WO2018216584A1 - 芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体 - Google Patents

芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体 Download PDF

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WO2018216584A1
WO2018216584A1 PCT/JP2018/019016 JP2018019016W WO2018216584A1 WO 2018216584 A1 WO2018216584 A1 WO 2018216584A1 JP 2018019016 W JP2018019016 W JP 2018019016W WO 2018216584 A1 WO2018216584 A1 WO 2018216584A1
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polycarbonate oligomer
reaction
solvent
low molecular
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充孝 尾▲崎▼
美和 橋本
健 須藤
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本州化学工業株式会社
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/16Aliphatic-aromatic or araliphatic polycarbonates
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G64/20General preparatory processes
    • C08G64/30General preparatory processes using carbonates
    • C08G64/307General preparatory processes using carbonates and phenols

Definitions

  • the present invention relates to an aromatic polycarbonate oligomer solid, and more particularly to an aromatic polycarbonate oligomer solid using 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane and a carbonate precursor as raw materials.
  • Polycarbonate oligomer is used as an intermediate raw material for producing a high molecular weight polycarbonate by an interfacial polymerization method, as a raw material for producing a high molecular weight polycarbonate by a melt polymerization method or a solid phase polymerization method, and as a surface modifier, a flame retardant, Widely used as polymer modifiers such as ultraviolet absorbers, fluidity modifiers, plasticizers and compatibilizers for resin alloys.
  • the required performance required for polycarbonate oligomers has become increasingly diverse and strict, and further improvements have been demanded for polycarbonate oligomers other than bisphenol A-based polycarbonate oligomers.
  • aromatic polycarbonate oligomers using bis (4-hydroxyphenyl) cycloalkane and a carbonate precursor as raw materials are also required to have further improved performance.
  • an interfacial polymerization method in which a polycarbonate oligomer as an intermediate raw material for a high molecular weight polycarbonate is produced by reacting an aromatic dihydroxy compound and phosgene as raw materials in a methylene chloride solvent is the mainstream.
  • phosgene is blown into an alkaline aqueous solution of bisphenols to produce a polycarbonate oligomer having a reactive chloroformate group, and the polycarbonate oligomer and an alkaline aqueous solution of bisphenols are mixed to produce a polymerization catalyst such as a tertiary amine.
  • polycarbonate oligomers obtained by interfacial polymerization polycarbonate oligomers containing bisphenol compounds other than bisphenol A (hereinafter sometimes referred to as special bisphenols) as monomer components include 2,2-bis (4-hydroxy- 3-methylphenyl) propane (Patent Document 1), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexanes (Patent Document 2), and 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene (Patent Document 3)
  • Patent Document 1 2,2-bis (4-hydroxy- 3-methylphenyl) propane
  • Patent Document 2 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexanes
  • Patent Document 3 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene
  • these polycarbonate oligomers are either taken out as they are after the reaction or are just heat-treated, and have not undergone a purification step, so that low molecular weight components produced during the reaction remain. Therefore, when these are used as they are as a polycarbonate raw material for melt polymerization or solid phase polymerization, there is a high possibility that low molecular weight components will volatilize in the apparatus and cause troubles such as line blockage. Further, when a high molecular weight polycarbonate is used, there is a concern that the impact strength may be reduced and adhesion to a mold may be caused. Moreover, when many low molecular weight components remain in the polycarbonate oligomer, the storage stability is poor, and there is a concern about quality deterioration such as coloring.
  • Patent Document 1 There is known a method in which a tetrahydrofuran solution of the above polycarbonate oligomer is dropped into methanol for precipitation, and a solution dissolved in dichloromethane is further dropped into methanol for precipitation.
  • Patent Document 1 a method in which a tetrahydrofuran solution of the above polycarbonate oligomer is dropped into methanol for precipitation, and a solution dissolved in dichloromethane is further dropped into methanol for precipitation.
  • Patent Document 1 a method in which a tetrahydrofuran solution of the above polycarbonate oligomer is dropped into methanol for precipitation, and a solution dissolved in dichloromethane is further dropped into methanol for precipitation.
  • the polycarbonate oligomer obtained by the above method is produced by the interfacial polymerization method and is precipitated using a dichloromethane solution, chlorine-containing compounds such as dichloromethane remaining in the polycarbonate oligo
  • the 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane polycarbonate oligomer obtained from the above solvent system using tetrahydrofuran or dichloromethane solution is difficult to handle due to its low bulk density, and when used as a reaction raw material.
  • the reaction vessel itself there is a problem that not only more energy is required when charging into the reaction vessel, but also the reaction vessel itself must be made larger.
  • a high-molecular weight obtained by polymerization using 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane and a carbonate precursor as raw materials and by an interfacial polymerization method as a method of taking out a solid product from a high-molecular-weight polycarbonate reaction product.
  • the present invention has been made against the background of the above-mentioned circumstances in polycarbonate oligomers, and in aromatic polycarbonate oligomers using 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane and a carbonate precursor as raw materials, the viscosity is high.
  • an oligomer of a reaction product Precipitating or slurrying with a specific soluble solvent or a specific precipitating solvent, and drying, the low molecular weight component is significantly reduced, the chlorine-containing compound is absent or significantly reduced, and the loose bulk density is large.
  • a solid body such as a powder that can be easily handled can be obtained, thereby completing the present invention.
  • the present invention is as follows. 1. It contains a repeating unit represented by the following formula (1), has a weight average molecular weight of 500 to 10,000, a low molecular weight component of 5.0% by area or less, and a loose bulk density of 0.22 g / cm as measured by high performance liquid chromatography. 3 or more aromatic polycarbonate oligomer solids.
  • Formula (1) 2.
  • a weight average molecular weight obtained from an aromatic dihydroxy compound represented by the following formula (2) and a carbonic acid diester is 500 to 10,000, and a low molecular weight component is 5.0 area% or less in measurement by high performance liquid chromatography, An aromatic polycarbonate oligomer solid body having a loose bulk density of 0.22 g / cm 3 or more.
  • the aromatic polycarbonate oligomer solid of the present invention has a weight average molecular weight of 500 to 10,000, the viscosity is not increased and the reactivity is improved. In addition to the absence or significant reduction of chlorine-containing compounds, the corrosion of the apparatus can be suppressed, and since the low molecular weight component is 5.0 area% or less in the measurement by high performance liquid chromatography, coloring is caused by oxidation, etc. Excellent storage stability without degrading quality. In addition, when the polycarbonate oligomer solid of the present invention is used to produce a polycarbonate by a melt polymerization method or a solid phase polymerization method, since the low molecular weight component is extremely small, the volatile component in the apparatus is reduced, and the line is blocked.
  • the aromatic polycarbonate oligomer solid of the present invention contains a repeating unit represented by the following formula (1), has a weight average molecular weight of 500 to 10,000, a low molecular weight component of 5.0% by area or less, and a loose bulk density of 0.22 g / cm as measured by high performance liquid chromatography. It is an aromatic polycarbonate oligomer solid which is 3 or more.
  • the method for producing the aromatic polycarbonate oligomer according to the present invention is not particularly limited, and any conventionally known method can be used. Specific examples include an interfacial polymerization method, a melt transesterification method, a solid phase polymerization method, a ring-opening polymerization method of a cyclic carbonate compound, and a pyridine method. The interfacial polymerization method and the melt transesterification method are preferred.
  • the raw material for producing the aromatic polycarbonate oligomer according to the present invention is 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane represented by the following formula (2).
  • the aromatic dihydroxy compound used as a raw material for the aromatic polycarbonate oligomer according to the present invention is a 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) represented by the above formula (2) as long as the effects of the present invention are not hindered.
  • a dihydroxy compound such as bisphenol A other than cyclododecane can also be used as a copolymer raw material.
  • the proportion of the dihydroxy compound copolymer raw material other than 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane represented by the above formula (2) used mainly in the total dihydroxy compound is 0 to It is in the range of 30 mol%, preferably in the range of 0 to 20 mol%, more preferably in the range of 0 to 10 mol%, further preferably in the range of 0 to 5 mol%, particularly preferably in the range of 0 to 2 mol%. .
  • carbonyl halide As the carbonate precursor to be reacted with the aromatic dihydroxy compound, carbonyl halide, carbonate ester, haloformate and the like are used. Specific examples include phosgene; diaryl carbonates such as diphenyl carbonate and ditolyl carbonate; carbonic acid diesters such as dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate; and dihaloformates of dihydric phenols. These carbonate precursors may be used alone or in combination of two or more.
  • carbonate precursors are usually appropriately selected depending on the production method, and when obtaining the aromatic polycarbonate oligomer according to the present invention, phosgene is preferable in the interfacial polymerization method, and carbonic acid diester is preferable in the melt transesterification method. Diphenyl carbonate is preferred.
  • the aromatic polycarbonate oligomer according to the present invention has a weight average molecular weight of 500 to 10,000, preferably 1000 to 9000, more preferably 1500 to 8500, and still more preferably 2000 to 8000. By setting it as such molecular weight, a viscosity does not become high and reactivity also improves.
  • the low molecular weight component according to the present invention is measured by high performance liquid chromatography analysis (according to high performance liquid chromatography analysis area%) and is mainly a transesterification condensate having a polymerization degree of 2 or less.
  • a component containing a low-molecular compound such as a phenol distillate residue as a reaction product and a solvent during reaction and purification.
  • the transesterification condensate is specifically a compound having an absolute molecular weight equal to or less than the absolute molecular weight of a compound obtained by condensing two molecules of an aromatic dihydroxy compound and three molecules of a carbonate precursor, and the molecular weight is the raw material of the above formula (1).
  • the aromatic dihydroxy compound is 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane represented by the above formula (2)
  • the carbonate precursor is diphenyl carbonate.
  • it is a compound having an absolute molecular weight of 970 or less as a dimer in which both ends are phenyl groups.
  • the measurement condition of the low molecular weight component according to the present invention by high performance liquid chromatography analysis is a condition in which the low molecular weight component is separated from a compound having an absolute molecular weight higher than that, and the polycarbonate oligomer of the present invention is specified.
  • the area percentage of the low molecular weight component is measured using a 254 nm absorptiometric detector.
  • the content of the low molecular weight component contained in the aromatic polycarbonate oligomer according to the present invention is 5.0 area% or less, preferably 4.0 area% or less, more preferably, as measured by high performance liquid chromatography under the above conditions. Is 3.0 area% or less, more preferably 2.0 area% or less, and particularly preferably 1.0 area% or less.
  • the content of the low molecular weight component contained in the aromatic polycarbonate oligomer according to the present invention is preferably 0.01 area% or more, more preferably, in the measurement by high performance liquid chromatography under the above conditions, considering the yield. Is 0.05 area% or more, more preferably 0.1 area% or more.
  • loose bulk density of the aromatic polycarbonate oligomer solids of the present invention is 0.22 g / cm 3 or higher, preferably 0.23 g / cm 3 or more, more preferably 0.25 g / cm 3 or more, more preferably and at 0.27 g / cm 3 or more, and particularly preferably 0.28 g / cm 3 or more. Further, it is preferably 0.90 g / cm 3 or less, more preferably 0.80 g / cm 3 or less, further preferably 0.70 g / cm 3 or less, and particularly preferably 0.65 g / cm 3 or less.
  • melt transesterification method a conventionally known method using an aromatic dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw materials can be used.
  • a reaction formula for obtaining an aromatic polycarbonate oligomer when the raw material aromatic dihydroxy compound is 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane and the raw material carbonic acid diester is diphenyl carbonate is shown by a reaction formula.
  • the melt transesterification reaction is carried out by stirring the aromatic dihydroxy compound and the carbonic acid diester in the presence of a catalyst in an inert gas atmosphere at normal pressure or reduced pressure to distill the produced phenol.
  • the carbonic acid diester to be reacted with the aromatic dihydroxy compound include, for example, diaryl carbonates such as diphenyl carbonate, ditolyl carbonate and bis (m-cresyl) carbonate, dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and dicyclohexyl carbonate, Examples thereof include alkylaryl carbonates such as methylphenyl carbonate, ethylphenyl carbonate and cyclohexylphenyl carbonate, or dialkenyl carbonates such as divinyl carbonate, diisopropenyl carbonate and dipropenyl carbonate. Diaryl carbonate is preferred, and diphenyl carbonate is particularly preferred.
  • the aromatic polycarbonate oligomer which adjusted the desired molecular weight and the amount of terminal hydroxyl groups can be obtained by adjusting the mixing ratio of a carbonic acid diester and an aromatic dihydroxy compound, and the pressure reduction degree at the time of transesterification.
  • the mixing ratio of the carbonic acid diester and the aromatic dihydroxy compound to obtain the aromatic polycarbonate oligomer according to the present invention is usually 0.5 to 1.5 mol times, preferably 0, of the carbonic acid diester with respect to 1 mol of the aromatic dihydroxy compound. Use 6-1.2 molar times.
  • transesterification catalyst In the transesterification reaction, a transesterification catalyst is used as necessary to increase the reaction rate.
  • the transesterification catalyst is not particularly limited, and examples thereof include inorganic alkali metal compounds such as lithium, sodium and cesium hydroxides, carbonates and hydrogen carbonate compounds, and alkali alkali compounds such as alcoholates and organic carboxylates.
  • Metal compounds hydroxides such as beryllium and magnesium, inorganic alkaline earth metal compounds such as carbonates, alkaline earth metal compounds such as organic alkaline earth metal compounds such as alcoholates and organic carboxylates; tetramethylboron and tetraethyl Basic boron compounds such as sodium salts such as boron and butyltriphenylboron, calcium salts and magnesium salts; trivalent phosphorus compounds such as triethylphosphine and tri-n-propylphosphine; or 4 derived from these compounds Basic phosphorus compounds such as quaternary phosphonium salts; Use a known transesterification catalyst such as basic ammonium compounds such as lamethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, or amine compounds such as 4-aminopyridine, 2-dimethylaminoimidazole, aminoquinoline, etc.
  • the amount of the catalyst used is within a range in which the catalyst residue does not cause a problem in the quality of the produced oligomer, and a suitable addition amount varies depending on the type of the catalyst.
  • the amount is usually 0.05 to 100 ⁇ mol, preferably 0.08 to 50 ⁇ mol, more preferably 0.1 to 20 ⁇ mol, and still more preferably 0.1 to 5 ⁇ mol with respect to mol.
  • the catalyst may be added as it is, or may be added after being dissolved in a solvent.
  • a solvent for example, water, phenol or the like that does not affect the reaction is preferable.
  • the temperature is usually in the range of 120 to 360 ° C, preferably in the range of 150 to 280 ° C, more preferably in the range of 180 to 260 ° C. If the reaction temperature is too low, the transesterification reaction does not proceed, and if the reaction temperature is high, side reactions such as a decomposition reaction proceed.
  • the reaction is preferably carried out under reduced pressure.
  • the reaction pressure is preferably a pressure at which the diester carbonate as a raw material does not distill out of the system at the reaction temperature and the by-produced phenol distills. Under such reaction conditions, the reaction is usually completed in about 0.5 to 10 hours.
  • the reaction end product containing the aromatic polycarbonate oligomer obtained by the reaction step is usually a transparent viscous material in a molten state near the reaction temperature, and is a solid body near normal temperature.
  • the low molecular weight component is remarkably reduced, and the solid body of the present invention such as a powder having a large loose bulk density and easy to handle can be obtained.
  • the method for separating the reaction end product from the reaction end product is not particularly limited. For example, the entire reaction end product containing a low molecular weight component is dissolved in a solvent (good solvent) that can be dissolved satisfactorily.
  • the solubility of the aromatic polycarbonate oligomer is very small, but the low molecular weight component can be mixed with a solvent that selectively dissolves the low molecular weight component (poor solvent) to dissolve and separate the low molecular weight component, and the oligomer can be precipitated.
  • the reaction finished product is directly mixed in a slurry in a poor solvent, and the low molecular weight component is dissolved and separated in the poor solvent, and the oligomer can be formed into a precipitate, filtered and dried to loosen the bulk density.
  • the method of obtaining the aromatic polycarbonate oligomer solid of this invention with large is preferable. Furthermore, you may repeat the said isolation
  • the good solvent is a solvent that dissolves both the polycarbonate oligomer and the low molecular weight component well, and specifically, an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, carbon number 1 such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. ⁇ 8 aliphatic ketone solvents.
  • a halogen-containing solvent such as dichloromethane or tetrahydrofuran is not suitable because a chlorine component residue is mixed into the obtained solid and the loose bulk density is small.
  • the solubility of the polycarbonate oligomer is very small, but the low molecular weight component is dissolved, and the polycarbonate oligomer solid body after separation and drying can obtain a solid having a large loose bulk density
  • Specific examples include aliphatic alcohol solvents having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol and propanol, or mixtures of the above aliphatic alcohol solvents and water.
  • the solvent used as the good solvent is a water-soluble ketone solvent such as acetone, water may be used alone as the poor solvent.
  • the entire reaction product is dissolved in a good solvent to form a solution, and then this solution is mixed with a poor solvent to dissolve and separate low molecular weight components, and the oligomer can be converted into a precipitate in more detail.
  • the entire reaction product is heated, if necessary, using a vessel equipped with a temperature riser, a stirrer, and a condenser, and dissolved in a good solvent, and the solution is dropped into the poor solvent, or On the contrary, the aromatic polycarbonate oligomer is precipitated by dropping a poor solvent into the solution and separated by filtration.
  • the amount ratio of the good solvent and the poor solvent to the reaction-finished product is not particularly limited, but if the amount of the good solvent is too much, the yield is lowered, and if the amount of the poor solvent is too much, the solvent recovery cost increases, which is not preferable.
  • the reaction product is preferably in the range of 0.5 to 20 times by weight of good solvent and 0.5 to 50 times by weight of poor solvent, more preferably 0.6 to 15 times by weight of good solvent, and 0. It is used in the range of 6 to 30 times by weight, particularly preferably in the range of 0.7 to 12 times by weight of good solvent and 1.0 to 25 times by weight of poor solvent.
  • the weight of the poor solvent relative to the weight of the good solvent is preferably 1.0 to 20 times by weight, more preferably 2.0 to 10 times by weight, particularly preferably 3.0 to 8.0 times by weight. It is done. Further, the reaction end product is directly mixed in a slurry in a poor solvent, and the low molecular weight component is dissolved and separated in the poor solvent and the oligomer can be converted into a precipitate. If the whole product is a viscous material in a molten state, it is as it is, and if it is a solid body, it is pulverized as necessary, for example, using a container equipped with a temperature riser, a stirrer, and a condenser.
  • the mixture is heated and added to a poor solvent with stirring, and a low molecular weight component is dissolved and separated in a poor solvent in the form of a slurry, and an aromatic polycarbonate oligomer is precipitated and separated by filtration.
  • the amount ratio of the poor solvent to the reaction-finished product is not particularly limited. However, if there are too many poor solvents, the solvent recovery cost increases, which is not preferable. Therefore, the poor solvent for the reaction product is preferably used in the range of 1 to 50 times by weight, more preferably in the range of 1 to 30 times by weight, particularly preferably in the range of 2 to 20 times by weight.
  • the temperature and time for performing the dissolution and separation and precipitation operations in the separation step are not particularly limited, and are usually from 0 to 100 ° C. for 1 to 40 hours, although it varies depending on the solvent used and the type of the reaction product.
  • the solution in which the low molecular weight component is dissolved is separated from the precipitate using, for example, a filtration filter, and only the solution is removed, and the residue is dried using a dryer such as a vacuum dryer or a hot air dryer.
  • a dryer such as a vacuum dryer or a hot air dryer.
  • the interfacial polymerization method a conventionally known method in which an aromatic dihydroxy compound and a carbonate precursor such as phosgene are reacted in an inert solvent can be used.
  • the polymerization reaction is carried out, for example, in the presence of an organic solvent inert to the reaction and an alkaline aqueous solution, usually maintaining the pH at 9 or higher, and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) represented by the above formula (2).
  • phosgene By reacting phosgene with cyclododecane and molecular weight regulator (terminal terminator) as required, adding a polymerization catalyst such as tertiary amine or quaternary ammonium salt and conducting interfacial polymerization A polycarbonate oligomer is obtained.
  • a polymerization catalyst such as tertiary amine or quaternary ammonium salt
  • the addition of the molecular weight regulator is not particularly limited as long as it is from the time of phosgenation to the start of the polymerization reaction.
  • the reaction temperature is usually 0 to 40 ° C., and the reaction is completed in about 10 minutes to 6 hours under such reaction conditions.
  • organic solvent inert to the reaction examples include chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, monochlorobenzene and dichlorobenzene, and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. It is done.
  • alkali compound used for capturing hydrogen chloride generated by the reaction examples include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.
  • the molecular weight regulator include compounds having a monovalent phenolic hydroxyl group.
  • phenol, m-methylphenol, p-methylphenol, m-propylphenol, p-propylphenol, p- Examples thereof include tert-butylphenol and p-long chain alkyl-substituted phenol.
  • the amount of the molecular weight regulator used is preferably 50 to 0.5 mol, more preferably 30 to 1 mol, per 100 mol of the aromatic dihydroxy compound.
  • Polymerization catalysts include tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tributylamine, tripropylamine, trihexylamine, pyridine; quaternary ammonium salts such as trimethylbenzylammonium chloride, tetramethylammonium chloride, triethylbenzylammonium chloride, etc. Is mentioned.
  • the reaction product containing a polycarbonate oligomer is usually obtained as a solution of a chlorine-based organic solvent such as dichloromethane or an aromatic hydrocarbon-based organic solvent such as benzene. Therefore, in order to obtain a polycarbonate oligomer solid, it is necessary to separate and dry the polycarbonate oligomer from the solution.
  • a separation method “gel concentration method” (solvent distillation gelation, flash concentration gelation, etc.), “hot water dropping” "Method”, “precipitation method” and the like are known.
  • the polycarbonate oligomer obtained by separating and drying in this way has many impurities such as chlorine component residue, low molecular weight component residue, residue due to high-temperature heat history in the dryer, powdery form with loose loose bulk density, etc.
  • the polycarbonate oligomer solid obtained from the reaction product is dissolved in a specific soluble solvent (good solvent), and then this is dissolved in a specific precipitation solvent (poor). (Solvent) or by separating the polycarbonate oligomer solid obtained from the reaction product in a poor solvent and drying it, the low molecular weight component is remarkably reduced and there is no chlorine-containing compound.
  • the solid body of the present invention such as a powder having a large loose bulk density and easy to handle can be obtained.
  • the separation step for obtaining the solid of the present invention from the polycarbonate oligomer solid obtained from the reaction-finished product is not particularly limited with respect to the method, but the preferred method is from the reaction-finished product in the melt transesterification method to the present invention. This is the same as the method in the separation step for obtaining the solid, and the preferred good solvent, poor solvent, separation conditions and the like are also the same.
  • the polycarbonate oligomer of the present invention can be used as a raw material for producing a high molecular weight polycarbonate by various polymerization methods, and among them, the aromatic compound obtained by the melt polymerization method or the solid phase polymerization method using the compound of the present invention as a raw material.
  • Group polycarbonate is excellent in transparency, heat resistance, mechanical properties, impact resistance, fluidity, etc., optical fields such as optical disks and lenses, and engineering plastics in various fields such as automobiles, electrical / electronics, and various containers.
  • the compounds of the present invention can be widely used as additives such as surface modifiers, flame retardants, UV absorbers, fluidity modifiers, plasticizers, polymer modifiers such as resin alloy compatibilizers, and the like. it can.
  • this invention compound can be used also as various resin raw materials other than a polycarbonate. In this case, the compound of the present invention can be used as it is or after being processed.
  • High-performance liquid chromatography instrument ProminenceUFLC, manufactured by Shimadzu Corporation Pump: LC-20AD Column oven: CTO-20A Detector: SPD-20A Column: HALO C18 Oven temperature: 50 °C Flow rate: 0.7ml / min
  • Mobile phase (A) Tetrahydrofuran, (B) 0.1 vol% phosphoric acid water Gradient conditions: (A) Volume% (time from the start of analysis) 30% (0 min) ⁇ 55% (3min) ⁇ 65% (8min) ⁇ 65% (14min) ⁇ 100% (17min ) ⁇ 100% (20min) Sample injection volume: 5 ⁇ l Detection wavelength: 254nm 3.
  • Example 1 In a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer and a condenser, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane 211.5 g (0.60 mol), diphenyl carbonate 90.0 g (0.40 mol) Then, the reaction vessel was purged with nitrogen, and 0.5 g of a 0.08% cesium carbonate aqueous solution was added at 90 ° C. After the temperature was raised to 200 ° C., the degree of vacuum was adjusted to 13.3 kPa for 4 hours, while maintaining the temperature at 200 ° C., the degree of vacuum was adjusted to 1.3 kPa, and the temperature was raised to 230 ° C.
  • reaction-terminated liquid 166.0 g was 23.4% (high-performance liquid chromatography area%).
  • a solution prepared by dissolving 50.0 g of the obtained reaction completion liquid in 100.0 g of methyl isobutyl ketone was added to 600.0 g of 1-butanol charged in a four-necked flask over 15 hours while maintaining 15 ° C. The solution was added dropwise to perform precipitation operation.
  • the obtained crude product (b) 16.0 g and methanol 192.0 g were charged into a four-necked flask and stirred overnight at 25 ° C., and then the precipitate was filtered and dried to obtain 15.3 g of a polycarbonate oligomer.
  • the polycarbonate oligomer obtained had a weight average molecular weight of 4505 (gel permeation chromatography), a low molecular weight component of 0.1% (high-performance liquid chromatography area%), and a loose bulk density of 0.29 g / cm 3 .
  • the obtained polycarbonate oligomer had a weight average molecular weight of 2,598 (gel permeation chromatography) and a low molecular weight component of 23.0% (high performance liquid chromatography area%). Since it was a resinous lump, it was impossible to measure the loose bulk density.
  • the obtained polycarbonate oligomer had a weight average molecular weight of 3540 (gel permeation chromatography), a low molecular weight component of 0.8% (high performance liquid chromatography area%), and a loose bulk density of 0.21 g / cm 3 . From the results of Comparative Example 2, it was clarified that dichloromethane and tetrahydrofuran as a good solvent used in the reprecipitation operation can only obtain a polycarbonate oligomer having a low loose bulk density and are not suitable.

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Abstract

低分子量成分が著しく低減され、含塩素化合物がないか又は著しく低減された、ゆるみ嵩密度が大きく取扱い容易な芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体を提供することを課題とする。 下記式(1)で表される繰り返し単位を含み、重量平均分子量が500~10000、高速液体クロマトグラフィーでの測定において低分子量成分が5.0面積%以下、ゆるみ嵩密度が0.22g/cm3以上である芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体により、上記課題は解決できる。

Description

芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体
 本発明は、芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体に関し、詳しくは、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカンとカーボネート前駆体を原料とする芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体に関する。
 ポリカーボネートオリゴマーは、界面重合法で高分子量ポリカーボネートを製造する際の中間原料として、溶融重合法や固相重合法で高分子量ポリカーボネートを製造する際の原料として、また、表面改質剤、難燃剤、紫外線吸収剤、流動性改質剤、可塑剤、樹脂アロイ用相溶化剤などのポリマー改質剤等として幅広く利用されている。近年、ポリカーボネートオリゴマーに求められる要求性能はますます多様に且つ厳しくなり、ビスフェノールA系ポリカーボネートオリゴマー以外のポリカーボネートオリゴマーについても、さらなる改良が求められてきている。その中で、ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロアルカンとカーボネート前駆体を原料とする芳香族ポリカーボネートオリゴマーも、さらなる性能向上が求められている。
 一方、ポリカーボネートオリゴマーの製造方法においては、芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲンを原料とし、塩化メチレン溶媒中で反応することにより、高分子量ポリカーボネートの中間原料としてのポリカーボネートオリゴマーを製造する界面重合法が主流であり、通常、ビスフェノール類のアルカリ水溶液にホスゲンを吹き込んで反応性のクロロホルメート基を有するポリカーボネートオリゴマーを生成させ、さらにポリカーボネートオリゴマーとビスフェノール類のアルカリ水溶液とを混合し、第三級アミンなどの重合触媒の存在下、重縮合反応を進める方法が採用される。しかしながら、この界面重合法においては、有毒なホスゲンを用いなければならないこと、副生する塩化水素や塩化ナトリウム、及び溶媒として大量に用いる塩化メチレンなどの含塩素化合物により装置が腐食すること、ポリマー物性に悪影響を及ぼす塩化ナトリウムなどの不純物や残留塩化メチレンの分離が困難なことなどの問題がある。そこで、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを原料とし溶融エステル交換法でポリカーボネートオリゴマーを製造する方法も実用化されている。しかし溶融エステル交換法は、界面重合法における上記の問題点を解消しているものの、生成オリゴマー中に残留モノマーや低分子量成分を多く含有するといった問題がある。
 一方、界面重合法により得られるポリカーボネートオリゴマーのうち、ビスフェノールA以外のビスフェノール化合物(以下、特殊ビスフェノールと呼ぶことがある)をモノマー成分とするポリカーボネートオリゴマーとしては、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン(特許文献1)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン類(特許文献2)、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン(特許文献3)をそれぞれモノマー成分とするポリカーボネートオリゴマーが知られている。
 しかし、これらの特殊ビスフェノールポリカーボネートオリゴマーは界面重合法で製造されているため、これらをプレポリマー又は添加剤として用いた場合には、上記したように残留する含塩素化合物による装置の腐食やポリマー物性悪化等が懸念される。
 また、溶融エステル交換法により得られる芳香族ポリカーボネートオリゴマーとしては、ビスフェノールAのポリカーボネートオリゴマー、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等の特殊ビスフェノールポリカーボネートオリゴマーが知られている(特許文献4、5)。
 しかし、これらのポリカーボネートオリゴマーは、反応後、そのまま取り出したものか又は加熱処理しただけのものであり、精製工程を経ていないため、反応中に生成した低分子量成分が残留している。したがって、これらをそのまま溶融重合や固相重合のポリカーボネート原料に用いた場合には、装置内で低分子量成分が揮発してライン閉塞等のトラブルを起こす可能性が高くなる。また高分子量ポリカーボネートとした場合に衝撃強度の低下や金型への付着を引き起こす懸念がある。また、ポリカーボネートオリゴマー中に低分子量成分が多く残留していると、保存安定性が悪く、着色等の品質低下が懸念される。
 従来、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカンとカーボネート前駆体を原料とする芳香族ポリカーボネートオリゴマーを反応終了物から固形体として取り出す方法は知られていないが、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンとカーボネート前駆体を原料とする芳香族ポリカーボネートオリゴマーを反応終了物から固形体として取り出す方法としては、界面重合法により得られた1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンのポリカーボネートオリゴマーのテトラヒドロフラン溶液をメタノール中に滴下して析出させ、さらにジクロロメタンに溶解した液をメタノール中に滴下して沈殿する方法が知られている(特許文献1)。
 しかし、上記方法により得られたポリカーボネートオリゴマーは、界面重合法で製造されたものである上、ジクロロメタン溶液を用いて沈殿を行っているため、ポリカーボネートオリゴマー中に残存するジクロロメタン等の含塩素化合物を完全に除去することはできず、上記したように、装置の腐食やポリマー物性悪化等が懸念される。さらに、上記のテトラヒドロフランやジクロロメタン溶液を用いた溶媒系から得られた1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンのポリカーボネートオリゴマーは嵩密度が小さいため取扱い難く、しかも、反応原料として使用する場合には、反応容器に投入する際により多くのエネルギーが必要となるだけでなく、反応容器自体もより大型化させなければならないという問題もあった。
 また、高分子量のポリカーボネート反応終了物から固形体として取り出す方法としては、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン及びカーボネート前駆体を原料とし、界面重合法により重合して得られる高分子量のポリカーボネートのジクロロメタン溶液を温水中に滴下し、溶媒を蒸発除去して重合物を固形体として取り出す方法が知られている(特許文献6)。
 しかし、上記オリゴマーの場合と同様に、界面重合法で製造されたものである上、ジクロロメタン溶液を用いて沈殿を行っているため、ポリカーボネート中に残存するジクロロメタン等の含塩素化合物を完全に除去することはできず、上記したように残留する含塩素化合物による装置の腐食やポリマー物性悪化等が懸念される。
 さらに、重合反応液中の溶媒のみを除去し、それ以外はそのまますべてを固形化しており、精製効果は無く、反応中に生成した低分子量成分が残留しているため、上記したように、保存安定性が悪く、着色等の品質低下が懸念される。
特開2001-163967号公報 特開2007-119691号公報 特開2002-220455号公報 特開2003-192779号公報 特開2009-180760号公報 特開2008-063501号公報
 本発明は、ポリカーボネートオリゴマーにおける上述した事情を背景としてなされたものであって、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカンとカーボネート前駆体を原料とする芳香族ポリカーボネートオリゴマーにおいて、粘度が高くならず反応性が向上する好適な分子量を有し、しかも低分子量成分が著しく低減され、含塩素化合物がないか又は著しく低減された、ゆるみ嵩密度が大きく取扱い容易な粉末等の固形体を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上述の課題解決のために鋭意検討した結果、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカンとカーボネート前駆体を原料とする芳香族ポリカーボネートオリゴマーにおいて、反応終了物のオリゴマーを特定の溶解性溶媒や特定の沈殿性溶媒を用いて沈殿又はスラリー処理、乾燥することで、低分子量成分が著しく低減され、含塩素化合物がないか又は著しく低減された、ゆるみ嵩密度が大きく取扱い容易な粉末等の固形体を得ることができることを見出し、本発明を完成した。
 本発明は以下の通りである。
1.下記式(1)で表される繰り返し単位を含み、重量平均分子量が500~10000、高速液体クロマトグラフィーでの測定において低分子量成分が5.0面積%以下、ゆるみ嵩密度が0.22g/cm以上である芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体。
式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
2.下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルから得られる、重量平均分子量が500~10000であり、高速液体クロマトグラフィーでの測定において、低分子量成分が5.0面積%以下、ゆるみ嵩密度が0.22g/cm以上である芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体。
式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 本発明の芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体は、重量平均分子量が500~10000であることにより、粘度が高くならず反応性が向上する。また、含塩素化合物がないか又は著しく低減され、装置の腐食を抑制できることに加え、高速液体クロマトグラフィーでの測定において低分子量成分が5.0面積%以下であるため、酸化等により着色する等品質が低下することなく保存安定性に優れている。
 また、本発明のポリカーボネートオリゴマー固形体を用いて、溶融重合法又は固相重合法によりポリカーボネートを製造する際、低分子量成分が極めて少ないため、装置内での揮発成分が少なくなり、ライン閉塞等のトラブルを防止することができるとともに、得られるポリカーボネート樹脂から低分子量成分を除く精製工程も不要乃至簡略化できることが期待される。
 さらに、固形体のゆるみ嵩密度が0.22g/cm以上であるため、取扱いが容易であり、反応原料として使用する場合には、反応容器の容量がより小さくて済み、生産性が向上する。
 以下、本発明の芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体について詳細に説明する。
 本発明の芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体は、
 下記式(1)で表される繰り返し単位を含み、重量平均分子量が500~10000、高速液体クロマトグラフィーでの測定において低分子量成分が5.0面積%以下、ゆるみ嵩密度が0.22g/cm以上である芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体である。
式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーの製造方法は特に限定されるものではなく、従来公知の任意の方法を用いることができる。具体的には、界面重合法、溶融エステル交換法、固相重合法、環状カーボネート化合物の開環重合法、ピリジン法などが挙げられるが、中でも、芳香族ジヒドロキシ化合物類とカーボネート前駆体を原料とする界面重合法、溶融エステル交換法が好ましい。
 本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーの製造の原料は、下記式(2)で表される1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカンである。
式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 また、本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーの原料として用いられる芳香族ジヒドロキシ化合物は本発明の効果を妨げない範囲において、上記式(2)で表される1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン以外の、例えばビスフェノールA等のジヒドロキシ化合物も共重合原料として用いることができる。
 共重合原料を用いる場合、全ジヒドロキシ化合物中、主として用いられる上記式(2)で表される1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン以外のジヒドロキシ化合物共重合原料の割合は、0~30モル%の範囲、好ましくは0~20モル%の範囲、より好ましくは0~10モル%の範囲、さらに好ましくは0~5モル%の範囲、特に好ましくは0~2モル%の範囲である。
 芳香族ジヒドロキシ化合物と反応させるカーボネート前駆体としては、カルボニルハライド、カーボネートエステル、ハロホルメート等が使用される。具体的には例えば、ホスゲン;ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等のジアリールカーボネート類やジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類等の炭酸ジエステル;二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。これらのカーボネート前駆体は単独で、また2種以上併用して用いてもよい。
 また、これらのカーボネート前駆体は、通常、製造方法により適宜選択され、本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーを得るに際しては、界面重合法ではホスゲンが好ましく、溶融エステル交換法では炭酸ジエステルが好ましく、特にジフェニルカーボネートが好ましい。
 本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーは重量平均分子量が500~10000であり、好ましくは1000~9000、より好ましくは1500~8500、さらに好ましくは2000~8000である。このような分子量とすることで、粘度が高くならず、また、反応性も向上する。
 また、本発明に係る低分子量成分とは、高速液体クロマトグラフィー分析により測定(高速液体クロマトグラフィー分析面積%による)され、主として、重合度2以下のエステル交換縮合物であり、その他、原料モノマー残渣、反応生成物であるフェノール留出残渣、反応・精製時の溶媒等の低分子化合物を含む成分である。エステル交換縮合物としては、具体的には芳香族ジヒドロキシ化合物2分子とカーボネート前駆体3分子が縮合した化合物の絶対分子量以下の絶対分子量である化合物であり、分子量は上記式(1)の原料である芳香族ジヒドロキシ化合物やカーボネート前駆体により異なるが、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物が上記式(2)で表される1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン、カーボネート前駆体がジフェニルカーボネートであり、1種の単独重合である場合には、末端の両方がフェニル基である2量体の絶対分子量970以下の化合物である。
 このような低分子量成分を化学式で例示想定すると、芳香族ジヒドロキシ化合物が1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン、カーボネート前駆体がジフェニルカーボネートである場合、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
                                     
の化合物が挙げられる。
 本発明に係る低分子量成分の高速液体クロマトグラフィー分析による測定条件は、上記低分子量成分が、それ以上の絶対分子量を持つ化合物と分離する条件であり、本発明のポリカーボネートオリゴマーを特定する際には、254nmの吸光光度検出器を用いて、その低分子量成分の面積%を測定する。
 本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーに含まれる低分子量成分の含有量は、上記条件の高速液体クロマトグラフィーでの測定において5.0面積%以下であり、好ましくは4.0面積%以下、より好ましくは3.0面積%以下、さらに好ましくは2.0面積%以下、特に好ましくは1.0面積%以下である。
 また、本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーに含まれる低分子量成分の含有量は、収率を考慮すると、上記条件の高速液体クロマトグラフィーでの測定において、好ましくは0.01面積%以上、より好ましくは0.05面積%以上、さらに好ましくは0.1面積%以上である。
 また、本発明の芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体のゆるみ嵩密度は0.22g/cm以上、好ましくは0.23g/cm以上、より好ましくは0.25g/cm以上であり、さらに好ましくは0.27g/cm以上であり、特に好ましくは0.28g/cm以上である。また、好ましくは0.90g/cm以下、より好ましくは0.80g/cm以下、さらに好ましくは0.70g/cm以下、特に好ましくは0.65g/cm以下である。
 本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーの製造方法のうち、まず、溶融エステル交換法により得る方法について説明する。溶融エステル交換法では、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを原料とする従来公知の方法を用いることができる。
 例えば、原料芳香族ジヒドロキシ化合物が1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカンであり、原料炭酸ジエステルがジフェニルカーボネートである場合の芳香族ポリカーボネートオリゴマーを得る反応を反応式で示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 溶融エステル交換反応は、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを触媒の存在下、常圧又は減圧の不活性ガス雰囲気下で加熱しながら撹拌し、生成するフェノールを留出させることで行われる。
 芳香族ジヒドロキシ化合物と反応させる炭酸ジエステルとしては、具体的には例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、ビス(m-クレジル)カーボネート等の炭酸ジアリール、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネート等の炭酸ジアルキル、メチルフェニルカーボネート、エチルフェニルカーボネート、シクロヘキシルフェニルカーボネート等の炭酸アルキルアリール又はジビニルカーボネート、ジイソプロペニルカーボネート、ジプロペニルカーボネート等の炭酸ジアルケニル等が挙げられる。好ましくは炭酸ジアリールであり、特に好ましいのはジフェニルカーボネートである。
 通常、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率や、エステル交換反応時の減圧度を調整して、所望の分子量及び末端水酸基量を調整した芳香族ポリカーボネートオリゴマーを得ることができる。
 本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーを得る炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率は、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対して、炭酸ジエステルを通常0.5~1.5モル倍、好ましくは0.6~1.2モル倍を用いる。
 溶融エステル交換反応に際し、反応速度を高めるため、必要に応じてエステル交換触媒が用いられる。
 エステル交換触媒としては、特に制限はなく、例えばリチウム、ナトリウム、セシウムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素化合物等の無機アルカリ金属化合物、アルコラート、有機カルボン酸塩等の有機アルカリ金属化合物等のアルカリ金属化合物;ベリリウム、マグネシウム等の水酸化物、炭酸塩等の無機アルカリ土類金属化合物、アルコラート、有機カルボン酸塩等の有機アルカリ土類金属化合物等のアルカリ土類金属化合物;テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、ブチルトリフェニルホウ素等のナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等の塩基性ホウ素化合物;トリエチルホスフィン、トリ-n-プロピルホスフィン等の3価のリン化合物、又は、これらの化合物から誘導される4級ホスホニウム塩等の塩基性リン化合物;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等の塩基性アンモニウム化合物又は4-アミノピリジン、2-ジメチルアミノイミダゾール、アミノキノリン等アミン系化合物等の公知のエステル交換触媒を用いることができる。中でも、アルカリ金属化合物が好ましく、特に炭酸セシウム、水酸化セシウム等のセシウム化合物が好ましい。
 触媒の使用量は、触媒残留物が生成オリゴマーの品質上の問題が生じない範囲で用いられ、触媒の種類により好適な添加量が異なるので一概には言えないが概略、例えば芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対して通常0.05~100μモル、好ましくは0.08~50μモル、より好ましくは0.1~20μモル、さらに好ましくは0.1~5μモルである。
 触媒はそのままで添加してもよいし、溶媒に溶解して添加してもよく、溶媒としては例えば水、フェノール等の反応に影響しないものが好ましい。
 溶融エステル交換反応の反応条件は、温度は通常120~360℃の範囲、好ましくは150~280℃の範囲、より好ましくは180~260℃の範囲である。反応温度が低すぎるとエステル交換反応が進行せず、反応温度が高いと分解反応等の副反応が進行するので好ましくない。反応は好ましくは減圧下で行われる。反応圧力は、反応温度において原料である炭酸ジエステルが系外に留出せず、副生するフェノールが留出する圧力であることが好ましい。このような反応条件において、反応は通常0.5~10時間程度で完結する。
 次に、上記反応工程で得られた反応終了物を用いて、分離工程を行う。
 上記反応工程により得られた芳香族ポリカーボネートオリゴマーを含む反応終了物は、通常、反応温度近傍では溶融状態にある透明な粘稠物であり、常温近傍では固形体である。このような性状の反応終了物を、特定の溶媒で処理し乾燥することにより、低分子量成分が著しく低減され、ゆるみ嵩密度が大きく取扱い容易な粉末等の本発明の固形体を得ることができる。
 上記反応終了物からの分離工程は、その方法については特に限定されないが、例えば、低分子量成分を含む反応終了物全体を良好に溶解しうる溶媒(良溶媒)に溶解して溶液とし、その後この溶液を芳香族ポリカーボネートオリゴマーの溶解度は極めて小さいが、低分子量成分を選択的に溶解する溶媒(貧溶媒)と混合して低分子量成分を溶解分離するとともに、オリゴマーを沈殿物とし得るか、或は、前記反応終了物を直接、貧溶媒中でスラリー状に混合して、貧溶媒中に低分子量成分を溶解分離するとともに、オリゴマーを沈殿物とし得て、濾別、乾燥することによりゆるみ嵩密度が大きい本発明の芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体を得る方法が好ましい。さらに、必要に応じて、得られた芳香族ポリカーボネートオリゴマーを用いて、上記分離工程を複数回繰り返し行ってもよい。
 前記良溶媒としては、該ポリカーボネートオリゴマー及び低分子量成分を共に良好に溶解する溶媒であり、具体的にはトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の炭素数1~8の脂肪族ケトン溶媒が挙げられる。良溶媒としてジクロロメタン等の含ハロゲン溶媒やテトラヒドロフランは、得られる固形体に塩素成分残渣が混入することや、ゆるみ嵩密度が小さいため適さない。
 また、貧溶媒としては、上記ポリカーボネートオリゴマーの溶解度は極めて小さいが、低分子量成分は溶解し、しかも分離乾燥後のポリカーボネートオリゴマー固形体のゆるみ嵩密度が大きい固形体を得ることができる溶媒であり、具体的にはメタノール、エタノール、プロパノール等の炭素数1~6の脂肪族アルコール溶媒又は上記脂肪族アルコール溶媒と水の混合物が挙げられる。
 また、良溶媒として使用する溶媒がアセトン等の水溶性ケトン系溶媒の場合には、貧溶媒として水を単独で用いてもよい。
 上記分離工程のうち、反応終了物全体を良溶媒に溶解して溶液とし、その後この溶液を貧溶媒と混合して低分子量成分を溶解分離するとともに、オリゴマーを沈殿物とし得る方法についてさらに詳細に述べると、反応終了物全体を、例えば昇温装置、撹拌機、凝縮器付の容器を用い、必要に応じて加熱して良溶媒に溶解し、該溶液を貧溶媒中に滴下するか、或は逆に貧溶媒を該溶液中に滴下するかして、芳香族ポリカーボネートオリゴマーを沈殿させ、濾別する。
 ここで、反応終了物に対する良溶媒及び貧溶媒の量比は特に限定されないが、良溶媒が多すぎると収率が低くなり、貧溶媒が多すぎると溶媒回収コストが上がり好ましくない。
 従って、反応終了物に対して好ましくは、良溶媒0.5~20重量倍、貧溶媒0.5~50重量倍の範囲、より好ましくは良溶媒0.6~15重量倍、貧溶媒0.6~30重量倍の範囲、特に好ましくは良溶媒0.7~12重量倍、貧溶媒1.0~25重量倍の範囲で用いられる。
 また、良溶媒の重量に対する貧溶媒の重量は、好ましくは1.0~20重量倍、より好ましくは2.0~10重量倍、特に好ましくは3.0~8.0重量倍の範囲で用いられる。
 また、前記反応終了物を直接、貧溶媒中でスラリー状に混合して、貧溶媒中に低分子量成分を溶解分離するとともに、オリゴマーを沈殿物とし得る方法についてさらに詳細に述べると、前記反応終了物全体が溶融状態にある粘稠物である場合はそのまま、また固形体である場合は、必要に応じて適宜粉砕し、例えば昇温装置、撹拌機、凝縮器付の容器を用い、必要に応じて加熱して、撹拌下に貧溶媒中に添加し、スラリー状にして低分子量成分を貧溶媒に溶解分離し、芳香族ポリカーボネートオリゴマーを沈殿させ、濾別する。ここで、反応終了物に対する貧溶媒の量比は特に限定されないが、貧溶媒が多すぎると溶媒回収コストが上がり好ましくない。
 従って、反応終了物に対して貧溶媒は、好ましくは1~50重量倍の範囲、より好ましくは1~30重量倍の範囲、特に好ましくは2~20重量倍の範囲で用いられる。
 上記分離工程における溶解分離及び沈殿操作を行う温度や時間は特に制限されず、使用する溶媒や反応終了物の種類により異なるが、通常0~100℃で1~40時間の範囲で行われる。
 低分子量成分が溶解した溶液は例えば濾過フィルターなどを用いて沈殿物と分離し該溶液のみを除去し、残渣を真空乾燥機、熱風乾燥機等の乾燥機を用いて乾燥することにより、本発明の低分子量成分が低減され、ゆるみ嵩密度の大きい芳香族ポリカーボネートオリゴマーを得る。
 次に界面重合法により本発明に係る芳香族ポリカーボネートオリゴマーを得る方法について説明する。界面重合法では、芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲン等のカーボネート前駆体を不活性溶媒下で反応させる従来公知の方法を用いることができる。
 重合反応は、例えば、反応に不活性な有機溶媒、及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、上記式(2)で表される1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカンと、必要に応じて分子量調節剤(末端停止剤)を用い、ホスゲンと反応させた後、第三級アミン又は第四級アンモニウム塩等の重合触媒を添加し、界面重合を行うことによってポリカーボネートオリゴマーを得る。
 分子量調節剤の添加はホスゲン化時から重合反応開始時までの間であれば特に限定されない。なお、反応温度は通常、0~40℃で、このような反応条件において反応は10分~6時間程度で完結する。
  反応に不活性な有機溶媒としては、具体的には例えば、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素化炭化水素、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素などが挙げられる。また反応により発生する塩化水素捕捉に用いられるアルカリ化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物が挙げられる。
  分子量調節剤としては、例えば一価のフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられ、具体的には、フェノール、m-メチルフェノール、p-メチルフェノ-ル、m-プロピルフェノール、p-プロピルフェノール、p-tert-ブチルフェノール、及びp-長鎖アルキル置換フェノール等が挙げられる。分子量調節剤の使用量は、芳香族ジヒドロキシ化合物100モルに対して50~0.5モルであることが好ましく、中でも30~1モルであることが好ましい。
  重合触媒としてはトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリヘキシルアミン、ピリジン等の第三級アミン類;トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
 界面重合法では、ポリカーボネートオリゴマーを含む反応終了物は通常、ジクロロメタン等の塩素系、ベンゼン等の芳香族炭化水素系有機溶媒溶液として得られる。従って、ポリカーボネートオリゴマー固形体を得るには、該溶液からポリカーボネートオリゴマーを分離乾燥する必要があり、分離方法としては「ゲル濃縮法」(溶媒留去ゲル化、フラッシュ濃縮ゲル化等)、「温水滴下法」、「沈澱法」等が知られている。しかし従来このようにして分離し、乾燥されて得られるポリカーボネートオリゴマーは、塩素成分残渣、低分子量成分残渣、乾燥機中の高温熱履歴による残渣等の不純物が多く、ゆるみ嵩密度の小さい粉状等の固形体であるため、本発明の分離工程においては、反応終了物から得られたポリカーボネートオリゴマー固形体を特定の溶解性溶媒(良溶媒)に溶解し、次いでこれを特定の沈殿性溶媒(貧溶媒)で沈殿処理するか又は反応終了物から得られたポリカーボネートオリゴマー固形体を貧溶媒中でスラリー処理し、乾燥する分離工程を行うことで、低分子量成分が著しく低減され、含塩素化合物がないか又は著しく低減された、ゆるみ嵩密度が大きく取扱い容易な粉末等の本発明の固形体を得ることができる。
 前記反応終了物から得られたポリカーボネートオリゴマー固形体から、本発明の固形体を得る分離工程は、その方法については特に限定されないが、好ましい方法は、前記溶融エステル交換法における反応終了物から本発明の固形体を得る分離工程における方法と同じであり、好ましい良溶媒、貧溶媒や分離条件等も同じである。
 上記のようにして得られた本発明化合物の用途について説明する。
 本発明のポリカーボネートオリゴマーは各種重合方法により、高分子量ポリカーボネートを製造する際の原料として使用することができ、中でも本発明化合物を原料として使用し、溶融重合法や固相重合法で得られた芳香族ポリカーボネートは、透明性、耐熱性、機械特性、耐衝撃性、流動性等に優れ、光ディスク、レンズなどの光学用途や、エンジニアリングプラスチックとして自動車分野、電気・電子分野、各種容器等、様々な分野での使用が期待できる。
 さらに本発明化合物は、表面改質剤、難燃剤、紫外線吸収剤、流動性改質剤、可塑剤、樹脂アロイ用相溶化剤などのポリマー改質剤等、添加剤としても幅広く利用することができる。
 また、本発明化合物はポリカーボネート以外の各種樹脂原料としても用いることができる。その際は、本発明化合物をそのままあるいは加工して使用することができる。
 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
 なお、以下の例における重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーにより、低分子量成分は高速液体クロマトグラフィーの面積%により、さらに、ゆるみ嵩密度は以下の方法により計測した。その分析方法は以下のとおりである。
<分析方法> 
1.ゲル浸透クロマトグラフィー測定
 装置 :東ソー株式会社製 HLC-8320GPC
 流量 :0.35ml/min、移動相:テトラヒドロフラン、打ち込み量:10μl
 カラム:TSKgel guardcolumn SuperMP(HZ)-N ,TSKgel SuperMultiporeHZ-
     N×3本
 検出器:RI、解析方法:ポリスチレン換算の相対分子量とする。ポリスチ
     レン標品は、東ソー株式会社製 A-500,A-2500,A-5000,F-1,F-2,
     F-4を使用。
2.高速液体クロマトグラフィー測定
 装置      :株式会社島津製作所製 ProminenceUFLC
 ポンプ     :LC-20AD
 カラムオーブン :CTO-20A
 検出器     :SPD-20A
 カラム     :HALO C18
 オーブン温度  :50℃
  流量      :0.7ml/min
 移動相     :(A)テトラヒドロフラン、(B)0.1vol%リン酸水
 グラジエント条件:(A)体積%(分析開始からの時間)30%(0min)→55%
          (3min)→65%(8min)→65%(14min)→100%(17min
          )→100%(20min)
 試料注入量   :5μl
 検出波長    :254nm
3.ゆるみ嵩密度測定
 メスシリンダーにポリカーボネートオリゴマーを入れて、内容物の容量(cm)と重量(g)を測定した。
 *ゆるみ嵩密度(g/cm)=重量(g)/容量(cm
<実施例1>
 温度計、撹拌機、冷却器を備えた4つ口フラスコに1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン211.5g(0.60モル)、ジフェニルカーボネート90.0g(0.40モル)を仕込み、反応容器を窒素置換した後、90℃で0.08%炭酸セシウム水溶液0.5gを加えた。200℃まで昇温した後、減圧度を13.3kPaに調整して4時間、200℃を保ちながら減圧度を1.3kPaに調整して1時間、230℃まで昇温し、減圧度を0.3kPaに調整して1時間、さらに240℃まで昇温し、減圧度を0.3kPaに調整して2時間生成したフェノールを留出させながら反応した。得られた反応終了液166.0gの低分子量成分は23.4%(高速液体クロマトグラフィー面積%)であった。
 次いで、得られた反応終了液のうち50.0gをメチルイソブチルケトン100.0gに溶解させた溶液を、4つ口フラスコに仕込んだ1-ブタノール600.0g中に15℃を保ちながら2時間かけて滴下し、沈殿操作を行った。一晩撹拌した後、沈殿物を濾別、乾燥し、粉末状の粗製物(a)23.4gを取得した。
 得られた粗製物(a)22.0gをメチルイソブチルケトン66.0gに溶解させた溶液を、4つ口フラスコに仕込んだ1-ブタノール242.0g中に15℃を保ちながら1.5時間かけて滴下し、再沈殿操作を行った。一晩撹拌した後、沈殿物を濾別、乾燥し、粉末状の粗製物(b)16.9gを取得した。
 得られた粗製物(b)16.0gとメタノール192.0gを4つ口フラスコに仕込み、25℃で一晩撹拌した後、沈殿物を濾別、乾燥し、ポリカーボネートオリゴマー15.3gを取得した。
 得られたポリカーボネートオリゴマーの重量平均分子量は4505(ゲル浸透クロマトグラフィー)、低分子量成分は0.1%(高速液体クロマトグラフィー面積%)、ゆるみ嵩密度は0.29g/cmであった。
<比較例1>
 実施例1と同様の方法で得られた反応終了液10.0g(低分子量成分23.4%)をジクロロメタン33.0gに溶解させた溶液を、4つ口フラスコに仕込んだ45℃の温水120.0g中に1時間かけて滴下し、溶媒を除去して重合物を固形化したが、ポリカーボネートオリゴマーは分散せずに、樹脂状の塊となった。一晩静置した後、樹脂状の塊の固体9.7gを取り出し、砕いたものについて分析した。
 得られたポリカーボネートオリゴマーの重量平均分子量は2598(ゲル浸透クロマトグラフィー)、低分子量成分は23.0%(高速液体クロマトグラフィー面積%)であった。樹脂状の塊であったため、ゆるみ嵩密度の測定は不可能であった。
<比較例2>
 実施例1と同様の方法で得られた反応終了液20.0g(低分子量成分23.4%)をテトラヒドロフラン94.0gに溶解させた溶液を4つ口フラスコに仕込んだメタノール1380.0g中に15℃で2時間かけて滴下し、沈殿操作を行った。一晩撹拌した後、沈殿物を濾別、乾燥して粗製物(c)15.0gを取得した。得られた粗製物(c)の低分子量成分は5.7%(高速液体クロマトグラフィー面積%)、ゆるみ嵩密度は0.21g/cmであった。
 得られた粗製物(c)13.3gをジクロロメタン83.2gに溶解させた溶液を、4つ口フラスコに仕込んだメタノール1221.3g中に15℃で2時間かけて滴下し、再沈殿操作を行った。一晩撹拌した後、沈殿物を濾別、乾燥して粗製物(d)12.0gを取得した。この一連の操作をさらに3回繰り返し、粉末状のポリカーボネートオリゴマー6.2gを取得した。
 得られたポリカーボネートオリゴマーの重量平均分子量は3540(ゲル浸透クロマトグラフィー)、低分子量成分は0.8%(高速液体クロマトグラフィー面積%)、ゆるみ嵩密度は0.21g/cmであった。
 比較例2の結果より、再沈殿操作に用いる良溶媒として、ジクロロメタンやテトラヒドロフランは、ゆるみ嵩密度が小さいポリカーボネートオリゴマーしか得ることができず、適さないことが明らかとなった。

Claims (2)

  1.  下記式(1)で表される繰り返し単位を含み、重量平均分子量が500~10000、高速液体クロマトグラフィーでの測定において低分子量成分が5.0面積%以下、ゆるみ嵩密度が0.22g/cm以上である芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体。
    式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  2.  下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルから得られる、重量平均分子量が500~10000であり、高速液体クロマトグラフィーでの測定において、低分子量成分が5.0面積%以下、ゆるみ嵩密度が0.22g/cm以上である芳香族ポリカーボネートオリゴマー固形体。
    式(2)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
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