WO2018230662A1 - 芳香族ポリカーボネート樹脂、及びその製造方法、並びに芳香族ジヒドロキシ化合物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an aromatic polycarbonate resin. Specifically, the present invention relates to an aromatic polycarbonate resin excellent in thin moldability, transparency, impact strength, and bending resistance, and a method for producing the same.
- Display devices used in personal computers, tablet PCs, smartphones, and the like incorporate a surface light source device in order to meet demands for thinning, lightening, labor saving, and high definition.
- the surface light source device has a wedge-shaped cross-section light guide plate having a uniform inclined surface and a flat plate shape for the purpose of uniformly and efficiently guiding incident light to the liquid crystal display side.
- a light guide plate is provided. In some cases, an uneven pattern is formed on the surface of the light guide plate to provide a light scattering function.
- the light guide plate as described above is obtained by injection molding of a thermoplastic resin, and the concavo-convex pattern is given by transferring the concavo-convex portion formed on the surface of the insert.
- the light guide plate has been molded from a resin material such as polymethylmethacrylate (PMMA), but recently, the thickness of the light guide plate has become thinner as the display becomes thinner, so the mechanical strength of the material becomes insufficient with PMMA.
- PMMA polymethylmethacrylate
- the polycarbonate resin having a relatively high mechanical strength is being replaced.
- Patent Document 1 discloses an aromatic polycarbonate resin having a viscosity average molecular weight of 10,000 to 15000 as a polycarbonate resin for a light guide plate material
- Patent Document 2 discloses a viscosity average as a polycarbonate resin for a light guide plate material.
- Aromatic polycarbonate resins having a molecular weight of 11000 to 22000 are described respectively. These techniques are techniques to improve the moldability of the polycarbonate resin by lowering the molecular weight of the polycarbonate resin and improving the melt fluidity. Normally, however, the polymer material naturally decreases in mechanical strength as the molecular weight decreases. Tend to. Accordingly, the mechanical strength of the polycarbonate resin as described above is similarly reduced, and the moldability and the practical strength as a product are not sufficient.
- Patent Document 3 describes a polycarbonate resin having improved fluidity composed of bisphenol A and bisphenol E, and Patent Documents 4 to 5 also improved fluidity using specific bisphenol compounds.
- Polycarbonate resins are described. It is also known to add a flow modifier such as a plasticizer, or to add a resin having high fluidity such as an oligomer or ABS.
- a polycarbonate resin also has a problem that it cannot withstand actual use because of its extremely low heat resistance, and a thin molded article because of insufficient fluidity and impact resistance sufficient to obtain a light guide plate. There was a problem that it could not be obtained.
- fluidity corresponding to a viscosity average molecular weight of 10,000 to 15000 products in a general bisphenol A type polycarbonate resin is required, and in recent years, particularly high fluidity corresponding to a viscosity average molecular weight of 10,000 to 13000 products is required. Is required.
- the impact strength is extremely low when the fluidity region described above is used, so that not only the product strength cannot be maintained, but also at the stage of molding. It had the subject that a crack generate
- an object of the present invention is to provide an aromatic polycarbonate resin having the above-described high fluidity and thin-wall moldability and excellent in hue and transparency.
- the inventors of the present invention formed an aromatic polycarbonate resin containing a structural unit derived from a specific aromatic dihydroxy compound, and a hydrolyzate containing a specific amount of the specific dihydroxy compound, to form a thin molded article.
- the present invention has been completed by finding that it has high fluidity necessary for the production, high mechanical strength, and excellent hue and transparency. That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [10].
- An aromatic polycarbonate resin containing a structural unit represented by the following formula (1) derived from an aromatic dihydroxy compound and a carbonate-forming compound contains an aromatic dihydroxy compound represented by the following formula (2) and an aromatic dihydroxy compound represented by the following formula (3):
- the content of the aromatic dihydroxy compound represented by the following formula (2) in the hydrolyzate is 250 ppm by mass or less with respect to the content of the aromatic dihydroxy compound represented by the following formula (3).
- Characteristic aromatic polycarbonate resin. In the formulas (1) to (3), R 1 represents an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms.
- R 2 and R 3 each independently represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms; And b each independently represents an integer of 0 to 4.)
- the content of the aromatic dihydroxy compound represented by the formula (2) in the hydrolyzate is 1 ppm by mass or more with respect to the content of the aromatic dihydroxy compound represented by the formula (3).
- [4] The aromatic polycarbonate resin according to any one of [1] to [3], wherein in the formulas (1) to (3), R 1 represents an alkyl group having 6 to 24 carbon atoms.
- [5] A method for producing an aromatic polycarbonate resin according to any one of [1] to [4], wherein the aromatic dihydroxy compound and the carbonate-forming compound are polymerized in the presence of an alkali catalyst.
- a manufacturing method [6] The method for producing an aromatic polycarbonate resin according to [5], wherein the polymerization step is performed by a transesterification method.
- the transesterification catalyst is deactivated without substantially solidifying the obtained aromatic polycarbonate resin after the transesterification reaction.
- R 2 and R 3 each independently represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms; And b each independently represents an integer of 0 to 4.)
- An aromatic polycarbonate resin composition comprising an aromatic polycarbonate resin composed of units.
- the content of the aromatic dihydroxy compound represented by the following formula (2) in the hydrolyzate includes the aromatic dihydroxy compound represented by the following formula (3):
- R 1 represents an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms.
- R 2 and R 3 each independently represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms;
- b each independently represents an integer of 0 to 4.
- aromatic polycarbonate resin of the present invention it is possible to provide an aromatic polycarbonate resin material excellent in thin-wall moldability and impact strength, and excellent in hue and transparency.
- Such an aromatic polycarbonate resin has both strength, hue, and transparency even when a large molded product such as a resin glass window is obtained or when a thin molded product such as a light guide plate is obtained.
- An excellent molded body can be obtained with high productivity, and is extremely useful in industry.
- Aromatic polycarbonate resin The aromatic polycarbonate resin of the present invention comprises a carbonate structural unit represented by the following formula (1).
- R 1 represents an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms.
- R 2 and R 3 each independently represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and a and b each independently represent an integer of 0 to 4.
- the balance between the fluidity of the aromatic polycarbonate resin of the present invention and the strength such as impact strength, bending strength, and repeated fatigue strength becomes remarkably good.
- R 1 of the carbonate structural unit described above improves the fluidity at the time of melting as the carbon number increases. This is because by having an alkyl chain like this structure, it is possible to moderately inhibit the entanglement of the polymer chain at the time of melting and to express high fluidity by reducing the friction between the polymers. .
- the carbon number of R 1 in the carbonate structural unit is preferably 1 or more and 24 or less, more preferably 6 or more and 24 or less, and still more preferably 6 or more and 18 or less.
- alkyl group having 1 to 24 carbon atoms examples include linear and branched alkyl groups, and alkyl groups having a partial cyclic structure.
- the flowability of the aromatic polycarbonate resin of the present invention is particularly preferred. In order to improve more effectively, it is preferably a linear or branched alkyl group.
- linear alkyl group examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, and n-nonyl.
- branched alkyl group examples include methylpropyl, methylbutyl, methylpentyl, methylhexyl, methylheptyl, methyloctyl, methylnonyl, methyldecyl, methylundecyl, methyldodecyl, methyl Tridecyl, methyltetradecyl, methylpentadecyl, methylhexadecyl, methylheptadecyl, methyloctadecyl, methylnonadecyl, methylicosyl, methylicosyl, methylhenicosyl, methyldocosyl, methyltricosyl ,
- Examples include a decyl group, a butyl octadecyl group, a butyl nonadecyl group, a butyl icosyl group, and a butyl icosyl group.
- the position of branching is arbitrary.
- R 2 and R 3 in the carbonate structural unit represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
- a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms By having a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, the fluidity, strength, hardness, chemical resistance and the like of the aromatic polycarbonate resin of the present invention can be improved.
- the monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms include an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, and the like. Alternatively, it may be annular.
- Examples of such monovalent carbon hydrogen groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, n-hexyl, and cyclohexyl.
- n-heptyl group n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, phenyl group
- Examples include a tolyl group, and among them, a methyl group is preferable.
- a and b in the carbonate structural unit each independently represents an integer of 0 to 4, but an integer of 0 to 2 is preferable, an integer of 0 to 1 is more preferable, and 0 is more preferable.
- the aromatic polycarbonate resin of the present invention is composed of only a carbonate structural unit represented by the above formula (1) or a copolymer, and is a carbonate structure derived from another dihydroxy compound different from the above carbonate structural unit. It may be a copolymer containing one or more types of units. Moreover, as a copolymerization form, various copolymerization forms, such as a random copolymer and a block copolymer, can be selected.
- the carbonate structural unit represented by the formula (1) is preferably contained in an amount of 1 mol% or more, more preferably 2.5 mol% or more, and more preferably 4 mol% or more. The upper limit may be 49 mol% or less, and may be 36.5 mol% or less.
- the aromatic polycarbonate resin of the present invention is a flow value (Q value) measured under the conditions of 240 ° C. and 160 kgf / cm 2 using a Koka type flow tester in accordance with JIS (1999 version) K7210 Annex C. Is preferably 6 or more (unit: 10 ⁇ 2 cm 3 / sec).
- the Q value is an index of melt viscosity and, unlike MVR (melt volume rate) or MFR (melt flow rate), represents the melt viscosity in a region with a high shear rate that is close to actual injection molding. A higher Q value indicates better fluidity and higher moldability.
- the Q value is preferably 10 or more, more preferably 15 or more, and further preferably 20 or more, 25 The above is particularly preferable.
- the upper limit of the Q value is not particularly limited as long as it does not impair the excellent physical properties of the aromatic polycarbonate resin of the present invention, but is usually 80 or less, preferably 70 or less, more preferably 60 or less, Preferably it is 50 or less, Especially preferably, it is 45 or less.
- two or more kinds of aromatic polycarbonate resins having different Q values may be mixed and used. May be mixed using an aromatic polycarbonate resin outside the above preferred range to control the Q value of the aromatic polycarbonate resin of the present invention.
- the molecular weight of the aromatic polycarbonate resin of the present invention is not particularly limited, but is usually 9000 or more and 24000 or less in terms of viscosity average molecular weight (Mv) converted from solution viscosity.
- Mv viscosity average molecular weight
- the viscosity average molecular weight (Mv) of the aromatic polycarbonate resin of the present invention is preferably 10,000 or more, more preferably 11000 or more, further preferably 11500 or more, and preferably 17500 or less, more preferably 16000 or less, more preferably 15000 or less.
- Intrinsic viscosity (intrinsic viscosity) [ ⁇ ] is a value calculated from the following equation by measuring specific viscosity [ ⁇ sp] at each solution concentration [C] (g / dL).
- the intrinsic viscosity (dL / g) of the aromatic polycarbonate resin of the present invention is not particularly limited and correlates with the above-mentioned viscosity average molecular weight, but is usually 0.24 to 0.54, preferably 0.26. More preferably, it is 0.28 or more, more preferably 0.29 or more, preferably 0.42 or less, more preferably 0.39 or less, and further preferably 0.37 or less.
- the amount of terminal hydroxyl groups of the aromatic polycarbonate resin of the present invention is not particularly limited as long as it does not impair the excellent physical properties of the aromatic polycarbonate resin of the present invention.
- the mass is ppm.
- the terminal hydroxyl group amount of the aromatic polycarbonate resin of the present invention is preferably 20 mass ppm or more, more preferably 50 mass ppm or more, further preferably 100 mass ppm or more, while preferably 1700.
- the mass ppm or less more preferably 1500 mass ppm or less, and still more preferably 1200 mass ppm or less.
- the amount of terminal hydroxyl groups is not less than the lower limit of the above range, the hue and productivity of the aromatic polycarbonate resin and the aromatic polycarbonate resin composition of the present invention can be further improved, and not more than the upper limit of the above range. If so, the thermal stability and wet heat stability of the aromatic polycarbonate resin and the aromatic polycarbonate resin composition of the present invention can be further improved.
- the amount of terminal hydroxyl groups of the aromatic polycarbonate resin of the present invention can be adjusted to the above range by any known method. For example, when the aromatic polycarbonate resin of the present invention is produced by polycondensation by an ester exchange reaction, the mixing ratio of the carbonate-forming compound and the aromatic dihydroxy compound; the degree of vacuum during the ester exchange reaction, etc. are adjusted. The amount of terminal hydroxyl groups can be adjusted to the above range.
- a terminal terminator is mixed separately during the reaction.
- the terminal terminator at this time include monohydric phenols, monovalent carboxylic acids, carbonic acid diesters, and the like.
- 1 type may be used for a terminal terminator and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
- the amount of terminal hydroxyl groups can be arbitrarily adjusted by adjusting the compounding quantity of a molecular weight modifier (terminal terminator).
- the unit of the amount of terminal hydroxyl group is the mass of the terminal hydroxyl group expressed in ppm relative to the mass of the aromatic polycarbonate resin.
- the measuring method is a colorimetric determination by the titanium tetrachloride / acetic acid method (method described in Macromol. Chem. 88 215 (1965)).
- a sample prepared by mixing the corresponding dihydroxy compounds according to the copolymerization ratio is prepared at a concentration of at least three levels, and a calibration curve is drawn from the data of the three or more points. Then, the amount of terminal hydroxyl groups of the aromatic polycarbonate resin copolymer is measured.
- the detection wavelength is 546 nm.
- the amount of the compound of formula (2) and formula (3) in the aromatic polycarbonate resin hydrolyzate is an aromatic compound whose hydrolyzate obtained by hydrolysis is represented by the following formula (2) A dihydroxy compound and an aromatic dihydroxy compound represented by the following formula (3). And content of the aromatic dihydroxy compound represented by following formula (2) in a hydrolyzate is 250 mass ppm or less with respect to the aromatic dihydroxy compound represented by following formula (3). If this value exceeds 250 ppm by mass, the hue of the resin deteriorates and becomes unsuitable for optical materials such as a light guide plate.
- the analysis of this specific structure is analyzed by the following analysis method (1).
- Analysis method (1) 0.5 g of sample is dissolved in 5 mL of dichloromethane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade). 45 mL of methanol (made by Kishida Chemical Co., Ltd., reagent grade) is added, and further 5 mL of 25% aqueous sodium hydroxide solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is added. Heat at reflux with stirring at 75 ° C. for 30 minutes. After cooling, 7 mL of 17.5% hydrochloric acid is added, and then adjusted to 100 mL with methanol and pure water. The adjusted solution is measured by high performance liquid chromatography under the following conditions.
- Detector SPD-10AVp made by Shimadzu Analytical column: YMC-Pack ODS-AM12S03-L546WT (Particle diameter 3 ⁇ m, pore diameter 12 nm, inner diameter 4.6 mm, length 75 mm)
- Mobile phase (A) 0.1% trifluoroacetic acid aqueous solution, (B) methanol for high performance liquid chromatography (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.)
- Mobile phase flow rate 1.0 mL / min
- Sample injection volume 20 ⁇ L
- Gradient condition The concentration is continuously changed from 60% mobile phase (A) and 40% mobile phase (B) to 5% mobile phase (A) and 95% mobile phase (B) in 25 minutes.
- the content of the aromatic dihydroxy compound represented by the formula (2) in the hydrolyzate is preferably 250 ppm by mass or less, more preferably 100 ppm, based on the aromatic dihydroxy compound represented by the formula (3). It is not more than ppm by mass, more preferably not more than 60 ppm by mass. On the other hand, the lower limit is usually larger than 0 ppm by mass, but is preferably 1 ppm by mass or more, and more preferably 3 ppm by mass or more.
- Aromatic polycarbonate resin hue In the present invention, an aromatic polycarbonate resin excellent in hue is provided.
- the hue of the aromatic polycarbonate resin generally has a YI value (yellow index value) of 5 or less and preferably 3 or less.
- the upper limit is not limited, but is usually ⁇ 0.3 or more.
- the YI value can be lowered by setting the amount of the compound represented by the above formula (2) in the hydrolyzate of the aromatic polycarbonate resin to an appropriate value.
- the hue can be evaluated by measuring the YI value (yellow index value) in the reflected light of the pellet in accordance with ASTM D1925.
- a spectrocolorimeter CM-5 manufactured by Konica Minolta Co. is used as the apparatus, and a measurement diameter of 30 mm and SCE are selected as measurement conditions.
- a petri dish measurement calibration glass CM-A212 is fitted into the measurement part, and zero calibration is performed by placing a zero calibration box CM-A124 on the measurement glass, followed by white calibration using a built-in white calibration plate. Measurement was performed using a white calibration plate CM-A210.
- L * was 99.40 ⁇ 0.05, a * was 0.03 ⁇ 0.01, b * was ⁇ 0.43 ⁇ 0.01, and YI was ⁇ . Confirm that it is 0.58 ⁇ 0.01.
- the measurement of the pellet is performed by packing the pellet in a cylindrical glass container having an inner diameter of 30 mm and a height of 50 mm to a depth of about 40 mm. The operation of taking out the pellet from the glass container and then performing the measurement again is repeated twice, and the average value of the three times of measurement values is used. The smaller the YI value, the less yellow the resin is, and the better the color tone.
- the aromatic polycarbonate resin of the present invention is selected from at least one aromatic dihydroxy compound and optionally selected to form the carbonate structural unit represented by the above formula (1). It can be obtained by polycondensing a dihydroxy compound containing other dihydroxy compounds and a carbonate-forming compound.
- the aromatic dihydroxy compound used for forming the carbonate structural unit represented by the formula (1) is mainly composed of the compound represented by the formula (3), and the aromatic dihydroxy compound represented by the formula (2).
- the content of the compound is small.
- the content of the aromatic dihydroxy compound represented by the formula (2) is preferably 250 mass ppm or less, more preferably 100 mass ppm or less, and further preferably 60 mass ppm or less.
- the lower limit is usually larger than 0 ppm by mass, but is preferably 1 ppm by mass or more, and more preferably 3 ppm by mass or more.
- the aromatic dihydroxy compound including the aromatic dihydroxy compound represented by the formulas (2) and (3) is mainly composed of the compound represented by the formula (3).
- the main component means a component having the highest content among the contained components, specifically 50 mass% or more, may be 80 mass% or more, and is 90 mass% or more. It may be 95% by mass or more, 98% by mass or more, 99% by mass or more, and 99.9% by mass or more.
- R 1 , R 2 , R 3 , a and b are the same as those in formula (1) above.
- R 4 , R 5 and R 6 each independently represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and c, d and e each independently represents an integer of 0 to 4.
- aromatic dihydroxy compound necessary for forming the carbonate structural unit represented by the formula (1) include the following. 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) octane, 1,1-bis (2-hydroxyphenyl) octane, 1- (2-hydroxyphenyl) -1- (4-hydroxyphenyl) octane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) nonane, 1,1-bis (2-hydroxyphenyl) nonane, 1- (2-hydroxyphenyl) -1- (4-hydroxyphenyl) nonane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) decane, 1,1-bis (2-hydroxyphenyl) decane, 1- (2-hydroxyphenyl) -1- (4-hydroxyphenyl) decane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) undecane, 1,1-bis (2-hydroxyphenyl) undecane, 1- (2-hydroxyphenyl) -1- (4-hydroxyphenyl) undecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) do
- 1,1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) octane 1,1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) nonane, 1,1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) decane, 1,1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) undecane, 1,1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) dodecane, 1,1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tridecane, 1,1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetradecane, 1,1-bis (3-ethyl-4-hydroxyphenyl) nonane, 1,1-bis (3-ethyl-4-hydroxyphenyl) decane, 1,1-bis (3-ethyl-4-hydroxyphenyl) undecane, 1,1-bis (3-ethyl-4-hydroxyphenyl) dodecane, 1,1-bis (3-propy
- 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) octane 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) nonane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) decane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) undecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) tridecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) tetradecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) pentadecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) hexadecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) heptadecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) octadecane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) nonadecane, Is particularly preferred.
- aromatic dihydroxy compounds are preferably used from the viewpoints of heat resistance, thermal stability and strength. Specific examples of such aromatic dihydroxy compounds include the following.
- Dihydroxybenzenes such as 1,2-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxybenzene (ie, resorcinol), 1,4-dihydroxybenzene;
- Dihydroxybiphenyls such as 2,5-dihydroxybiphenyl, 2,2'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxybiphenyl;
- 2,2′-dihydroxy-1,1′-binaphthyl 1,2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 1, , 7-dihydroxynaphthalene, dihydroxynaphthalene such as 2,7-dihydroxynaphthalene;
- 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) propane 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-methoxy-4-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (3-methoxy-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1-bis (3-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) propane, ⁇ , ⁇ '-bis (4-hydroxyphenyl) -1,4-diisopropylbenzene, 1,3-bis [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl] benzene, 4,4-dihydroxydiphenylmethane, Bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexylmethane, Bis (4-hydroxyphenyl)
- 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclopentane 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3-dimethylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,4-dimethylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,5-dimethylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3-propyl-5-methylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3-tert-butyl-cyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -4-tert-butyl-cyclohexan
- 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfide Dihydroxy diaryl sulfides such as 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenyl sulfide; dihydroxy diaryls such as 4,4'-dihydroxydiphenyl sulfoxide and 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenyl sulfoxide Sulfoxides;
- 1 type may be used for an aromatic dihydroxy compound and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
- the following aliphatic dihydroxy compounds may be used according to the purpose. Specific examples of such aliphatic dihydroxy compounds include the following.
- Ethane-1,2-diol propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, 2,2-dimethylpropane-1,3-diol, 2-methyl-2-propylpropane-1,3- Alkanediols such as diol, butane-1,4-diol, pentane-1,5-diol, hexane-1,6-diol, decane-1,10-diol; Cyclopentane-1,2-diol, cyclohexane-1,2-diol, cyclohexane-1,4-diol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 4- (2-hydroxyethyl) cyclohexanol, 2,2,4, Cycloalkanediols such as 4-tetramethyl-cyclobutane-1,3-diol; Glycols such as ethylene glycol, 2,2′-oxydi
- 1 type may be used for an aliphatic dihydroxy compound, and it may use 2 or more types by arbitrary combinations and a ratio.
- carbonyl halide, carbonate ester or the like is used.
- 1 type may be used for a carbonate formation compound, and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
- carbonyl halides include phosgene; haloformates such as bischloroformate of dihydroxy compounds and monochloroformate of dihydroxy compounds.
- carbonate ester include compounds represented by the following formula (6): aryl carbonates, dialkyl carbonates, biscarbonates of dihydroxy compounds, monocarbonates of dihydroxy compounds, cyclic carbonates And carbonate bodies of dihydroxy compounds such as
- R 7 and R 8 each independently represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group, or an arylalkyl group.
- R 7 and R 8 are an alkyl group or an arylalkyl group, they may be referred to as dialkyl carbonate, and when they are an aryl group, they may be referred to as diaryl carbonate.
- both R 7 and R 8 are preferably aryl groups, and more preferably diaryl carbonates represented by the following formula (7).
- R 9 and R 10 each independently represent a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 20 carbon atoms, or 4 to 20 carbon atoms. And an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and p and q each independently represents an integer of 0 to 5.
- carbonate esters include dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-t-butyl carbonate, diphenyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as “DPC”), bis (4-methyl Phenyl) carbonate, bis (4-chlorophenyl) carbonate, bis (4-fluorophenyl) carbonate, bis (2-chlorophenyl) carbonate, bis (2,4-difluorophenyl) carbonate, bis (4-nitrophenyl) carbonate, bis (Substituted) diaryl carbonates such as (2-nitrophenyl) carbonate, bis (methylsalicylphenyl) carbonate, and ditolyl carbonate can be mentioned, among which diphenyl carbonate is preferable.
- these carbonate ester can be used individually or in mixture of 2 or more types.
- the carbonate ester may be preferably substituted with dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester in an amount of 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less.
- Representative dicarboxylic acids or dicarboxylic acid esters include terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl terephthalate, and diphenyl isophthalate. When substituted with such a dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester, a polyester carbonate is obtained.
- the method for producing the aromatic polycarbonate resin of the present invention can be produced by a conventionally known polymerization method, and the polymerization method is not particularly limited.
- the polymerization method include an interfacial polymerization method, a melt transesterification method, a pyridine method, a ring-opening polymerization method of a cyclic carbonate compound, and a solid phase transesterification method of a prepolymer.
- the polymerization method include an interfacial polymerization method, a melt transesterification method, a pyridine method, a ring-opening polymerization method of a cyclic carbonate compound, and a solid phase transesterification method of a prepolymer.
- a particularly preferable one of these methods will be specifically described.
- the aromatic polycarbonate resin of the present invention is produced by the interfacial polymerization method.
- a raw material aromatic dihydroxy compound and a carbonate-forming compound preferably phosgene
- an organic solvent inert to the reaction and an aqueous alkaline solution, usually at a pH of 9 or higher.
- interfacial polymerization is performed in the presence of a polymerization catalyst to obtain a polycarbonate resin.
- a molecular weight adjusting agent may be present if necessary, and an antioxidant may be present for preventing the oxidation of the aromatic dihydroxy compound.
- the raw material aromatic dihydroxy compound and carbonate-forming compound are as described above.
- phosgene is preferably used, and the method using phosgene is particularly called a phosgene method.
- the organic solvent inert to the reaction is not particularly limited.
- chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, monochlorobenzene and dichlorobenzene; aromatic carbon such as benzene, toluene and xylene Hydrogen; and the like.
- 1 type may be used for an organic solvent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
- alkali compound contained in the alkaline aqueous solution examples include, but are not limited to, alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and sodium hydrogen carbonate. Sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferred. In addition, 1 type may be used for an alkali compound and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
- the concentration of the alkali compound in the alkaline aqueous solution is not limited, but it is usually used at 5 to 10% by mass in order to control the pH in the alkaline aqueous solution of the reaction to 10 to 12.
- the molar ratio of the raw material aromatic dihydroxy compound to the alkali compound is usually 1: 5 in order to control the pH of the aqueous phase to be 10 to 12, preferably 10 to 11. It is preferably 1.9 or more, particularly 1: 2.0 or more, and usually 1: 3.2 or less, particularly preferably 1: 2.5 or less.
- the polymerization catalyst is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tributylamine, tripropylamine, trihexylamine; N, N′-dimethylcyclohexylamine, N, N′-diethylcyclohexyl Alicyclic tertiary amines such as amines; aromatic tertiary amines such as N, N′-dimethylaniline and N, N′-diethylaniline; tertiary amines such as trimethylbenzylammonium chloride, tetramethylammonium chloride and triethylbenzylammonium chloride Quaternary ammonium salts, etc .; pyridine; guanine; guanidine salts; In addition, 1 type may be used for a polymerization catalyst and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
- the molecular weight regulator is not particularly limited, and examples thereof include aromatic phenols having a monohydric phenolic hydroxyl group; aliphatic alcohols such as methanol and butanol; mercaptans; phthalimides and the like. preferable.
- aromatic phenols include phenol, on-butylphenol, mn-butylphenol, pn-butylphenol, o-isobutylphenol, m-isobutylphenol, p-isobutylphenol, ot-butylphenol, mt-butylphenol, pt-butylphenol, on-pentylphenol, mn-pentylphenol, pn-pentylphenol, on-hexylphenol, mn- Hexylphenol, pn-hexylphenol, pt-octylphenol, o-cyclohexylphenol, m-cyclohexylphenol, p-cyclohexylphenol, o-phenylphenol, m-phenylphenol, p-phenylphenol, on- Nylphenol, m-nonylphenol, pn-nonylphenol, o-cumylphenol, m-cumylphenol
- the amount of the molecular weight regulator used is not particularly limited, but is usually 0.5 mol or more, preferably 1 mol or more, and usually 50 mol or less, preferably 30 with respect to 100 mol of the raw dihydroxy compound. It is below the mole. By making the usage-amount of a molecular weight modifier into this range, the thermal stability and hydrolysis resistance of aromatic polycarbonate resin can be improved.
- the order of mixing the reaction substrate (reaction raw material), reaction medium (organic solvent), catalyst, additive, etc. is arbitrary as long as the desired aromatic polycarbonate resin is obtained, and the appropriate order is arbitrarily determined. You only have to set it.
- the molecular weight regulator may be any time as long as it is from the time of the reaction (phosgenation) of the raw material aromatic dihydroxy compound and phosgene to the start of the polymerization reaction. Can be mixed.
- the reaction temperature is not particularly limited, but is usually 0 to 40 ° C.
- the reaction time is not particularly limited, but is usually several minutes (for example, 10 minutes) to several hours (for example, 6 hours).
- Melt transesterification process will be described for the case of producing an aromatic polycarbonate resin of the present invention in the melt transesterification process.
- a transesterification reaction between a carbonate ester and a raw material aromatic dihydroxy compound is performed.
- the raw material aromatic dihydroxy compound and carbonate ester are as described above.
- the ratio of the raw material aromatic dihydroxy compound to the carbonate ester is arbitrary as long as the desired aromatic polycarbonate resin can be obtained, but these carbonate esters are converted into the raw material aromatic dihydroxy compound when polymerized with the aromatic dihydroxy compound. It is preferable to use it excessively.
- the carbonate ester is preferably 1.01 to 1.30 times (molar ratio), more preferably 1.02 to 1.20 times (molar ratio) with respect to the aromatic dihydroxy compound. More preferred. If the molar ratio is too small, the resulting aromatic polycarbonate resin has more terminal OH groups, and the thermal stability of the resin tends to deteriorate. On the other hand, if the molar ratio is too large, the transesterification reaction rate decreases, and it becomes difficult to produce an aromatic polycarbonate resin having a desired molecular weight, or the residual amount of carbonate ester in the resin increases, resulting in molding processing. It may cause odor when used as a molded product.
- a transesterification catalyst When producing an aromatic polycarbonate resin by the melt transesterification method, a transesterification catalyst is usually used.
- a transesterification catalyst is not specifically limited, A conventionally well-known thing can be used. For example, it is preferable to use an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound.
- auxiliary compounds such as basic boron compounds, basic phosphorus compounds, basic ammonium compounds, and amine compounds may be used in combination.
- 1 type may be used for a transesterification catalyst and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
- the reaction temperature is not particularly limited, but is usually 100 to 320 ° C.
- the pressure at the time of reaction is not particularly limited, but is usually a reduced pressure condition of 2 mmHg or less.
- a melt polycondensation reaction may be performed under the above-mentioned conditions while removing a by-product.
- the aromatic polycarbonate of the present invention is significantly affected by heat history and oxidation in the presence of an alkali catalyst, leading to deterioration of hue. Therefore, the reaction temperature is 320 ° C.
- the reaction can be carried out either batchwise or continuously.
- the order of mixing the reaction substrate, reaction solvent, catalyst, additive, etc. is arbitrary as long as the desired aromatic polycarbonate resin is obtained, and an appropriate order may be set arbitrarily.
- the melt polycondensation reaction is preferably carried out continuously.
- the melt polycondensation reaction is carried out continuously, it is preferable to proceed the reaction sequentially in 3 to 5 polymerization reaction tanks according to the polymerization degree of the reaction solution.
- appropriate conditions can be selected for the reaction temperature, reaction pressure, stirring power, and reactor type of each polymerization tank according to the characteristics and viscosity of the resin in each polymerization tank, and the production efficiency is increased.
- the transfer of the reaction liquid from each polymerization tank varies depending on the viscosity of the liquid, but for example, a gear pump is used.
- the melt polycondensation reaction is usually performed under reduced pressure conditions, not only the reactor but also the airtightness of the shaft seals of pumps used for the transfer of the reaction liquid is important. This is done by tightening the packing (gland) in the stuffing box with the gland held down to generate a pressing force on the shaft surface, sealing the fluid inside with the contact pressure, and incorporating a lantern ring in the middle of the packing , A ground seal that prevents atmospheric air flow from outside by injecting pressure water or high-viscosity polymer into it, a seal ring that can move in the axial direction by a spring, and a mating ring that does not move (or a floating seat) And a mechanical seal that seals by sliding relative to each other with the sliding surfaces perpendicular to the axes of the rings.
- seals need to ensure slidability with the shaft which is a movable part. Improving airtightness and ensuring slidability are contradictory properties, and these balances are selected according to the usage environment, and appropriate equipment, structure and seal strength are selected. For example, the gland seal can be set to have a higher seal strength by tightening the gland.
- a catalyst deactivator may be used as necessary.
- a compound that neutralizes the transesterification catalyst can be arbitrarily used. Examples thereof include sulfur-containing acidic compounds and derivatives thereof, phosphorus-containing compounds and derivatives thereof, and the like.
- 1 type may be used for a catalyst deactivator and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
- the amount of the catalyst deactivator used is not particularly limited, but is usually 0.5 equivalents or more, preferably 1 equivalent or more, more preferably, with respect to the alkali metal or alkaline earth metal contained in the transesterification catalyst. Is 3 equivalents or more, and is usually 50 equivalents or less, preferably 10 equivalents or less, more preferably 8 equivalents or less. Furthermore, it is 1 mass ppm or more normally with respect to aromatic polycarbonate resin, and is 100 mass ppm or less normally, Preferably it is 50 mass ppm or less.
- the aromatic polycarbonate resin of the present invention can be used as a mixture with other thermoplastic resins such as aromatic polycarbonate resins within a range that does not significantly impair the effects and desired physical properties of the present invention.
- an aromatic polycarbonate resin (A-PC) composed of a carbonate structural unit derived from 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane is preferably used.
- the aromatic polycarbonate resin composition of the present invention may contain other components (resin additives) in addition to those described above as long as the effects of the present invention and desired physical properties are not significantly impaired.
- resin additives include, for example, heat stabilizers, antioxidants, mold release agents, ultraviolet absorbers, flame retardants, brightness improvers, reinforcing agents, antistatic agents, antifogging agents, lubricants, antiblocking agents. , Dispersants, antibacterial agents and the like.
- at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a heat stabilizer, antioxidant, dye, a pigment, and a mold release agent.
- 1 type may contain resin additive and 2 or more types may contain it by arbitrary combinations and a ratio.
- Example 1 Bisphenol A and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane were dissolved in molten diphenyl carbonate and mixed at 140 ° C. for 9.5 hours under a nitrogen atmosphere. At this time, the composition in the mixed melt was 45.5% by weight of diphenyl carbonate, 32.7% by weight of bisphenol A, and 21.8% by weight of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane.
- As an alkali catalyst 0.04% by weight of a cesium carbonate aqueous solution was added in an amount of 0.3% by weight and continuously charged into a first polymerization tank (a tank reactor equipped with a stirring blade).
- the first polymerization tank was continuously transferred to the second polymerization tank (a tank reactor equipped with a stirring blade) so that the average residence time was 50 minutes. Subsequently, it transferred to the 3rd polymerization tank (tank reactor provided with the stirring blade) continuously so that the average residence time of a 2nd polymerization tank might be 40 minutes. It transferred to the 4th polymerization tank (horizontal reactor provided with the spectacles blade) continuously so that the average residence time of the 3rd polymerization tank might be 50 minutes.
- Example 2 An aromatic polycarbonate resin was produced in the same manner as in Example 1, but for the gear pump for discharging the molten reactant from the third polymerization tank to the fourth polymerization tank, the gland packing of the shaft seal portion was reduced to 1/4. Rotate and tighten.
- the physical properties of the obtained aromatic polycarbonate resin are shown in Table 1.
- Example 3 An aromatic polycarbonate resin was produced in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the third polymerization tank and the fourth polymerization tank was 240 ° C. The physical properties of the obtained aromatic polycarbonate resin are shown in Table 1.
- Example 4 Diphenyl carbonate was 45.7 wt%, bisphenol A was 32.6 wt%, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane was 21.7 wt%.
- An aromatic polycarbonate resin was produced in the same manner as in Example 3 except that the time was 15 hours. The physical properties of the obtained aromatic polycarbonate resin are shown in Table 1.
- Example 5 Bisphenol A and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane were dissolved in molten diphenyl carbonate and mixed at 140 ° C. for 10 hours under a nitrogen atmosphere. At this time, the composition in the mixed melt was 45.4% by weight of diphenyl carbonate, 32.8% by weight of bisphenol A, and 21.8% by weight of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane.
- 0.04 wt% aqueous cesium carbonate solution was added in an amount of 0.3 wt%, and continuously added to the first polymerization tank. It transferred to the 2nd polymerization tank continuously so that the average residence time of the 1st polymerization tank might be 60 minutes.
- the state of the payout gear pump from the third polymerization tank to the fourth polymerization tank is the same as in the first embodiment. It extracted continuously so that the average residence time of a 4th polymerization tank might be set to 125 minutes, and it introduced into the extruder connected with piping from the polymerization tank in the molten state.
- the state of the payout gear pump from the third polymerization tank to the fourth polymerization tank is the same as in the first embodiment. It extracted continuously so that the average residence time of a 4th polymerization tank might be 140 minutes, and it introduced into the extruder connected with piping from the polymerization tank in the molten state.
- the airtightness of the equipment represents the airtightness of the equipment used in the reaction process, and was evaluated according to the following criteria. Table 1 shows the airtightness of the device in each example and comparative example. ⁇ : Airtight level sufficient to produce general bisphenol A polycarbonate ⁇ : Airtightness level further enhanced than the above “ ⁇ ”
- the content of the aromatic dihydroxy compound represented by the formula (2) in the hydrolyzate containing the aromatic dihydroxy compound represented by the formula (3) and the aromatic dihydroxy compound represented by the formula (3) is: (3)
- a method for producing an aromatic polycarbonate resin comprising a step of polymerizing an aromatic dihydroxy compound and a carbonate-forming compound so that the content of the aromatic dihydroxy compound represented by (3) is 250 ppm by mass or less. is there.
- Example 6 5.67 kg of diphenyl carbonate, 4.02 kg of bisphenol A and 2.68 kg of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane are mixed, and a 2% by weight aqueous solution of cesium carbonate is used as a catalyst, and cesium carbonate is a total dihydroxy compound. It added so that it might become 0.75 micromol per mol, and the raw material mixture was adjusted. Next, the mixture was charged into a first reactor having an internal volume of 200 L equipped with a stirrer, a heating medium jacket, a vacuum pump, and a reflux condenser. At this time, the compound represented by the formula (2) in 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane used was 3 mass ppm.
- the operation of depressurizing the inside of the first reactor to 1.33 kPa (10 Torr) and then restoring the pressure to the atmospheric pressure with nitrogen was repeated five times to replace the inside of the first reactor with nitrogen.
- the internal temperature of the first reactor was gradually raised through a heat medium having a temperature of 230 ° C. through the heat medium jacket to dissolve the mixture.
- the stirrer was rotated at 300 rpm, the temperature in the heating medium jacket was controlled, and the internal temperature of the first reactor was kept at 220 ° C.
- the pressure in the first reactor was 101.3 kPa (760 Torr) in absolute pressure over 40 minutes. ) To 13.3 kPa (100 Torr). Subsequently, a transesterification reaction was performed for 80 minutes while maintaining the pressure in the first reactor at 13.3 kPa and further distilling off the phenol.
- the inside of the system was restored to absolute pressure of 101.3 kPa with nitrogen, the gauge pressure was increased to 0.2 MPa, and the oligomer in the first reactor was passed through a transfer pipe heated to 200 ° C. or higher in advance. Two reactors were pumped.
- the second reactor had an internal volume of 200 L, was equipped with a stirrer, a heat medium jacket, a vacuum pump and a reflux condenser, and the internal pressure was controlled to atmospheric pressure and the internal temperature was controlled to 240 ° C.
- the oligomer fed into the second reactor was stirred at 38 rpm, the internal temperature was raised with a heating medium jacket, and the inside of the second reactor was absolute pressure from 101.3 kPa to 13.3 kPa over 40 minutes. The pressure was reduced to. Thereafter, the temperature increase was continued, and the internal pressure was reduced from 13.3 kPa to 399 Pa (3 Torr) as an absolute pressure over an additional 40 minutes, and phenol distilled out was removed out of the system. Further, the temperature was continuously raised, and after the absolute pressure in the second reactor reached 70 Pa (about 0.5 Torr), the pressure was maintained at 70 Pa, and a polycondensation reaction was performed. The final internal temperature in the second reactor was 250 ° C.
- Example 7 An aromatic polycarbonate was produced in the same manner as in Example 6, but the compound represented by the formula (2) in 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane was 55 ppm by mass. The reaction time in the second reactor was 155 minutes. Table 3 shows the physical properties of the obtained polycarbonate resin.
- the operation of depressurizing the inside of the first reactor to 1.33 kPa (10 Torr) and then restoring the pressure to the atmospheric pressure with nitrogen was repeated five times to replace the inside of the first reactor with nitrogen.
- the internal temperature of the first reactor was gradually raised through a heat medium having a temperature of 230 ° C. through the heat medium jacket to dissolve the mixture.
- the stirrer was rotated at 300 rpm, the temperature in the heating medium jacket was controlled, and the internal temperature of the first reactor was kept at 220 ° C.
- the compound represented by the following formula (3) is susceptible to thermal history and oxygen in the presence of alkali.
- the absence of the compound represented by the following formula (2) in the aromatic hydroxy compound suggests that the acid component remains at the time of production, and in the process of producing the aromatic polycarbonate compound, It is thought that the alkali catalyst is deactivated.
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、導光板用材料向けのポリカーボネート樹脂として、粘度平均分子量が10000~15000の芳香族ポリカーボネート樹脂が、特許文献2には、導光板用材料向けのポリカーボネート樹脂として、粘度平均分子量11000~22000の芳香族ポリカーボネート樹脂がそれぞれ記載されている。これらの手法は、ポリカーボネート樹脂の分子量を下げ、溶融流動性を向上させることによりポリカーボネート樹脂の成形性を向上させる手法であるが、通常、高分子材料は分子量の低下に伴い、当然機械強度の低下する傾向にある。よって、上述のようなポリカーボネート樹脂においても同様に機械強度が低下し、成形加工性及び製品としての実用強度は十分ではなかった。
すなわち、本発明の要旨は、以下の[1]~[10]に存する。
[1]芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成性化合物とに由来する下記式(1)で表される構造単位を含む芳香族ポリカーボネート樹脂であって、
該芳香族ポリカーボネート樹脂を加水分解して得られる加水分解物が下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、を含み、
該加水分解物における下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量に対して250質量ppm以下であることを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂。
[2]前記芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が9000以上である、[1]に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂。
[3]前記加水分解物における前記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、前記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量に対して1質量ppm以上である、[1]又は[2]に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂。
[4]前記式(1)乃至(3)中、R1は炭素数が6~24のアルキル基を示す、[1]~[3]のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂。
[5][1]~[4]のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法であって、前記芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成性化合物とをアルカリ触媒存在下で重合させる重合ステップ、を含む、製造方法。
[6]前記重合ステップはエステル交換法により行われる、[5]に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法。
[7]前記重合ステップにおいて、エステル交換反応後、得られた芳香族ポリカーボネート樹脂を実質的に固化することなくエステル交換触媒を失活させる、[6]に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法。
[8]前記重合ステップにおいて、エステル交換触媒に対して3当量以上、50当量以下、失活剤を添加する、[7]に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法。
[9]下記式(2)、及び(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物を含む芳香族ジヒドロキシ化合物であって、式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、250質量ppm以下である、芳香族ジヒドロキシ化合物。
[10]前記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、1質量ppm以上である、[9]に記載の芳香族ジヒドロキシ化合物。
[11]前記式(2)乃至(3)中、R1は炭素数が6~24のアルキル基を示す、[9]又は[10]に記載の芳香族ジヒドロキシ化合物。
[12][1]~[4]のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂を含有する芳香族ポリカーボネート樹脂組成物であって、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンに由来するカーボネート構造単位からなる芳香族ポリカーボネート樹脂を含有することを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
[13]下記式(1)で表される構造単位を含む芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法であって、該芳香族ポリカーボネート樹脂を加水分解して得られる加水分解物が下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、を含み、該加水分解物における下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量に対して250質量ppm以下となるように芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成性化合物とを重合するステップを含む、芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法。
なお、本明細書において、「~」とは、特に断りのない限り、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、「部」とは、特に断りのない限り、質量基準に基づく質量部を表す。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂は、下記式(1)で表されるカーボネート構造単位を含むことを特徴とする。
なお、上記分岐アルキル基の例において、分岐の位置は任意である。
芳香族ポリカーボネート中、式(1)で表されるカーボネート構造単位は1mоl%以上含まれることが好ましく、2.5mоl%以上含まれることがより好ましく、4mоl%以上含まれることがより好ましい。上限は49mоl%以下であってよく、36.5mоl%以下であってよい。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂は、JIS(1999年度版) K7210 付属書Cに準拠し、高化式フローテスターを用いて、240℃、160kgf/cm2の条件で測定した流れ値(Q値)が、6以上(単位:10-2cm3/sec)であることが好ましい。Q値は、溶融粘度の指標であり、MVR(メルトボリュームレート)やMFR(メルトフローレート)と異なり、実際の射出成形と近い、剪断速度の高い領域での溶融粘度を表している。このQ値が高い方が、流動性が良好であり、成形加工性が高いことを示す。上述の導光板のような薄肉成形体を成形するためには、上記のQ値は、10以上であることが好ましく、15以上であることがより好ましく、20以上であることがさらに好ましく、25以上であることが特に好ましい。一方、Q値の上限は本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂の優れた諸物性を損なわない範囲であれば特に制限はないが、通常80以下であり、好ましくは70以下、より好ましくは60以下、さらに好ましくは50以下、特に好ましくは45以下である。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量は、特に制限はないが、溶液粘度から換算した粘度平均分子量(Mv)で、通常9000以上、24000以下である。粘度平均分子量が上記下限値以下の場合は、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂の強度が不十分となる傾向にあり、また粘度平均分子量が上記上限値を超える場合は、流動性が不十分となる傾向があるため好ましくない。このような観点より、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、好ましくは10000以上、より好ましくは11000以上、さらに好ましくは11500以上であり、また好ましくは17500以下、より好ましくは16000以下、さらに好ましくは15000以下である。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂の末端水酸基量は、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂の優れた諸物性を損なわない範囲であれば特に制限はないが、通常10~2000質量ppmである。また、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂の末端水酸基量として、好ましくは20質量ppm以上であり、より好ましくは50質量ppm以上であり、さらに好ましくは100質量ppm以上であり、一方で、好ましくは1700質量ppm以下、より好ましくは1500質量ppm以下、さらに好ましくは1200質量ppm以下である。末端水酸基量が、前記範囲の下限値以上であれば、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂、及び芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の色相、生産性をより向上させることができ、また前記範囲の上限値以下であれば、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂、及び芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性、湿熱安定性をより向上させることができる。
また、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂を界面重合法にて製造する場合には、分子量調整剤(末端停止剤)の配合量を調整することにより、末端水酸基量を任意に調整することができる。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂は、加水分解して得られる加水分解物が下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、を含む。そして、加水分解物における下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物に対して250質量ppm以下である。この値が250質量ppmを超えると、樹脂の色相が悪化し、導光板などの光学材料には不適となる。本特定構造の分析は、下記分析手法(1)によって分析される。
検出器:島津社製 SPD-10AVp
分析カラム:YMC-Pack ODS-AM12S03-L546WT
(粒子径3μm、細孔径12nm、内径4.6mm、長さ75mm)
移動相:(A)0.1%トリフルオロ酢酸水溶液、(B)高速液体クロマトグラフィー用メタノール(キシダ化学社製)
移動相流量:1.0mL/分
サンプル注入量:20μL
グラジエント条件:移動相(A)60%、移動相(B)40%から、25分で移動相(A)5%、移動相(B)95%に連続的に濃度を変更する。
カラム温度:40℃
検出器波長:280nm
上記分析手法によって分析中、特定構造由来のピークを検出した時点で分析液を分取する。その後、メタノールをエバポレータにより留去し、塩化メチレンを加え、該成分を抽出する。その後、塩化メチレン相を蒸発乾固させることで高純度の特定成分が得られる。得られた特定成分について1H-NMR、HH-COSY、HMQC、HMBC測定を実施し、構造を特定する。また、特定した構造が相違ないことをLC-MS分析によって確認できる。
カラムの劣化状況及び製造時期によっても多少の誤差は存在するが、本条件において、式(3)中のR1が炭素数11、a及びbが0で表される構造は22.35分、式(2)中のR1が炭素数11、a及びbが0で表される構造は22.06分に検出される。
本発明では、色相に優れた芳香族ポリカーボネート樹脂が提供される。芳香族ポリカーボネート樹脂の色相は、YI値(イエローインデックス値)が通常5以下であり、3以下であることが好ましい。また上限は限定されないが、通常-0.3以上である。
YI値は、芳香族ポリカーボネート樹脂の加水分解物中の上記式(2)で表される化合物の量を適度の値とすることで、低下させることができる。
白色校正板CM-A210を用いて測定を行い、L*が99.40±0.05、a*が0.03±0.01、b*が-0.43±0.01、YIが-0.58±0.01となることを確認する。ペレットの測定は、内径30mm、高さ50mmの円柱ガラス容器にペレットを40mm程度の深さまで詰めて測定を行う。ガラス容器からペレットを取り出してから再度測定を行う操作を2回繰り返し、計3回の測定値の平均値を用いる。YI値が小さいほど樹脂の黄色味が少なく、色調に優れることを意味する。
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂は、上記式(1)で表されるカーボネート構造単位を形成するために必要な、芳香族ジヒドロキシ化合物を少なくとも1種類及び任意で選択されるその他のジヒドロキシ化合物を含むジヒドロキシ化合物と、カーボネート形成性化合物とを重縮合することによって得られる。
式(1)で表されるカーボネート構造単位を形成するために用いられる芳香族ジヒドロキシ化合物は、式(3)で表される化合物が主成分であり、式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量は少量である。具体的には式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が250質量ppm以下であることが好ましく、より好ましくは100質量ppm以下であり、更に好ましくは60質量ppm以下である。一方下限値は通常0質量ppmより大きいが、1質量ppm以上であることが好ましく、3質量ppm以上であることがより好ましい。
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)オクタン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)デカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)トリデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)トリデカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)トリデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)テトラデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)テトラデカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)テトラデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)オクタデカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)オクタデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ノナデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)ノナタデカン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)ノナデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)イコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)イコサン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)イコサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)ドコサン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)ドコサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)トリコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)トリコサン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)トリコサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)テトラコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシフェニル)テトラコサン、
1-(2-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヒドロキシフェニル)テトラコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)オクタン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)オクタン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ノナン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)デカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ウンデカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ドデカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)トリデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)トリデカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)トリデカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)テトラデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)テトラデカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)テトラデカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ペンタデカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ヘキサデカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ヘプタデカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)オクタデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)オクタデカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)オクタデカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ノナデカン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ノナタデカン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ノナデカン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)イコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)イコサン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)イコサン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ヘンイコサン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ヘンイコサン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ドコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ドコサン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ドコサン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)トリコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)トリコサン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)トリコサン、
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)テトラコサン、
1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)テトラコサン、
1-(2-ヒドロキシ-3-メチル-フェニル)-1-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)テトラコサン、
1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)トリデカン、
1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)テトラデカン、
1,1-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(3-プロピル-4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(3-プロピル-4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(3-プロピル-4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(3-プロピル-4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(3-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(3-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(3-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(3-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(3-ノニル-4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(3-ノニル-4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(3-ノニル-4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(3-ノニル-4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ウンデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)トリデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)テトラデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタデカン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ノナデカン、
が特に好ましい。
2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(3-メトキシ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-(3-メトキシ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1-ビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、
1,3-ビス[2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、
4,4-ジヒドロキシジフェニルメタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)(4-プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4-ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-ナフチルエタン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ノナン、
等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3-ジメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,4-ジメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,5-ジメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-プロピル-5-メチルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-tert-ブチル-シクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-tert-ブチル-シクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-フェニルシクロヘキサン、
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;
9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレン等のカルド構造含有ビスフェノール類;
4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルフィド等のジヒドロキシジアリールスルフィド類;4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルホキシド等のジヒドロキシジアリールスルホキシド類;
4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシジアリールスルホン類;
等が挙げられる。
また、上述のその他のジヒドロキシ化合物としては目的に応じて下記脂肪族ジヒドロキシ化合物を用いてもよい。このような脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、具体的には以下のものが挙げられる。
シクロペンタン-1,2-ジオール、シクロヘキサン-1,2-ジオール、シクロヘキサン-1,4-ジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、4-(2-ヒドロキシエチル)シクロヘキサノール、2,2,4,4-テトラメチル-シクロブタン-1,3-ジオール等のシクロアルカンジオール類;
エチレングリコール、2,2’-オキシジエタノール(即ち、ジエチレングリコール)、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、スピログリコール等のグリコール類;
1,2-エポキシエタン(即ち、エチレンオキシド)、1,2-エポキシプロパン(即ち、プロピレンオキシド)、1,2-エポキシシクロペンタン、1,2-エポキシシクロヘキサン、1,4-エポキシシクロヘキサン、1-メチル-1,2-エポキシシクロヘキサン、2,3-エポキシノルボルナン、1,3-エポキシプロパン等の環状エーテル類;
イソソルビド、イソマンニド、イソイデット等の酸素含有複素環ジヒドロキシ化合物類等が挙げられる。
また、カーボネート形成性化合物の例を挙げると、カルボニルハライド、カーボネートエステル等が使用される。なお、カーボネート形成性化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
カーボネートエステルとしては、具体的には例えば、下記式(6)で表される化合物であればよく、アリールカーボネート類、ジアルキルカーボネート類やジヒドロキシ化合物のビスカーボネート体、ジヒドロキシ化合物のモノカーボネート体、環状カーボネート等のジヒドロキシ化合物のカーボネート体等が挙げられる。
まず、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。界面重合法では、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、原料の芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成性化合物(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させるようにしてもよく、芳香族ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
反応に不活性な有機溶媒としては、特に限定されないが、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等;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;などが挙げられる。なお、有機溶媒は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
なお、反応温度は、特に限定されないが、通常0~40℃であり、反応時間は、特に限定されないが、通常は数分(例えば、10分)~数時間(例えば、6時間)である。
次に、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。溶融エステル交換法では、例えば、カーボネートエステルと原料の芳香族ジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
原料の芳香族ジヒドロキシ化合物、及びカーボネートエステルは、上述の通りである。
原料の芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネートエステルとの比率は所望の芳香族ポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であるが、これらカーボネートエステルは、芳香族ジヒドロキシ化合物と重合させる際に、原料の芳香族ジヒドロキシ化合物に対して過剰に用いることが好ましい。すなわち、カーボネートエステルは、芳香族ジヒドロキシ化合物に対して、1.01~1.30倍量(モル比)であることが好ましく、1.02~1.20倍量(モル比)であることがより好ましい。モル比が小さすぎると、得られる芳香族ポリカーボネート樹脂の末端OH基が多くなり、樹脂の熱安定性が悪化する傾向となる。また、モル比が大きすぎると、エステル交換の反応速度が低下し、所望の分子量を有する芳香族ポリカーボネート樹脂の生産が困難となったり、樹脂中のカーボネートエステルの残存量が多くなり、成形加工時や成形品としたときの臭気の原因となる場合がある。
ここで、本発明の芳香族ポリカーボネートは、アルカリ触媒存在下では、顕著に熱履歴や酸化の影響を受け、色相の悪化に繋がる。そのため、反応温度は320℃以下、過度の減圧により、機器からの酸素の漏れ込みを防ぐため、0.05mmHg程度までを下限とした減圧条件を選択することが好ましい。
反応形式は、バッチ式、連続式の何れの方法でも行うことができる。バッチ式で行う場合、反応基質、反応溶媒、触媒、添加剤等を混合する順番は、所望の芳香族ポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であり、適切な順番を任意に設定すればよい。ただし中でも、芳香族ポリカーボネート樹脂の安定性等を考慮すると、溶融重縮合反応は連続式で行うことが好ましい。
なお、樹脂添加剤は1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
(芳香族ジヒドロキシ化合物の合成例)
1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンの合成
フェノール(102.1重量部)を40℃に加温し融解させた後、パラトルエンスルホン酸(8.25重量部)及び純水(7.03重量部)を加えた。そこへ、ドデカナール(40.0重量部)を4時間かけて滴下した。滴下後、40℃で2時間熟成した後、25%水酸化ナトリウム水溶液で反応を停止させた。トルエン及び純水を加え、無機塩を除去した後、反応混合物からフェノールを減圧留去した。溶媒を留去した後、トルエンおよびヘプタンから晶析させることで、白色粉末として31.9重量部の目的化合物を得た。下記条件にて測定したところ、純度は99.4%であった。
サンプル0.01質量部を1質量部のアセトニトリルに溶解させた。得られた溶液をHPLC分析装置(島津製作所製LC-2010)にて分析した。条件は以下の通りである。
カラム:inertsilODS3V(ジーエルサイエンス社製)
溶出溶媒:アセトニトリル/0.1質量%酢酸アンモニウム溶液
検出器:UV(254nm)
溶融したジフェニルカーボネートにビスフェノールA及び1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンを溶解し、窒素雰囲気下、140℃で9.5時間混合した。この時、混合溶融液中の組成はジフェニルカーボネートが45.5重量%、ビスフェノールAが32.7重量%、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンが21.8重量%であった。アルカリ触媒として、0.04重量%炭酸セシウム水溶液を0.3重量%添加し、第1重合槽(撹拌翼を備えた槽型反応器)に連続的に投入した。
第1重合槽の平均滞留時間が50分となるように連続的に第2重合槽(撹拌翼を備えた槽型反応器)に移送した。次いで、第2重合槽の平均滞留時間が40分となるように連続的に第3重合槽(撹拌翼を備えた槽型反応器)に移送した。第3重合槽の平均滞留時間が50分となるように連続的に第4重合槽(メガネ翼を備えた横型反応器)に移送した。第4重合槽の平均滞留時間が115分となるように連続的に抜き出し、重合槽から配管で接続された押出機(JSW製 TEX30α;直径32mm、L/D=42、2軸同方向回転型)に溶融状態のまま導入した。
押出機でアルカリ触媒を失活させるため、パラトルエンスルホン酸ブチルを炭酸セシウムに対して11.2当量及び酸化防止剤としてIRGANOX 1010を芳香族ポリカーボネート樹脂に対して1000質量ppm添加、混合し、目的の芳香族ポリカーボネート樹脂を得た。尚、各重合槽の反応温度及び反応圧力は表-1に示した通りである。
得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を表-1に示す。
実施例1と同様に芳香族ポリカーボネート樹脂を製造したが、第3重合槽から第4重合槽に溶融反応物を払い出すためのギアポンプについて、軸シール部のグランドパッキンを、グランド抑えを1/4回転させ増し締めした。
得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を表-1に示す。
第3重合槽、第4重合槽の温度を240℃とした以外は実施例2と同様に芳香族ポリカーボネート樹脂を製造した。
得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を表-1に示す。
ジフェニルカーボネートを45.7重量%、ビスフェノールAを32.6重量%、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンが21.7重量%とし、窒素雰囲気下、140℃での溶融混合時間を15時間とした以外は実施例3と同様に芳香族ポリカーボネート樹脂を製造した。
得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を表-1に示す。
溶融したジフェニルカーボネートにビスフェノールA及び1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンを溶解し、窒素雰囲気下、140℃で10時間混合した。この時、混合溶融液中の組成はジフェニルカーボネートが45.4重量%、ビスフェノールAが32.8重量%、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンが21.8重量%であった。アルカリ触媒として、0.04重量%炭酸セシウム水溶液を0.3重量%添加し、第1重合槽に連続的に投入した。
第1重合槽の平均滞留時間が60分となるように連続的に第2重合槽に移送した。次いで、第2重合槽の平均滞留時間が50分となるように連続的に第3重合槽に移送した。第3重合槽の平均滞留時間が55分となるように連続的に第4重合槽に移送した。尚、第3重合槽から第4重合槽への払い出しギアポンプの状態は実施例1と同様である。第4重合槽の平均滞留時間が125分となるように連続的に抜き出し、重合槽から配管で接続された押出機に溶融状態のまま導入した。
押出機でアルカリ触媒を失活させるため、パラトルエンスルホン酸ブチルを炭酸セシウムに対して11.2当量及び酸化防止剤としてIRGANOX 1010を芳香族ポリカーボネート樹脂に対して1000質量ppmを添加、混合し、目的の芳香族ポリカーボネート樹脂を得た。各重合槽の反応温度及び反応圧力は表-1に示した通りである。
得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を表-1に示す。
溶融したジフェニルカーボネートにビスフェノールA及び1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンを溶解し、窒素雰囲気下、140℃で10時間混合した。この時、混合溶融液中の組成はジフェニルカーボネートが45.2重量%、ビスフェノールAが32.9重量%、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンが21.9重量%であった。アルカリ触媒として、0.04重量%炭酸セシウム水溶液を0.3重量%添加し、第1重合槽に連続的に投入した。
第1重合槽の平均滞留時間が70分となるように連続的に第2重合槽に移送した。次いで、第2重合槽の平均滞留時間が60分となるように連続的に第3重合槽に移送した。第3重合槽の平均滞留時間が70分となるように連続的に第4重合槽に移送した。尚、第3重合槽から第4重合槽への払い出しギアポンプの状態は実施例1と同様である。第4重合槽の平均滞留時間が140分となるように連続的に抜き出し、重合槽から配管で接続された押出機に溶融状態のまま導入した。
押出機でアルカリ触媒を失活させるため、パラトルエンスルホン酸ブチルを炭酸セシウムに対して11.2当量及び酸化防止剤としてIRGANOX 1010を芳香族ポリカーボネート樹脂に対して1000質量ppmを添加、混合し、目的の芳香族ポリカーボネート樹脂を得た。各重合槽の反応温度及び反応圧力は表-1に示した通りである。
得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を表-1に示す。
〇:一般的なビスフェノールAポリカーボネートを生産するに十分な気密レベル
◎:上記「○」よりもさらに気密性を強化したレベル
溶融したジフェニルカーボネートにビスフェノールAを溶解し、窒素雰囲気下、140℃で9時間混合した。この時、混合溶融液中の組成はジフェニルカーボネートが49.0重量%、ビスフェノールAが51.0重量%であった。アルカリ触媒として、0.04重量%炭酸セシウム水溶液を0.15重量%添加し、第1重合槽に連続的に投入した。
第1重合槽の平均滞留時間が55分となるように連続的に第2重合槽に移送した。次いで、第2重合槽の平均滞留時間が50分となるように連続的に第3重合槽に移送した。第3重合槽の平均滞留時間が50分となるように連続的に第4重合槽に移送した。尚、第3重合槽から第4重合槽への払い出しギアポンプの状態は実施例1と同様である。第4重合槽の平均滞留時間が110分となるように連続的に抜き出し、重合槽から配管で接続された押出機に溶融状態のまま導入した。
押出機でアルカリ触媒を失活させるため、パラトルエンスルホン酸ブチルを炭酸セシウムに対して11.2当量添加、混合し、目的の芳香族ポリカーボネート樹脂を得た。各重合槽の反応温度及び反応圧力は表-2に示した通りである。
得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を表-2に示す。
参考例1と同様に芳香族ポリカーボネート樹脂を製造したが、第3重合槽から第4重合槽に溶融反応物を払い出すためのギアポンプについて、軸シール部のグランドパッキンを、グランド抑えを1/4回転させ増し締めした。
得られた芳香族ポリカーボネート樹脂の物性を表-2に示す。
すなわち、別の形態として、式(1)で表される構造単位を含む芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法であって、該芳香族ポリカーボネート樹脂を加水分解して得られる加水分解物が式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、を含み、該加水分解物における式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量に対して250質量ppm以下となるように芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成性化合物とを重合するステップを含む、芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法である。
ジフェニルカーボネートを5.67kg、ビスフェノールAを4.02kg及び1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンを2.68kg混合し、さらに触媒として炭酸セシウム2重量%水溶液を、炭酸セシウムが全ジヒドロキシ化合物1mol当たり0.75μmolとなるように添加して原料混合物を調整した。次に該混合物を、攪拌機、熱媒ジャケット、真空ポンプ、還流冷却器を具備した内容量200Lの第1反応器に投入した。この時、使用した1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカン中の式(2)で表される化合物は3質量ppmであった。
続いて、第1反応器内の圧力を13.3kPaに保持し、フェノールをさらに留去させながら、80分間、エステル交換反応を行った。系内を窒素で絶対圧で101.3kPaに復圧の上、ゲージ圧で0.2MPaまで昇圧し、予め200℃以上に加熱した移送配管を経由して、第1反応器内のオリゴマーを第2反応器に圧送した。尚、第2反応器は内容量200Lであり、攪拌機、熱媒ジャケット、真空ポンプ並びに還流冷却管を具備しており、内圧は大気圧、内温は240℃に制御していた。
実施例6と同様に芳香族ポリカーボネートを製造したが、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカン中の式(2)で表される化合物は55質量ppmであった。第2反応器での反応時間は155分であった。得られたポリカーボネート樹脂の物性を表-3に示す。
ジフェニルカーボネートを5.67kg、ビスフェノールAを4.02kg及び1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカンを2.68kg混合し、さらに触媒として炭酸セシウム2重量%水溶液を、炭酸セシウムが全ジヒドロキシ化合物1mol当たり0.75μmolとなるように添加して原料混合物を調整した。次に該混合物を、攪拌機、熱媒ジャケット、真空ポンプ、還流冷却器を具備した内容量200Lの第1反応器に投入した。この時、使用した1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ドデカン中の下記式(2)で表される化合物は1質量ppm未満であった。
Claims (13)
- 芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成性化合物とに由来する下記式(1)で表される構造単位を含む芳香族ポリカーボネート樹脂であって、
該芳香族ポリカーボネート樹脂を加水分解して得られる加水分解物が下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、を含み、
該加水分解物における下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量に対して250質量ppm以下であることを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂。
- 前記芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が9000以上である、請求項1に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂。
- 前記加水分解物における前記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、前記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量に対して1質量ppm以上である、請求項1又は2に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂。
- 前記式(1)乃至(3)中、R1は炭素数が6~24のアルキル基を示す、請求項1~3のいずれか1項に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法であって、前記芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成性化合物とをアルカリ触媒存在下で重合させる重合ステップ、を含む、製造方法。
- 前記重合ステップはエステル交換法により行われる、請求項5に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法。
- 前記重合ステップにおいて、エステル交換反応後、得られた芳香族ポリカーボネート樹脂を実質的に固化することなくエステル交換触媒を失活させる、請求項6に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法。
- 前記重合ステップにおいて、エステル交換触媒に対して3当量以上、50当量以下、失活剤を添加する、請求項7に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法。
- 前記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、1質量ppm以上である、請求項9に記載の芳香族ジヒドロキシ化合物。
- 前記式(2)乃至(3)中、R1は炭素数が6~24のアルキル基を示す、請求項9又は10に記載の芳香族ジヒドロキシ化合物。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂を含有する芳香族ポリカーボネート樹脂組成物であって、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンに由来するカーボネート構造単位からなる芳香族ポリカーボネート樹脂を含有することを特徴とする芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- 下記式(1)で表される構造単位を含む芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法であって、該芳香族ポリカーボネート樹脂を加水分解して得られる加水分解物が下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物と、を含み、該加水分解物における下記式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量が、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物の含有量に対して250質量ppm以下となるように芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート形成性化合物とを重合するステップを含む、芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法。
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