基體者。依本發明可使用:雙 酚化^物可與幾酸化合物，特別是光氣與二笨基碳酸醋進 行反應

ο 1X 5 11 ο 2 依本發明之聚碳酸酯可藉前述之酚、至少一種芳族一 幾酸與任意的親進行反應而獲得。適合的芳族二竣酸如· 鄰-酞酸、對-酞酸、異苯二甲酸、3,3,一或^，4，—二笨基二 罗炭酸與二苯甲_二幾酸。 製程中使用的惰性有機溶劑以二氣甲烷或二氣 氣苯之混合物為較佳。 ' 〃 此反應可藉觸媒予以催化，觸媒如：第三胺、N—烷基— 六氫吡啶或鏽鹽，而以使用三丁胺、三乙胺與N—乙基一六 氫吡啶為較佳。單官能基酚如：酚、枯基酚、對第三基酚 或4-(1，1，3, 3,-四甲基丁基）酚可用作鏈終止劑與莫耳質 量控制劑。如··靛紅二甲酚可用作分支劑。- 依本發明藉相界面法製造高純度聚碳酸酯時，將雙酚 溶於鹼性水相中，以氫氧化鈉溶液為較佳。製造共聚碳酸 酉曰時可任意依需要使用鏈終止劑，使其在驗性水相中每莫 耳雙酚溶解1·0至20.0莫耳％之量，或以固體形態於惰性 有機相中加入，而後將光氣加至含有其他反應組份之混合 器中，使進行聚合反應。 聚碳酸酯的一部份碳酸酯基團，最多至8〇莫耳％，以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐）

A7 ^ —----- B7_____ 五、發明說明（fe ) 20至50莫耳％為較佳，可用芳族二羧酸酯基團取代。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於本發明之進一步發展中，熱塑性聚碳酸酯具有平均 分子量Mw與低於2·5· 1〇4微米/公克之異質顆粒指數。以 原子吸收光譜測定時，其鈉含量以少於3〇 ppb為較佳。 反應時水相乳化於有機相中，在此過程中形成大小不 同的液滴。反應後含有聚碳酸酯之有機相通常用水溶液清 洗數-人’並於母次清洗後儘量將水相分離。以稀礦酸如：HQ 1 或HsPO4作為洗液分離觸媒，並使用脫礦水作進一步的純 化。洗液中HC1或H3P〇4的濃度可為如：〇·5至1〇重量％。 10 可使用理論上已知之分離槽、相離槽、離心機或凝結 器或這些裝置之組合作為相分離裝置，以將洗液自有機相 移除。 前述Α至C步驟之溶劑必須蒸除以獲得高純度的聚碳 酸酯。 15 除了前述之溶液聚碳酸酯法外，亦可使用熔融酯轉換 法製造聚碳酸酯熔融物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ο 2 於熔融酯轉換法中，聚碳酸酯係以兩個步驟製造。起 始之第一步驟由芳族二酚、二芳基碳酸酯與觸媒在溫度80 C至320°c及壓力1000毫巴至〇·〇ι毫巴下合成寡聚碳酸 酯，以1莫耳雙酚為基準，四級銨化合物與/或鱗化合物之 加入量為10至ΙΟ8莫耳。第一步驟中反應物之炼融發生 於溫度80°C至180°C，以l〇〇°C至150°C為較佳，維持於常 壓下至夕5小時，以〇 · 2 5至3小時為較佳，而後加入觸媒 並抽真空（1巴至0.5毫巴），而且提高溫度（至29〇〇c)將單 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格C210 X 297公釐） 591052 A7 B7 五、發明說明（7 ) 酚蒸除後可得到寡聚碳酸酯。於第二步驟中，以1莫耳雙 盼為基準’加入驗金屬鹽與驗土金屬鹽，其量在1〇 _4至 莫耳間，於溫度240°C至320X：，以26(rc至30(rc為較佳， 壓力於500毫巴至0.01毫巴下，此寡聚碳酸醋於短時間内 5 (<3小時）即生成聚碳酸醋。 由前面的敘述可得知，進行熔融酯轉換法時未曾使用 溶劑，因此不同於溶劑聚碳酸醋法，不需要蒸發器/擠壓器 -蒸發器或擠壓器。 頁 10 使用不同方法製得之聚碳酸酯熔融物，其後直接進一 || 步加工製成所欲之產品，無需經過中間步驟如：造粒與再熔 融；在此加工步驟之前’當然仍可使用其他的傳統純化步 驟如：過濾。 15 逆些產品可藉注入模塑、擠壓或洗注（膜）法製得。這 些產品包括下列舉例，但不受其褐限，如：溫室鎮嵌玻璃用 之聚碳酸醋板、其形式為夾板或雙層板、實心板，磁性光 學之資料儲存/微碟、光碟片、_、光學鏡片與棱鏡、光 纖、汽車的鑲嵌玻璃、前照燈、膜、.醫療設-備、包襄（如. 食物與醫療用品等）、電器外罩與電器用品（如：電腦外罩、 手機零件等）、眼鏡之鏡片與鏡架、㈣ 20 f髮斗等）、玩具等。 。本發明方法特別適合製造需要高標準光學特性 。口，亦即透明而且無色，如：溫室與汽車的鑲嵌玻 燈、磁性光學之資料儲在/與 則…、 盥稜鏡^ 光碟片、_、光學鏡片 /、才文鏡先纖、眼鏡之鏡片等。 χ 297公釐） A7 A7 5 10 發明說明（¾) 與前=發明方法特別最適合製造溫室 與a車的鑲礙玻璃 微二 =的用途為製造磁性光學之資料储存， 與最適合的用途為製造光_與稜鏡、光讖 用於製負載資料之聚碳酸醋，其分子量範圍以 ，〇〇0至22, 000為較佳，用於鏡片與鑲嵌玻璃者為22, 000 至32,0〇〇，用於實心板與雙層板者為28,〇〇〇至〇⑽， 所有的分子量資料皆指重量平均莫耳質量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格C210 X 297公爱）

Claims (1)

1. 591052 H Jj: tfr A8 B8 C8 D8 六 專利申請案第90120328號 ROC Patent Appln. No. 90120328 修正之申請專利範圍中文本-附件(三） Amended Claims in Chinese - Rcnl. (TTT) (民國92年1月M曰送呈） (Submitted on January 4,2003) 10 1· 一種自聚碳酸酯製造產品之方法，其中聚碳酸酯係藉由 相界面法或熔融酯交換法獲得，其特徵在於製造聚碳酸 酯時，生成聚碳酸酯熔融物後直接加工製成產品，無需 經過額外的中間步驟。 2·根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於製造聚碳 15 酸酯之最後除氣步驟時，係使用一個或數個管殼式蒸發 器或擠壓器-蒸發器。 其特徵在於可根據申請專利 其特徵在於係根據申請專利 3· —種製自聚碳酸酯之產品 範圍第1項之方法獲得。 4· 一種製自聚碳酸酯之產品 範圍第1項之方法製造。 20 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 -