WO2023208897A1 - Polyester carbonate blend and its production via a polyester carbonate prepolymer - Google Patents

Polyester carbonate blend and its production via a polyester carbonate prepolymer Download PDF

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WO2023208897A1
WO2023208897A1 PCT/EP2023/060755 EP2023060755W WO2023208897A1 WO 2023208897 A1 WO2023208897 A1 WO 2023208897A1 EP 2023060755 W EP2023060755 W EP 2023060755W WO 2023208897 A1 WO2023208897 A1 WO 2023208897A1
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WO
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polyestercarbonate
formula
blend
polycarbonate
prepolymer
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/060755
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Inventor
Alexander Meyer
Ulrich Liesenfelder
Lukas Fabian SCHULZ
Paul Buijsen
Original Assignee
Covestro Deutschland Ag
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/64Polyesters containing both carboxylic ester groups and carbonate groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/18Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/19Hydroxy compounds containing aromatic rings
    • C08G63/191Hydroquinones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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
    • C08G64/42Chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a polyestercarbonate prepolymer, a polyestercarbonate prepolymer, a process for producing a polyestercarbonate blend using the polyestercarbonate prepolymer, a polyestercarbonate blend and a use of the polyestercarbonate prepolymer.
  • Polyester carbonates which contain ester blocks of iso- and/or terephthalic acid and resorcinol, have good weather resistance. These materials are particularly interesting because they do not require painting to protect them from harmful weather conditions and especially from UV light.
  • the ester structures made from resorcinol and iso- and/or terephthalic acid can undergo so-called photo-Fries rearrangements when they come into contact with UV light. This creates, among other things, hydroxybenzophenone structures that are built into the polymer chain. Hydroxybenzophenones are known to have UV absorption properties. This explains the good weather resistance. This situation is described, for example, in US20030050400 Al.
  • UV absorbers on the other hand, is far less effective because most of the UV absorber accumulates in the mass of the molded part.
  • UV-sensitive materials such as polycarbonate with layers of lacquer that have high concentrations of UV absorbers.
  • painting is an additional step that incurs costs and is not always the preferred solution for sustainability reasons. Particularly in the area of automotive exterior applications, it is advantageous if materials are intrinsically weather-stable and complex painting is not necessary.
  • the polyester carbonates described are produced using a phase interface process.
  • aromatic diols and OH-terminated ester blocks are condensed using phosgene.
  • the OH-terminated ester blocks can also be prepared by condensation with phosgene starting from aromatic diacids and aromatic diols in solution.
  • Such a process for producing the oligoesters and the corresponding polyester carbonates is described in WO0026275 Al.
  • the preferred polymers described in this document are polyester carbonates made from bisphenol A containing ester blocks made from resorcinol and terephthal/isophthalic acid.
  • the ester blocks are produced in a dichloromethane/water mixture using aqueous NaOH solution starting from the Acid chlorides of aromatic diacid and resorcinol.
  • the polyester solution containing hydroxy-terminated ester blocks is transferred to a phosgenation reactor.
  • alkaline bisphenol A solution is introduced and the reactants are reacted with phosgene.
  • the polyester carbonates described are obtained by means of solid-state polymerization.
  • the process described is relatively complex because a step must always be carried out in which the polycarbonate used is at least partially crystallized.
  • the document shows that in particular the use of activated carbonate sources (such as methyl salicylate-capped polycarbonate) achieves sufficient molecular weights of the polyester carbonate and that randomization of the groups can be at least partially suppressed.
  • activated carbonate sources such as methyl salicylate-capped polycarbonate
  • This document only uses OH-terminated oligoester blocks (i.e. the terminal groups of the oligoester are usually resorcinol). This results in the same connections between the oligoester and the polycarbonate as described above for the phase interface process (see also Figure 2).
  • melt transesterification processes based on the melt transesterification process known for polycarbonate are known and have the advantage that starting materials that are difficult to handle, such as phosgene, can be dispensed with. They also have the great advantage that no solvents are necessary. Therefore, it would be industrially advantageous to produce polyester carbonates using the melt transesterification process.
  • this process also involves challenges.
  • the highly reactive acid chlorides are difficult to replace with other input materials.
  • Transesterification processes often have long residence times in corresponding reactors. Due to the high temperatures, by-products often arise, which have a negative impact on product quality. Since melt transesterification processes usually do not require complex processing steps, impurities as well as catalyst residues remain in the product. These can worsen the product quality.
  • polycarbonates that are produced in the melt transesterification process have significantly higher contents of hydroxy-terminated end groups (content of phenolic OH groups) in comparison with corresponding products from the phase interface process.
  • phenolic OH groups can be damaged by oxidative processes, which deteriorates product quality.
  • the optical properties in particular suffer. It is However, it is important to maintain good optical properties, especially for a product that is supposed to be characterized by high intrinsic weather stability. It is therefore advantageous if the content of phenolic OH end groups in the resulting polymer is low.
  • the polyester carbonates mentioned since the prior art relates exclusively to the production of the polyester carbonates by means of a phase interface reaction.
  • oligoester blocks from aromatic diacids such as isophthalic acid and/or terephthalic acid and aromatic diols such as resorcinol is known. This is described, for example, in the not yet disclosed application EP21179513.3.
  • aromatic diacids and the aromatic diols are reacted using DPC. Using this process it is possible to produce oligoesters with different end groups, for example OH end groups or phenyl ester or phenyl carbonate end groups.
  • WO2005021616 Al describes the production of hydroxy-terminated oligoester blocks in the melt.
  • a content of OH end groups in the oligoesters can be achieved, which is comparable to oligoesters that can be achieved in a process with a solvent.
  • Different catalysts and the influence of driving style e.g. different temperatures and vacuum
  • the oligoesters are then condensed into a polyester carbonate using a phase interface process. Therefore, this document cannot contain any teaching as to how the ester structures formed from isophthalic acid and/or terephthalic acid and resorcinol are retained in the production of a polyester carbonate by means of melt transesterification.
  • oligoesters are described using the melt transesterification process, which are characterized in that they have a high proportion of carboxyl end groups. These carboxyl end groups are then used to incorporate the oligoesters into paint systems. Accordingly, the use of oligoesters in a melt transesterification process is not described here.
  • US20030050400 Al describes the production of oligomers from aromatic diacids and resorcinol.
  • the US20030050400 Al is based on the task of providing OH-terminated building blocks, which can then be converted into polyester carbonates using phase interface processes. Similar to WO2005021616 Al, only the phase interface process is reported here and conclusions about the preservation of the desired ester structures in a melt process are therefore not possible.
  • the present invention was based on the object of overcoming at least one disadvantage of the prior art.
  • the present invention was based on the object of providing a polyester carbonate blend comprising ester blocks based on isophthalic acid and/or terephthalic acid and an aromatic diol, preferably resorcinol, which are accessible by a melt transesterification process.
  • the corresponding polyester carbonate blends should contain the highest possible concentrations of ester structures made from aromatic acid and aromatic diol (not bisphenol). It was therefore an aspect of this invention that the resulting polyester carbonate blends have good intrinsic weather resistance.
  • polyester carbonate blends should preferably also have good processability. Very particularly preferably, the blends should at the same time have the lowest possible phenolic OH end group content.
  • the polyester carbonate blends should therefore preferably be weather-stable and/or essentially yellowing-stable and/or essentially not prone to polymer degradation, for example through oxidative degradation.
  • polyester carbonate blends are used in the production of the polyester carbonate blend.
  • a process for producing polyester carbonate blends should be provided which is as simple as possible, that is to say, for example, comprising as few and/or inexpensive and/or energy-intensive steps as possible. At least one, preferably all, of the above-mentioned tasks have been solved by the present invention.
  • a polyester carbonate blend with a high proportion on ester structures from aromatic diol and aromatic acid can be obtained.
  • the process according to the invention using the special polyester carbonate prepolymers results in a polyester carbonate blend being obtained in which a high proportion of the isophthalic acid and/or terephthalic acid groups are directly linked to the aromatic diol such as resorcinol.
  • ester linkages from aromatic bisphenol such as bisphenol A and aromatic diacid are also included.
  • the first process step in which the oligoester is converted in a large excess to the oligo- and/or polycarbonate, appears to lead to a polyestercarbonate prepolymer in which the few carbonate units are bound to the oligoester, to lead to good compatibility with the polycarbonate to be used in the second process step.
  • This homogeneous mixture has both good optical and mechanical properties.
  • a large part of the isophthalic acid and/or terephthalic acid ester to the aromatic diol, which differs from bisphenol A remains, so that the resulting blend is also intrinsically weather-stable.
  • the polyester carbonate blend can be produced in a solvent-free process.
  • the use of substances that are difficult to handle, such as phosgene, can be dispensed with.
  • the method according to the invention only has a few steps (in particular no complex step of crystallization, for example of the polycarbonate). Additionally, these steps do not require the presence of a solvent (such as crystallization).
  • the polyester carbonate blend is therefore accessible using a simple and ecologically and/or economically advantageous process.
  • the method according to the invention is also capable of scale-up. This preferably means that the method according to the invention also can be carried out on an industrial scale. This shows in particular that the method according to the invention can be controlled and thus the scale can be increased predictably.
  • a prepolymer and/or a blend can be provided without the use of an activated carbonate source (such as an oligocarbonate or a polycarbonate with 2-methoxycarbonylphenoxy end groups, see also DE60212172T2).
  • activated carbonate sources are usually more expensive than classic “unactivated” groups (e.g. an oligocarbonate or a polycarbonate with phenoxy end groups) and, above all, have to be produced separately in an additional step.
  • step (c) reacting 65 to 95% by weight of the oligoester from step (a) with 35 to 5% by weight of the oligocarbonate and / or polycarbonate from step (b), the% by weight being the sum of Weight of oligoester from step (a) and of oligocarbonate and / or polycarbonate from step (b), by means of condensation reaction in the melt to obtain a polyestercarbonate prepolymer.
  • oligoester from process step (a) is known in the prior art.
  • a corresponding process is disclosed in WO2005/021616 A1 for producing, in particular, OH-terminated oligoesters (see, for example, Example 1 of WO2005/021616A1).
  • a process for producing an oligoester is described in the not yet disclosed application EP21179513.3. It is preferred that the oligoester of step (a) is prepared in the absence of a solvent. This means that no further purification steps are necessary to implement the oligoester in step (c) according to the invention.
  • the oligoester of step (a) is particularly preferably prepared by a process in which
  • At least isophthalic acid and / or terephthalic acid are mixed with a diol of the formula (3) and at least one diaryl carbonate of the formula (4), whereby in which Ri represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, preferably hydrogen and where in which R2 each independently represents hydrogen or -COOCH3, preferably hydrogen,
  • this mixture from step [I] is heated in the presence of at least one catalyst and
  • the workup of the oligoester - if necessary and/or desired - can be carried out in a manner known to those skilled in the art, for example by precipitation. However, it is preferred that no solvents are used during the workup.
  • R 1 for example in formula (I), formula (3), formula (300), formula (la) and/or formula (7), is chosen from the position in such a way that the photo- Frieze rearrangements are possible. For example, not all ortho positions may be blocked by R 1 .
  • the possible substitution pattern is obvious to the person skilled in the art based on his or her specialist knowledge.
  • an “aromatic diol” is sometimes spoken of. This term is used in particular to distinguish it from a “bisphenol” (it is also often pointed out that an aromatic diol does not mean a bisphenol). It is known to those skilled in the art that a bisphenol in the broadest sense is also an aromatic diol. However, in the context of the present invention, he can make a corresponding distinction based on his Expertise (particularly when it comes to which structures have intrinsic UV activity and which do not).
  • An aromatic diol is preferably understood to mean a structure of the formula (3).
  • An aromatic diol is particularly preferably understood to mean resorcinol or a compound derived from resorcinol.
  • a “bisphenol” in the sense of the present invention is preferably a compound which is represented by formula (III) (see also “Y” in formula (II), where in formula (III) an OH group is present on each (
  • the structure of formula (III) is therefore a bisphenol structure, which was created by the reaction of the OH groups; this connection is known to the person skilled in the art).
  • a particularly preferred bisphenol is bisphenol A.
  • the process described can have a further step in which the oligoester is reacted with a diacid diphenyl ester, preferably isophthalic acid diphenyl ester and/or terephthalic acid diphenyl ester.
  • a diacid diphenyl ester preferably isophthalic acid diphenyl ester and/or terephthalic acid diphenyl ester.
  • the oligoester of process step (a) can be OH-terminated, phenyl ester-terminated, acid-terminated or phenylcarbonate-terminated, or contain mixtures of the end groups mentioned.
  • the oligoester is preferably OH-, phenylester-, phenylcarbonate-terminated or any mixture of the aforementioned terminations is present.
  • the person skilled in the art can adapt the process according to the invention to the end group(s) contained.
  • the termination can be influenced by the composition/ratio of the monomers used, the reaction temperature, the catalyst used, the application and also the strength of vacuum. This can also influence the viscosity and the resulting glass transition temperature of the oligoester.
  • the oligoester of process step (a) according to the invention at least partially has no OH terminations.
  • the resulting polyestercarbonate prepolymer or the resulting polyestercarbonate blend thus preferably has essentially no, particularly preferably no, links from, for example, resorcinol to, for example, BPA via a carbonate bridge.
  • the polyestercarbonate prepolymer according to the invention and/or the polyestercarbonate blend according to the invention have essentially no, particularly preferably no, structures of the formula (300), where in the structure of the formula (300) Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, preferably represents the meanings given for Ri of the formula (la), Y independently represents a structure of the formulas (III), (IV), (V) or (VI), preferably stands for the meanings given for formula (II) and the “*” each indicate the positions with which the structure of the formula (300) is inserted into the Polymer chain of the polyester carbonate attaches/would attach.
  • the oligoester of process step (a) according to the invention has at least partially no OH terminations and that the polyestercarbonate prepolymer according to the invention is particularly preferably obtained via this process.
  • the resulting end group ratio in the oligoester can preferably be influenced by the molar ratio of isophthalic acid and/or terephthalic acid to the diol of the formula (3).
  • the molar ratio of isophthalic acid and/or terephthalic acid to the diol of the formula (3) is preferably 0.50 to 1.20, particularly preferably 0.70 to 1.15, very particularly preferably 0.75 to 1.12.
  • the diol of the formula (3) is preferably also referred to as “resorcinol or a compound derived from resorcinol”. This preferably means that if a substituent Ri is present, a compound derived from resorcinol is present which has the substituent Ri with the meanings given.
  • Both isophthalic acid and terephthalic acid are preferably used in process step (I). If both diacids are used, then it is additionally preferred that the molar ratio of isophthalic acid to terephthalic acid is 0.25-4.0 to 1, particularly preferably 0.4-2.5 to 1 and very particularly preferably 0.67-1 .5 to 1. It is also preferred that the diol of formula (3) is resorcinol. Likewise and preferably at the same time, it is preferred that the diaryl carbonate of the formula (4) is diphenyl carbonate.
  • a molar ratio of isophthalic acid and/or terephthalic acid to the diaryl carbonate of formula (4) of 1 to 2 - 2.5 is particularly preferred, more preferably 1.0 to 2.01 - 2.25 and most preferably 1.0 used at 2.05.
  • process step (II) the mixture from process step (I) is heated in the presence of at least one catalyst.
  • the individual components from process step (I) are preferably melted.
  • terephthalic acid in particular is among the not soluble under the given conditions, at least initially. However, this can change in the course of process step (II).
  • Carbon dioxide is generally released in process step (II). This procedure allows a quick reaction under low temperature stress.
  • Process step (II) is preferably carried out under a protective gas atmosphere, preferably under nitrogen and/or argon.
  • Step (II) preferably takes place in the absence of a solvent.
  • solvent is known to those skilled in the art in this context.
  • the term “solvent” is preferably understood to mean a compound that does not enter into a chemical reaction in any of the process steps (I), (II) and/or (III). Excluded are those compounds that are formed by the reaction (for example phenol when diphenyl carbonate is used as diaryl carbonate). Of course, it cannot be ruled out that the starting compounds contain traces of solvents. This case should preferably be included according to the invention. However, according to the invention, an active step of adding such a solvent is preferably avoided.
  • the heating in process step (II) is preferably carried out at temperatures of 180 ° C to 320 ° C, preferably 190 ° C to 310 ° C and particularly preferably from 230 ° C to 300 ° C. Under these temperature conditions it may be that the corresponding aryl alcohol of the diaryl carbonate, preferably phenol, is already distilled off.
  • Process step (II) is preferably carried out under normal pressure. Stirring is preferably carried out under normal pressure until the evolution of gas essentially stops.
  • the temperature can also be increased gradually - depending on the reactivity observed - to 200 ° C - 320 ° C, preferably 210 - 310 ° C, particularly preferably 215 - 300 ° C.
  • the reactivity can be estimated via gas evolution in a manner known to those skilled in the art. In principle, higher temperatures are also possible in this step, but side reactions can occur at higher temperatures (e.g. discoloration). Therefore, higher temperatures are less preferred.
  • the at least one catalyst is particularly preferably an organic base or a Lewis acidic transition metal compound.
  • the organic base is preferably alkylamines, imidazole (derivatives), guanidine bases such as triazabicyclodecene, DMAP and corresponding derivatives, l,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene (DBN) and diazabicycloundecene (DBU), am most preferred DMAP.
  • DBN diazabicycloundecene
  • DBU diazabicycloundecene
  • a mixture of at least one organic base such as alkylamines, imidazole (derivatives), guanidine bases such as triazabicyclodecene, DMAP and corresponding derivatives, DBN or DBU, is preferably used together with a phosphonium catalyst of the formula (VIII) (see below).
  • a mixture of 4-(dimethylamino)pyridine (DMAP) and tetrabutylphosphonium acetate is particularly preferably used as the catalyst in process step (II).
  • the catalyst is a Lewis acidic transition metal compound
  • alkoxides of metals from Group IVB or of tin or derivatives of metals, metal oxides or metal carboxylates from Group IVA of the periodic table are used.
  • the Lewis acidic transition metal compound is particularly preferably selected from the group consisting of titanium butoxide (Ti(OBu)4), titanium isopropoxide (Ti(OiPr)4), titanium phenoxide (TiOPhü), antimony trioxide, zirconium butoxide (Zr(OBu)4), dialkyltin dialkoxides, dibutyltin oxide , dibutyltin diester, tin phenoxide, monobutyltin oxide and any mixture of the aforementioned. Titanium butoxide is particularly preferred.
  • the at least one catalyst is preferably in amounts of 1 to 5000 ppm, preferably 5 to 1000 ppm and particularly preferably 20 to 500 ppm, based on the sum of the masses of isophthalic acid and / or terephthalic acid, the diol of formula (3) and the diaryl carbonate the formula (4) is used. If more than one catalyst is used in the reaction, these catalysts are preferably used in total in amounts of 1 to 5000 ppm, preferably 5 to 1000 ppm and particularly preferably 300 to 700 ppm.
  • process step (III) vacuum is applied to the mixture obtained from process step (II).
  • the corresponding aryl alcohol of the diaryl carbonate used preferably phenol
  • the equilibrium of the reaction is shifted towards oligoesters.
  • Aryl alcohol is the chemical compound split off by the condensation reaction.
  • condensation or “condensation reaction” is known to those skilled in the art. This is preferably understood to mean a reaction in which two molecules (of the same substance or different substances) combine to form a larger molecule, with one molecule of a chemically simple substance being split off. This compound split off during the condensation is removed in process step (III) using vacuum. Accordingly, it is preferred that the process according to the invention is characterized in that during process step (III), the volatile components which have a boiling point below the mixture of oligoestems formed in process step (II) are separated off, if necessary by gradually reducing the pressure. A stepwise separation is preferably chosen if different volatile components are separated off. A gradual separation is also preferably chosen in order to achieve the most complete separation possible of the volatile component(s).
  • the volatile components are the chemical compound or compounds split off during the condensation, preferably phenol.
  • the condensation product is separated off in process step (III) preferably at temperatures of 200 ° C to 280 ° C, particularly preferably 210 ° C to 270 ° C and particularly preferably 220 ° C to 265 ° C.
  • the vacuum during separation is preferably 500 mbar to 0.01 mbar.
  • the vacuum in the last stage is very particularly preferably 10 mbar to 0.01 mbar.
  • the oligoester obtained in this way can, if necessary, be used in process step (a) after further purification. It is preferred that the oligoester of step (a) has a number-average molecular weight Mn of 500 g/mol to 8000 g/mol, preferably 600 g/mol to 5000 g/mol and particularly preferably 700 g/mol to 3000 g/mol having. Unless otherwise stated, this M n and/or all other molecular weights of the invention are preferably determined via gel permeation chromatography in dichloromethane with a bisphenol A polycarbonate as a standard.
  • the molecular weights according to the invention Mw (weight average) and Mn (number average) of the oligesters, oligocarbonates, polycarbonates or polyester carbonates used were - unless otherwise stated - using size exclusion chromatography (gel permeation chromatography GPC; based on DIN 55672-1:2007-08 using a BPA Polycarbonate calibration).
  • the calibration was carried out with linear polycarbonates of known molecular weight distribution (e.g. from PSS Polymer Standards Service GmbH, Germany).
  • the column combination consisted of cross-linked styrene-divinylbenzene resins.
  • the GPC can comprise one or more commercially available GPC columns for size exclusion chromatography connected in series, which are selected so that an adequate separation of the molar masses of polymers, in particular of aromatic polycarbonates with weight-average molar masses M w of 2,000 to 100,000 g/mol, is possible .
  • the analytical columns have a diameter of 7.5 mm and a length of 300 mm.
  • the particle sizes of the column material are in the range from 3 pm to 20 pm.
  • the oligoester prefferably has a number average molecular mass in the range from 1000 g/mol to 16000 g/mol, particularly preferably 1200 g/mol to 10000 g/mol and very particularly preferably 2000 g/mol to 8000 g/mol having.
  • the M n is preferably measured via GPC with polystyrene calibration in THF.
  • the calibration is preferably carried out with polystyrenes in a molecular weight range of 500 to 7,000,000 g/mol.
  • the GPC is preferably carried out in tetrahydrofuran (preferably THF stabilized with 0.007-0.015% by weight of butylhydroxytoluene), which has been modified with 0.8% acetic acid.
  • the flow rate is preferably 1 mL/min at 40 °C.
  • the oligoester of step (a) preferably has as end groups at least one type of end group, which is selected from the group consisting of -OH end groups (e.g.
  • terminal resorcinol from terminal resorcinol
  • -COOH end groups isophthalic acid / terephthalic acid - Ester-phenol end groups or resorcinol carbonate-phenol end groups.
  • end groups can also be present in any mixtures. They can also be present in any quantities or ratios to one another.
  • an oligocarbonate and/or a polycarbonate is provided.
  • the term “oligo” carbonate or “oligo” ester is used in particular to distinguish it from the term “poly” carbonate.
  • the definition of “oligo” and “poly” is known to those skilled in the art. In particular, this means that, for example, a polycarbonate has a higher number of repeating units and therefore a higher molecular weight than an oligocarbonate.
  • the term “oligo”mer is preferably used when the substance concerned does not have sufficient mechanics on its own. However, a corresponding “polymer” does. According to the invention, a sharp separation of the two terms does not seem to be decisive.
  • the oligocarbonate of step (b) has a relative solution viscosity of 1.08 to 1.22, preferably 1.11 to 1.22, particularly preferably 1.13 to 1.20. It is also preferred that the polycarbonate of step (b), but also of step (iii) of the process according to the invention for producing a polyestercarbonate blend, has a weight-average molecular weight Mw of 24,000 g/mol to 40,000 g/mol, particularly preferably of 24,500 g /mol to 34,000 g/mol, very particularly preferably from 25,000 g/mol to 32,000 g/mol determined by gel permeation chromatography, calibrated against bisphenol A polycarbonate standards using dichloromethane as eluent.
  • the polycarbonate of step (b) and/or step (iii) has a relative solution viscosity of greater than 1.20 to 1.36, particularly preferably greater than 1.22 to 1.35 and most preferably greater than 1 .27 to 1.34.
  • the relative solution viscosity (r
  • Ubbelohde viscometer The person skilled in the art is familiar with the determination of the relative solution viscosity using a Ubbelohde viscometer. According to the invention, this is preferred according to DIN 51562-3; Carried out 1985-05.
  • the throughput times of the polyester carbonate to be measured are measured using the Ubbelohde viscometer in order to then determine the difference in viscosity between the polymer solution and its solvent.
  • the Ubbelohde viscometer is first calibrated by measuring the pure solvents dichloromethane, trichlorethylene and tetrachlorethylene (always at least 3 measurements and a maximum of 9 measurements). The actual calibration then takes place with the solvent dichloromethane. The polymer sample is then weighed, dissolved in dichloromethane and the flow time for this solution is then determined three times. The average of the flow times is corrected using the Hagenbach correction and the relative solution viscosity is calculated.
  • the oligocarbonate has a phenolic OH group content of 250 ppm to 2500 ppm, preferably 500 to 2400 ppm, and particularly preferably 1000 to 2300 ppm.
  • the determination of the phenolic OH group content is described below in relation to the polyester carbonate blend.
  • the oligocarbonate and/or polycarbonate used in process step (b) do not have any end groups of the formula (301). where in formula (301) the “*” stands for the connection of the structure of formula (301) to the oligocarbonate and/or polycarbonate. This means that no activated carbonate source is preferably used. According to the invention, this is preferably not necessary since the reaction in process step (c) proceeds well under the defined conditions.
  • step (c) the oligoester from step (a) is reacted with the oligocarbonate and/or the polycarbonate, the oligoester always being used in excess of the oligocarbonate and/or polycarbonate.
  • 65 to 95% by weight of the oligoester from step (a) is reacted with 35 to 5% by weight of the oligocarbonate and/or polycarbonate from step (b).
  • step (c) a condensation reaction takes place.
  • condensation reaction has already been defined above. The person skilled in the art knows how to influence such equilibrium reactions to produce the desired product.
  • step (c) is carried out at a pressure that is reduced in relation to the ambient pressure. This allows the compound formed during condensation to be removed using a vacuum. Accordingly, it is preferred that the process according to the invention is characterized in that during process step (c) the volatile components which have a boiling point below the polyester carbonate prepolymer formed in process step (c) are separated off, if necessary with a gradual reduction of the pressure. A stepwise separation is preferably chosen if different volatile components are separated off.
  • a stepwise separation is also preferably chosen in order to ensure the most complete separation possible of the volatile component(s).
  • the volatile components are preferably the chemical compound or compounds split off during the condensation, preferably phenol.
  • the volatile components can also be the not yet fully reacted diol of the formula (3) and/or the not yet fully reacted diaryl carbonate of the formula (4) and/or low molecular weight oligomers (such as dimers or trimers) with correspondingly low boiling points.
  • the person skilled in the art also knows that appropriate temperatures may be necessary in process step (c) in order to obtain appropriate yields of polyester carbonate prepolymer.
  • oligoester used in process step (a) and/or the oligocarbonate and/or polycarbonate used in process step (b) are amorphous.
  • a polyestercarbonate prepolymer is provided, which is obtained by the process according to the invention for producing a polyestercarbonate prepolymer in preferably all of the embodiments described above, in particular also in a combination of preferences. Also provided is a polyester carbonate prepolymer comprising
  • R6 and R7 each independently represent hydrogen, Ci-Cis-alkyl, Ci-Cis-alkoxy, halogen or optionally substituted aryl or aralkyl, and
  • Cio-cycloalkylidene or for C - to Ci2-arylene which may optionally be fused with aromatic rings containing further heteroatoms,
  • R 3 each represents Ci-C4-alkyl, aralkyl or aryl, preferably methyl or phenyl, very particularly preferably methyl
  • the “*” each indicate the positions with which the formulas (III), (IV), (V) or (VI) attach to the carbonate group in formula (II)
  • m indicates the average number of repeating units and each indicates the positions with which the carbonate groups are incorporated into the polyester carbonate blend are, wherein at least some of the ester groups (A) are directly linked to one another with at least some of the carbonate groups (B) via the formula (VII), where
  • polyestercarbonate prepolymer contains more mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (la), than mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (VII), have.
  • This polyestercarbonate prepolymer is preferably obtained by the process according to the invention for producing a polyestercarbonate prepolymer in preferably all of the configurations described above, in particular also in a combination of preferences.
  • the polyestercarbonate prepolymer according to the invention has a higher molecular weight than the starting oligoester of step (a), but its molecular weight depends largely on the oligocarbonate and/or polycarbonate used.
  • the reaction also causes the polyester carbonate prepolymer to have structures of the formula (7):
  • Y has the meanings given below (Y is derived from the bisphenols that were used to produce the oligocarbonate and/or polycarbonate) and the “.. .” represent a logical continuation of the chain (in particular further esters from the oligoester of step (a) or further carbonates from the oligocarbonate and / or polycarbonate from step (b)).
  • Formula (7) shows an ester linkage between an isophthalic acid/terephthalic acid and the bisphenol of the oligocarbonate and/or polycarbonate.
  • the polyestercarbonate prepolymer according to the invention is produced by reacting an oligoester as described above with the oligocarbonate and/or the polycarbonate, the oligoester always being used in excess of the oligocarbonate and/or polycarbonate.
  • the oligoester Preferably 65 to 95% by weight of the oligoester (for example from step (a), as described above) with 35 to 5% by weight of the oligocarbonate and / or polycarbonate (for example from step (b), as described above) implemented.
  • the polyestercarbonate prepolymer according to the invention preferably has corresponding weight ratios of the different structures with ester groups and structures with carbonate groups.
  • the polyester carbonate prepolymer according to the invention preferably does not contain any methyl 2-hydroxybenzoate. Traces of such a compound can be detected in the prepolymer, for example by NMR spectroscopy. You can use it in polyester carbonate Prepolymer remain when activated carbonate sources (e.g. oligocarbonates and / or polycarbonates with end groups of formula (301)) are used to produce the polyestercarbonate prepolymer. Likewise, the polyester carbonate prepolymer according to the invention preferably does not have any end group of the formula (301).
  • polyestercarbonate prepolymer was essentially transparent.
  • transparent is here preferably understood as described for the polyester carbonate blend.
  • the resulting polyestercarbonate prepolymer is suitable for providing a polyestercarbonate blend by mixing and/or reacting with another polycarbonate, which on the one hand meets the high mechanical and optical requirements of a standard polycarbonate, but at the same time intrinsically Has weather resistance.
  • the polyestercarbonate prepolymer appears to act as a compatibilizer allowing a homogeneous mixture to be achieved between the ester groups and the polycarbonate.
  • the polyestercarbonate prepolymer according to the invention is suitable for use in the process according to the invention for producing a polyestercarbonate blend.
  • process step (iii) converting the polyestercarbonate prepolymer from step (i) and the polycarbonate from step (ii) into a molten state and mixing in the molten state 5 to 25% by weight of the polyestercarbonate prepolymer with 95 to 75% by weight of polycarbonate, where the weight percent refers to the sum of the weight of polyestercarbonate prepolymer from step (i) and polycarbonate from step (ii) to obtain a polyestercarbonate blend.
  • process step (i) preferably comprises process steps (a) to (c) described above.
  • the polycarbonate used in process step (ii) can be the same as or different from the polycarbonate optionally used in step (b).
  • the process for producing the polyestercarbonate blend according to the invention differs from that for producing the polyestercarbonate prepolymer according to the invention in that in the production of the polyestercarbonate blend according to the invention, on the one hand, a polycarbonate is necessarily used (and not an oligocarbonate) and, on the other hand, this polycarbonate is used Excess to the polyester carbonate prepolymer is used.
  • polycarbonate in contrast to an oligocarbonate
  • This polycarbonate is preferably an aromatic polycarbonate.
  • the polycarbonate is very particularly preferably a polycarbonate with repeating units of the formula (II) in which Y independently represents a structure of the formulas (III), (IV), (V) or (VI), where in the
  • R6 and R7 each independently represent hydrogen, Ci-Cis-alkyl, Ci-Cis-alkoxy, halogen or optionally substituted aryl or aralkyl, and
  • R 3 each represents Ci-C4-alkyl, aralkyl or aryl, preferably methyl or phenyl, very particularly preferably methyl, and the “*” indicates the positions with which the formulas (III), (IV), (V) or (VI) attach to the carbonate group in formula (II), and m indicates the number of repeating units (m can be replaced by the defined molecular weight of the polycarbonate used can be calculated).
  • the polycarbonate of process step (b) is particularly preferably based on bisphenol A.
  • the polyestercarbonate prepolymer from step (i) and the polycarbonate from step (ii) are first converted into a molten state. This can be done in a manner known to those skilled in the art by supplying energy.
  • a temperature should be chosen at which both components are in a molten state. In particular, a temperature must therefore be selected which is above the glass transition temperature and/or the melting point, preferably above the glass transition temperature of the polyestercarbonate prepolymer and the polycarbonate. During process step (iii), at least this temperature must be maintained in order to mix the components in the molten state.
  • the polyestercarbonate prepolymer is used in excess of the polycarbonate. Preference is given to 8 to 35% by weight, particularly preferably 10 to 30% by weight, very particularly preferably 15 to 25% by weight of the polyester carbonate prepolymer with 92 to 65% by weight, particularly preferably 90 to 70% by weight. -%, very particularly preferably mixed with 85 to 75% by weight of the polycarbonate in the molten state, the weight% being the sum of the weight of polyestercarbonate prepolymer from step (i) and of polycarbonate from step (ii) relate.
  • a reaction can take place between the polyestercarbonate prepolymer and the polycarbonate. This is in particular a condensation reaction, as described in more detail above. In another embodiment, no reaction occurs between the two components. This gives you a physical one Mixture.
  • the polyester carbonate blend according to the invention is in any case a single-phase, homogeneous mixture.
  • the term “homogeneous mixture” means that with regard to the phase morphology there are no two discrete phases that can be distinguished from one another, but only one homogeneous phase. This can be demonstrated in particular by the transparency of the polyester carbonate blends according to the invention.
  • “transparent” is preferably understood to mean blends that have a light transmission in the VIS range of the spectrum (380 to 780 nm) of more than 20% (transmittance TVIS), determined according to DIN ISO 13468-2:2006 (D65 , 10°, layer thickness of the sample plate: 4 mm). They also preferably have a haze of less than 10%, determined according to ASTM D1003:2013. In particular, this refers to blends that show visual transparency, ie depict the background and can therefore be used as a transparent cover, for example.
  • the term “blend” includes both physical mixtures and mixtures in which at least part of the polyestercarbonate prepolymer has reacted with the polycarbonate.
  • process step (iii) is carried out at a pressure that is reduced in relation to the ambient pressure. This allows the compound formed during condensation to be removed using a vacuum. Accordingly, it is preferred that the process according to the invention is characterized in that during process step (iii) the volatile components which have a boiling point below the polyester carbonate blend formed in process step (ii) are separated off, if necessary with a gradual reduction of the pressure.
  • a stepwise separation is preferably chosen if different volatile components are separated off.
  • a stepwise separation is also preferably chosen in order to ensure the most complete separation possible of the volatile component(s).
  • the volatile components are the chemical compound or compounds split off during condensation.
  • a catalyst that is common to those skilled in the art can be used in process step (iii).
  • the process according to the invention is preferably carried out in the absence of a catalyst. This has the advantage that the catalyst does not have to be separated from the resulting polyester carbonate blend or does not remain in it. Depending on the catalyst, this can have an impact on the stability of the polyester carbonate blend.
  • the method according to the invention can also be carried out in the presence of a catalyst, particularly preferably in the presence of a basic catalyst.
  • Catalysts include all inorganic or organic basic compounds, for example lithium, sodium, potassium, cesium, calcium, barium, magnesium, hydroxides, carbonates, halides, phenolates, diphenolates, fluorides, -acetates, -phosphates, hydrogenphosphates, -boranates, nitrogen and phosphorus bases such as, for example
  • Tetramethyl ammonium hydroxide tetramethyl ammonium acetate, tetramethyl ammonium fluoride, tetramethyl ammonium tetraphenyl boranate, tetraphenyl phosphonium fluoride, tetraphenyl phosphonium tetraphenyl boranate, dimethyl diphenyl ammonium hydroxide, tetraethyl ammonium hydroxide, cethyl trimethyl ammonium tetraphenyl boranate, cethyl trimethyl ammonium phenolate, l,8-diazabi cyclo[5.4.0]undec-7- en (DBU), 1,5-diazabicyclo [4.3.0]non-5-ene (DBN) or guanidine systems such as l,5,7-triazabicyclo-[4,4,0]-dec-5-ene, 7-Phenyl-l,5,7-triazabicyclo-[4,
  • Phosphonium catalysts of the formula (VIII) are particularly suitable: where Ra, Rb, Rc and Rd are the same or different Cl-C10 alkyls, C6-C14 aryls, C7-C15 arylalkyls or C5-C6 cycloalkyls, preferably methyl or C6-C14 aryls, particularly preferably methyl or phenyl can, and Arylalkyl or C5-C6-cycloalkyl, preferably phenyl.
  • catalysts are tetraphenylphosphonium chloride, tetraphenylphosphonium hydroxide and tetraphenylphosphonium phenolate; Tetraphenylphosphonium phenolate is very particularly preferred. Tetrabutylphosphonium acetate is also preferred.
  • These catalysts are preferably used in amounts of 10' 2 to 10' 8 mol, based on 1 mol of the polyester carbonate prepolymer.
  • the amounts of alkaline salts used as co-catalyst can be in the range from 1 to 500 ppb, preferably 5 to 300 ppb and particularly preferably 5 to 200 ppb.
  • Process step (iii) is preferably carried out at temperatures of 280°C to 400°C, preferably 300°C to 390°C, particularly preferably 305°C to 350°C and further preferably 310°C to 340°C. carried out. It is also preferred that process step (iii) is carried out at a pressure of 0.001 mbar to 50 mbar, particularly preferably 0.005 to 40 mbar, very particularly preferably 0.02 to 30 mbar and further preferably 0.03 to 5 mbar becomes. It is also preferred that no vacuum is applied in process step (iii). It is particularly preferred that process step (iii) is carried out at the above-mentioned temperatures in combination with the above-mentioned pressures.
  • process steps (i) and (ii) are initially present as a solid.
  • they are preferably transferred into the melt via an increasing temperature profile.
  • the temperatures mentioned above are preferably the final temperatures.
  • the mixing in process step (iii) preferably takes place at this temperature.
  • the mixing of the components in the molten state in process step (iii) can be achieved in a manner known to those skilled in the art. A distinction must be made as to whether a reaction of the components is explicitly desired or whether a mixing should take place. However, according to the invention, it cannot be ruled out that even in the latter case a reaction can occur between the components.
  • the mixing is preferably achieved by laminar mixing of the components present in the molten state.
  • reactors which are suitable for the processing of highly viscous masses, which provide sufficient residence time with good mixing and which expose the polyester carbonate prepolymers and the polycarbonates to the desired vacuum, if necessary.
  • extruders in particular twin-screw extruders or thin-film evaporators, are preferably used for process step (iii).
  • Thin-film evaporators that are fundamentally suitable for carrying out the method according to the invention are, for example, in EP3318311A1, EP1792643A1, DE19535817A1, DE102012103749A1, DE2011493A1 or DD-226778B1 or in publication [1] “Platzer (ed.): Polymerization Kinetics and Technology, Advances in Chemistry; American Chemical Society: Washington, DC, 1973, pages 51 to 67: Fritz Widmer: Behavior of Viscous Polymers during Solvent Stripping or Reaction in an Agitated Thin Film; Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, Switzerland”, whereby the one in DE19535817A1, the DD-226778B1 or the one in the EP3318311A1 or the one in [1], Fig.
  • reactors according to EP460466A1, EP528210A1, EP638354A1, EP715881A2, EP715882A2, EP798093A2 can also be used or those according to EP329092A1, according to EP517068A1, or EP1436073A1 as well as those according to EP222599A2 can be used.
  • time for which the components are mixed in process step (iii) depends, in a manner known to those skilled in the art, on the reactor(s) used. In principle, short times are preferred.
  • Process step (iii) can be carried out without the presence of at least one stabilizer. However, it has proven to be advantageous if at least one stabilizer is present in process step (iii). Likewise, process step c) can also be carried out in the presence of at least one stabilizer. If at least one stabilizer is used in both process step c) and process step (iii), it can be the same or different in both process steps.
  • Such a stabilizer is also often referred to as a stabilizing additive.
  • These stabilizing additives which can be used in the present invention, primarily serve to suppress the transesterification reactions between the individual oligomers or polymers. However, this may also lead to a suppression of the actual reaction of the oligomers or polymers with one another.
  • the suitability of a particular compound for use as a stabilizer in the sense of the present invention and the determination of the suitable amount of such a stabilizer in the sense of the invention can be determined by preparing a mixture of the polyester carbonate blend and the additive and determining the effect on melt viscosity, relative solution viscosity and/or transesterification activity.
  • a compound is particularly suitable as a stabilizer in the sense of the present invention, the lower the increase in molecular weight (for example measured via the relative solution viscosity). If no vacuum is applied in process step (iii), a compound is particularly suitable as a stabilizer in the sense of the present invention, the lower the molecular weight reduction is (for example measured via the relative solution viscosity).
  • the transesterification activity of a compound can be determined by measuring a 13 C NMR spectrum and comparing the different ester bands (see also the process description in the example section).
  • Brönstedt acids are used here.
  • useful Brönsted acid compounds include phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, boric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, sulfurous acid, adipic acid, azelaic acid, dodecanoic acid, L-ascorbic acid, aspartic acid, benzoic acid, formic acid, acetic acid , citric acid, glutamic acid, salicylic acid, nicotic acid, fumaric acid, maleic acid, oxalic acid, benzenesulfmic acid, toluenesulfmic acid and sulfonic acids such as benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluorome
  • phosphoric acid particularly preferred are phosphoric acid, phosphorous acid, their salts and esters.
  • preferred salts are hydrogen phosphates such as zinc or calcium hydrogen phosphates. These are preferably used in amounts of 0.0001 to 0.1, in particular 0.0001 to 0.05% by weight, based on the total composition. These acid compounds can be used either individually or in combination. It is also possible for the acids, esters and salts to be used in the form of a masterbatch based on polycarbonate or polyester or polyester carbonate.
  • Epoxy compounds which have at least one epoxy group in the molecule can also be used as stabilizers. These can be used in amounts of 0.001% by weight to 0.5% by weight, preferably 0.005 to 0.2% by weight, based on the total weight of all components used.
  • Specific examples of useful epoxy compounds as mentioned above include epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil, phenyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, t-butylphenyl glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4- Epoxy-6-methylcyclohexanecarboxylate, 2,3-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 4-(3,4-epoxy-5-methylcyclohexyl)
  • alkyl phosphates e.g. B. mono-, di- and trihexyl phosphate, triisoctyl phosphate and trinonyl phosphate can be used as a stabilizer.
  • the preferred alkyl phosphate used is triisooctyl phosphate (tris-2-ethyl-hexyl phosphate).
  • Mixtures of different mono-, di- and trialkyl phosphates can also be used. These can be used in amounts of 0.001 to 0.1% by weight, preferably 0.005 to 0.05% by weight, based on the total weight of all components used.
  • At least one further additive can also be present during process step (iii) and/or process step c) (which differs from the stabilizer described above, which may be present).
  • additives as are usually added to polycarbonates, are in particular thermal or processing stabilizers, antioxidants, in particular phenolic antioxidants, mold release agents, flame retardants, anti-dripping agents, UV absorbers, IR absorbers, antistatic agents, optical brighteners, fillers, light scattering agents, hydrolysis stabilizers and / or additives for laser marking, especially in the usual amounts for polycarbonate-based compositions.
  • additives are described, for example, in EP 0 839 623 Al, WO 96/15102 Al, EP 0 500 496 Al or in the “Plastics Additives Handbook”, Hans Doubt, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, Kunststoff. These additives can be added individually or in a mixture.
  • phosphites and phosphonites as well as phosphines can be used as thermal or processing stabilizers.
  • examples are triphenyl phosphite, diphenyl alkyl phosphite, phenyldialkyl phosphite, tris(nonylphenyl) phosphite, trilauryl phosphite, trioctadecyl phosphite, distearylpentaerythritol diphosphite, tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite,
  • TPP triphenylphosphine
  • Irgafos® 168 tris(2,4-di-tert-butyl-phenyl) phosphite) and tris(nonylphenyl) phosphite or mixtures thereof.
  • Preferred phenolic antioxidants include alkylated monophenols, alkylated thioalkylphenols, hydroquinones and alkylated hydroquinones. Particularly preferred are Irganox® 1010 (pentaerythritol 3-(4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl) propionate; CAS: 6683-19-8) and Irganox 1076® (2,6-di-tert-butyl -4-(octadecanoxycarbonylethyl) ⁇ phenol) is used.
  • Irganox® 1010 penentaerythritol 3-(4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl) propionate
  • Irganox 1076® 2,6-di-tert-butyl -4-(octadecanoxycarbonylethyl) ⁇ phenol
  • thermal or processing stabilizers and/or phenolic antioxidants can be used in amounts of 0.5 to 0.001% by weight, based on the total weight of all components present. These can be used individually or as mixtures with the above-mentioned additives. They can be added directly or as a masterbatch.
  • the method according to the invention for producing a polyestercarbonate blend thus delivers a polyestercarbonate blend, which is either a physical mixture and/or a reaction product from the polyestercarbonate prepolymer and the polycarbonate. Therefore, according to the invention, a polyestercarbonate blend is also provided, which was obtained by the method according to the invention for producing a polyestercarbonate blend, preferably in the above-mentioned embodiments or all combinations of preferences.
  • R6 and R7 each independently represent hydrogen, Ci-Cis-alkyl, Ci-Cis-alkoxy, halogen or each optionally substituted aryl or aralkyl, preferably hydrogen, and
  • the polyester carbonate blend according to the invention is also characterized by the fact that the isophthalic acid/terephthalic acid is linked to the repeating unit of the polycarbonate (possibly also oligocarbonate, for example from unreacted residues of process step (c) or by reaction in process step (c)) is present via an ester (see formula (VII).
  • Formula (VII) is explained in more detail above by formula (7).
  • a structure of formula (VII) can be determined via NMR.
  • NMR NMR-NMR spectroscopy
  • the existence of this connection can be determined via 13 C-NMR spectroscopy can be determined by determining the chemical shift of the carbonyl carbon atom marked with an arrow in formula (Vila).
  • Polyester carbonates produced using the phase interface process which include the ester groups (A) and (B), do not have the structural formula (VII) (see Figure 2).
  • an OH-terminated oligoester reacts with a bisphenol (usually bisphenol A) or a corresponding oligocarbonate by reacting with phosgene to form a carbonate.
  • a bisphenol usually bisphenol A
  • a corresponding oligocarbonate by reacting with phosgene to form a carbonate.
  • a resorcinol unit is always linked directly to a BPA unit via a carbonate group.
  • the carbon atom which is marked with an arrow in formula (VII) above, can be formed either by reaction of the chain end of the oligoester with an oligocarbonate and/or polycarbonate in process step (c) and/or (iii). However, it can also be formed by transesterification reactions in process step (c) and/or (iii). Such a transesterification reaction is essentially undesirable because it reduces the intrinsic UV absorbency of the polymer. There must be a certain block length of these esters so that the resulting product has intrinsic weather stability. Nevertheless, the polyester carbonate blend according to the invention always has certain detectable proportions of these carbon atoms.
  • formula (VII) was shown above once with and once without an arrow.
  • formula (VII) with arrow can also be referred to as formula (VIIx). Therefore, according to the invention, it is essential that there are more mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (la), in the polyester carbonate blend than mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (VII).
  • formula (la) was shown above once with and once without an arrow.
  • the formula (la) with an arrow can also be referred to as the formula (lax).
  • the ratio of the different ester compounds to one another can ensure that the resulting polyester carbonate blend has both good mechanical properties and intrinsic weather stability.
  • the ratio of the mol% of the carbon atoms marked in the formulas (lax) and (VIIx) can preferably be determined via 13 C NMR spectroscopy. This is preferred Polyester carbonate blend dissolved in CDCI. Tetramethylsilane is more preferably used as a standard. It has been shown that a 600 MHz NMR spectrometer is sufficient to distinguish the individual carbon signals of the formula (lax) and (VIIx).
  • the chemical shift of the carbon signal of formula (VIIx) depends on the repeating unit of the oligo- and/or polycarbonate. If a bisphenol A based oligocarbonate and/or polycarbonate is used, the corresponding signal can be found at approx. 164-165 ppm (see also experimental section).
  • the carbon atom marked in formula (lax) is typically found at a chemical shift of 163-164 ppm when the diol of formula (3) is resorcinol.
  • the area under the signals is integrated and related to each other. This is a process known to those skilled in the art.
  • ester groups (A) and the carbonate groups (B) can each occur multiple times in a polyester carbonate blend. It can also be seen that n and m as well as the number of ester groups (A) and/or carbonate groups (B) must be chosen so that the corresponding solution viscosity of the polyester carbonate blend results. Conversely, the person skilled in the art is able to go from a solution viscosity to a number-average molecular weight. It is also obvious to the person skilled in the art to conclude that n or m is based on such a number-average molecular weight and the proportion of ester groups (A) and/or carbonate groups (B).
  • the person skilled in the art can also estimate the magnitude of the average number of repetition units n and/or m based on the starting substances.
  • the person skilled in the art is able to assess possible effects on n and/or m through reactions in process step (iii).
  • the m in formula (II) is preferably at least 5, preferably 8 to 300, particularly preferably 10 to 250 and very particularly preferably 25 to 200.
  • the polyester carbonate blend according to the invention has a ratio of 5 to 25% by weight. , particularly preferably 8 to 23% by weight and very particularly preferably 10 to 20% by weight of ester groups (A) in relation to the total weight of the ester groups (A) and the carbonate groups (B).
  • the polyester carbonate according to the invention consists of at least 80% by weight, particularly preferably at least 90% by weight and very particularly preferably at least 95% by weight of the units of the formula (la) and (II). .
  • the term “blend” is preferably to be understood at this point to mean that the polyester carbonate according to the invention comprises a mixture of different polymers. These can be polyester carbonates, but also pure polycarbonates. This becomes particularly evident when the polyestercarbonate blend according to the invention is produced by the process according to the invention for producing a polyestercarbonate blend.
  • the polyestercarbonate blend according to the invention preferably additionally comprises a component (X), which is a is polycarbonate. This is particularly preferably a polycarbonate with repeating units of the formula (II), as explained in more detail above.
  • X is a is polycarbonate.
  • This is particularly preferably a polycarbonate with repeating units of the formula (II), as explained in more detail above.
  • the person skilled in the art is in particular able to transfer the statements regarding the method according to the invention for producing a polyestercarbonate blend to the polyestercarbonate blend according to the invention.
  • the polyester carbonate blend according to the invention preferably does not contain any methyl 2-hydroxybenzoate. Traces of such a compound can be detected in the blend, for example by NMR spectroscopy. They can remain in the polyestercarbonate blend if activated carbonate sources (e.g. polycarbonates with end groups of formula (301)) are used to prepare the polyestercarbonate blend. Likewise, the polyester carbonate blend according to the invention preferably does not have any end group of the formula (301).
  • the polyestercarbonate blend according to the invention is characterized in that the polyestercarbonate blend has a relative solution viscosity of at least 1.19 to at most 1.40, preferably 1.20 to 1.38, particularly preferably 1.21 to 1. 35 and most preferably 1.22 to 1.33.
  • This relative solution viscosity ensures that the polyester carbonate blend can be easily processed, for example by injection molding. This relative solution viscosity also makes it possible to demonstrate good mechanical properties for interesting areas of application such as automotive exteriors.
  • the polyester carbonate blend has high stability and is intrinsically weather-stable.
  • the polyester carbonate blend according to the invention has a content of phenolic OH groups in the range from 100 ppm to 1200 ppm, preferably 150 ppm to 1000 ppm, particularly preferably 200 ppm to 800 ppm.
  • the polyester carbonate blend according to the invention has a content of phenolic OH groups in the range from 0 ppm to 500 ppm, preferably greater than 50 ppm to 350 ppm, particularly preferably greater than 80 ppm to 800 ppm.
  • This content of phenolic OH groups is preferably determined using infrared spectroscopy. It can also be determined using 1 H-NMR. However, the signals can overlap here.
  • the content of phenolic OH groups is determined using infrared spectroscopy.
  • the polyester carbonate blend is preferably dissolved in dichloromethane (2g/50 ml) and determined by evaluating the band at a wave number of 3583 cm' 1 .
  • the required calibration of the infrared device is known to those skilled in the art.
  • Both the polyestercarbonate prepolymer according to the invention and the polyestercarbonate blend according to the invention can contain rearrangement structures (for example the Fries rearrangement structures known to those skilled in the art). On the one hand, this can result from the fact that in the Process reactions according to the invention are carried out in the melt. As those skilled in the art know, corresponding structures can form under melt transesterification conditions.
  • the oligocarbonates and/or polycarbonates used according to the invention can also already have such frieze structures. According to the invention, it has been found that these Fries rearrangement structures do not have a particularly adverse effect on the properties of the polyestercarbonate prepolymer and/or blend according to the invention.
  • the polyestercarbonate prepolymer according to the invention and/or the polyestercarbonate blend according to the invention and/or the oligocarbonate and/or polycarbonate to be used can contain at least one, preferably several, of the following structures (4y) to (7y): in which the phenyl rings can be independently substituted once or twice with Cl - C8 alkyl, halogen, preferably CI to C4 alkyl, particularly preferably with methyl and X represents a single bond, C 1 to C6 alkylene, C2 to C5 alkylidene or C5 bis C6 cycloalkylidene, preferably a single bond or C1 to C4 alkylene and particularly preferably isopropylidene.
  • the amount of structural units (4y) to (7y) is in total (determined after saponification) generally in the range from 10 ppm to 1000 ppm, preferably greater than 10 ppm to 900 ppm, particularly preferably in the range from 50 to 850 ppm, preferably in the range from 80 to 800 ppm.
  • the respective polymer is subjected to total saponification and the corresponding degradation products of the formulas (4ya) to (7ya) are formed, the amount of which is determined using HPUC.
  • the structures (4ya) to (7ya) are given as examples for the use of a polycarbonate comprising bisphenol A. (This can be done, for example, as follows: The polycarbonate sample is saponified using sodium methylate under reflux. The corresponding solution is acidified and evaporated to dryness.
  • the drying residue is dissolved in acetonitrile and the phenolic compounds of the formula (4ya) to (7ya) using HPUC with UV -detection determined):
  • the amount of the compound of the formula (4ya) released is preferably 20 to 800 ppm, particularly preferably 25 to 700 ppm and particularly preferably 30 to 500 ppm.
  • the amount of the compound of formula (5ya) released is preferably 0 (ie below the detection limit of 10 ppm) to 100 ppm, particularly preferably 0 to 80 ppm and particularly preferably 0 to 50 ppm.
  • the amount of the compound of formula (6ya) released is preferably 0 (ie below the detection limit of 10 ppm) to 800 ppm, more preferably 10 to 700 ppm and particularly preferably 20 to 600 ppm and very particularly preferably 30 to 350 ppm.
  • the amount of compound of formula (7ya) released is preferably 0 (i.e. below the detection limit of 10 ppm) to 300 ppm, preferably 5 to 250 ppm and particularly preferably 10 to 200 ppm.
  • the polyestercarbonate prepolymer according to the invention is used, preferably in all previously described embodiments and/or combinations of preferences, for compatibilizing an oligoester comprising structures of the formula (I), in which Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms and n is at least 4, with a polycarbonate.
  • the polyestercarbonate prepolymer improves the incorporation of the oligoester groups into a polycarbonate.
  • the result is the single-phase system described above.
  • the polyestercarbonate prepolymer can also be bonded to the polycarbonate by a chemical reaction.
  • Preferred definitions in the chemical structures are given below. These preferences apply to the process according to the invention for producing a polyestercarbonate prepolymer, the polyestercarbonate prepolymer according to the invention, the process according to the invention for producing a polyestercarbonate blend, the polyestercarbonate blend and / or the use of the polyestercarbonate prepolymer according to the invention, each independently of one another or simultaneously . It will be apparent to the person skilled in the art that some chemical formulas are related (e.g. formula (I) and formula (la)) or that they can be derived from one another.
  • Ri in formula (I) and/or (la) represents hydrogen. It is also preferred that Y in formula (II) represents a structure of formula (III). It is further preferred that Ri in formula (I) and/or (la) stands for hydrogen and Y in formula (II) stands for a structure of the formula (III). It is also preferred that R6 and R7 in formula (III) each independently represent hydrogen or Ci-Ci2-alkyl, particularly preferably hydrogen or C'i-Cx-alkyl and very particularly preferably hydrogen or methyl. This applies in particular to the case that Ri in formula (I) and/or (la) represents hydrogen and Y in formula (II) represents a structure of the formula (III).
  • X in formula (III) represents isopropylidene.
  • Ri in formula (I) and/or (la) stands for hydrogen
  • Y in formula (II) stands for a structure of the formula (III) and R6 and R7 in formula (III) are each independent each other represent hydrogen or Ci-Ci2-alkyl, particularly preferably hydrogen or C'i-Cx-alkyl and very particularly preferably hydrogen or methyl.
  • Y is introduced into the carbonate group (B) via diphenols which are selected from the group consisting of 4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propane (bisphenol A) , 2,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutane, l,l-bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzene, 2, 2-bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propane , Dimethyl - Bisphenol A, Bis-(3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methane, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propane, Bis-(3,5-dimethyl -4-hydroxyphenyl)-sulfone, 2,4-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutane, l,l-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sul
  • the polyester carbonate blend according to the invention can be processed as such into all kinds of molded articles. It can also be processed with other thermoplastics and/or polymer additives to form thermoplastic molding compounds, which are then formed into moldings.
  • the shaped bodies are further objects of the present invention.
  • the polymer additives are preferably from the group consisting of flame retardants, anti-dripping agents, flame retardant synergists, smoke inhibitors, lubricants and mold release agents, nucleating agents, antistatic agents, conductivity additives, stabilizers (e.g. hydrolysis and heat aging stabilizers and transesterification inhibitors), flowability promoters, phase compatibilizers, dyes and pigments, impact strength modifiers as well as fillers and reinforcing materials.
  • the shaped bodies containing the polyestercarbonate blend according to the invention can be produced, for example, by injection molding, extrusion and blow molding processes. Another form of processing is the production of molded parts by deep drawing from previously manufactured panels or foils. Short description of the characters:
  • FIG. 4 schematic representation of the experimental setup of Example 5 according to the invention
  • FIG. 5 Schematic representation of the experimental setup of Examples 6 and 7 according to the invention. Explanation of the reference numbers:
  • Terephthalic acid for synthesis, CAS 100-21-0, Bernd Kraft Duisburg
  • Isophthalic acid 99%, CAS 121-91-5, Sigma-Aldrich
  • Resorcinol 99%, CAS 108-46-3, ABCR
  • Diphenyl carbonate 99.5%, CAS 102-09-0; Acres Organics, Geel, Belgium, abbreviated as DPC
  • Tetrabutylphosphonium acetate (TBPAc): CAS-34430-94-9, prepared according to Angewandte Chemie, International Edition, Vol. 48, Issue: 40, 7398-7401; 2009
  • ADK Rod PEP 36 3,9-Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenoxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane; CAS 80693-00-1; ADEKA Europe GmbH 40212 Düsseldorf Germany
  • Tetrabutylphosphonium acetate 300 ppm
  • Tetrabutylphosphonium acetate 300 ppm
  • the mixture was freed of oxygen by evacuation four times and aerating with nitrogen.
  • the mixture was melted and heated to 200 ° C under normal pressure with stirring. A suspension was created because the terephthalic acid did not initially dissolve in the melt.
  • the mixture was stirred at this temperature for approximately 3 hours. Carbon dioxide was released. It was slowly heated to 240 °C. Phenol distilled off. The mixture was stirred at 240 °C for about 1 hour. Finally, the mixture was stirred at 260 °C for half an hour. After the evolution of gas had ended, the reaction mixture was cooled to 210 ° C and the pressure was reduced. The pressure was gradually reduced to 60 mbar within 45 minutes. The temperature was raised to 230 °C and stirred at this temperature for half an hour.
  • the synthesis of the oligoester was carried out in principle like that of the oligoester 1.
  • the maximum temperature was 245°C bath temperature and replaced the 260°C stage with the holding time remaining the same.
  • oligoester 3 was carried out in principle like that of oligoester 1.
  • the maximum temperature was 245°C bath temperature and replaced the 260°C stage with the holding time remaining the same.
  • Oligocarbonate Linear bisphenol A oligocarbonate containing phenyl end groups and phenolic OH end groups with a relative solution viscosity of 1.17 was used as the starting material for the production of the polyester carbonate. This oligocarbonate did not contain any additives such as UV stabilizers, mold release agents or thermal stabilizers. The oligocarbonate was produced using a melt transesterification process as described in WO02085967A1 and was removed directly at the outlet of the first horizontal reactor. The oligocarbonate has a phenolic end group content of 0.16% by weight.
  • Polycarbonate linear bisphenol A polycarbonate with phenyl end groups with an MVR of 13 g/20 min according to ISO 1133.
  • the relative solution viscosity (prel; also referred to as eta rel) was determined in dichloromethane at a concentration of 5 g/1 at 25 °C using an Ubbeloh deviscometer.
  • the molecular weights were determined using gel permeation chromatography with dichloromethane as eluent. BPA polycarbonate was used as a standard. The signal from the refractive index detector (RID) was used. The corresponding method is defined under No. 2301-0257502-09D of Currenta GmbH & Co. OHG, which can be requested from Currenta at any time.
  • the linkage of isophthalic acid and/or terephthalic acid units and bisphenol A was demonstrated via 13 C-NMR spectroscopy. It is also referred to below as IPS/TPS-BPA ester.
  • the linkage of the isophthalic acid and/or terephthalic acid units and resorcinol was also demonstrated (see chemical formula (lax)). It is also referred to below as IPS-TPS resorcinol ester.
  • the carbonyl carbon atom of the isophthalic acid and/or terephthalic acid linkage with bisphenol A showed a shift at 164-165 ppm whereas the isophthalic and/or terephthalic acid resorcinol ester showed a signal at approximately 163-164 ppm.
  • the measurement was carried out on a Bruker Avance III HD 600 MHz NMR spectrometer. The measurement was carried out in CDCI, with tetramethylsilane as a standard. The ratio of the different groups was determined by integrating the corresponding signals (ratio of the areas to each other).
  • the glass transition temperature (Tg) was determined using dynamic differential calorimetry (DSC) according to the standard DIN EN ISO 11357-1:2009-10 and ISO 11357-2:2013-05 at a heating rate of 10 K/min under nitrogen with determination of the glass transition temperature (Tg ) measured as the turning point in the second heating process.
  • DSC dynamic differential calorimetry
  • This substance was prepared to clearly identify the signal of the ester carbon atom, which characterizes the ester of BPA and terephthalic acid or isophthalic acid. It was shown that the corresponding signal is at 164.2 to 164.5 ppm.
  • the contents of the flask were freed of oxygen by four times evacuation and inerting with nitrogen.
  • the mixture was immersed in a metal bath at a temperature of 300°C.
  • the melt was homogenized using a stirrer within 15 minutes.
  • the stirring speed was then set to 280-400rpm and the pressure was quickly reduced to the technically possible minimum, which must reach at least ⁇ 3mbar.
  • Comparative Example 1 shows that, under the selected reaction conditions, surprisingly an almost complete transesterification towards the IPS/TPS-BPA ester occurs. The high intensity of the corresponding signal in the 13 C NMR spectrum proves this. There is only a small amount of IPS/TPS resorcinol ester left. Comparative example 2
  • Educt weight 4g of the oligoester 1 and 36g of the polycarbonate were placed in a multi-necked flask.
  • the driving style was identical to comparative example 1
  • Comparative Example 1 an oligocarbonate with a relatively high OH end group content was used. This product therefore has a higher reactivity than the high molecular weight polycarbonate (with a lower content of phenolic OH groups) in Comparative Example 2. That's why it was all the more surprising that in this case too it was practically complete Transesterification occurs.
  • the production of a uniform copolymer at low temperatures does not seem possible, since both polymer phases are present next to each other without a reaction occurring. At higher temperatures, however, complete transesterification occurs without any significant amount of IPS-TPS resorcinol ester being present.
  • Educt weight 4g of the oligoester 1 and 36g of the oligocarbonate were placed in a multi-necked flask.
  • the contents of the flask were freed of oxygen by four times evacuation and inerting with nitrogen.
  • the mixture was immersed in a metal bath at a temperature of 300°C.
  • the melt was homogenized using a stirrer within 15 minutes.
  • the stirring speed was then set to 280-400rpm and the pressure was quickly reduced to the technically possible minimum, which must reach at least ⁇ 3mbar.
  • Educt weight 8g of the oligoester 2 and 2g of the oligocarbonate were placed in a multi-necked flask.
  • the contents of the flask were freed of oxygen by four times evacuation and inerting with nitrogen.
  • the mixture was immersed in a metal bath at a temperature of 310°C.
  • the melt was homogenized using a stirrer within 15 minutes.
  • the stirring speed was then set to 280-400rpm and the pressure was quickly reduced to the technically possible minimum, which must reach at least ⁇ 3mbar. As the process progressed, a significantly increasing melt viscosity and slight condensate separation were observed.
  • Educt weight 8g of the oligoester 3 and 2g of the oligocarbonate were in one
  • Educt weight 1.875 g from the product of the experiment described in Example 1 according to the invention and 13.125 g of the polycarbonate were placed in a multi-necked flask so that a mass fraction of the oligoester of 10% was achieved.
  • PEP-36 added.
  • the contents of the flask were freed of oxygen by blanketing with nitrogen for 10 minutes.
  • the mixture was immersed in a metal bath at a temperature of 300°C. As soon as possible, the melt was homogenized using a stirrer within 15 minutes. A sample (0 min.) was then taken. Now the stirring speed was set to 280-400rpm and the pressure was quickly reduced to the technically possible minimum, which must reach at least ⁇ 3mbar. As the process progressed, a significantly increasing melt viscosity and slight condensate separation were
  • Educt weight 1.875 g from the product of the experiment described in Example 2 according to the invention and 13.125 g of the polycarbonate were placed in a multi-necked flask so that a mass fraction of the oligoester of 10% was achieved. There were 7.5 mg of 3', 4'-epoxycyclohexane)methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylate and 15 mg of ADK rod. PEP-36 added. The driving style was identical to “Inventive Example 3”.
  • the reactor (2) was cooled and 600.6 g of oligocarbonate were added to the reaction mixture.
  • the mixture was melted at 250 °C and the pressure was gradually reduced to ⁇ 1 mbar.
  • the melt was stirred with a reversible stirrer at 17.5 rpm and conveyed with the gear pump (3.1) through the circuit line with the static mixer (4).
  • the melt was conveyed in a circle in this way for 75 minutes.
  • the polymer melt was then continuously conveyed to the twin-screw extruder (1) (type ZSE 27 MAXX with 11 housings) by a second gear pump (3.2) at a throughput of 1.2 kg/h Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg).
  • the extruder housings are designated in Figure 4 with the letters “a” to “k”.
  • the extruder was operated at 100 rpm at a housing temperature of 310 ° C.
  • the melt was fed into the fourth housing (d) of the extruder.
  • Reverse degassing with 25 mbar absolute pressure took place via the first housing (a) of the extruder (a).
  • a vacuum of 25 mbara was applied to the housing of the extruder (e) and a vacuum of 3-5 mbara was applied to the housings (g), (i) and (j).
  • the polymer melt was extruded at a melt temperature of 311 ° C, passed into a water bath (9) and granulated using a strand granulator (10).
  • the polymer sample had an Mn of 3750 g/mol and an Mw of 8300 g/mol (RID).
  • the mixture was continuously fed into the feed housing (a) of the twin-screw extruder (1) via the differential metering scale (2) at a throughput of 2 kg/h (type ZSE 27 MAXX with 11 housings from Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg) and at 150 rpm extruded.
  • the extruder housings are designated in Figure 5 with the letters “a” to “k”.
  • the mixture was at a housing temperature of 160°C for housing (b), 240°C for housing (c), 300°C for housing (d) and 320°C for housings (f) to (k) with a Melt temperature of 329 ° C, passed into the water bath (9) and granulated with the strand granulator (10).
  • the extruder has degassing zones on the housings (e), (g), (i) and (j). These were operated under normal pressure.
  • the product has the following analytical data: transparent granules, Eta rel: 1.225, Tg: 143 °C, the 13 C spectrum predominantly shows IPS-TPS resorcinol ester (ratio approx. 1:2.6).
  • the mixture from example 6 according to the invention was continuously fed into the feed housing (a) of the twin-screw extruder (1) via the differential metering scale (2) at a throughput of 1.4 kg/h (type ZSE 27 MAXX with 11 housings from Leistritz Extrusionstechnik). GmbH, Nuremberg) and extruded at 100 rpm.
  • the extruder housings are designated in Figure 5 with the letters “a” to “k”.
  • the mixture was at a housing temperature of 160°C for housing (b), 240°C for housing (c), 300°C for housing (d) and 320°C for housings (f) to (k) with a Melt temperature of 328 ° C is extruded, passed into the water bath (9) and granulated with the strand granulator (10).
  • a vacuum of 32 mbar was applied to housing (e) of the extruder and a vacuum of ⁇ 1 mbar was applied to housing (g), (i) and (j).
  • the product has the following analytical data: transparent granules, eta rel: 1.230, Tg: 145 °C, the 13 C spectrum predominantly shows IPS-TPS resorcinol ester (ratio approx. 1:2.6).

Abstract

The present invention relates to a method for producing a polyester carbonate prepolymer, a polyester carbonate prepolymer, a method for producing a polyester carbonate blend using the polyester carbonate prepolymer, a polyester carbonate blend and a use of the polyester carbonate prepolymer.

Description

POLYESTERCARBONAT-BLEND UND DESSEN HERSTELLUNG ÜBER EINPOLYESTER CARBONATE BLEND AND ITS PRODUCTION OVER A
POLYESTERCARBONAT-PRÄPOLYMER POLYESTER CARBONATE PREPOLYMER
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat- Präpolymers, ein Polyestercarbonat-Präpolymer, ein Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends unter Verwendung des Polyestercarbonat-Präpolymers, ein Polyestercarbonat-Blend sowie eine Verwendung des Polyestercarbonat-Präpolymers. The present invention relates to a process for producing a polyestercarbonate prepolymer, a polyestercarbonate prepolymer, a process for producing a polyestercarbonate blend using the polyestercarbonate prepolymer, a polyestercarbonate blend and a use of the polyestercarbonate prepolymer.
Polyestercarbonate, welche Esterblöcke aus Iso- und/oder Terephthalsäure und Resorcin enthalten, weisen eine gute Witterungsbeständigkeit auf. Diese Materialien sind vor allem deshalb interessant, da sie keine Lackierung benötigen, um sie vor schädlichen Witterungseinflüssen und insbesondere vor UV-Licht zu schützen. Die Esterstrukturen aus Resorcin und der Iso- und/oder Terephthalsäure können bei Kontakt mit UV-Licht sogenannte Photo-Fries-Umlagerungen eingehen. Dabei entstehen unter anderem Hydroxybenzophenonstrukturen, welche in der Polymerkette eingebaut sind. Es ist bekannt, dass Hydroxybenzophenone UV-Absorptionseigenschaften aufweisen. Damit erklärt sich die gute Witterungsbeständigkeit. Dieser Sachverhalt wird beispielsweise in US20030050400 Al beschrieben. Der alternative Einsatz von UV-Absorbem ist dagegen weit weniger effektiv, da sich der größte Teil des UV-Absorbers in der Masse des Formteils anreichert. Die Konzentration an UV- Absorber an der Oberfläche eines Formteils, die insbesondere gegen UV-Licht geschützt werden muss, ist relativ gering. Möchte der Fachmann höhere Konzentrationen an UV-Absorber einsetzen, ist er mit weiteren Nachteilen konfrontiert. So setzen niedermolekulare Verbindungen insbesondere in höheren Konzentrationen die mechanischen Eigenschaften herab. Dies ist unerwünscht. Um höhere Konzentrationen an UV-Absorber in der Oberfläche zu verankern, ist es üblich, UV- empfmdliche Materialien wie Polycarbonat durch Lackschichten, welche hohe Konzentrationen an UV-Absorber aufweisen, zu schützen. Die Lackierung ist allerdings ein zusätzlicher Schritt, welcher Kosten verursacht und ist auch aus Nachhaltigkeitsgründen nicht immer die bevorzugte Lösung. Insbesondere im Bereich von Automobilaußenanwendungen ist es von Vorteil, wenn Materialien intrinsisch witterungsstabil sind und auf eine aufwändige Lackierung verzichtet werden kann. Polyester carbonates, which contain ester blocks of iso- and/or terephthalic acid and resorcinol, have good weather resistance. These materials are particularly interesting because they do not require painting to protect them from harmful weather conditions and especially from UV light. The ester structures made from resorcinol and iso- and/or terephthalic acid can undergo so-called photo-Fries rearrangements when they come into contact with UV light. This creates, among other things, hydroxybenzophenone structures that are built into the polymer chain. Hydroxybenzophenones are known to have UV absorption properties. This explains the good weather resistance. This situation is described, for example, in US20030050400 Al. The alternative use of UV absorbers, on the other hand, is far less effective because most of the UV absorber accumulates in the mass of the molded part. The concentration of UV absorbers on the surface of a molded part, which must be protected in particular against UV light, is relatively low. If the expert wants to use higher concentrations of UV absorbers, he is confronted with further disadvantages. Low molecular weight compounds reduce the mechanical properties, especially in higher concentrations. This is undesirable. In order to anchor higher concentrations of UV absorbers in the surface, it is common practice to protect UV-sensitive materials such as polycarbonate with layers of lacquer that have high concentrations of UV absorbers. However, painting is an additional step that incurs costs and is not always the preferred solution for sustainability reasons. Particularly in the area of automotive exterior applications, it is advantageous if materials are intrinsically weather-stable and complex painting is not necessary.
Die beschriebenen Polyestercarbonate werden im Stand der Technik nach einem Phasengrenzflächenverfahren hergestellt. In diesem Prozess werden aromatische Diole und OH- terminierte Esterblöcke mittels Phosgen aufkondensiert. Die OH-terminierten Esterblöcke können ebenfalls durch Kondensation mit Phosgen ausgehend von aromatischen Disäuren und aromatischen Diolen in Lösung hergestellt werden. Ein derartiger Prozess zur Herstellung der Oligoester sowie der entsprechenden Polyestercarbonate ist in W00026275 Al beschrieben. In diesem Dokument werden als bevorzugte Polymere, Polyestercarbonate aus Bisphenol A enthaltend Esterblöcke aus Resorcin und Terephthal/Isophthalsäure beschrieben. Die Herstellung der Esterblöcke erfolgt dabei in einem Dichlormethan/Wassergemisch unter Einsatz wässriger NaOH Lösung ausgehend von den Säurechloriden der aromatischen Disäure sowie Resorcin. Die Polyesterlösung enthaltend Hydroxy- terminierte Esterblöcke wird in einen Phosgenierreaktor überführt. Es wird alkalische Bisphenol A Lösung im bevorzugten Fall eingeleitet und die Reaktionspartner mit Phosgen zur Reaktion gebracht. In the prior art, the polyester carbonates described are produced using a phase interface process. In this process, aromatic diols and OH-terminated ester blocks are condensed using phosgene. The OH-terminated ester blocks can also be prepared by condensation with phosgene starting from aromatic diacids and aromatic diols in solution. Such a process for producing the oligoesters and the corresponding polyester carbonates is described in WO0026275 Al. The preferred polymers described in this document are polyester carbonates made from bisphenol A containing ester blocks made from resorcinol and terephthal/isophthalic acid. The ester blocks are produced in a dichloromethane/water mixture using aqueous NaOH solution starting from the Acid chlorides of aromatic diacid and resorcinol. The polyester solution containing hydroxy-terminated ester blocks is transferred to a phosgenation reactor. In the preferred case, alkaline bisphenol A solution is introduced and the reactants are reacted with phosgene.
Gemäß der DE60212172T2 werden die beschriebenen Polyestercarbonate mittels Festphasenpolymerisation erhalten. Das beschriebene Verfahren ist relativ aufwendig, da immer ein Schritt durchgeführt werden muss, bei dem das eingesetzte Polycarbonat zumindest teilweise kristallisiert wird. Zudem zeigt das Dokument, dass insbesondere die Verwendung aktivierter Carbonatquellen (wie beispielsweise Methylsalicylat gecapptes Polycarbonat) ausreichende Molmassen des Polyestercarbonats erzielt, sowie eine Randomisierung der Gruppen zumindest teilweise dadurch unterdrückt werden kann. Dieses Dokument verwendet ausschließlich OH- terminierte Oligoesterblöcke (d. h. die endständigen Gruppen des Oligoesters sind in der Regel Resorcin). Damit ergeben sich die gleichen Anbindungen zwischen dem Oligoester und dem Polycarbonat, wie oben zum Phasengrenzflächenverfahren beschrieben (siehe auch Figur 2). Das Dokument sagt explizit, dass das Schmelzeverfahren zur Herstellung solcher Polyestercarbonate nicht geeignet sei, da statistische Copolymere resultierten (d. h. die Polyesterblöcke sich abbauen und zufällig im Polymer verteilen). Allein daran ist schon zu erkennen, dass die Reaktionsbedingungen einer Festphasenpolymerisation nicht auf die in einem Schmelzeverfahren übertragbar sind. According to DE60212172T2, the polyester carbonates described are obtained by means of solid-state polymerization. The process described is relatively complex because a step must always be carried out in which the polycarbonate used is at least partially crystallized. In addition, the document shows that in particular the use of activated carbonate sources (such as methyl salicylate-capped polycarbonate) achieves sufficient molecular weights of the polyester carbonate and that randomization of the groups can be at least partially suppressed. This document only uses OH-terminated oligoester blocks (i.e. the terminal groups of the oligoester are usually resorcinol). This results in the same connections between the oligoester and the polycarbonate as described above for the phase interface process (see also Figure 2). The document explicitly states that the melt process is not suitable for producing such polyester carbonates because random copolymers result (i.e. the polyester blocks degrade and randomly distribute throughout the polymer). This alone shows that the reaction conditions of a solid-state polymerization cannot be transferred to those in a melt process.
Verfahren, die auf dem für Polycarbonat bekannten Schmelzeumesterungsprozess beruhen, sind bekannt und haben den Vorteil, dass auf Einsatzstoffe, die schwer zu handhaben sind wie beispielsweise Phosgen, verzichtet werden kann. Ferner haben sie den großen Vorteil, dass keine Lösungsmittel notwendig sind. Daher wäre es von industriellem Vorteil, Polyestercarbonate nach dem Schmelzeumesterungsverfahren herzustellen. Allerdings beinhaltet auch dieser Prozess Herausforderungen. So lassen sich die hochreaktiven Säurechloride nur schlecht durch andere Einsatzstoffe ersetzen. Umesterungsverfahren weisen häufig lange Verweilzeiten in entsprechenden Reaktoren auf. Hierbei kommt es aufgrund der hohen Temperaturen häufig zur Entstehung von Nebenprodukten, die die Produktqualität negativ beeinflussen. Da Schmelzeumesterungsprozesse normalerweise ohne komplexe Aufarbeitungsschritte auskommen, verbleiben Verunreinigungen wie auch Katalysatorrückstände im Produkt. Diese können die Produktqualität verschlechtern. Processes based on the melt transesterification process known for polycarbonate are known and have the advantage that starting materials that are difficult to handle, such as phosgene, can be dispensed with. They also have the great advantage that no solvents are necessary. Therefore, it would be industrially advantageous to produce polyester carbonates using the melt transesterification process. However, this process also involves challenges. The highly reactive acid chlorides are difficult to replace with other input materials. Transesterification processes often have long residence times in corresponding reactors. Due to the high temperatures, by-products often arise, which have a negative impact on product quality. Since melt transesterification processes usually do not require complex processing steps, impurities as well as catalyst residues remain in the product. These can worsen the product quality.
Ferner weisen Polycarbonate, die im Schmelzeumesterungsprozess hergestellt werden deutlich höhere Gehalte an Hydroxy-terminierten Endgruppen (Gehalt an phenolischen OH-Gruppen) im Vergleich mit entsprechenden Produkten aus dem Phasengrenzflächenprozess auf. Diese phenolischen OH Gruppen können durch oxidative Prozesse geschädigt werden, wodurch sich die Produktqualität verschlechtert. Insbesondere die optischen Eigenschaften leiden darunter. Es ist jedoch insbesondere bei einem Produkt, welches sich durch hohe intrinsische Witterungsstabilität auszeichnen soll, wichtig, gute optische Eigenschaften zu erhalten. Deshalb ist es von Vorteil, wenn der Gehalt an phenolischen OH Endgruppen im resultierenden Polymer gering ist. Hierzu ist jedoch im Stand der Technik bezüglich der genannten Polyestercarbonate keine Lehre zu erkennen, da der Stand der Technik ausschließlich die Herstellung der Polyestercarbonate mittels Phasengrenzflächenreaktion betrifft. Furthermore, polycarbonates that are produced in the melt transesterification process have significantly higher contents of hydroxy-terminated end groups (content of phenolic OH groups) in comparison with corresponding products from the phase interface process. These phenolic OH groups can be damaged by oxidative processes, which deteriorates product quality. The optical properties in particular suffer. It is However, it is important to maintain good optical properties, especially for a product that is supposed to be characterized by high intrinsic weather stability. It is therefore advantageous if the content of phenolic OH end groups in the resulting polymer is low. However, there is no teaching on this in the prior art regarding the polyester carbonates mentioned, since the prior art relates exclusively to the production of the polyester carbonates by means of a phase interface reaction.
Da aus oben genannten Gründen die Reaktivität der Reaktionspartner geringer ist - verglichen mit den Einsatzstoffen im Phasengrenzflächenverfahren - ist es zudem unbekannt, wie sich oben genannte Polyestercarbonate mit hoher Viskosität resp. Molekulargewicht herstellen lassen. Since, for the reasons mentioned above, the reactivity of the reactants is lower - compared to the starting materials in the phase interface process - it is also unknown how the above-mentioned polyester carbonates with high viscosity or Molecular weight can be produced.
Die Herstellung von Oligoesterblöcken aus aromatischen Disäuren wie Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure sowie aromatischen Diolen wie Resorcin ist bekannt. Dies ist z.B. in der noch nicht offengelegten Anmeldung EP21179513.3 beschrieben. Dabei werden die aromatischen Disäuren und die aromatischen Diole mittels DPC zur Reaktion gebracht. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, Oligoester mit verschiedenen Endgruppen, z.B. OH Endgruppen oder Phenylester- oder Phenylcarbonatendgruppen herzustellen. The production of oligoester blocks from aromatic diacids such as isophthalic acid and/or terephthalic acid and aromatic diols such as resorcinol is known. This is described, for example, in the not yet disclosed application EP21179513.3. The aromatic diacids and the aromatic diols are reacted using DPC. Using this process it is possible to produce oligoesters with different end groups, for example OH end groups or phenyl ester or phenyl carbonate end groups.
Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, dass bei Reaktion derartiger Oligoester mit aromatischen Polycarbonat-Präpolymeren der Gehalt an Esterstrukturen aus entsprechender Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure und entsprechendem aromatischen Diol, insbesondere Resorcin, im Polyestercarbonat zwar vorhanden, aber nicht ausreichend ist, um eine gute intrinsische Witterungsstabilität bereitzustellen. Wenn die Konzentration derartiger Strukturelemente gering ist, resultieren signifikant weniger Fries-Produkte - insbesondere Hydroxy-benzophenonstrukturen. Daher ist allerdings die intrinsische Stabilisierung gegen UV-Licht deutlich geringer. Diese Erkenntnis war überraschend, da es keine Hinweise aus dem Stand der Technik gibt, dass die oben genannten Strukturelemente bei Umesterung verloren gehen. Surprisingly, however, it was found that when such oligoesters react with aromatic polycarbonate prepolymers, the content of ester structures consisting of corresponding isophthalic acid and/or terephthalic acid and corresponding aromatic diol, in particular resorcinol, in the polyester carbonate is present, but is not sufficient to provide good intrinsic weather stability . If the concentration of such structural elements is low, significantly fewer Fries products result - especially hydroxy-benzophenone structures. However, the intrinsic stabilization against UV light is therefore significantly lower. This finding was surprising since there is no evidence from the prior art that the above-mentioned structural elements are lost during transesterification.
In W02005021616 Al ist die Herstellung von Hydroxy-terminierten Oligoesterblöcke in der Schmelze beschrieben. Hier wurde untersucht, wie ein Gehalt an OH-Endgruppen der Oligoester erzielt werden kann, welcher vergleichbar ist zu Oligoestem, welche in einem Verfahren mit einem Lösungsmittel erzielt werden können. Ebenso werden für diesen Zweck unterschiedliche Katalysatoren und der Einfluss der Fahrweise (z. B. unterschiedliche Temperaturen und Vakuum) getestet. Zudem werden die Oligoester im Anschluss mittels Phasengrenzflächenverfahren zu einem Polyestercarbonat aufkondensiert. Somit kann dieses Dokument keine Lehre enthalten, wie die aus Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure und Resorcin gebildeten Ester-Strukturen bei der Herstellung eines Polyestercarbonats mittels Schmelzeumesterung erhalten bleiben. In W02006057810 Al werden Oligoester nach dem Schmelzeumesterungsverfahren beschrieben, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass sie einen hohen Anteil an Carboxyl-Endgruppen aufweisen. Diese Carboxyl-Endgruppen werden dann genutzt, um die Oligoester in Lacksystemen einzubinden. Hier wird dementsprechend auch kein Einsatz von Oligoestem in einem Schmelzeumesterungsprozess beschrieben. WO2005021616 Al describes the production of hydroxy-terminated oligoester blocks in the melt. Here it was investigated how a content of OH end groups in the oligoesters can be achieved, which is comparable to oligoesters that can be achieved in a process with a solvent. Different catalysts and the influence of driving style (e.g. different temperatures and vacuum) are also tested for this purpose. In addition, the oligoesters are then condensed into a polyester carbonate using a phase interface process. Therefore, this document cannot contain any teaching as to how the ester structures formed from isophthalic acid and/or terephthalic acid and resorcinol are retained in the production of a polyester carbonate by means of melt transesterification. In WO2006057810 Al, oligoesters are described using the melt transesterification process, which are characterized in that they have a high proportion of carboxyl end groups. These carboxyl end groups are then used to incorporate the oligoesters into paint systems. Accordingly, the use of oligoesters in a melt transesterification process is not described here.
Die US20030050400 Al beschreibt die Herstellung von Oligomeren aus aromatischen Disäuren und Resorcin. Der US20030050400 Al liegt die Aufgabe zu Grunde, OH-terminierte Bausteine zur Verfügung zu stellen, welche dann mittels Phasengrenzflächenverfahren zu Polyestercarbonaten umgesetzt werden können. Ähnlich wie in der W02005021616 Al wird hier nur über das Phasengrenzflächenverfahren berichtet und Rückschlüsse auf den Erhalt der gewünschten Esterstrukturen in einem Schmelzeverfahren sind daher nicht möglich. US20030050400 Al describes the production of oligomers from aromatic diacids and resorcinol. The US20030050400 Al is based on the task of providing OH-terminated building blocks, which can then be converted into polyester carbonates using phase interface processes. Similar to WO2005021616 Al, only the phase interface process is reported here and conclusions about the preservation of the desired ester structures in a melt process are therefore not possible.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, mindestens einen Nachteil des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Polyestercarbonat-Blend bereitzustellen, umfassend Esterblöcke auf Basis von Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure und einem aromatischen Diol, bevorzugt Resorcin, welche durch ein Schmelzeumesterungsverfahren zugänglich sind. Dabei sollten die entsprechenden Polyestercarbonat-Blends möglichst hohe Konzentrationen an Esterstrukturen aus aromatischer Säure und aromatischem Diol (nicht Bisphenol) enthalten. Damit war es ein Aspekt dieser Erfindung, dass die resultierenden Polyestercarbonat-Blends eine gute intrinsische Witterungsbeständigkeit aufweisen. Diese sollte insbesondere aus intakten Estergruppen aus Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure und dem aromatischen Diol, insbesondere Resorcin oder einer abgeleiteten Verbindung resultieren. Diese intakten Gruppen sind in der Lage, Hydroxybenzophenonstrukturen zu bilden und damit dem Polyestercarbonat-Blend UV- Absorptionseigenschaften zu verleihen. Dadurch kann die intrinsische Witterungsstabilität erhöht werden. Bevorzugt sollten die Polyestercarbonat-Blends gleichzeitig eine gute Verarbeitbarkeit aufweisen. Ganz besonders bevorzugt sollten die Blends gleichzeitig einen möglichst geringen phenolischen OH-Endgruppengehalt aufweisen. Damit sollen die Polyestercarbonat-Blends bevorzugt witterungsstabil und / oder auch im Wesentlichen vergilbungsstabil und / oder im Wesentlichen nicht zu einer Polymerdegradation zum Beispiel durch oxidativen Abbau neigen. Ebenso ist es bevorzugt, dass bei der Herstellung des Polyestercarbonat-Blends zudem keine Rohstoffe, die Herausforderungen in der Handhabung bieten wie beispielsweise Phosgen, zum Einsatz kommen. Zusätzlich sollte ein Verfahren zur Herstellung von Polyestercarbonat-Blends bereitgestellt werden, welches möglichst einfach ist, das heißt zum Beispiel möglichst wenige und/oder unaufwendige und/oder energieintensive Schritte umfassen. Mindestens eine, bevorzugt alle der oben genannten Aufgaben wurden durch die vorliegende Erfindung gelöst. Überraschend wurde gefunden, dass, wenn ein Oligoester, enthaltend Esterverknüpfungen zwischen Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure und Resorcin oder einer von Resorcin abgeleiteten Verbindung, gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Oligo- und/oder Poly carbonat vermischt bzw. gemeinsam mit Polycarbonat thermisch verarbeitet wird ein hoher Anteil an Esterstrukturen aus aromatischem Diol (nicht Bisphenol) und Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure im resultierenden Polyestercarbonat-Blend erhalten werden kann. Wenn eine hohe Menge an Oligoester mit einer geringen Menge an Oligo- und/oder Polycarbonat im ersten Prozessschritt umgesetzt wird und in einem zweiten Prozessschritt das erhaltene Polyestercarbonat- Präpolymer mit einer großen Menge an Polycarbonat umgesetzt wird, kann ein Polyestercarbonat- Blend mit einem hohen Anteil an Esterstrukturen aus aromatischem Diol und aromatischer Säure erhalten werden. Das erfmdungsgemäße Verfahren unter Verwendung der speziellen Polyestercarbonat-Präpolymere fuhrt dazu, dass ein Polyestercarbonat-Blend erhalten wird, in dem zu einem hohen Anteil die Isophthalsäure- und /oder Terephthalsäure-Gruppen unmittelbar mit dem aromatischen Diol wie z.B. Resorcin verbunden sind. Darüber hinaus sind auch Esterverknüpfungen aus aromatischem Bisphenol wie z.B. Bisphenol A und aromatischer Disäure enthalten. Based on this prior art, the present invention was based on the object of overcoming at least one disadvantage of the prior art. In particular, the present invention was based on the object of providing a polyester carbonate blend comprising ester blocks based on isophthalic acid and/or terephthalic acid and an aromatic diol, preferably resorcinol, which are accessible by a melt transesterification process. The corresponding polyester carbonate blends should contain the highest possible concentrations of ester structures made from aromatic acid and aromatic diol (not bisphenol). It was therefore an aspect of this invention that the resulting polyester carbonate blends have good intrinsic weather resistance. This should in particular result from intact ester groups from isophthalic acid and/or terephthalic acid and the aromatic diol, in particular resorcinol or a derived compound. These intact groups are able to form hydroxybenzophenone structures and thus give the polyester carbonate blend UV absorption properties. This allows the intrinsic weather stability to be increased. The polyester carbonate blends should preferably also have good processability. Very particularly preferably, the blends should at the same time have the lowest possible phenolic OH end group content. The polyester carbonate blends should therefore preferably be weather-stable and/or essentially yellowing-stable and/or essentially not prone to polymer degradation, for example through oxidative degradation. It is also preferred that no raw materials that present challenges in handling, such as phosgene, are used in the production of the polyester carbonate blend. In addition, a process for producing polyester carbonate blends should be provided which is as simple as possible, that is to say, for example, comprising as few and/or inexpensive and/or energy-intensive steps as possible. At least one, preferably all, of the above-mentioned tasks have been solved by the present invention. Surprisingly, it was found that when an oligoester containing ester linkages between isophthalic acid and/or terephthalic acid and resorcinol or a compound derived from resorcinol is mixed with oligocarbonate and/or polycarbonate according to the method according to the invention or is thermally processed together with polycarbonate, a high Proportion of ester structures from aromatic diol (not bisphenol) and isophthalic acid and / or terephthalic acid can be obtained in the resulting polyester carbonate blend. If a high amount of oligoester is reacted with a small amount of oligo- and/or polycarbonate in the first process step and in a second process step the resulting polyester carbonate prepolymer is reacted with a large amount of polycarbonate, a polyester carbonate blend with a high proportion on ester structures from aromatic diol and aromatic acid can be obtained. The process according to the invention using the special polyester carbonate prepolymers results in a polyester carbonate blend being obtained in which a high proportion of the isophthalic acid and/or terephthalic acid groups are directly linked to the aromatic diol such as resorcinol. In addition, ester linkages from aromatic bisphenol such as bisphenol A and aromatic diacid are also included.
Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, scheint der erste Verfahrensschritt, bei dem der Oligoester in einem großen Überschuss zu dem Oligo- und/oder Polycarbonat umgesetzt wird, zu einem Polyestercarbonat-Präpolymer zu führen, bei dem die wenigen Carbonat-Einheiten, die an den Oligoester gebunden sind, zu einer guten Kompatibilität mit dem im zweiten Verfahrensschritt einzusetzenden Polycarbonat zu führen. Dies ermöglicht es, dass sowohl das Polyestercarbonat- Präpolymer als auch das Polycarbonat im zweiten Verfahrensschritt zu einer homogenen Mischung umgesetzt werden kann. Diese homogene Mischung weist sowohl gute optische als auch mechanische Eigenschaften auf. Zudem bleibt unter diesen Bedingungen ein Großteil der Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure Ester zum aromatischen Diol, welches sich von Bisphenol A unterscheidet, bestehen, so dass das resultierende Blend auch intrinsisch witterungsstabil ist. Without wishing to be bound to any theory, the first process step, in which the oligoester is converted in a large excess to the oligo- and/or polycarbonate, appears to lead to a polyestercarbonate prepolymer in which the few carbonate units are bound to the oligoester, to lead to good compatibility with the polycarbonate to be used in the second process step. This makes it possible for both the polyestercarbonate prepolymer and the polycarbonate to be converted into a homogeneous mixture in the second process step. This homogeneous mixture has both good optical and mechanical properties. In addition, under these conditions, a large part of the isophthalic acid and/or terephthalic acid ester to the aromatic diol, which differs from bisphenol A, remains, so that the resulting blend is also intrinsically weather-stable.
Zudem kann der Polyestercarbonat-Blend in einem lösungsmittelfreien Verfahren hergestellt werden. Insbesondere kann auch auf den Einsatz schwer zu handhabender Stoffe, wie beispielsweise Phosgen, verzichtet werden. Ebenso weist das erfmdungsgemäße Verfahren nur wenige Schritte (insbesondere keinen aufwendigen Schritt der Kristallisation beispielsweise des Polycarbonats) auf. Zudem erfordern diese Schritte auch nicht die Anwesenheit eines Lösungsmittels (wie beispielsweise eine Kristallisation). Damit ist der Polyestercarbonat-Blend mittels eines einfachen und ökologisch und/oder ökonomisch vorteilhaften Verfahrens zugänglich. Insbesondere ist das erfmdungsgemäße Verfahren auch scale-up-fähig. Dies bedeutet bevorzugt, dass das erfmdungsgemäße Verfahren auch im industriellen Maßstab durchgeführt werden kann. Dies zeigt insbesondere, dass das erfmdungsgemäße Verfahren kontrollierbar und damit der Maßstab vorhersagbar auch vergrößert werden kann. In addition, the polyester carbonate blend can be produced in a solvent-free process. In particular, the use of substances that are difficult to handle, such as phosgene, can be dispensed with. Likewise, the method according to the invention only has a few steps (in particular no complex step of crystallization, for example of the polycarbonate). Additionally, these steps do not require the presence of a solvent (such as crystallization). The polyester carbonate blend is therefore accessible using a simple and ecologically and/or economically advantageous process. In particular, the method according to the invention is also capable of scale-up. This preferably means that the method according to the invention also can be carried out on an industrial scale. This shows in particular that the method according to the invention can be controlled and thus the scale can be increased predictably.
Hinzu kommt, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Präpolymer und/oder ein Blend bereitgestellt werden kann ohne die Verwendung einer aktivierten Carbonatquelle (wie beispielsweise ein Oligocarbonat oder ein Polycarbonat mit 2-Methoxycarbonylphenoxy- Endgruppen siehe dazu auch DE60212172T2). Solche aktivierten Carbonatquellen sind in der Regel teurer als klassische „unaktivierte“ Gruppen (beispielsweise ein Oligocarbonat oder ein Polycarbonat mit Phenoxy-Endgruppen) und müssen vor allem in einem zusätzlichen Schritt extra hergestellt werden. In addition, according to the process according to the invention, a prepolymer and/or a blend can be provided without the use of an activated carbonate source (such as an oligocarbonate or a polycarbonate with 2-methoxycarbonylphenoxy end groups, see also DE60212172T2). Such activated carbonate sources are usually more expensive than classic “unactivated” groups (e.g. an oligocarbonate or a polycarbonate with phenoxy end groups) and, above all, have to be produced separately in an additional step.
Erfindungsgemäß wird daher in einem Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Präpolymers bereitgestellt, umfassend die Schritte According to the invention, there is therefore provided in one aspect a process for producing a polyestercarbonate prepolymer, comprising the steps
(a) Bereitstellen eines Oligoesters, umfassend Strukturen der Formel (I),
Figure imgf000007_0001
in der Ri unabhängig voneinander jeweils für ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und n mindestens 4 ist,
(a) providing an oligoester comprising structures of the formula (I),
Figure imgf000007_0001
in which Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms and n is at least 4,
(b) Bereitstellen eines Oligocarbonats und/oder eines Polycarbonats und (b) providing an oligocarbonate and/or a polycarbonate and
(c) Umsetzen von 65 bis 95 Gew.-% des Oligoesters aus Schritt (a) mit 35 bis 5 Gew.-% des Oligocarbonats und/oder Polycarbonats aus Schritt (b), wobei sich die Gew.-% auf die Summe des Gewichts an Oligoester aus Schritt (a) und an Oligocarbonat und/oder Polycarbonat aus Schritt (b) beziehen, mittels Kondensationsreaktion in der Schmelze , um ein Polyestercarbonat-Präpolymer zu erhalten. (c) reacting 65 to 95% by weight of the oligoester from step (a) with 35 to 5% by weight of the oligocarbonate and / or polycarbonate from step (b), the% by weight being the sum of Weight of oligoester from step (a) and of oligocarbonate and / or polycarbonate from step (b), by means of condensation reaction in the melt to obtain a polyestercarbonate prepolymer.
Die Herstellung eines Oligoesters aus Verfahrensschritt (a) ist im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise wird ein entsprechendes Verfahren in W02005/021616 Al zur Herstellung insbesondere OH-terminierter Oligoester offenbart (siehe beispielsweise Beispiel 1 der W02005/021616A1). Ebenso wird ein Verfahren zur Herstellung eines Oligoesters in der noch nicht offengelegten Anmeldung EP21179513.3 beschrieben. Es ist bevorzugt, dass der Oligoester des Schritts (a) in Abwesenheit eines Lösungsmittels hergestellt wird. Dies fuhrt dazu, dass keine weiteren Aufreinigungsschritte notwendig sind, um den Oligoester im erfindungsgemäßen Schritt (c) umzusetzen. The production of an oligoester from process step (a) is known in the prior art. For example, a corresponding process is disclosed in WO2005/021616 A1 for producing, in particular, OH-terminated oligoesters (see, for example, Example 1 of WO2005/021616A1). Likewise, a process for producing an oligoester is described in the not yet disclosed application EP21179513.3. It is preferred that the oligoester of step (a) is prepared in the absence of a solvent. This means that no further purification steps are necessary to implement the oligoester in step (c) according to the invention.
Besonders bevorzugt wird der Oligoester des Schritts (a) durch ein Verfahren hergestellt, bei demThe oligoester of step (a) is particularly preferably prepared by a process in which
[I] zumindest Isophthalsäure und / oder Terephthalsäure mit einem Diol der Formel (3) und mindestens einem Diarylcarbonat der Formel (4) gemischt werden, wobei
Figure imgf000008_0001
in der Ri für ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt für Wasserstoff steht und wobei
Figure imgf000008_0002
in der R2 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff oder für -COOCH3, bevorzugt für Wasserstoff steht,
[I] at least isophthalic acid and / or terephthalic acid are mixed with a diol of the formula (3) and at least one diaryl carbonate of the formula (4), whereby
Figure imgf000008_0001
in which Ri represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, preferably hydrogen and where
Figure imgf000008_0002
in which R2 each independently represents hydrogen or -COOCH3, preferably hydrogen,
[II] diese Mischung aus Schritt [I] in Anwesenheit mindestens eines Katalysators erhitzt wird und [II] this mixture from step [I] is heated in the presence of at least one catalyst and
[III] an die Mischung aus Schritt [II] Vakuum angelegt wird, um den Oligoester, zu erhalten.[III] vacuum is applied to the mixture from step [II] to obtain the oligoester.
Die Aufarbeitung des Oligoesters - soweit überhaupt notwendig und/oder gewünscht - kann durch für den Fachmann bekannte Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch Fällung. Jedoch ist es bevorzugt, dass bei der Aufarbeitung keine Lösungsmittel verwendet werden. The workup of the oligoester - if necessary and/or desired - can be carried out in a manner known to those skilled in the art, for example by precipitation. However, it is preferred that no solvents are used during the workup.
Für den Fachmann ist ersichtlich, dass R1 beispielsweise in Formel (I), Formel (3), Formel (300), Formel (la) und/oder Formel (7), von der Position her so gewählt wird, dass die Photo-Fries- Umlagerungen möglich sind. Beispielsweise dürfen nicht alle ortho-Positionen durch R1 blockiert sein. Das mögliche Substitutionsmuster ist für den Fachmann jedoch auf Grund seines Fachwissens ersichtlich. It will be apparent to the person skilled in the art that R 1 , for example in formula (I), formula (3), formula (300), formula (la) and/or formula (7), is chosen from the position in such a way that the photo- Frieze rearrangements are possible. For example, not all ortho positions may be blocked by R 1 . However, the possible substitution pattern is obvious to the person skilled in the art based on his or her specialist knowledge.
Erfindungsgemäß wird gelegentlich von einem „aromatischen Diol“ gesprochen. Dieser Ausdruck wird insbesondere in Abgrenzung zu einem „Bisphenol“ verwendet (häufig wird auch darauf hingewiesen, dass mit einem aromatischen Diol kein Bisphenol gemeint ist). Dem Fachmann ist bekannt, dass ein Bisphenol im weitesten Sinne auch ein aromatisches Diol ist. Jedoch kann er im Kontext der vorliegenden Erfindung eine entsprechende Unterscheidung vornehmen auf Basis seines Fachwissens (insbesondere, wenn es darum geht, welche Strukturen eine intrinsische UV-Aktivität aufweisen und welche nicht). Bevorzugt wird unter einem aromatischen Diol eine Struktur der Formel (3) verstanden. Besonders bevorzugt wird unter einem aromatischen Diol Resorcin oder eine von Resorcin abgeleitete Verbindung verstanden. Ein „Bisphenol“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt eine Verbindung, welche durch Formel (III) dargestellt wird (siehe auch „Y“ in Formel (II), wobei in Formel (III) an den jeweils eine OH-Gruppe vorhanden ist (die Struktur von Formel (III) ist somit eine Bisphenol-Struktur, welche durch Reaktion der OH-Gruppen entstanden ist; dem Fachmann ist dieser Zusammenhang bekannt). Ein besonders bevorzugtes Bisphenol ist Bisphenol A. According to the invention, an “aromatic diol” is sometimes spoken of. This term is used in particular to distinguish it from a “bisphenol” (it is also often pointed out that an aromatic diol does not mean a bisphenol). It is known to those skilled in the art that a bisphenol in the broadest sense is also an aromatic diol. However, in the context of the present invention, he can make a corresponding distinction based on his Expertise (particularly when it comes to which structures have intrinsic UV activity and which do not). An aromatic diol is preferably understood to mean a structure of the formula (3). An aromatic diol is particularly preferably understood to mean resorcinol or a compound derived from resorcinol. A “bisphenol” in the sense of the present invention is preferably a compound which is represented by formula (III) (see also “Y” in formula (II), where in formula (III) an OH group is present on each ( The structure of formula (III) is therefore a bisphenol structure, which was created by the reaction of the OH groups; this connection is known to the person skilled in the art). A particularly preferred bisphenol is bisphenol A.
Ebenso optional kann das beschriebene Verfahren einen weiteren Schritt aufweisen, bei dem der Oligoester mit einem Disäurediphenylester, bevorzugt Isophthalsäurediphenylester und/oder Terephthalsäurediphenylester umgesetzt wird. Durch eine solche Reaktion kann der OH- Endgruppengehalt reduziert werden, falls gewünscht. Just as optionally, the process described can have a further step in which the oligoester is reacted with a diacid diphenyl ester, preferably isophthalic acid diphenyl ester and/or terephthalic acid diphenyl ester. Such a reaction can reduce the OH end group content if desired.
Der Oligoester des Verfahrensschritts (a) kann OH-terminiert, Phenylester-terminiert, Säureterminiert oder Phenylcarbonat-terminiert sein, beziehungsweise Mischungen der genannten Endgruppen enthalten. Bevorzugt ist der Oligoester OH-, Phenylester-, Phenylcarbonat-terminiert oder eine beliebige Mischung der vorgenannten Terminierungen liegt vor. Der Fachmann kann das erfindungsgemäße Verfahren auf die enthaltene(n) Endgruppe(n) anpassen. Beispielsweise kann Einfluss auf die Terminierung durch die Zusammensetzung/das Verhältnis der verwendeten Monomere, die Reaktionstemperatur, der verwendete Katalysator, das Anlegen und auch die Stärke von Vakuum genommen werden. Dadurch kann ebenfalls die Viskosität und auch die resultierende Glasübergangstemperatur des Oligoesters beeinflusst werden. The oligoester of process step (a) can be OH-terminated, phenyl ester-terminated, acid-terminated or phenylcarbonate-terminated, or contain mixtures of the end groups mentioned. The oligoester is preferably OH-, phenylester-, phenylcarbonate-terminated or any mixture of the aforementioned terminations is present. The person skilled in the art can adapt the process according to the invention to the end group(s) contained. For example, the termination can be influenced by the composition/ratio of the monomers used, the reaction temperature, the catalyst used, the application and also the strength of vacuum. This can also influence the viscosity and the resulting glass transition temperature of the oligoester.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Oligoester des erfindungsgemäßen Verfahrensschritts (a) zumindest teilweise keine OH-Terminierungen aufweist. Damit weist das resultierende Polyestercarbonat-Präpolymer bzw. der resultierende Polyestercarbonat-Blend bevorzugt im Wesentlichen keine, besonders bevorzugt keine Verknüpfungen von beispielsweise Resorcin zum beispielsweise BPA über eine Carbonatbrücke auf. Insbesondere bevorzugt weist das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymer und/oder der erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend (beides weiter unten beschrieben) im Wesentlichen keine, besonders bevorzugt keine Strukturen der Formel (300) auf,
Figure imgf000009_0001
wobei in der Struktur der Formel (300) Ri unabhängig voneinander jeweils für ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht, bevorzugt für die zu Ri der Formel (la) genannten Bedeutungen steht, Y unabhängig voneinander jeweils für eine Struktur der Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) steht, bevorzugt für die zu Formel (II) genannten Bedeutungen steht und die „*“ jeweils die Positionen angeben, mit denen Struktur der Formel (300) in die Polymerkette des Polyestercarbonats anbindet/ anbinden würde.
It is particularly preferred that the oligoester of process step (a) according to the invention at least partially has no OH terminations. The resulting polyestercarbonate prepolymer or the resulting polyestercarbonate blend thus preferably has essentially no, particularly preferably no, links from, for example, resorcinol to, for example, BPA via a carbonate bridge. Particularly preferably, the polyestercarbonate prepolymer according to the invention and/or the polyestercarbonate blend according to the invention (both described further below) have essentially no, particularly preferably no, structures of the formula (300),
Figure imgf000009_0001
where in the structure of the formula (300) Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, preferably represents the meanings given for Ri of the formula (la), Y independently represents a structure of the formulas (III), (IV), (V) or (VI), preferably stands for the meanings given for formula (II) and the “*” each indicate the positions with which the structure of the formula (300) is inserted into the Polymer chain of the polyester carbonate attaches/would attach.
Die Formulierung „im Wesentlichen keine Strukturen der Formel (III)“ ist für den Fachmann verständlich. Es ist ersichtlich, dass Spuren solcher Gruppen durch Verunreinigungen vorhanden sein können. Erfmdungsgemäß werden sie jedoch bevorzugt vermieden. The phrase “essentially no structures of formula (III)” is understandable to those skilled in the art. It can be seen that traces of such groups may be present due to impurities. However, according to the invention, they are preferably avoided.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Oligoester des erfmdungsgemäßen Verfahrensschritts (a) zumindest teilweise keine OH-Terminierungen aufweist und dass das erfmdungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymer insbesondere bevorzugt über dieses Verfahren erhalten wird. In particular, it is preferred that the oligoester of process step (a) according to the invention has at least partially no OH terminations and that the polyestercarbonate prepolymer according to the invention is particularly preferably obtained via this process.
Beispielsweise kann in Schritt (I) bevorzugt durch das molare Verhältnis der Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure zum Diol der Formel (3) Einfluss genommen werden auf das resultierende Endgruppenverhältnis im Oligoester. Bevorzugt ist das molare Verhältnis von Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure zum Diol der Formel (3) 0,50 bis 1,20, besonders bevorzugt 0,70 bis 1,15, ganz besonders bevorzugt 0,75 bis 1,12. For example, in step (I), the resulting end group ratio in the oligoester can preferably be influenced by the molar ratio of isophthalic acid and/or terephthalic acid to the diol of the formula (3). The molar ratio of isophthalic acid and/or terephthalic acid to the diol of the formula (3) is preferably 0.50 to 1.20, particularly preferably 0.70 to 1.15, very particularly preferably 0.75 to 1.12.
Das Diol der Formel (3) wird erfmdungsgemäß bevorzugt häufiger auch als „Resorcin oder eine von Resorcin abgeleitete Verbindung“ bezeichnet. Damit ist bevorzugt gemeint, dass, wenn ein Substituent Ri vorliegt, eine von Resorcin abgeleitete Verbindung vorliegt, welche den Substituenten Ri mit den angegebenen Bedeutungen aufweist. According to the invention, the diol of the formula (3) is preferably also referred to as “resorcinol or a compound derived from resorcinol”. This preferably means that if a substituent Ri is present, a compound derived from resorcinol is present which has the substituent Ri with the meanings given.
Bevorzugt wird in Verfahrensschritt (I) sowohl Isophthalsäure als auch Terephthalsäure eingesetzt. Wenn beide Disäuren eingesetzt werden, dann ist es zusätzlich bevorzugt, dass das molare Verhältnis von Isophthalsäure zu Terephthalsäure 0,25-4,0 zu 1, besonders bevorzugt 0,4 - 2,5 zu 1 und ganz besonders bevorzugt 0,67 - 1,5 zu 1 beträgt. Ebenso ist es bevorzugt, dass es sich bei dem Diol der Formel (3) um Resorcin handelt. Ebenso und bevorzugt gleichzeitig ist es bevorzugt, dass es sich bei dem Diarylcarbonat der Formel (4) um Diphenylcarbonat handelt. Both isophthalic acid and terephthalic acid are preferably used in process step (I). If both diacids are used, then it is additionally preferred that the molar ratio of isophthalic acid to terephthalic acid is 0.25-4.0 to 1, particularly preferably 0.4-2.5 to 1 and very particularly preferably 0.67-1 .5 to 1. It is also preferred that the diol of formula (3) is resorcinol. Likewise and preferably at the same time, it is preferred that the diaryl carbonate of the formula (4) is diphenyl carbonate.
Besonders bevorzugt wird ein molares Verhältnis von Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure zu dem Diarylcarbonat der Formel (4) von 1 zu 2 - 2,5 , weiter bevorzugt von 1,0 zu 2,01 - 2,25 und am bevorzugsten von 1,0 zu 2,05 eingesetzt. A molar ratio of isophthalic acid and/or terephthalic acid to the diaryl carbonate of formula (4) of 1 to 2 - 2.5 is particularly preferred, more preferably 1.0 to 2.01 - 2.25 and most preferably 1.0 used at 2.05.
In Verfahrensschritt (II) wird das Gemisch aus Verfahrensschritt (I) in Anwesenheit mindestens eines Katalysators erhitzt. Bevorzugt werden in diesem Verfahrensschritt (II) die einzelnen Bestandteile aus Verfahrensschritt (I) aufgeschmolzen. Jedoch ist insbesondere die Terephthalsäure unter den gegebenen Bedingungen zumindest zu Beginn nicht löslich. Dies kann sich jedoch im Verlaufe des Verfahrensschritts (II) ändern. In Verfahrensschritt (II) wird in der Regel Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Diese Verfahrensweise erlaubt eine schnelle Reaktion unter geringer Temperaturbelastung. Verfahrensschritt (II) erfolgt bevorzugt unter Schutzgasatmosphäre, bevorzugt unter Stickstoff und/oder Argon. Bevorzugt erfolgt der Schritt (II) in Abwesenheit eines Lösungsmittels. Der Begriff „Lösungsmittel“ ist in diesem Zusammenhang dem Fachmann bekannt. Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff „Lösungsmittel“ bevorzugt eine Verbindung verstanden, die in keinem der Verfahrensschritte (I), (II) und/oder (III) eine chemische Reaktion eingeht. Ausgenommen sind solche Verbindungen, welche durch die Reaktion entstehen (beispielsweise Phenol, wenn Diphenylcarbonat als Diarylcarbonat eingesetzt wird). Selbstverständlich kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Ausgangsverbindungen Spuren von Lösungsmitteln enthalten. Dieser Fall soll erfindungsgemäß bevorzugt umfasst sein. Jedoch wird erfindungsgemäß bevorzugt ein aktiver Schritt der Zugabe eines solchen Lösungsmittels vermieden. In process step (II), the mixture from process step (I) is heated in the presence of at least one catalyst. In this process step (II), the individual components from process step (I) are preferably melted. However, terephthalic acid in particular is among the not soluble under the given conditions, at least initially. However, this can change in the course of process step (II). Carbon dioxide is generally released in process step (II). This procedure allows a quick reaction under low temperature stress. Process step (II) is preferably carried out under a protective gas atmosphere, preferably under nitrogen and/or argon. Step (II) preferably takes place in the absence of a solvent. The term “solvent” is known to those skilled in the art in this context. According to the invention, the term “solvent” is preferably understood to mean a compound that does not enter into a chemical reaction in any of the process steps (I), (II) and/or (III). Excluded are those compounds that are formed by the reaction (for example phenol when diphenyl carbonate is used as diaryl carbonate). Of course, it cannot be ruled out that the starting compounds contain traces of solvents. This case should preferably be included according to the invention. However, according to the invention, an active step of adding such a solvent is preferably avoided.
Das Erhitzen in Verfahrensschritt (II) erfolgt bevorzugt auf Temperaturen von 180 °C bis 320 °C, bevorzugt 190 °C bis 310 °C und besonders bevorzugt von 230 °C bis 300 °C. Unter diesen Temperaturbedingungen kann es sein, dass bereits der entsprechende Arylalkohol des Diarylcarbonats, bevorzugt Phenol, abdestilliert wird. Verfahrensschritt (II) erfolgt dabei bevorzugt unter Normaldruck. Dabei wird bevorzugt so lange unter Normaldruck gerührt, bis die Gasentwicklung im Wesentlichen stoppt. Alternativ kann die Temperatur auch schrittweise - je nach beobachteter Reaktivität - auf 200°C - 320 °C, bevorzugt 210 - 310 °C, insbesondere bevorzugt 215 - 300 °C erhöht werden. Die Reaktivität kann über die Gasentwicklung auf dem Fachmann bekannte Weise abgeschätzt werden. Prinzipiell sind auch höhere Temperaturen in diesem Schritt möglich, jedoch kann es bei höheren Temperaturen zu Nebenreaktionen kommen (z.B. Verfärbungen). Daher sind höhere Temperaturen weniger bevorzugt. The heating in process step (II) is preferably carried out at temperatures of 180 ° C to 320 ° C, preferably 190 ° C to 310 ° C and particularly preferably from 230 ° C to 300 ° C. Under these temperature conditions it may be that the corresponding aryl alcohol of the diaryl carbonate, preferably phenol, is already distilled off. Process step (II) is preferably carried out under normal pressure. Stirring is preferably carried out under normal pressure until the evolution of gas essentially stops. Alternatively, the temperature can also be increased gradually - depending on the reactivity observed - to 200 ° C - 320 ° C, preferably 210 - 310 ° C, particularly preferably 215 - 300 ° C. The reactivity can be estimated via gas evolution in a manner known to those skilled in the art. In principle, higher temperatures are also possible in this step, but side reactions can occur at higher temperatures (e.g. discoloration). Therefore, higher temperatures are less preferred.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem mindestens einen Katalysator um eine organische Base oder eine lewissaure Übergangsmetallverbindung. Bei der organischen Base handelt es sich bevorzugt um Alkylamine, Imidazol(derivate), Guanidinbasen wie Triazabicyclodecen, DMAP und entsprechende Derivate, l,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN) und Diazabicycloundecen (DBU), am bevorzugsten DMAP. Diese Katalysatoren bringen insbesondere den Vorteil, dass sie im erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (III) durch das angelegte Vakuum abgetrennt werden können. Dies bedeutet, dass das resultierende Gemisch, enthaltend Oligoester, nur einen geringen Gehalt bis gar keinen Katalysator mehr enthält. Dies bringt insbesondere den Vorteil, dass keine anorganischen Salze, welche beispielsweise immer über eine Route, bei der Phosgen verwendet wird, anfallen, im Gemisch aus Oligoestem und damit auch nicht im späteren Polyestercarbonat vorhanden sind. Es ist bekannt, dass solche Salze die Stabilität des Polyestercarbonats negativ beeinflussen können, da die Ionen katalytisch bei entsprechender Degradation wirken können. Bevorzugt wird eine Mischung aus zumindest einer organischen Base, wie beispielsweise Alkylamine, Imidazol(derivate), Guanidinbasen wie Triazabicyclodecen, DMAP und entsprechende Derivate, DBN oder DBU gemeinsam mit einem Phsophoniumkatalysator der Formel (VIII) (siehe weiter hinten) eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt wird als Katalysator eine Mischung aus 4- (Dimethylamino)pyridin (DMAP) und Tetrabutylphosphoniumacetat in Verfahrensschritt (II) eingesetzt. The at least one catalyst is particularly preferably an organic base or a Lewis acidic transition metal compound. The organic base is preferably alkylamines, imidazole (derivatives), guanidine bases such as triazabicyclodecene, DMAP and corresponding derivatives, l,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene (DBN) and diazabicycloundecene (DBU), am most preferred DMAP. These catalysts have the particular advantage that they can be separated in process step (III) according to the invention by the applied vacuum. This means that the resulting mixture, containing oligoesters, only contains a small amount or no catalyst at all. This has the particular advantage that no inorganic salts, which are always obtained, for example, via a route in which phosgene is used, are present in the mixture of oligoesters and therefore not in the later polyester carbonate. It is known that such salts can negatively affect the stability of the polyester carbonate because the ions can have a catalytic effect with corresponding degradation. A mixture of at least one organic base, such as alkylamines, imidazole (derivatives), guanidine bases such as triazabicyclodecene, DMAP and corresponding derivatives, DBN or DBU, is preferably used together with a phosphonium catalyst of the formula (VIII) (see below). A mixture of 4-(dimethylamino)pyridine (DMAP) and tetrabutylphosphonium acetate is particularly preferably used as the catalyst in process step (II).
Handelt es sich bei dem Katalysator um eine lewissaure Übergangsmetallverbindung, so ist es bevorzugt, dass Alkoxide von Metallen der Gruppe IVB oder von Zinn oder Derivate von Metallen, Metalloxide oder Metallcarboxylaten der Gruppe IVA des Periodensystems eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird die lewissaure Übergangsmetallverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, Titanbutoxid (Ti(OBu)4), Titanisopropoxid (Ti(OiPr)4), Titanphenoxid (TiOPhü), Antimontrioxid, Zirkoniumbutoxid (Zr(OBu)4), Dialkylzinndialkoxiden, Dibutylzinoxid, Dibutylzinndiester, Zinnphenoxid, Monobutylzinnoxid und beliebige Mischung der vorgenannten. Besonders bevorzugt ist Titanbutoxid. If the catalyst is a Lewis acidic transition metal compound, it is preferred that alkoxides of metals from Group IVB or of tin or derivatives of metals, metal oxides or metal carboxylates from Group IVA of the periodic table are used. The Lewis acidic transition metal compound is particularly preferably selected from the group consisting of titanium butoxide (Ti(OBu)4), titanium isopropoxide (Ti(OiPr)4), titanium phenoxide (TiOPhü), antimony trioxide, zirconium butoxide (Zr(OBu)4), dialkyltin dialkoxides, dibutyltin oxide , dibutyltin diester, tin phenoxide, monobutyltin oxide and any mixture of the aforementioned. Titanium butoxide is particularly preferred.
Der mindestens eine Katalysator wird bevorzugt in Mengen von 1 bis 5000 ppm, vorzugsweise 5 bis 1000 ppm und besonders bevorzugt 20 bis 500 ppm, bezogen auf die Summer der Massen von Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure, des Diols der Formel (3) und des Diarylcarbonats der Formel (4), eingesetzt. Werden mehr als ein Katalysator in der Reaktion eingesetzt, so werden diese Katalysatoren in Summe bevorzugt in Mengen von 1 bis 5000 ppm, vorzugsweise 5 bis 1000 ppm und besonders bevorzugt 300 bis 700 ppm eingesetzt. The at least one catalyst is preferably in amounts of 1 to 5000 ppm, preferably 5 to 1000 ppm and particularly preferably 20 to 500 ppm, based on the sum of the masses of isophthalic acid and / or terephthalic acid, the diol of formula (3) and the diaryl carbonate the formula (4) is used. If more than one catalyst is used in the reaction, these catalysts are preferably used in total in amounts of 1 to 5000 ppm, preferably 5 to 1000 ppm and particularly preferably 300 to 700 ppm.
In Verfahrensschritt (III) wird Vakuum an das aus Verfahrensschritt (II) erhaltene Gemisch angelegt. Dadurch wird der entsprechende Arylalkohol des verwendeten Diarylcarbonats, bevorzugt Phenol, abdestilliert und das Gleichgewicht der Reaktion hin zu Oligoestem verschoben. Bei dem Arylalkohl handelt es sich um die durch die Reaktion der Kondensation abgespaltene chemische Verbindung.In process step (III), vacuum is applied to the mixture obtained from process step (II). As a result, the corresponding aryl alcohol of the diaryl carbonate used, preferably phenol, is distilled off and the equilibrium of the reaction is shifted towards oligoesters. Aryl alcohol is the chemical compound split off by the condensation reaction.
Der Begriff „Kondensation“ oder auch „Kondensationsreaktion“ ist dem Fachmann bekannt. Bevorzugt wird hierunter eine Reaktion verstanden, bei der sich zwei Moleküle (des gleichen Stoffes oder verschiedener Stoffe) zu einem größeren Molekül vereinigen, wobei ein Molekül einer chemisch einfachen Substanz abgespalten wird. Diese bei der Kondensation abgespaltene Verbindung wird in Verfahrensschritt (III) mittels Vakuum entfernt. Demgemäß ist es bevorzugt, dass das erfmdungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass während des Verfahrensschritts (III) die flüchtigen Bestandteile, welche einen Siedepunkt unterhalb des in Verfahrensschritt (II) gebildeten Gemischs an Oligoestem aufweisen, gegebenenfalls unter schrittweiser Reduzierung des Drucks abgetrennt werden. Eine schrittweise Abtrennung wird dabei bevorzugt gewählt, wenn unterschiedliche flüchtige Bestandteile abgetrennt werden. Ebenso bevorzugt wird eine schrittweise Abtrennung gewählt, um eine möglichst vollständige Abtrennung des oder der flüchtigen Bestandteils/e zu gewährleisten. Bei den flüchtigen Bestandteilen handelt es sich um die bei der Kondensation abgespaltenen chemischen Verbindung bzw. Verbindungen, bevorzugt um Phenol. The term “condensation” or “condensation reaction” is known to those skilled in the art. This is preferably understood to mean a reaction in which two molecules (of the same substance or different substances) combine to form a larger molecule, with one molecule of a chemically simple substance being split off. This compound split off during the condensation is removed in process step (III) using vacuum. Accordingly, it is preferred that the process according to the invention is characterized in that during process step (III), the volatile components which have a boiling point below the mixture of oligoestems formed in process step (II) are separated off, if necessary by gradually reducing the pressure. A stepwise separation is preferably chosen if different volatile components are separated off. A gradual separation is also preferably chosen in order to achieve the most complete separation possible of the volatile component(s). The volatile components are the chemical compound or compounds split off during the condensation, preferably phenol.
Die Abtrennung des Kondensationsproduktes in Verfahrensschritt (III) erfolgt bevorzugt bei Temperaturen von 200 °C bis 280 °C, besonders bevorzugt 210 °C bis 270 °C und insbesondere bevorzugt 220 °C bis 265 °C. Weiterhin bevorzugt beträgt das Vakuum bei der Abtrennung 500 mbar bis 0,01 mbar. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Abtrennung schrittweise durch Reduktion des Vakuums erfolgt. Ganz besonders bevorzugt beträgt das Vakuum in der letzten Stufe 10 mbar bis 0,01 mbar. The condensation product is separated off in process step (III) preferably at temperatures of 200 ° C to 280 ° C, particularly preferably 210 ° C to 270 ° C and particularly preferably 220 ° C to 265 ° C. Furthermore, the vacuum during separation is preferably 500 mbar to 0.01 mbar. In particular, it is preferred that the separation takes place step by step by reducing the vacuum. The vacuum in the last stage is very particularly preferably 10 mbar to 0.01 mbar.
Der so erhaltene Oligoester kann ggf. nach weiterer Aufreinigung in Verfahrensschritt (a) eingesetzt werden. Dabei ist es bevorzugt, dass der Oligoester des Schritts (a) ein zahlengemitteltes Molekulargewicht Mn von 500 g/mol bis 8000 g/mol, bevorzugt 600 g/mol bis 5000 g/mol und besonders bevorzugt 700 g/mol bis 3000 g/mol aufweist. Bevorzugt wird dieses Mn und/oder aber auch alle anderen Molekulargewichte der Erfindung, soweit nicht anders angegeben, bestimmt über Gelpermeationschromatographie in Dichlormethan mit einem Bisphenol-A-Polycarbonat als Standard. Die erfmdungsgemäßen Molekulargewichte Mw (Gewichtsmittel) und Mn (Zahlenmittel) der verwendeten Oligester, Oligocarbonate, Polycarbonate oder Polyestercarbonate wurden - soweit nicht anders angegeben - mittels Größenausschlusschromatographie (Gelpermeationschromotographie GPC; in Anlehnung an DIN 55672-1:2007-08 unter Verwendung einer BPA-Polycarbonat-Kalibrierung) bestimmt. Die Kalibrierung erfolgte mit linearen Polycarbonaten bekannter Molmassenverteilung (z. B. von PSS Polymer Standards Service GmbH, Deutschland). Dabei wurde die Methode 2301-0257502-09D (aus dem Jahre 2009 in deutscher Sprache) der Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen angewandt. Dichlormethan wurde als Elutionsmittel verwendet. Die Säulenkombination bestand aus vernetzten Styrol- Divinylbenzolharzen. Die GPC kann eine oder mehrere hintereinander geschaltete handelsübliche GPC-Säulen zur Größenausschluss-Chromatographie umfassen, die so ausgewählt sind, dass eine hinreichende Trennung der Molmassen von Polymeren, insbesondere von aromatischen Polycarbonaten mit gewichtsmittleren Molmassen Mw von 2.000 bis 100.000 g/mol möglich ist. Typischerweise haben die analytischen Säulen einen Durchmesser von 7,5 mm und eine Länge von 300 mm. Die Partikelgrößen des Säulenmaterials liegen im Bereich von 3 pm bis 20 pm. The oligoester obtained in this way can, if necessary, be used in process step (a) after further purification. It is preferred that the oligoester of step (a) has a number-average molecular weight Mn of 500 g/mol to 8000 g/mol, preferably 600 g/mol to 5000 g/mol and particularly preferably 700 g/mol to 3000 g/mol having. Unless otherwise stated, this M n and/or all other molecular weights of the invention are preferably determined via gel permeation chromatography in dichloromethane with a bisphenol A polycarbonate as a standard. The molecular weights according to the invention Mw (weight average) and Mn (number average) of the oligesters, oligocarbonates, polycarbonates or polyester carbonates used were - unless otherwise stated - using size exclusion chromatography (gel permeation chromatography GPC; based on DIN 55672-1:2007-08 using a BPA Polycarbonate calibration). The calibration was carried out with linear polycarbonates of known molecular weight distribution (e.g. from PSS Polymer Standards Service GmbH, Germany). The method 2301-0257502-09D (from 2009 in German) from Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen was used. Dichloromethane was used as eluent. The column combination consisted of cross-linked styrene-divinylbenzene resins. The GPC can comprise one or more commercially available GPC columns for size exclusion chromatography connected in series, which are selected so that an adequate separation of the molar masses of polymers, in particular of aromatic polycarbonates with weight-average molar masses M w of 2,000 to 100,000 g/mol, is possible . Typically the analytical columns have a diameter of 7.5 mm and a length of 300 mm. The particle sizes of the column material are in the range from 3 pm to 20 pm.
Es ist ebenso bevorzugt möglich, dass der Oligoester ein Zahlenmittel der Molekularmasse im Bereich von 1000 g/mol bis 16000 g/mol, besonders bevorzugt 1200 g/mol bis 10000 g/mol und ganz besonders bevorzugt 2000 g/mol bis 8000 g/mol aufweist. In diesem speziellen Fall wird das Mn bevorzugt über GPC mit Polystyrolkalibrierung in THF gemessen. Dabei wird die Kalibrierung bevorzugt mit Polystyrolen in einem Molekulargewichtsbereich von 500 bis 7000000 g/mol erstellt. Die GPC wird bevorzugt in Tetrahydrofuran (bevorzugt mit 0,007-0,015Gew.-% Butylhydroxytoluol stabilisiertes THF), welches mit 0,8 % Essigsäure modifiziert wurde, durchgefuhrt. Die Flussrate beträgt bevorzugt 1 mL/min bei 40 °C. Dabei wird des Weiteren bevorzugt die Säulenkombination Waters Acquity® APC™ Column Manager - S mit drei Acquity® APC™ Säulen (450Ä, 125Ä und 45Ä Porendurchmesser) mit I/d = 150/4.6 mm und welche mit Partikeln mit einem Partikeldruchmesser von 2.5 (die 450Ä und die 125Ä Säule) oder 1.7 qm (die 45Ä Säule) (1 pm= IxlO-6 m) gefüllt sind, verwendet. Die Detektion erfolgt hier mittels Brechungsindexdetektor. Bevorzugt weist der Oligoester des Schritts (a) als Endgruppen mindestens eine Art der Endgruppe auf, welche ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus -OH-Endgruppen (z. B. von endständigem Resorcin), -COOH-Endgruppen, Isophthalsäure/Terephthalsäure-Ester-Phenol- Endgruppen oder Resorcin-Carbonat-Phenol-Endgruppen. Diese Endgruppen können auch in beliebigen Mischungen vorliegen. Ebenso können sie in beliebigen Mengen bzw. Verhältnissen zueinander vorliegen. It is also preferably possible for the oligoester to have a number average molecular mass in the range from 1000 g/mol to 16000 g/mol, particularly preferably 1200 g/mol to 10000 g/mol and very particularly preferably 2000 g/mol to 8000 g/mol having. In this special case, the M n is preferably measured via GPC with polystyrene calibration in THF. The calibration is preferably carried out with polystyrenes in a molecular weight range of 500 to 7,000,000 g/mol. The GPC is preferably carried out in tetrahydrofuran (preferably THF stabilized with 0.007-0.015% by weight of butylhydroxytoluene), which has been modified with 0.8% acetic acid. The flow rate is preferably 1 mL/min at 40 °C. The column combination Waters Acquity® APC™ Column Manager - S with three Acquity® APC™ columns (450Ä, 125Ä and 45Ä pore diameter) with I/d = 150/4.6 mm and which contain particles with a particle diameter of 2.5 ( the 450Ä and the 125Ä column) or 1.7 sqm (the 45Ä column) (1 pm = IxlO -6 m) are used. Detection is carried out here using a refractive index detector. The oligoester of step (a) preferably has as end groups at least one type of end group, which is selected from the group consisting of -OH end groups (e.g. from terminal resorcinol), -COOH end groups, isophthalic acid / terephthalic acid - Ester-phenol end groups or resorcinol carbonate-phenol end groups. These end groups can also be present in any mixtures. They can also be present in any quantities or ratios to one another.
Weitere chemische Eigenschaften des Oligoesters sind beispielsweise in der WO 2005/021616 Al beschrieben. In Bezug auf diese chemischen Eigenschaften des Oligoesters wird der Inhalt der WO 2005/021616 Al hiermit durch Verweis in die vorliegende Offenbarung mit einbezogen. Further chemical properties of the oligoester are described, for example, in WO 2005/021616 Al. With regard to these chemical properties of the oligoester, the content of WO 2005/021616 A1 is hereby incorporated by reference into the present disclosure.
In Verfahrensschritt (b) wird ein Oligocarbonat und/oder ein Polycarbonat bereitgestellt. Erfindungsgemäß wird der Begriff „Oligo“carbonat oder auch „Oligo“ester insbesondere in Abgrenzung zum Begriff „Poly“carbonat verwendet. Dem Fachmann ist die Definition von „oligo“ und „poly“ bekannt. Insbesondere bedeutet dies, dass beispielsweise ein Polycarbonat eine höhere Anzahl an Wiederholungseinheiten und damit eine höhere Molmasse aufweist als ein Oligocarbonat. Erfindungsgemäß wird der Begriff „Oligo“mer bevorzugt dann verwendet, wenn die betroffene Substanz alleine keine ausreichende Mechanik aufweist. Ein entsprechendes „Poly“mer hingegen schon. Eine scharfe Abtrennung der beiden Begriffe scheint erfmdungsgemäß nicht ausschlaggebend zu sein. Dennoch ist es bevorzugt, dass das Oligocarbonat des Schritts (b) eine relative Lösungsviskosität von 1,08 bis 1,22, bevorzugt 1,11 bis 1,22, besonders bevorzugt 1,13 bis 1,20 aufweist. Ebenso ist es bevorzugt, dass das Polycarbonat des Schritts (b), aber auch des Schritts (iii) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw von 24000 g/mol bis 40000 g/mol, besonders bevorzugt von 24500 g/mol bis 34000 g/mol, ganz besonders bevorzugt von 25000 g/mol bis 32000 g/mol ermittelt durch Gelpermeationschromotographie, kalibriert gegen Bisphenol A-Polycarbonat Standards unter Verwendung von Dichlormethan als Elutionsmittel. Ebenso bevorzugt weist das Polycarbonat des Schritts (b) und/oder des Schritts (iii) eine relative Lösungsviskosität von größer 1,20 bis 1,36, besonders bevorzugt, größer als 1,22 bis 1,35 und ganz besonders bevorzugt größer als 1,27 bis 1,34 auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die relative Lösungsviskosität (r|rel; auch als eta rel bezeichnet) bevorzugt in Dichlormethan bei einer Konzentration von 5 g/1 bei 25 °C mit einem Ubbelohde-Viskosimeter bestimmt. Dem Fachmann ist die Bestimmung der relativen Lösungsviskosität mittels Ubbelohde-Viskosimeter bekannt. Erfindungsgemäß wird diese bevorzugt gemäß DIN 51562-3; 1985-05 durchgeführt. Dabei werden die Durchlaufzeiten des zu vermessenden Polyestercarbonats durch das Ubbelohde-Viskosimeter gemessen, um anschließend den Viskositätsunterschied zwischen Polymerlösung und seinem Lösungsmittel zu ermitteln. Dazu wird zunächst eine Kalibrierung des Ubbelohde-Viskosimeters mittels Vermessung der reinen Lösungsmittel Dichlormethan, Trichlorethylen und Tetrachlorethylen durchgeführt (dabei erfolgen immer mindestens 3 Messungen, höchstens 9 Messungen). Daraufhin erfolgt die eigentliche Kalibrierung mit dem Lösungsmittel Dichlormethan. Im Anschluss wird die Polymerprobe eingewogen, in Dichlormethan gelöst und für diese Lösung dann dreimal die Durchflusszeit bestimmt. Der Mittelwert der Durchflusszeiten wird über die Hagenbach-Korrektur korrigiert und die relative Lösungsviskosität errechnet. In process step (b), an oligocarbonate and/or a polycarbonate is provided. According to the invention, the term “oligo” carbonate or “oligo” ester is used in particular to distinguish it from the term “poly” carbonate. The definition of “oligo” and “poly” is known to those skilled in the art. In particular, this means that, for example, a polycarbonate has a higher number of repeating units and therefore a higher molecular weight than an oligocarbonate. According to the invention, the term “oligo”mer is preferably used when the substance concerned does not have sufficient mechanics on its own. However, a corresponding “polymer” does. According to the invention, a sharp separation of the two terms does not seem to be decisive. Nevertheless, it is preferred that the oligocarbonate of step (b) has a relative solution viscosity of 1.08 to 1.22, preferably 1.11 to 1.22, particularly preferably 1.13 to 1.20. It is also preferred that the polycarbonate of step (b), but also of step (iii) of the process according to the invention for producing a polyestercarbonate blend, has a weight-average molecular weight Mw of 24,000 g/mol to 40,000 g/mol, particularly preferably of 24,500 g /mol to 34,000 g/mol, very particularly preferably from 25,000 g/mol to 32,000 g/mol determined by gel permeation chromatography, calibrated against bisphenol A polycarbonate standards using dichloromethane as eluent. Likewise preferably, the polycarbonate of step (b) and/or step (iii) has a relative solution viscosity of greater than 1.20 to 1.36, particularly preferably greater than 1.22 to 1.35 and most preferably greater than 1 .27 to 1.34. According to the present invention, the relative solution viscosity (r|rel; also referred to as eta rel) is preferably determined in dichloromethane at a concentration of 5 g/1 at 25 ° C using an Ubbelohde viscometer. The person skilled in the art is familiar with the determination of the relative solution viscosity using a Ubbelohde viscometer. According to the invention, this is preferred according to DIN 51562-3; Carried out 1985-05. The throughput times of the polyester carbonate to be measured are measured using the Ubbelohde viscometer in order to then determine the difference in viscosity between the polymer solution and its solvent. To do this, the Ubbelohde viscometer is first calibrated by measuring the pure solvents dichloromethane, trichlorethylene and tetrachlorethylene (always at least 3 measurements and a maximum of 9 measurements). The actual calibration then takes place with the solvent dichloromethane. The polymer sample is then weighed, dissolved in dichloromethane and the flow time for this solution is then determined three times. The average of the flow times is corrected using the Hagenbach correction and the relative solution viscosity is calculated.
Es ist bevorzugt, dass das Oligocarbonat einen Gehalt an phenolischen OH-Gruppen von 250 ppm bis 2500 ppm, bevorzugt 500 bis 2400 ppm, und insbesondere bevorzugt von 1000 bis 2300 ppm aufweist. Die Bestimmung des phenolischen OH-Gruppenanteils wird weiter unten in Bezug auf den Polyestercarbonat-Blend beschrieben. It is preferred that the oligocarbonate has a phenolic OH group content of 250 ppm to 2500 ppm, preferably 500 to 2400 ppm, and particularly preferably 1000 to 2300 ppm. The determination of the phenolic OH group content is described below in relation to the polyester carbonate blend.
Es ist bevorzugt, dass das in Verfahrensschritt (b) eingesetzte Oligocarbonat und/oder Polycarbonat keine Endgruppen der Formel (301) aufweisen
Figure imgf000015_0001
wobei in der Formel (301) der „*“ für die Anbindung der Struktur der Formel (301) an das Oligocarbonat und/oder Polycarbonat steht. Damit wird bevorzugt keine aktivierte Carbonatquelle verwendet. Dies ist erfindungsgemäß auch bevorzugt nicht notwendig, da die Reaktion in Verfahrensschritt (c) unter den definierten Bedingungen gut abläuft.
It is preferred that the oligocarbonate and/or polycarbonate used in process step (b) do not have any end groups of the formula (301).
Figure imgf000015_0001
where in formula (301) the “*” stands for the connection of the structure of formula (301) to the oligocarbonate and/or polycarbonate. This means that no activated carbonate source is preferably used. According to the invention, this is preferably not necessary since the reaction in process step (c) proceeds well under the defined conditions.
Im erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (c) wird der Oligoester aus Schritt (a) mit dem Oligocarbonat und/oder dem Polycarbonat umgesetzt, wobei der Oligoester immer im Überschuss zum Oligocarbonat und/oder Polycarbonat eingesetzt wird. Dabei werden 65 bis 95 Gew.-% des Oligoesters aus Schritt (a) mit 35 bis 5 Gew.-% des Oligocarbonats und/oder Polycarbonats aus Schritt (b) umgesetzt. Bevorzugt werden 70 bis 93 Gew.-%, besonders bevorzugt 75 bis 90 Gew.-% des Oligoesters aus Schritt (a) mit 30 bis 7 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 10 Gew.-% des Oligocarbonats und/oder Polycarbonats aus Schritt (b) umgesetzt, wobei sich die Gew.-% auf die Summe des Gewichts an Oligoester aus Schritt (a) und an Oligocarbonat und/oder Polycarbonat aus Schritt (b) beziehen. In process step (c) according to the invention, the oligoester from step (a) is reacted with the oligocarbonate and/or the polycarbonate, the oligoester always being used in excess of the oligocarbonate and/or polycarbonate. In this case, 65 to 95% by weight of the oligoester from step (a) is reacted with 35 to 5% by weight of the oligocarbonate and/or polycarbonate from step (b). Preference is given to 70 to 93% by weight, particularly preferably 75 to 90% by weight, of the oligoester from step (a) with 30 to 7% by weight, particularly preferably 25 to 10% by weight Oligocarbonate and/or polycarbonate from step (b), the weight percent being based on the sum of the weight of oligoester from step (a) and of oligocarbonate and/or polycarbonate from step (b).
Im erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (c) findet eine Kondensationsreaktion statt. Der Begriff „Kondensationsreaktion“ wurde bereits oben definiert. Dem Fachmann ist bekannt, wie er solche Gleichgewichtsreaktionen zum gewünschten Produkt hin beeinflussen kann. Insbesondere ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass Schritt (c) bei im Verhältnis zum Umgebungsdruck verminderten Druck durchgeführt wird. Dadurch kann die bei der Kondensation entstehende Verbindung mittels Vakuum entfernt werden. Demgemäß ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass während des Verfahrensschritts (c) die flüchtigen Bestandteile, welche einen Siedepunkt unterhalb des in Verfahrensschritt (c) gebildeten Polyestercarbonat- Präpolymers aufweisen, gegebenenfalls unter schrittweiser Reduzierung des Drucks abgetrennt werden. Eine schrittweise Abtrennung wird dabei bevorzugt gewählt, wenn unterschiedliche flüchtige Bestandteile abgetrennt werden. Ebenso bevorzugt wird eine schrittweise Abtrennung gewählt, um eine möglichst vollständige Abtrennung des oder der flüchtigen Bestandteils/e zu gewährleisten. Bei den flüchtigen Bestandteilen handelt es sich bevorzugt um die bei der Kondensation abgespaltenen chemischen Verbindung bzw. Verbindungen, bevorzugt um Phenol. Es kann sich bei den flüchtigen Bestandteilen aber auch um das noch nicht abreagierte Diol der Formel (3) und/oder das noch nicht abreagierte Diarylcarbonat der Formel (4) und/oder niedermolekulare Oligomere (wie Dimere oder Trimere) mit entsprechend niedrigen Siedepunkten handeln. Ebenso weiß der Fachmann aber auch, dass gegebenenfalls entsprechende Temperaturen im Verfahrensschritt (c) notwendig sind, um entsprechende Ausbeuten an Polyestercarbonat- Präpolymer zu erhalten. In process step (c) according to the invention, a condensation reaction takes place. The term “condensation reaction” has already been defined above. The person skilled in the art knows how to influence such equilibrium reactions to produce the desired product. In particular, according to the invention, it is preferred that step (c) is carried out at a pressure that is reduced in relation to the ambient pressure. This allows the compound formed during condensation to be removed using a vacuum. Accordingly, it is preferred that the process according to the invention is characterized in that during process step (c) the volatile components which have a boiling point below the polyester carbonate prepolymer formed in process step (c) are separated off, if necessary with a gradual reduction of the pressure. A stepwise separation is preferably chosen if different volatile components are separated off. A stepwise separation is also preferably chosen in order to ensure the most complete separation possible of the volatile component(s). The volatile components are preferably the chemical compound or compounds split off during the condensation, preferably phenol. However, the volatile components can also be the not yet fully reacted diol of the formula (3) and/or the not yet fully reacted diaryl carbonate of the formula (4) and/or low molecular weight oligomers (such as dimers or trimers) with correspondingly low boiling points. Likewise, the person skilled in the art also knows that appropriate temperatures may be necessary in process step (c) in order to obtain appropriate yields of polyester carbonate prepolymer.
Es ist bevorzugt, dass der gemäß Verfahrensschritt (a) eingesetzte Oligoester und/oder das gemäß Verfahrensschritt (b) eingesetzte Oligocarbonat und/oder Polycarbonat amorph sind. It is preferred that the oligoester used in process step (a) and/or the oligocarbonate and/or polycarbonate used in process step (b) are amorphous.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt durch die Reaktion des Oligoesters mit dem Oligocarbonat und/oder Polycarbonat somit ein Polyestercarbonat-Präpolymer bereit. Daher wird in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Polyestercarbonat-Präpolymer bereitgestellt, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Präpolymers in bevorzugt sämtlichen oben beschriebenen Ausgestaltungen, insbesondere auch in Kombination von Bevorzugungen erhalten wird. Ebenso wird ein Polyestercarbonat-Präpolymer bereitgestellt, umfassend The process according to the invention thus provides a polyestercarbonate prepolymer through the reaction of the oligoester with the oligocarbonate and/or polycarbonate. Therefore, in a further aspect of the present invention, a polyestercarbonate prepolymer is provided, which is obtained by the process according to the invention for producing a polyestercarbonate prepolymer in preferably all of the embodiments described above, in particular also in a combination of preferences. Also provided is a polyester carbonate prepolymer comprising
(A) Estergruppen der Formel (la)
Figure imgf000017_0001
in der Ri unabhängig voneinander jeweils für ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht, n mindestens 4 ist und die „*“ die Positionen angeben, mit denen die Estergruppen ins Polyestercarbonat-Blend eingebunden sind,
(A) Ester groups of the formula (la)
Figure imgf000017_0001
in which Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, n is at least 4 and the “*” indicate the positions with which the ester groups are incorporated into the polyester carbonate blend,
(B) Carbonatgruppen der Formel (II)
Figure imgf000017_0002
in der Y unabhängig voneinander jeweils für eine Struktur der Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) steht, wobei
Figure imgf000017_0003
in der
(B) Carbonate groups of the formula (II)
Figure imgf000017_0002
in which Y independently represents a structure of the formulas (III), (IV), (V) or (VI), where
Figure imgf000017_0003
in the
R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-Cis-Alkyl, Ci-Cis-Alkoxy, Halogen oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Aryl oder Aralkyl stehen, und R6 and R7 each independently represent hydrogen, Ci-Cis-alkyl, Ci-Cis-alkoxy, halogen or optionally substituted aryl or aralkyl, and
X für eine Einfachbindung, -CO- , -O- , -S-, Ci- bis C(, -Alkylen. C2- bis Cs-Alkyliden, Ce bisX for a single binding, -o-, -o, -s-, ci to c ( ,-alkylene. C2- to CS alkylidi, CE up
Cio-Cycloalkyliden oder für C - bis Ci2-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht,
Figure imgf000017_0004
Cio-cycloalkylidene or for C - to Ci2-arylene, which may optionally be fused with aromatic rings containing further heteroatoms,
Figure imgf000017_0004
(IV) (V) (VI), wobei in diesen Formeln (IV) bis (VI) R3 jeweils fur Ci-C4-Alkyl, Aralkyl oder Aryl, bevorzugt für Methyl oder Phenyl, ganz besonders bevorzugt für Methyl, steht und die „*“ jeweils die Positionen angeben, mit denen die Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) an die Carbonatgruppe in Formel (II) anbinden, m die mittlere Anzahl an Wiederholungseinheiten angibt und die jeweils die Positionen angeben, mit denen die Carbonatgruppen ins Polyestercarbonat-Blend eingebunden sind, wobei zumindest ein Teil der Estergruppen (A) mit zumindest einem Teil der Carbonatgruppen (B) über die Formel (VII) unmittelbar miteinander verknüpft sind, wobei
Figure imgf000018_0001
(IV)(V)(VI), where in these formulas (IV) to (VI) R 3 each represents Ci-C4-alkyl, aralkyl or aryl, preferably methyl or phenyl, very particularly preferably methyl, and the “*” each indicate the positions with which the formulas (III), (IV), (V) or (VI) attach to the carbonate group in formula (II), m indicates the average number of repeating units and each indicates the positions with which the carbonate groups are incorporated into the polyester carbonate blend are, wherein at least some of the ester groups (A) are directly linked to one another with at least some of the carbonate groups (B) via the formula (VII), where
Figure imgf000018_0001
(VII), in der Y die oben zu (B) beschriebenen Bedeutungen hat und (A) für die Anknüpfung an die Estergruppe (A) steht und (B) für die Anknüpfimg an die Carbonatgruppe (B) steht, und welches ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass das Polyestercarbonat-Präpolymer mehr mol- % an Kohlenstoffatomen, wie in Formel (la) mit einem Pfeil gekennzeichnet, enthält als mol-% an Kohlenstoffatomen, wie in Formel (VII) mit einem Pfeil gekennzeichnet,
Figure imgf000018_0002
haben. Bevorzugt wird dieses Polyestercarbonat-Präpolymer erhalten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Präpolymers in bevorzugt sämtlichen oben beschriebenen Ausgestaltungen, insbesondere auch in Kombination von Bevorzugungen.
(VII), in which Y has the meanings described above for (B) and (A) stands for the attachment to the ester group (A) and (B) stands for the attachment to the carbonate group (B), and which is further characterized thereby is that the polyester carbonate prepolymer contains more mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (la), than mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (VII),
Figure imgf000018_0002
have. This polyestercarbonate prepolymer is preferably obtained by the process according to the invention for producing a polyestercarbonate prepolymer in preferably all of the configurations described above, in particular also in a combination of preferences.
Die Bestimmung der Strukturformeln (la) und (VII) wird insbesondere weiter unten zum erfindungsgemäßen Polyestercarbonat-Blend beschrieben. Der Fachmann ist in der Lage, sämtliche Ausführungen auf den Blend auch hier auf das Polyestercarbonat-Präpolymer anzuwenden, wo anwendbar und sinnvoll. The determination of the structural formulas (la) and (VII) is described in particular below for the polyester carbonate blend according to the invention. The specialist is able to do all of them The comments on the blend also apply here to the polyester carbonate prepolymer, where applicable and sensible.
Das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymer weist eine höhere Molmasse auf als der Ausgangs-Oligoester des Schritts (a), jedoch hängt seine Molmasse stark vom eingesetzten Oligocarbonat und/oder Polycarbonat ab. Das Polyestercarbonat-Präpolymer weist zudem durch die Reaktion Strukturen der Formel (7) auf:
Figure imgf000019_0001
The polyestercarbonate prepolymer according to the invention has a higher molecular weight than the starting oligoester of step (a), but its molecular weight depends largely on the oligocarbonate and/or polycarbonate used. The reaction also causes the polyester carbonate prepolymer to have structures of the formula (7):
Figure imgf000019_0001
(7), in der Ri die zu Formel (I) genannten Bedeutungen hat, Y die weiter unten genannten Bedeutungen hat (Y leitet sich von den Bisphenolen ab, die zur Herstellung des Oligocarbonats und/oder Polycarbonats verwendet wurde) und die „...“ für eine logische Fortsetzung der Kette stehen (insbesondere weitere Ester aus dem Oligoester des Schritts (a) bzw. weitere Carbonate aus dem Oligocarbonat und/oder Polycarbonat aus dem Schritt (b)). Formel (7) zeigt dabei eine Esterverknüpfung zwischen einer Isophthalsäure/Terephthalsäure und dem Bisphenol des Oligocarbonats und/oder Poly carbonats. (7), in which Ri has the meanings given for formula (I), Y has the meanings given below (Y is derived from the bisphenols that were used to produce the oligocarbonate and/or polycarbonate) and the “.. .” represent a logical continuation of the chain (in particular further esters from the oligoester of step (a) or further carbonates from the oligocarbonate and / or polycarbonate from step (b)). Formula (7) shows an ester linkage between an isophthalic acid/terephthalic acid and the bisphenol of the oligocarbonate and/or polycarbonate.
Insbesondere wird das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymer, wie beispielsweise auch zum erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben, hergestellt durch die Umsetzung eines Oligoesters wie oben beschrieben mit dem Oligocarbonat und/oder dem Polycarbonat, wobei der Oligoester immer im Überschuss zum Oligocarbonat und/oder Polycarbonat eingesetzt wird. Dabei werden bevorzugt 65 bis 95 Gew.-% des Oligoesters (beispielsweise aus Schritt (a), wie oben beschrieben) mit 35 bis 5 Gew.-% des Oligocarbonats und/oder Polycarbonats (beispielsweise aus Schritt (b), wie oben beschrieben) umgesetzt. Bevorzugt werden 70 bis 93 Gew.-%, besonders bevorzugt 75 bis 90 Gew.-% des Oligoesters (beispielsweise aus Schritt (a), wie oben beschrieben) mit 30 bis 7 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 10 Gew.-% des Oligocarbonats und/oder Polycarbonats (beispielsweise aus Schritt (b), wie oben beschrieben) umgesetzt, wobei sich die Gew.-% auf die Summe des Gewichts an Oligoester und an Oligocarbonat und/oder Polycarbonat beziehen. Dementsprechend weist das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymer bevorzugt entsprechende Gewichtsverhältnisse der unterschiedlichen Strukturen mit Estergruppen und Strukturen mit Carbonat-Gruppen auf. In particular, the polyestercarbonate prepolymer according to the invention, as described, for example, for the process according to the invention, is produced by reacting an oligoester as described above with the oligocarbonate and/or the polycarbonate, the oligoester always being used in excess of the oligocarbonate and/or polycarbonate. Preferably 65 to 95% by weight of the oligoester (for example from step (a), as described above) with 35 to 5% by weight of the oligocarbonate and / or polycarbonate (for example from step (b), as described above) implemented. Preference is given to 70 to 93% by weight, particularly preferably 75 to 90% by weight, of the oligoester (for example from step (a), as described above) with 30 to 7% by weight, particularly preferably 25 to 10% by weight. % of the oligocarbonate and/or polycarbonate (for example from step (b), as described above), the weight % being based on the sum of the weight of oligoester and of oligocarbonate and/or polycarbonate. Accordingly, the polyestercarbonate prepolymer according to the invention preferably has corresponding weight ratios of the different structures with ester groups and structures with carbonate groups.
Des Weiteren enthält das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymer bevorzugt kein 2- Hydroxybenzoesäuremethylester. Spuren einer solchen Verbindung können beispielsweise durch NMR-Spektroskopie in dem Präpolymer nachgewiesen werden. Sie können im Polyestercarbonat- Präpolymer verbleiben, wenn aktivierte Carbonatquellen (z. B. Oligocarbonate und/oder Polycarbonate mit Endgruppen der Formel (301)) zur Herstellung des Polyestercarbonat- Präpolymers verwendet werden. Ebenso bevorzugt weist das erfindungsgemäße Polyestercarbonat- Präpolymer dementsprechend auch keine Endgruppe der Formel (301) auf. Furthermore, the polyester carbonate prepolymer according to the invention preferably does not contain any methyl 2-hydroxybenzoate. Traces of such a compound can be detected in the prepolymer, for example by NMR spectroscopy. You can use it in polyester carbonate Prepolymer remain when activated carbonate sources (e.g. oligocarbonates and / or polycarbonates with end groups of formula (301)) are used to produce the polyestercarbonate prepolymer. Likewise, the polyester carbonate prepolymer according to the invention preferably does not have any end group of the formula (301).
Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass eine Reaktion zwischen dem Oligoester und dem Oligocarbonat und/oder Polycarbonat stattgefunden hat. Dies konnte dadurch gesehen werden, dass das resultierende Polyestercarbonat-Präpolymer im Wesentlichen transparent war. Der Ausdruck „transparent“ wird hier bevorzugt so, wie für das Polyestercarbonat-Blend ausgeführt, verstanden.According to the invention, it was found that a reaction took place between the oligoester and the oligocarbonate and/or polycarbonate. This could be seen in that the resulting polyestercarbonate prepolymer was essentially transparent. The term “transparent” is here preferably understood as described for the polyester carbonate blend.
Es wurde erfmdungsgemäß festgestellt, dass das erhaltene Polyestercarbonat-Präpolymer geeignet ist, um durch Mischung und/oder Reaktion mit einem weiteren Polycarbonat ein Polyestercarbonat- Blend bereitzustellen, welches zum einen die hohen Anforderungen an Mechanik und Optik eines Standard-Polycarbonats erfüllt, aber gleichzeitig intrinsische Witterungsbeständigkeit aufweist. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, scheint das Polyestercarbonat-Präpolymer als Kompatibilisator zu wirken, der es ermöglicht, eine homogene Mischung zwischen den Estergruppen und dem Polycarbonat zu erzielen. Insbesondere ist das erfmdungsgemäße Polyestercarbonat- Präpolymer geeignet, im erfmdungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat- Blends eingesetzt zu werden. According to the invention, it was found that the resulting polyestercarbonate prepolymer is suitable for providing a polyestercarbonate blend by mixing and/or reacting with another polycarbonate, which on the one hand meets the high mechanical and optical requirements of a standard polycarbonate, but at the same time intrinsically Has weather resistance. Without wishing to be bound by theory, the polyestercarbonate prepolymer appears to act as a compatibilizer allowing a homogeneous mixture to be achieved between the ester groups and the polycarbonate. In particular, the polyestercarbonate prepolymer according to the invention is suitable for use in the process according to the invention for producing a polyestercarbonate blend.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends bereitgestellt, umfassend die Schritte In a further aspect of the present invention there is provided a process for producing a polyestercarbonate blend, comprising the steps
(i) Bereitstellen des erfmdungsgemäßen Polyestercarbonat-Präpolymers, bevorzugt in sämtlichen oben beschriebenen Ausgestaltungen und auch Kombinationen an Bevorzugungen, (i) providing the polyester carbonate prepolymer according to the invention, preferably in all the configurations described above and also combinations of preferences,
(ii) Bereitstellen eines Polycarbonats mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht Mw von 24000 g/mol bis 40000 g/mol, besonders bevorzugt von 24 500 g/mol bis 34 000 g/mol, ganz besonders bevorzugt von 25000 g/mol bis 32000 g/mol ermittelt durch Gelpermeationschromotographie, kalibriert gegen Bisphenol A-Polycarbonat Standard unter Verwendung von Dichlormethan als Elutionsmittel, (ii) Providing a polycarbonate with a weight-average molecular weight Mw of 24,000 g/mol to 40,000 g/mol, particularly preferably of 24,500 g/mol to 34,000 g/mol, most preferably of 25,000 g/mol to 32,000 g/mol determined by gel permeation chromatography, calibrated against bisphenol A polycarbonate standard using dichloromethane as eluent,
(iii) Überführen des Polyestercarbonat-Präpolymers aus Schritt (i) und des Polycarbonats aus Schritt (ii) in einen geschmolzenen Zustand und Mischen im geschmolzenen Zustand von 5 bis 25 Gew.-% des Polyestercarbonat-Präpolymers mit 95 bis 75 Gew.-% des Polycarbonats, wobei sich die Gew.-% auf die Summe des Gewichts an Polyestercarbonat-Präpolymer aus Schritt (i) und an Polycarbonat aus Schritt (ii) beziehen, um ein Polyestercarbonat-Blend zu erhalten. Dem Fachmann ist ersichtlich, dass Verfahrensschritt (i) bevorzugt die oben beschriebenen Verfahrensschritte (a) bis (c) umfasst. (iii) converting the polyestercarbonate prepolymer from step (i) and the polycarbonate from step (ii) into a molten state and mixing in the molten state 5 to 25% by weight of the polyestercarbonate prepolymer with 95 to 75% by weight of polycarbonate, where the weight percent refers to the sum of the weight of polyestercarbonate prepolymer from step (i) and polycarbonate from step (ii) to obtain a polyestercarbonate blend. It will be apparent to the person skilled in the art that process step (i) preferably comprises process steps (a) to (c) described above.
Das in Verfahrensschritt (ii) verwendete Polycarbonat kann gleich oder verschieden von dem gegebenenfalls in Schritt (b) verwendeten Polycarbonat sein. Jedoch unterscheidet sich das Verfahren zur Herstellung des erfmdungsgemäßen Polyestercarbonat-Blends von dem zur Herstellung des erfmdungsgemäßen Polyestercarbonat-Präpolymers insoweit, dass bei der Herstellung des erfmdungsgemäßen Polyestercarbonat-Blends zum einen zwingend ein Polycarbonat eingesetzt wird (und kein Oligocarbonat) und zum anderen dieses Polycarbonat im Überschuss zum Polyestercarbonat-Präpolymer eingesetzt wird. Die Verwendung eines Polycarbonats (in Abgrenzung zu einem Oligocarbonat) in Verfahrensschritt (ii) ist zwingend, da nur so die gute Mechanik, bevorzugt vergleichbar mit einem Standard-Polycarbonat, des Polyesterpolycarbonat- Blends sichergestellt werden kann. Bevorzugt handelt es sich bei diesem Polycarbonat um ein aromatisches Polycarbonat. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Polycarbonat um ein Polycarbonat mit Wiederholungseinheiten der Formel (II)
Figure imgf000021_0001
in der Y unabhängig voneinander jeweils fur eine Struktur der Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) steht, wobei
Figure imgf000021_0002
in der
The polycarbonate used in process step (ii) can be the same as or different from the polycarbonate optionally used in step (b). However, the process for producing the polyestercarbonate blend according to the invention differs from that for producing the polyestercarbonate prepolymer according to the invention in that in the production of the polyestercarbonate blend according to the invention, on the one hand, a polycarbonate is necessarily used (and not an oligocarbonate) and, on the other hand, this polycarbonate is used Excess to the polyester carbonate prepolymer is used. The use of a polycarbonate (in contrast to an oligocarbonate) in process step (ii) is mandatory, as this is the only way to ensure the good mechanics, preferably comparable to a standard polycarbonate, of the polyester-polycarbonate blend. This polycarbonate is preferably an aromatic polycarbonate. The polycarbonate is very particularly preferably a polycarbonate with repeating units of the formula (II)
Figure imgf000021_0001
in which Y independently represents a structure of the formulas (III), (IV), (V) or (VI), where
Figure imgf000021_0002
in the
R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-Cis-Alkyl, Ci-Cis-Alkoxy, Halogen oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Aryl oder Aralkyl stehen, und R6 and R7 each independently represent hydrogen, Ci-Cis-alkyl, Ci-Cis-alkoxy, halogen or optionally substituted aryl or aralkyl, and
X für eine Einfachbindung, -CO- , -O- , -S-, Ci- bis C(, -Alkylen. C2- bis Cs-Alkyliden, Ce bis Cio-Cycloalkyliden oder für Ce- bis Ci2-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht,
Figure imgf000022_0001
X for a simple binding, -o-, -o, -s-, ci to c ( ,-alkylene. C2 to CS alkylidi, CE to CIO-CYCLOALKYLIDEN or for CE to CI2 aryles, which if necessary with aromatic rings containing further heteroatoms can be fused,
Figure imgf000022_0001
(IV) (V) (VI), wobei in diesen Formeln (IV) bis (VI) R3 jeweils fur Ci-C4-Alkyl, Aralkyl oder Aryl, bevorzugt für Methyl oder Phenyl, ganz besonders bevorzugt für Methyl, steht und die „*“ jeweils die Positionen angeben, mit denen die Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) an die Carbonatgruppe in Formel (II) anbinden, und m die Anzahl an Wiederholungseinheiten angibt (m kann dabei durch das definierte Molekulargewicht des eingesetzten Poly carbonats berechnet werden). Ganz besonders bevorzugt basiert das Polycarbonat des Verfahrensschritts (b) auf Bisphenol A. (IV) (V) (VI), where in these formulas (IV) to (VI) R 3 each represents Ci-C4-alkyl, aralkyl or aryl, preferably methyl or phenyl, very particularly preferably methyl, and the “*” indicates the positions with which the formulas (III), (IV), (V) or (VI) attach to the carbonate group in formula (II), and m indicates the number of repeating units (m can be replaced by the defined molecular weight of the polycarbonate used can be calculated). The polycarbonate of process step (b) is particularly preferably based on bisphenol A.
In Verfahrensschritt (iii) werden das Polyestercarbonat-Präpolymer aus Schritt (i) und das Polycarbonat aus Schritt (ii) zunächst in einen geschmolzenen Zustand überfuhrt. Dies kann auf dem Fachmann bekannte Weise durch Energiezuführung geschehen. Dabei ist eine Temperatur zu wählen, bei der beide Komponenten in einem geschmolzenen Zustand vorliegen. Insbesondere ist somit eine Temperatur zu wählen, welche oberhalb der Glasübergangstemperatur und/oder dem Schmelzpunkt, bevorzugt oberhalb der Glastemperatur des Polyestercarbonat-Präpolymers und des Polycarbonats liegt. Während des Verfahrensschritts (iii) ist mindestens diese Temperatur beizubehalten, um die Komponenten im geschmolzenen Zustand zu vermischen. In process step (iii), the polyestercarbonate prepolymer from step (i) and the polycarbonate from step (ii) are first converted into a molten state. This can be done in a manner known to those skilled in the art by supplying energy. A temperature should be chosen at which both components are in a molten state. In particular, a temperature must therefore be selected which is above the glass transition temperature and/or the melting point, preferably above the glass transition temperature of the polyestercarbonate prepolymer and the polycarbonate. During process step (iii), at least this temperature must be maintained in order to mix the components in the molten state.
Im Verfahrensschritt (iii) wird das Polyestercarbonat-Präpolymer im Unterschuss zum Polycarbonat eingesetzt. Bevorzugt werden 8 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 15 bis 25 Gew.-% des Polyestercarbonat-Präpolymers mit 92 bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 90 bis 70 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mit 85 bis 75 Gew.-% des Polycarbonats im geschmolzenen Zustand vermischt, wobei sich die Gew.-% auf die Summe des Gewichts an Polyestercarbonat-Präpolymer aus Schritt (i) und an Polycarbonat aus Schritt (ii) beziehen. In process step (iii), the polyestercarbonate prepolymer is used in excess of the polycarbonate. Preference is given to 8 to 35% by weight, particularly preferably 10 to 30% by weight, very particularly preferably 15 to 25% by weight of the polyester carbonate prepolymer with 92 to 65% by weight, particularly preferably 90 to 70% by weight. -%, very particularly preferably mixed with 85 to 75% by weight of the polycarbonate in the molten state, the weight% being the sum of the weight of polyestercarbonate prepolymer from step (i) and of polycarbonate from step (ii) relate.
Im Verfahrensschritt (iii) kann in einer Ausführungsform eine Reaktion zwischen dem Polyestercarbonat-Präpolymer und dem Polycarbonat stattfinden. Dabei handelt es sich insbesondere um eine Kondensationsreaktion, wie oben näher beschrieben. In einer anderen Ausführungsform findet keine Reaktion zwischen den beiden Komponenten statt. Man erhält somit eine physikalische Mischung. Jedoch handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Polyestercarbonat-Blend in jedem Fall um eine einphasige, homogene Mischung. Insbesondere ist erfindungsgemäß unter dem Begriff „homogene Mischung“ zu verstehen, dass bezüglich der Phasenmorphologie keine zwei diskreten voneinander unterscheidbaren Phasen gibt, sondern nur eine homogene Phase. Dies kann insbesondere durch die Transparenz es erfindungsgemäßen Polyestercarbonat-Blends nachgewiesen werden. Unter „transparent“ werden im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt Blends verstanden, die eine Lichttransmission im VIS-Bereich des Spektrums (380 bis 780 nm) von mehr als 20 % (Transmissionsgrad TVIS), bestimmt nach DIN ISO 13468-2:2006 (D65, 10°, Schichtdicke der Musterplatte: 4 mm) aufweisen. Ebenso bevorzugt weisen sie eine Trübung von weniger als 10 %, bestimmt nach ASTM D1003:2013. Insbesondere sind hiermit Blends gemeint, die eine visuelle Transparenz zeigen, d.h. den Hintergrund abbilden und somit z.B. als transparente Abdeckung eingesetzt werden können. In process step (iii), in one embodiment, a reaction can take place between the polyestercarbonate prepolymer and the polycarbonate. This is in particular a condensation reaction, as described in more detail above. In another embodiment, no reaction occurs between the two components. This gives you a physical one Mixture. However, the polyester carbonate blend according to the invention is in any case a single-phase, homogeneous mixture. In particular, according to the invention, the term “homogeneous mixture” means that with regard to the phase morphology there are no two discrete phases that can be distinguished from one another, but only one homogeneous phase. This can be demonstrated in particular by the transparency of the polyester carbonate blends according to the invention. For the purposes of the present invention, “transparent” is preferably understood to mean blends that have a light transmission in the VIS range of the spectrum (380 to 780 nm) of more than 20% (transmittance TVIS), determined according to DIN ISO 13468-2:2006 (D65 , 10°, layer thickness of the sample plate: 4 mm). They also preferably have a haze of less than 10%, determined according to ASTM D1003:2013. In particular, this refers to blends that show visual transparency, ie depict the background and can therefore be used as a transparent cover, for example.
Damit sind erfindungsgemäß von dem Begriff „Blend“ sowohl physikalische Mischungen als auch Mischungen, in denen mindestens ein Teil des Polyestercarbonat-Präpolymers mit dem Polycarbonat reagiert hat, umfasst. According to the invention, the term “blend” includes both physical mixtures and mixtures in which at least part of the polyestercarbonate prepolymer has reacted with the polycarbonate.
Dem Fachmann sind Methoden bekannt, mit welchen er beeinflussen kann, ob eine Reaktion in Verfahrensschritt (iii) stattfindet oder nicht. Da es sich bei der Reaktion bevorzugt um eine Kondensationsreaktion handelt, gelten die obigen Ausführungen hier analog. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn der Verfahrensschritt (iii) bei im Verhältnis zum Umgebungsdruck verminderten Druck durchgeführt wird. Dadurch kann die bei der Kondensation entstehende Verbindung mittels Vakuum entfernt werden. Demgemäß ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass während des Verfahrensschritts (iii) die flüchtigen Bestandteile, welche einen Siedepunkt unterhalb des in Verfahrensschritt (ii) gebildeten Polyestercarbonat-Blends aufweisen, gegebenenfalls unter schrittweiser Reduzierung des Drucks abgetrennt werden. Eine schrittweise Abtrennung wird dabei bevorzugt gewählt, wenn unterschiedliche flüchtige Bestandteile abgetrennt werden. Ebenso bevorzugt wird eine schrittweise Abtrennung gewählt, um eine möglichst vollständige Abtrennung des oder der flüchtigen Bestandteils/e zu gewährleisten. Bei den flüchtigen Bestandteilen handelt es sich um die bei der Kondensation abgespaltenen chemischen Verbindung bzw. Verbindungen. The person skilled in the art is aware of methods with which he can influence whether a reaction in process step (iii) takes place or not. Since the reaction is preferably a condensation reaction, the above statements apply here analogously. In particular, it is preferred if process step (iii) is carried out at a pressure that is reduced in relation to the ambient pressure. This allows the compound formed during condensation to be removed using a vacuum. Accordingly, it is preferred that the process according to the invention is characterized in that during process step (iii) the volatile components which have a boiling point below the polyester carbonate blend formed in process step (ii) are separated off, if necessary with a gradual reduction of the pressure. A stepwise separation is preferably chosen if different volatile components are separated off. A stepwise separation is also preferably chosen in order to ensure the most complete separation possible of the volatile component(s). The volatile components are the chemical compound or compounds split off during condensation.
Ebenso kann in Verfahrensschritt (iii) ein für den Fachmann gängiger Katalysator eingesetzt werden. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch in Abwesenheit eines Katalysator durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass der Katalysator nicht vom erhaltenen Polyestercarbonat- Blend abgetrennt werden muss bzw. nicht in diesem verbleibt. Dies kann je nach Katalysator Einfluss auf die Stabilität des Polyestercarbonat-Blends haben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in Anwesenheit eines Katalysators, insbesondere bevorzugt in Anwesenheit eines basischen Katalysators durchgefuhrt werden. Likewise, a catalyst that is common to those skilled in the art can be used in process step (iii). However, the process according to the invention is preferably carried out in the absence of a catalyst. This has the advantage that the catalyst does not have to be separated from the resulting polyester carbonate blend or does not remain in it. Depending on the catalyst, this can have an impact on the stability of the polyester carbonate blend. The method according to the invention can also be carried out in the presence of a catalyst, particularly preferably in the presence of a basic catalyst.
Als Katalysatoren kommen alle anorganischen oder organischen basischen Verbindungen, beispielsweise Lithium-, Natrium-, Kalium-, Cäsium-, Calzium-, Barium-, Magnesium-, -hydroxide, -carbonate, -halogenide, -phenolate, -diphenolate, -fluoride, -acetate, -phosphate, hydrogenphosphate, -boranate, Stickstoff- und Phosphorbasen wie beispielsweiseCatalysts include all inorganic or organic basic compounds, for example lithium, sodium, potassium, cesium, calcium, barium, magnesium, hydroxides, carbonates, halides, phenolates, diphenolates, fluorides, -acetates, -phosphates, hydrogenphosphates, -boranates, nitrogen and phosphorus bases such as, for example
Tetramethylammoniumhydroxid, Tetramethyl-ammoniumacetat, Tetramethylammonium-fluorid, Tetramethylammoniumtetraphenylboranat, Tetraphenylphosphoniumfluorid, Tetra- phenylphosphoniumtetraphenyl-boranat, Dimethyl-diphenylammoniumhydoxid, Tetraethyl- ammoniumhydroxid, Cethyltrimethylammonium-tetraphenylboranat, Cethyltrimethyl- ammoniumphenolat, l,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU), 1,5-Diazabicyclo [4.3.0]non-5-en (DBN) oder Guanidinsysteme wie beispielsweise das l,5,7-Triazabicyclo-[4,4,0]-dec-5-en, 7- Phenyl-l,5,7-triazabicyclo-[4,4,0]-dec-5-en, 7-Methyl-l,5,7-triazabicyclo-[4,4,0]-dec-5-en, 7,7'- Hexylidendi-l,5,7-triazabi-cyclo-[4,4,0]-dec-5-en, 7,7'-Decylidendi-l,5,7-triazabicyclo-[4,4,0]-dec- 5-en, 7,7'-Dodecyliden-di-l,5,7-tri-aza-bicyclo-[4,4,0]-dec-5-en oder Phosphazene wie beispielsweise die Phosphazen-Base Pl-t-Oct = tert. -Octyl -imino-tris-(dimethylamino)-phosphoran, Phosphazen-Base Pl-t-Butyl = tert. -Butyl -imino-tris-(dimethylamino)-phosphoran, BEMP = 2-tert.- Butylimino-2-diethylamino-l,3-dimethyl-perhydro-l,3,2-diaza-2-phos-phoran, in Frage. Tetramethyl ammonium hydroxide, tetramethyl ammonium acetate, tetramethyl ammonium fluoride, tetramethyl ammonium tetraphenyl boranate, tetraphenyl phosphonium fluoride, tetraphenyl phosphonium tetraphenyl boranate, dimethyl diphenyl ammonium hydroxide, tetraethyl ammonium hydroxide, cethyl trimethyl ammonium tetraphenyl boranate, cethyl trimethyl ammonium phenolate, l,8-diazabi cyclo[5.4.0]undec-7- en (DBU), 1,5-diazabicyclo [4.3.0]non-5-ene (DBN) or guanidine systems such as l,5,7-triazabicyclo-[4,4,0]-dec-5-ene, 7-Phenyl-l,5,7-triazabicyclo-[4,4,0]-dec-5-ene, 7-methyl-l,5,7-triazabicyclo-[4,4,0]-dec-5- en, 7,7'-hexylidenedi-l,5,7-triazabi-cyclo-[4,4,0]-dec-5-ene, 7,7'-decylidenedi-l,5,7-triazabicyclo-[4 ,4,0]-dec-5-ene, 7,7'-dodecylidene-di-1,5,7-tri-aza-bicyclo-[4,4,0]-dec-5-ene or phosphazenes such as, for example the phosphazene base Pl-t-Oct = tert. -Octyl -imino-tris-(dimethylamino)-phosphorane, phosphazene base Pl-t-butyl = tert. -Butyl -imino-tris-(dimethylamino)-phosphorane, BEMP = 2-tert.-Butylimino-2-diethylamino-1,3-dimethyl-perhydro-1,3,2-diaza-2-phos-phoran, in question .
Insbesondere geeignet sind Phosphoniumkatalysatoren der Formel (VIII):
Figure imgf000024_0001
wobei Ra, Rb, Rc und Rd dieselben oder verschiedene Cl-C10-Alkyle, C6-C14-Aryle, C7-C15- Arylalkyle oder C5-C6-Cycloalkyle, bevorzugt Methyl oder C6-C14-Aryle, besonders bevorzugt Methyl oder Phenyl sein können, und X- ein Anion wie Hydroxyd, Sulfat, Hydrogensulfat, Hydrogencarbonat, Carbonat oder ein Halogenid, bevorzugt Chlorid oder ein Alkylat bzw. Arylat der Formel -OR sein kann, wobei R ein C6-C14-Aryl, C7-C 15 -Arylalkyl oder C5-C6-Cycloalkyl, bevorzugt Phenyl sein kann.
Phosphonium catalysts of the formula (VIII) are particularly suitable:
Figure imgf000024_0001
where Ra, Rb, Rc and Rd are the same or different Cl-C10 alkyls, C6-C14 aryls, C7-C15 arylalkyls or C5-C6 cycloalkyls, preferably methyl or C6-C14 aryls, particularly preferably methyl or phenyl can, and Arylalkyl or C5-C6-cycloalkyl, preferably phenyl.
Besonders bevorzugte Katalysatoren sind Tetraphenylphosphoniumchlorid, Tetraphenylphosphoniumhydroxid und Tetraphenylphosphoniumphenolat; ganz besonders bevorzugt ist Tetraphenylphosphoniumphenolat. Ebenso bevorzugt ist Tetrabutylphosphoniumacetat. Diese Katalysatoren werden bevorzugt in Mengen von 10’2 bis 10’8 Mol, bezogen auf 1 Mol des Polyestercarbonat-Präpolymers eingesetzt. Die Mengen der alkalisch wirkenden Salze als Cokatalysator können im Bereich von 1 bis 500 ppb, vorzugsweise 5 bis 300 ppb und besonders bevorzugt 5 bis 200 ppb, eingesetzt werden. Particularly preferred catalysts are tetraphenylphosphonium chloride, tetraphenylphosphonium hydroxide and tetraphenylphosphonium phenolate; Tetraphenylphosphonium phenolate is very particularly preferred. Tetrabutylphosphonium acetate is also preferred. These catalysts are preferably used in amounts of 10' 2 to 10' 8 mol, based on 1 mol of the polyester carbonate prepolymer. The amounts of alkaline salts used as co-catalyst can be in the range from 1 to 500 ppb, preferably 5 to 300 ppb and particularly preferably 5 to 200 ppb.
Verfahrensschritt (iii) wird bevorzugt bei Temperaturen von 280 °C bis 400 °C, bevorzugt 300 °C bis 390 °C, besonders bevorzugt 305 °C bis 350 °C und des Weiteren bevorzugt 310 °C bis 340 °C. durchgeführt. Ebenso ist es bevorzugt, dass Verfahrensschritt (iii) bei einem Druck von 0,001 mbar bis 50 mbar, besonders bevorzugt von 0,005 bis 40 mbar, ganz besonders bevorzugt von 0,02 bis 30 mbar und des Weiteren bevorzugt von 0,03 bis 5 mbar durchgefuhrt wird. Ebenso ist es bevorzugt, dass in Verfahrensschritt (iii) kein Vakuum angelegt wird. Es ist insbesondere bevorzugt, dass Verfahrensschritt (iii) bei den oben genannten Temperaturen in Kombination mit den oben genannten Drücken durchgefuhrt wird. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Komponenten in Verfahrensschritt (i) und (ii) zunächst als Feststoff vorliegen. In Verfahrensschritt (iii) werden sie bevorzugt über ein ansteigendes Temperaturprofil in die Schmelze überführt. Dabei sind die oben genannten Temperaturen bevorzugt die Endtemperaturen. Bei dieser Temperatur erfolgt bevorzugt die das Mischen in Verfahrensschritt (iii). Process step (iii) is preferably carried out at temperatures of 280°C to 400°C, preferably 300°C to 390°C, particularly preferably 305°C to 350°C and further preferably 310°C to 340°C. carried out. It is also preferred that process step (iii) is carried out at a pressure of 0.001 mbar to 50 mbar, particularly preferably 0.005 to 40 mbar, very particularly preferably 0.02 to 30 mbar and further preferably 0.03 to 5 mbar becomes. It is also preferred that no vacuum is applied in process step (iii). It is particularly preferred that process step (iii) is carried out at the above-mentioned temperatures in combination with the above-mentioned pressures. In particular, it is preferred that the components in process steps (i) and (ii) are initially present as a solid. In process step (iii) they are preferably transferred into the melt via an increasing temperature profile. The temperatures mentioned above are preferably the final temperatures. The mixing in process step (iii) preferably takes place at this temperature.
Das Mischen der Komponenten im geschmolzenen Zustand in Verfahrensschritt (iii) kann auf für den Fachmann bekannte Weise erzielt werden. Dabei ist zu unterscheiden, ob eine Reaktion der Komponenten explizit gewünscht ist oder eher eine Vermischung stattfmden soll. Dabei wird jedoch erfmdungsgemäß nicht ausgeschlossen, dass es selbst im letzteren Fall zu einer Reaktion zwischen den Komponenten kommen kann. Bevorzugt wird das Mischen durch laminares Mischen der im geschmolzenen Zustand vorliegenden Komponenten erzielt. The mixing of the components in the molten state in process step (iii) can be achieved in a manner known to those skilled in the art. A distinction must be made as to whether a reaction of the components is explicitly desired or whether a mixing should take place. However, according to the invention, it cannot be ruled out that even in the latter case a reaction can occur between the components. The mixing is preferably achieved by laminar mixing of the components present in the molten state.
Bevorzugt werden für Verfahrensschritt (iii) Reaktoren eingesetzt, die für die Verarbeitung von hochviskosen Massen geeignet sind, die unter guter Durchmischung eine ausreichende Verweilzeit zur Verfügung stellen und die Polyestercarbonat-Präpolymere und die Polycarbonate dem gegebenenfalls gewünschten Vakuum aussetzen. Erfmdungsgemäß bevorzugt werden für Verfahrensschritt (iii) Extruder, insbesondere Doppelwellenextruder oder Dünnschichtverdampfer eingesetzt. Dünnschichtverdampfer, die zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens grundsätzlich geeignet sind, sind beispielsweise in der EP3318311A1, der EP1792643A1, der DE19535817A1, der DE102012103749A1, der DE2011493A1 oder der DD-226778B1 oder in der Veröffentlichung [1] „Platzer (Hrsg.): Polymerization Kinetics and Technology, Advances in Chemistry; American Chemical Society: Washington, DC, 1973, Seiten 51 bis 67: Fritz Widmer: Behaviour of Viscous Polymers during Solvent Stripping or Reaction in an Agitated Thin Film; Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, Switzerland“ offenbart, wobei der in DE19535817A1, der DD-226778B1 oder der in der EP3318311A1 oder der in [1], Fig. 7, Seite 58, und Fig. 9, Seite 60, offenbarte Dünnschichtverdampfer insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Weiterhin können erfindungsgemäß auch Reaktoren nach EP460466A1, EP528210A1, EP638354A1, EP715881A2, EP715882A2, EP798093A2 eingesetzt werden oder solche nach EP329092A1, nach EP517068A1, oder EP1436073A1 sowie solche nach EP222599A2 eingesetzt werden. For process step (iii), it is preferred to use reactors which are suitable for the processing of highly viscous masses, which provide sufficient residence time with good mixing and which expose the polyester carbonate prepolymers and the polycarbonates to the desired vacuum, if necessary. According to the invention, extruders, in particular twin-screw extruders or thin-film evaporators, are preferably used for process step (iii). Thin-film evaporators that are fundamentally suitable for carrying out the method according to the invention are, for example, in EP3318311A1, EP1792643A1, DE19535817A1, DE102012103749A1, DE2011493A1 or DD-226778B1 or in publication [1] “Platzer (ed.): Polymerization Kinetics and Technology, Advances in Chemistry; American Chemical Society: Washington, DC, 1973, pages 51 to 67: Fritz Widmer: Behavior of Viscous Polymers during Solvent Stripping or Reaction in an Agitated Thin Film; Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, Switzerland”, whereby the one in DE19535817A1, the DD-226778B1 or the one in the EP3318311A1 or the one in [1], Fig. 7, page 58, and Fig. 9, page 60, disclosed thin film evaporator is particularly suitable for carrying out the method according to the invention. Furthermore, according to the invention, reactors according to EP460466A1, EP528210A1, EP638354A1, EP715881A2, EP715882A2, EP798093A2 can also be used or those according to EP329092A1, according to EP517068A1, or EP1436073A1 as well as those according to EP222599A2 can be used.
Die Zeit, die die Komponenten in Verfahrensschritt (iii) vermischt werden, hängt für den Fachmann auf bekannte Weise mit dem oder den verwendeten Reaktoren ab. Grundsätzlich sind kurze Zeiten hierbei bevorzugt. The time for which the components are mixed in process step (iii) depends, in a manner known to those skilled in the art, on the reactor(s) used. In principle, short times are preferred.
Verfahrensschritt (iii) kann ohne Anwesenheit mindestens eines Stabilisators durchgeführt werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn in Verfahrensschritt (iii) mindestens ein Stabilisator anwesend ist. Ebenso kann auch Verfahrensschritt c) in Anwesenheit mindestens eines Stabilisators durchgeführt werden. Sollte sowohl in Verfahrensschritt c) als auch in Verfahrensschritt (iii) mindestens ein Stabilisator verwendet werden, kann dieser in beiden Verfahrensschritten gleich oder verschieden sein. Process step (iii) can be carried out without the presence of at least one stabilizer. However, it has proven to be advantageous if at least one stabilizer is present in process step (iii). Likewise, process step c) can also be carried out in the presence of at least one stabilizer. If at least one stabilizer is used in both process step c) and process step (iii), it can be the same or different in both process steps.
Ein solcher Stabilisator wird auch häufig als stabilisierendes Additiv bezeichnet. Diese stabilisierenden Additive, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, dienen primär dazu, die Umesterungsreaktionen zwischen den einzelnen Oligomeren bzw. Polymeren zu unterdrücken. Dabei kann es gegebenenfalls jedoch auch zu einer Unterdrückung der eigentlichen Reaktion der Oligomere bzw. Polymere untereinander kommen.. Die Eignung einer bestimmten Verbindung zur Verwendung als Stabilisator im Sinne der vorliegenden Erfindung und die Bestimmung der geeigneten Menge eines solchen Stabilisators im erfindungsgemäßen Sinne kann bestimmt werden, indem man eine Mischung aus dem Polyestercarbonat-Blend und dem Additiv herstellt und die Wirkung auf die Schmelzviskosität, relative Lösungsviskosität und/oder der Umesterungsaktivität bestimmt. Betrachtet man die Ausführungsform, bei der in Verfahrensschritt (iii) Vakuum angelegt wird, so ist eine Verbindung als Stabilisator im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere umso geeigneter, je geringer der Molekulargewichtsanstieg (beispielsweise gemessen über die relative Lösungsviskosität) ist. Wird in Verfahrensschritt (iii) kein Vakuum angelegt, so ist eine Verbindung als Stabilisator im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere dann geeignet, je geringer die Molekulargewichtsabbau ist (beispielsweise gemessen über die relative Lösungsviskosität). Die Umesterungsaktivität einer Verbindung kann durch Vermessen eines 13C-NMR-Spektrums und Vergleich der unterschiedlichen Esterbanden bestimmt werden (siehe dazu auch Verfahrensbeschreibung im Beispielteil). Je mehr Kohlenstoffatome, wie in Formel (la) mit einem Pfeil gekennzeichnet, vorhanden sind, umso effektiver ist die untersuchte Verbindung insbesondere als Stabilisator im Sinne der vorliegenden Erfindung. Insbesondere kommen hierbei Brönstedt-Säuren zum Einsatz. Konkrete Beispiele nützlicher Brönsted-Säure-Verbindungen umfassen Phosphorsäure, phosphorige Säure, hypophosphorige Säure, Pyrophosphorsäure, Polyphosphorsäure, Borsäure, Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, schweflige Säure, Adipinsäure, Azelainsäure, Dodecansäure, L-Ascorbin Säure, Asparaginsäure, Benzoesäure, Ameisensäure, Essigsäure, Citronensäure, Glutaminsäure, Salicylsäure, Nicotsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Oxalsäure, Benzolsulfmsäure, Toluolsulfmsäure und Sulfonsäuren wie Benzolsulfonsäure, p -Toluolsulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure, Naphthalinsulfonsäure, sulfoniertes Polystyrol und Methylacrylat-sulfoniertes Styrol-Copolymer. Insbesondere bevorzugt sind hierbei Phosphorsäure, phosphorige Säure, deren Salze und Ester. Beispiele für bevorzugte Salze sind Hydrogenphosphate wie Zink- oder Calciumhydrogenphosphate. Diese werden bevorzugt in Mengen von 0,0001 bis 0,1 insbesondere von 0,0001 bis 0,05 Gew.-% bezogen auf die Gesamtzusammensetzung eingesetzt. Diese Säureverbindungen können entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden. Es ist weiterhin möglich, dass die Säuren, Ester und Salze in Form eines Masterbatches auf Basis von Polycarbonat oder Polyester oder Polyestercarbonat verwendet werden. Such a stabilizer is also often referred to as a stabilizing additive. These stabilizing additives, which can be used in the present invention, primarily serve to suppress the transesterification reactions between the individual oligomers or polymers. However, this may also lead to a suppression of the actual reaction of the oligomers or polymers with one another. The suitability of a particular compound for use as a stabilizer in the sense of the present invention and the determination of the suitable amount of such a stabilizer in the sense of the invention can be determined by preparing a mixture of the polyester carbonate blend and the additive and determining the effect on melt viscosity, relative solution viscosity and/or transesterification activity. If one considers the embodiment in which vacuum is applied in process step (iii), a compound is particularly suitable as a stabilizer in the sense of the present invention, the lower the increase in molecular weight (for example measured via the relative solution viscosity). If no vacuum is applied in process step (iii), a compound is particularly suitable as a stabilizer in the sense of the present invention, the lower the molecular weight reduction is (for example measured via the relative solution viscosity). The transesterification activity of a compound can be determined by measuring a 13 C NMR spectrum and comparing the different ester bands (see also the process description in the example section). The more carbon atoms there are, as marked with an arrow in formula (la), the more effective the compound examined is, in particular as a stabilizer in the sense of the present invention. In particular, Brönstedt acids are used here. Specific examples of useful Brönsted acid compounds include phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, boric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, sulfurous acid, adipic acid, azelaic acid, dodecanoic acid, L-ascorbic acid, aspartic acid, benzoic acid, formic acid, acetic acid , citric acid, glutamic acid, salicylic acid, nicotic acid, fumaric acid, maleic acid, oxalic acid, benzenesulfmic acid, toluenesulfmic acid and sulfonic acids such as benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, sulfonated polystyrene and methyl acrylate-sulfonated styrene copolymer. Particularly preferred are phosphoric acid, phosphorous acid, their salts and esters. Examples of preferred salts are hydrogen phosphates such as zinc or calcium hydrogen phosphates. These are preferably used in amounts of 0.0001 to 0.1, in particular 0.0001 to 0.05% by weight, based on the total composition. These acid compounds can be used either individually or in combination. It is also possible for the acids, esters and salts to be used in the form of a masterbatch based on polycarbonate or polyester or polyester carbonate.
Als Stabilisatoren können ferner Epoxyverbindungen eingesetzt, die im Molekül mindestens eine Epoxygruppe aufweisen. Diese können in Mengen von 0,001 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt von 0,005 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller eingesetzten Komponenten, eingesetzt werden. Konkrete Beispiele nützlicher Epoxyverbindungen, wie oben erwähnt, umfassen epoxidiertes Sojabohnenöl, epoxidiertes Leinsamenöl, Phenylglycidylether, Allylglycidylether, t- Butylphenylglycidylether, 3 ,4-Epoxycyclohexylmethyl-3 ,4-epoxycyclohexancarboxylat, 3,4- Epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4 -Epoxy-6-methylcyclohexancarboxylat, 2,3- Epoxycyclohexylmethyl-3 ,4-epoxycyclohexancarboxylat, 4-(3 ,4-Epoxy-5 - methylcyclohexyl)butyl3 ,4-epoxycyclohexancarboxylat, 3 ,4-Epoxycyclohexylethylenoxid,Epoxy compounds which have at least one epoxy group in the molecule can also be used as stabilizers. These can be used in amounts of 0.001% by weight to 0.5% by weight, preferably 0.005 to 0.2% by weight, based on the total weight of all components used. Specific examples of useful epoxy compounds as mentioned above include epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil, phenyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, t-butylphenyl glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4- Epoxy-6-methylcyclohexanecarboxylate, 2,3-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 4-(3,4-epoxy-5-methylcyclohexyl)butyl3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxycyclohexylethylene oxide,
Cyclohexylmethyl-3 ,4-epoxycyclohexancarboxylat, 3 ,4-Epoxy-6-methylcyclohexyhnethyl-6- methylcyclohexancarboxylat, Bisphenol-A-diglycidylether, Tetrabrombisphenol-A-glycidylether, Diglycidylester von Phthalsäure, Diglycidylester von Hexahydrophthalsäure, Bis- epoxydicyclopentadienylether, Bis-epoxyethylenglycol, Bis-epoxycyclohexyl Adipat, Butadiendiepoxid, Tetraphenylethylenepoxid, Octylepoxyphthalat, epoxidiertes Polytutadien, 3,4- Dimethyl-l,2-epoxychlorhexan, 3-Methyl-5-t-butyl-l, 2-epoxycyclohexan, Octadecyl-2,2- dimethyl-3, 4-epoxycyclohexancarboxylat, n-Butyl-2,2-dimethyl-3, 4-epoxycyclohexancarboxylat, Cyclohexyl-2-methyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat, n-Butyl-2-isopropyl-3,4-epoxy-5- methylcyclohexancarboxylat, Octadecyl-3,4-epoxy;Cyclohexancarboxylat, 2-ethylhexyl-3', 4'- Epoxycyclohexancarboxylat, 4,6-Dimethyl-2,3-epoxycyclohexyl-3',4'epoxycyclohexancarboxylat, 4,5-Epoxytetrahydrophthalsäureanhydrid, 3-t-Butyl-4,5-epoxytetrahydrophthalsäureanhydrid, Diethyl-4,5 -Epoxy-cis-l,2-cyclohexandicarboxylat und Di-n-butyl-3-t-butyl-4,5-epoxy-cis-l,2- cyclohexandicarboxylat; diese Epoxyverbindungen können entweder einzeln oder im Gemisch verwendet werden. Diese Epoxyverbindungen können auch zusammen mit den oben genannten Säureverbindungen eingesetzt werden. Cyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexyhnethyl-6-methylcyclohexanecarboxylate, bisphenol A diglycidyl ether, tetrabromobisphenol A glycidyl ether, diglycidyl ester of phthalic acid, diglycidyl ester of hexahydrophthalic acid, bis-epoxydicyclopentadienyl ether, bis-epoxyethylene glycol, Bis-epoxycyclohexyl adipate, butadiene diepoxide, tetraphenylethylene epoxide, octyl epoxy phthalate, epoxidized polytutadiene, 3,4-dimethyl-l,2-epoxychlorohexane, 3-methyl-5-t-butyl-l, 2-epoxycyclohexane, octadecyl-2,2-dimethyl- 3, 4-epoxycyclohexanecarboxylate, n-butyl-2,2-dimethyl-3, 4-epoxycyclohexanecarboxylate, cyclohexyl-2-methyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, n-butyl-2-isopropyl-3,4-epoxy-5- methylcyclohexanecarboxylate, octadecyl-3,4-epoxy;cyclohexanecarboxylate, 2-ethylhexyl-3', 4'-epoxycyclohexanecarboxylate, 4,6-dimethyl-2,3-epoxycyclohexyl-3',4'epoxycyclohexanecarboxylate, 4,5-epoxytetrahydrophthalic anhydride, 3 -t-Butyl-4,5-epoxytetrahydrophthalic anhydride, diethyl-4,5-epoxy-cis-l,2-cyclohexanedicarboxylate and di-n-butyl-3-t-butyl-4,5-epoxy-cis-l,2 - cyclohexanedicarboxylate; These epoxy compounds can be used either individually or in a mixture be used. These epoxy compounds can also be used together with the acid compounds mentioned above.
Weiterhin können beispielsweise Alkylphosphate, z. B. Mono-, Di- und Trihexylphosphat, Triisoctylphosphat und Trinonylphosphat als Stabilisator eingesetzt werden. Bevorzugt wird als Alkylphosphat Triisooctylphosphat (Tris-2-ethyl-hexyl-phosphat) verwendet. Es können auch Mischungen aus verschiedenen Mono-, Di- und Trialkylphosphaten verwendet werden. Diese können in Mengen von 0,001 bis 0,1 Gew.-%, bevorzugt von 0,005 bis 0,05 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller eingesetzten Komponenten verwendet werden. Furthermore, for example, alkyl phosphates, e.g. B. mono-, di- and trihexyl phosphate, triisoctyl phosphate and trinonyl phosphate can be used as a stabilizer. The preferred alkyl phosphate used is triisooctyl phosphate (tris-2-ethyl-hexyl phosphate). Mixtures of different mono-, di- and trialkyl phosphates can also be used. These can be used in amounts of 0.001 to 0.1% by weight, preferably 0.005 to 0.05% by weight, based on the total weight of all components used.
Ebenso kann auch noch mindestens ein weiteres Additiv während Verfahrensschritt (iii) und/oder Verfahrensschritt c) anwesend sein (welches sich vom oben beschriebenen, gegebenenfalls anwesenden Stabilisator unterscheidet). Solche Additive, wie sie üblicherweise Polycarbonaten zugesetzt werden, sind insbesondere Thermo- bzw. Verarbeitungsstabilisatoren, Antioxidantien, insbesondere phenolische Antioxidantien, Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Antidrippingmittel, UV-Absorber, IR-Absorber, Antistatika, optische Aufheller, Füllstoffe, Lichtstreumittel, Hydrolysestabilisatoren und/oder Additive zur Lasermarkierung, insbesondere in den für Polycarbonat-basierte Zusammensetzungen üblichen Mengen. Derartige Additive sind beispielsweise in EP 0 839 623 Al, WO 96/15102 Al, EP 0 500 496 Al oder im „Plastics Additives Handbook“, Hans Zweifel, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, München beschrieben. Diese Additive können einzeln oder auch im Gemisch zugesetzt werden. Likewise, at least one further additive can also be present during process step (iii) and/or process step c) (which differs from the stabilizer described above, which may be present). Such additives, as are usually added to polycarbonates, are in particular thermal or processing stabilizers, antioxidants, in particular phenolic antioxidants, mold release agents, flame retardants, anti-dripping agents, UV absorbers, IR absorbers, antistatic agents, optical brighteners, fillers, light scattering agents, hydrolysis stabilizers and / or additives for laser marking, especially in the usual amounts for polycarbonate-based compositions. Such additives are described, for example, in EP 0 839 623 Al, WO 96/15102 Al, EP 0 500 496 Al or in the “Plastics Additives Handbook”, Hans Doubt, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, Munich. These additives can be added individually or in a mixture.
Als Thermo- bzw. Verarbeitungsstabilisator können beispielsweise Phosphite und Phosphonite sowie Phosphine eingesetzt werden. Beispiele sind Triphenylphosphit, Diphenylalkylphosphit, Phenyldialkylphosphit, Tris(nonylphenyl)phosphit, Trilaurylphosphit, Trioctadecyl phosphit, Distearylpentaerythritoldiphosphit, Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphit,For example, phosphites and phosphonites as well as phosphines can be used as thermal or processing stabilizers. Examples are triphenyl phosphite, diphenyl alkyl phosphite, phenyldialkyl phosphite, tris(nonylphenyl) phosphite, trilauryl phosphite, trioctadecyl phosphite, distearylpentaerythritol diphosphite, tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite,
Diisodecylpentaerythritoldiphosphit, Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritoldiphosphit, Bis(2,4- di- cumylphenyl)pentaerythritol diphosphit, Bis(2,6-di-tert-butyl-4- methylphenyl)pentaerythritoldiphosphit, Diisodecyloxypentaerythritoldiphosphit, Bis(2,4-di-tert- butyl-6-methylphenyl)- pentaerythritoldiphosphit, Bis(2,4,6-tris(tert- butylphenyl)pentaerythritoldiphosphit, Tristea-rylsorbitoltriphosphit, Tetrakis(2,4-di-tert- butylphenyl)-4,4'-biphenylen diphosphonit, 6-Isooctyloxy-2,4,8,10-tetra-tert-butyl-12H- dibenz[d,g]-l,3,2-dioxaphosphocin, Bis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)methylphosphit, Bis(2,4- di-tert-butyl-6-methylphenyl)ethylphosphit, 6-Fluoro-2,4,8,10-tetra-tert-butyl-12-methyl- dibenz[d,g]-l ,3,2-dioxaphosphocin, 2,2',2"-Nitrilo-[triethyltris(3,3',5,5'-tetra-tert-butyl-l,r- biphenyl-2,2'-diyl)phosphit], 2-Ethylhexyl(3,3',5,5'-tetra-tert-butyl-l,r-biphenyl-2,2'-diyl)phosphit, 5-Butyl-5-ethyl-2-(2,4,6-tri-tert-butylphenoxy)-l,3,2-dioxaphosphiran, Bis(2,6-di-ter-butyl-4- methylphenyl)pentaerythritol-diphosphit, Triphenylphosphin (TPP), Trialkylphenylphosphin, Bisdiphenylphosphino-ethan oder ein Trinaphthylphosphin. Insbesondere bevorzugt werden Triphenylphosphin (TPP), Irgafos® 168 (Tris(2,4-di-tert-butyl-phenyl)-phosphit) und Tris(nonylphenyl)phosphit oder deren Mischungen eingesetzt. Diisodecylpentaerythritol diphosphite, Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, Bis(2,4-di-cumylphenyl)pentaerythritol diphosphite, Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, Diisodecyloxypentaerythritol diphosphite, Bis (2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)-pentaerythritol diphosphite, bis(2,4,6-tris(tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, tristea-rylsorbitol triphosphite, tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl) -4,4'-biphenylene diphosphonite, 6-isooctyloxy-2,4,8,10-tetra-tert-butyl-12H- dibenz[d,g]-l,3,2-dioxaphosphocin, bis(2,4- di-tert-butyl-6-methylphenyl)methyl phosphite, bis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)ethyl phosphite, 6-fluoro-2,4,8,10-tetra-tert-butyl-12- methyl-dibenz[d,g]-l,3,2-dioxaphosphocin, 2,2',2"-nitrilo-[triethyltris(3,3',5,5'-tetra-tert-butyl-l,r- biphenyl-2,2'-diyl) phosphite], 2-ethylhexyl (3,3',5,5'-tetra-tert-butyl-l,r-biphenyl-2,2'-diyl) phosphite, 5-butyl -5-ethyl-2-(2,4,6-tri-tert-butylphenoxy)-1,3,2-dioxaphosphiran, bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, triphenylphosphine (TPP), trialkylphenylphosphine, Bisdiphenylphosphino-ethane or a trinaphthylphosphine. Particular preference is given to using triphenylphosphine (TPP), Irgafos® 168 (tris(2,4-di-tert-butyl-phenyl) phosphite) and tris(nonylphenyl) phosphite or mixtures thereof.
Bevorzugte phenolische Antioxidantien umfassen alkylierte Monophenole, alkylierte Thioalkylphenole, Hydrochinone und alkylierte Hydrochinone. Besonders bevorzugt werden Irganox® 1010 (Pentaerythrit- 3-(4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl)propionat; CAS: 6683-19-8) und Irganox 1076® (2,6-Di-tert-butyl-4-(octadecanoxycarbonylethyl)~phenol) eingesetzt. Preferred phenolic antioxidants include alkylated monophenols, alkylated thioalkylphenols, hydroquinones and alkylated hydroquinones. Particularly preferred are Irganox® 1010 (pentaerythritol 3-(4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl) propionate; CAS: 6683-19-8) and Irganox 1076® (2,6-di-tert-butyl -4-(octadecanoxycarbonylethyl)~phenol) is used.
Diese Thermo- bzw. Verarbeitungsstabilisatoren und/oder phenolische Antioxidantien können in Mengen von 0,5 bis 0,001 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht aller anwesenden Komponenten eingesetzt werden. Diese können einzeln oder als Mischungen mit den oben genannten Additiven eingesetzt werden. Sie können direkt oder als Masterbatch zugegeben werden. These thermal or processing stabilizers and/or phenolic antioxidants can be used in amounts of 0.5 to 0.001% by weight, based on the total weight of all components present. These can be used individually or as mixtures with the above-mentioned additives. They can be added directly or as a masterbatch.
Das erfmdungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends liefert somit ein Polyestercarbonat-Blend, welches entweder eine physikalische Mischung und/oder aber ein Reaktionsprodukt aus dem Polyestercarbonat-Präpolymer und dem Polycarbonat ist. Daher wird erfmdungsgemäße auch ein Polyestercarbonat-Blend, welcher erhalten wurde durch das erfmdungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends, bevorzugt in den oben genannten Ausgestaltungen oder sämtlichen Kombinationen an Bevorzugungen, bereitgestellt.The method according to the invention for producing a polyestercarbonate blend thus delivers a polyestercarbonate blend, which is either a physical mixture and/or a reaction product from the polyestercarbonate prepolymer and the polycarbonate. Therefore, according to the invention, a polyestercarbonate blend is also provided, which was obtained by the method according to the invention for producing a polyestercarbonate blend, preferably in the above-mentioned embodiments or all combinations of preferences.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Polyestercarbonat-Blend bereitgestellt, umfassend In a further aspect of the present invention there is provided a polyester carbonate blend comprising
(A) Estergruppen der Formel (la)
Figure imgf000029_0001
in der Ri unabhängig voneinander jeweils fur ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht, n mindestens 4 ist und die „*“ die Positionen angeben, mit denen die Estergruppen ins Polyestercarbonat-Blend eingebunden sind,
(A) Ester groups of the formula (la)
Figure imgf000029_0001
in which Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, n is at least 4 and the “*” indicate the positions with which the ester groups are incorporated into the polyester carbonate blend,
(B) Carbonatgruppen der Formel (II)
Figure imgf000029_0002
in der Y unabhängig voneinander jeweils für eine Struktur der Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) steht, wobei
Figure imgf000030_0001
in der
(B) Carbonate groups of the formula (II)
Figure imgf000029_0002
in which Y independently represents a structure of the formulas (III), (IV), (V) or (VI), where
Figure imgf000030_0001
in the
R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-Cis-Alkyl, Ci-Cis-Alkoxy, Halogen oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Aryl oder Aralkyl stehen, bevorzugt für Wasserstoff stehen, und R6 and R7 each independently represent hydrogen, Ci-Cis-alkyl, Ci-Cis-alkoxy, halogen or each optionally substituted aryl or aralkyl, preferably hydrogen, and
X fur eine Einfachbindung, -CO- , -O- , -S-, Ci- bis C(, -Alkylen. C2- bis Cs-Alkyliden, C bis Cio-Cycloalkyliden oder für Ce- bis Ci2-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, bevorzugt für eine Einfachbindung, C2- bis Cs-Alkyliden oder C(, bis Cio-Cycloalkyliden, besonders bevorzugt für Isopropyliden steht,
Figure imgf000030_0002
wobei in diesen Formeln (IV) bis (VI) R3 jeweils für Ci-C4-Alkyl, Aralkyl oder Aryl, bevorzugt für Methyl oder Phenyl, ganz besonders bevorzugt für Methyl, steht und die „*“ jeweils die Positionen angeben, mit denen die Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) an die Carbonatgruppe in Formel (II) anbinden, m die mittlere Anzahl an Wiederholungseinheiten angibt und die jeweils die Positionen angeben, mit denen die Carbonatgruppen ins Polyestercarbonat-Blend eingebunden sind, wobei zumindest ein Teil der Estergruppen (A) mit zumindest einem Teil der Carbonatgruppen (B) über die Formel (VII) unmittelbar miteinander verknüpft sind, wobei
Figure imgf000031_0001
X for a single binding, -o-, -o, -s-, ci to c ( ,-alkylene. C2- to CS alkylidi, c to cio-cycloalkyliden or for CE to CI2 arylene, which if necessary with aromatic rings containing further heteroatoms can be fused, preferably for a single bond, C2 to Cs alkylidene or C ( , to Cio-cycloalkylidene, particularly preferably isopropylidene,
Figure imgf000030_0002
where in these formulas (IV) to (VI) R 3 each represents Ci-C4-alkyl, aralkyl or aryl, preferably methyl or phenyl, very particularly preferably methyl, and the “*” each indicate the positions with which the formulas (III), (IV), (V) or (VI) attach to the carbonate group in formula (II), m indicates the average number of repeating units and each indicates the positions with which the carbonate groups are incorporated into the polyester carbonate blend are, wherein at least some of the ester groups (A) are directly linked to one another with at least some of the carbonate groups (B) via the formula (VII), where
Figure imgf000031_0001
(VII), in der Y die oben zu (B) beschriebenen Bedeutungen hat und (A) für die Anknüpfung an die Estergruppe (A) steht und (B) für die Anknüpfung an die Carbonatgruppe (B) steht, wobei der Polyestercarbonat-Blend eine relative Lösungsviskosität von mindestens 1,19 bis höchstens 1,40, bevorzugt 1,20 bis 1,38, besonders bevorzugt 1,21 bis 1,35 und ganz besonders bevorzugt 1,22 bis 1,33 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyestercarbonat-Blend mehr mol-% an Kohlenstoffatomen, wie in Formel (la) mit einem Pfeil gekennzeichnet, enthält als mol-% an Kohlenstoffatomen, wie in Formel (VII) mit einem Pfeil gekennzeichnet,
Figure imgf000031_0002
(VII), in which Y has the meanings described above for (B) and (A) stands for the attachment to the ester group (A) and (B) stands for the attachment to the carbonate group (B), whereby the polyester carbonate blend a relative solution viscosity of at least 1.19 to at most 1.40, preferably 1.20 to 1.38, particularly preferably 1.21 to 1.35 and very particularly preferably 1.22 to 1.33, characterized in that the Polyester carbonate blend contains more mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (la), than mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (VII),
Figure imgf000031_0002
(la), wobei Ri, n und „*“ die oben genannten(la), where Ri, n and “*” are the above
Bedeutungen haben und
Figure imgf000031_0003
have meanings and
Figure imgf000031_0003
(VII), wobei (A), Y und (B) die oben genannten Bedeutungen haben. (VII), where (A), Y and (B) have the meanings given above.
Wie das Polyestercarbonat-Präpolymer zeichnet sich der erfindungsgemäße Polyestercarbonat- Blend auch dadurch aus, dass eine Verknüpfung der Isophthalsäure/Terephthalsäure zur Wiederholungseinheit des Polycarbonats (ggf. auch Oligocarbonats z. B. aus unreagierten Resten des Verfahrensschritts (c) bzw. durch Reaktion im Verfahrensschritt (c)) über einen Ester vorliegt (siehe Formel (VII). Die Formel (VII) wird oben durch Formel (7) näher erläutert. Like the polyester carbonate prepolymer, the polyester carbonate blend according to the invention is also characterized by the fact that the isophthalic acid/terephthalic acid is linked to the repeating unit of the polycarbonate (possibly also oligocarbonate, for example from unreacted residues of process step (c) or by reaction in process step (c)) is present via an ester (see formula (VII). Formula (VII) is explained in more detail above by formula (7).
Das Vorliegen einer Struktur der Formel (VII) kann über NMR bestimmt werden. Beispielhaft sei dies an einer direkten Verknüpfung von Bisphenoleinheiten zu Isophthalsäure- und/oder Terephthalsäure-einheiten beschrieben. Bei der Verknüpfung handelt es sich um eine Esterverknüpfimg. Dabei kann das Vorliegen dieser Verknüpfung über 13C-NMR Spektroskopie bestimmt werden, indem die chemische Verschiebung des in Formel (Vila) mit einem Pfeil gekennzeichneten Carbonyl-Kohlenstoffatoms bestimmt wird.
Figure imgf000032_0001
The presence of a structure of formula (VII) can be determined via NMR. An example of this is a direct linkage of bisphenol units to isophthalic acid and/or terephthalic acid units. The link is an ester link. The existence of this connection can be determined via 13 C-NMR spectroscopy can be determined by determining the chemical shift of the carbonyl carbon atom marked with an arrow in formula (Vila).
Figure imgf000032_0001
(Vila). (Vila).
Im Experimentalteil wird beispielhaft die Synthese einer Modellverbindung aus Bisphenol A und Isophthalsäure/Terephthalsäure beschrieben, um die Lage des in Formel (Vila) mit dem Pfeil gekennzeichneten Kohlenstoff im 13C-NMR herauszufmden / zu kalibrieren. In the experimental part, the synthesis of a model compound from bisphenol A and isophthalic acid/terephthalic acid is described as an example in order to find out/calibrate the position of the carbon marked with the arrow in the formula (Vila) in the 13 C NMR.
Im Phasengrenzflächenverfahren hergestellte Polyestercarbonate, welche die Estergruppen (A) und (B) umfassen, weisen die Strukturformel (VII) nicht auf (siehe Figur 2). Bei solchen Reaktionen reagiert ein OH-terminierter Oligoester mit einem Bisphenol (in der Regel Bisphenol A) bzw. einem entsprechenden Oligocarbonat durch Reaktion mit Phosgen zu einem Carbonat. Dies bedeutet, dass beispielsweise immer eine Resorcin-Einheit direkt an eine BPA-Einheit über eine Carbonatgruppe gebunden wird. Gleiches gilt für das Polyestercarbonat der DE60212172T2. Polyester carbonates produced using the phase interface process, which include the ester groups (A) and (B), do not have the structural formula (VII) (see Figure 2). In such reactions, an OH-terminated oligoester reacts with a bisphenol (usually bisphenol A) or a corresponding oligocarbonate by reacting with phosgene to form a carbonate. This means that, for example, a resorcinol unit is always linked directly to a BPA unit via a carbonate group. The same applies to the polyester carbonate of DE60212172T2.
Das Kohlenstoffatom, welches in Formel (VII) oben mit einem Pfeil gekennzeichnet ist, kann entweder durch Reaktion des Kettenendes des Oligoesters mit einem Oligocarbonat und/oder Polycarbonat in Verfahrensschritt (c) und/oder (iii) gebildet werden. Es kann aber auch durch Umesterungsreaktionen in Verfahrensschritt (c) und/oder (iii) gebildet werden. Eine solche Umesterungsreaktion ist im Wesentlichen unerwünscht, da sie die intrinsische UV- Absorptionsfähigkeit des Polymers reduziert. Es muss eine gewisse Blocklänge dieser Ester vorliegen, damit das resultierende Produkt eine intrinsische Witterungsstabilität aufweist. Dennoch weist der erfmdungsgemäße Polyestercarbonat-Blend immer gewisse nachweisbare Anteile dieser Kohlenstoffatome auf. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass die Formel (VII) oben einmal mit und einmal ohne einen Pfeil dargestellt wurde. Zum besseren Verständnis kann die Formel (VII) mit Pfeil auch als Formel (VIIx) bezeichnet werden. Daher ist es erfindungsgemäß wesentlich, dass mehr mol- % an Kohlenstoffatomen, wie in Formel (la) mit einem Pfeil gekennzeichnet, im Polyestercarbonat- Blend vorliegen als mol-% Kohlenstoffatome, wie in Formel (VII) mit einem Pfeil gekennzeichnet. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass die Formel (la) oben einmal mit und einmal ohne einen Pfeil dargestellt wurde. Zum besseren Verständnis kann die Formel (la) mit Pfeil auch als Formel (lax) bezeichnet werden. Durch das Verhältnis der unterschiedlichen Esterverbindungen zueinander kann sichergestellt werden, dass der resultierende Polyestercarbonat-Blend sowohl gute mechanische Eigenschaften als auch eine intrinsische Witterungsstabilität aufweist. The carbon atom, which is marked with an arrow in formula (VII) above, can be formed either by reaction of the chain end of the oligoester with an oligocarbonate and/or polycarbonate in process step (c) and/or (iii). However, it can also be formed by transesterification reactions in process step (c) and/or (iii). Such a transesterification reaction is essentially undesirable because it reduces the intrinsic UV absorbency of the polymer. There must be a certain block length of these esters so that the resulting product has intrinsic weather stability. Nevertheless, the polyester carbonate blend according to the invention always has certain detectable proportions of these carbon atoms. It will be apparent to those skilled in the art that formula (VII) was shown above once with and once without an arrow. For better understanding, the formula (VII) with arrow can also be referred to as formula (VIIx). Therefore, according to the invention, it is essential that there are more mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (la), in the polyester carbonate blend than mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (VII). It will be apparent to those skilled in the art that formula (la) was shown above once with and once without an arrow. For better understanding, the formula (la) with an arrow can also be referred to as the formula (lax). The ratio of the different ester compounds to one another can ensure that the resulting polyester carbonate blend has both good mechanical properties and intrinsic weather stability.
Das Verhältnis der mol-% der in den Formeln (lax) und (VIIx) gekennzeichneten Kohlenstoffatome lässt sich bevorzugt über 13C-NMR-Spektroskopie bestimmen. Bevorzugt wird der Polyestercarbonat-Blend dazu in CDCI , gelöst. Weiter bevorzugt wird Tetramethylsilan als Standard verwendet. Es hat sich gezeigt, dass ein 600 MHz NMR-Spektrometer ausreichend ist, um die einzelnen Kohlenstoffsignale der Formel (lax) und (VIIx) zu unterscheiden. Die chemische Verschiebung des Signals des Kohlenstoffs der Formel (VIIx) hängt von der Wiederholungseinheit des Oligo- und/oder Poly carbonats ab. Wird ein Bisphenol A basiertes Oligocarbonat und/oder Polycarbonat verwendet, so ist das entsprechende Signal bei ca. 164-165 ppm zu finden (siehe auch Experimentalteil). Das Kohlenstoffatom, welches in Formel (lax) gekennzeichnet ist, ist in der Regel bei einer chemischen Verschiebung von 163-164 ppm zu finden, wenn es sich bei dem Diol der Formel (3) um Resorcin handelt. Um das Verhältnis dermol-% der Kohlenstoffatome zu bestimmen, wird die Fläche unter den Signalen integriert und zueinander ins Verhältnis gesetzt. Dies ist ein für den Fachmann bekanntes Verfahren. The ratio of the mol% of the carbon atoms marked in the formulas (lax) and (VIIx) can preferably be determined via 13 C NMR spectroscopy. This is preferred Polyester carbonate blend dissolved in CDCI. Tetramethylsilane is more preferably used as a standard. It has been shown that a 600 MHz NMR spectrometer is sufficient to distinguish the individual carbon signals of the formula (lax) and (VIIx). The chemical shift of the carbon signal of formula (VIIx) depends on the repeating unit of the oligo- and/or polycarbonate. If a bisphenol A based oligocarbonate and/or polycarbonate is used, the corresponding signal can be found at approx. 164-165 ppm (see also experimental section). The carbon atom marked in formula (lax) is typically found at a chemical shift of 163-164 ppm when the diol of formula (3) is resorcinol. In order to determine the ratio dermol% of the carbon atoms, the area under the signals is integrated and related to each other. This is a process known to those skilled in the art.
Für den Fachmann ist ersichtlich, dass die Estergruppen (A) und die Carbonatgruppen (B) jeweils mehrfach in einem Polyestercarbonat-Blend vorkommen können. Ebenso ist ersichtlich, dass n und m sowie die Anzahl der Estergruppen (A) und/oder der Carbonatgruppen (B) so gewählt werden müssen, dass die entsprechende Lösungsviskosität des Polyestercarbonat-Blends resultiert. Umgekehrt ist der Fachmann in der Lage von einer Lösungsviskosität auf ein zahlengemitteltes Molekulargewicht zu kommen. Für den Fachmann ist es ebenso ersichtlich, auf Basis eines solchen zahlengemittelten Molekulargewichts und dem Anteil an Estergruppen (A) und/oder Carbonatgruppen (B) auf n bzw. m zurückzuschließen. Insbesondere kann der Fachmann aber auch die Größenordnung der mittleren Anzahl an Wiederungholungseinheiten n und/oder m auf Basis der Ausgangssubstanzen abschätzen. Dabei ist der Fachmann in der Lage mögliche Auswirkungen auf n und/oder m durch Reaktionen in Verfahrensschritt (iii) einzuschätzen. Bevorzugt ist das m in Formel (II) mindestens 5, bevorzugt 8 bis 300, besonders bevorzugt 10 bis 250 und ganz besonders bevorzugt 25 bis 200. Dabei ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend ein Verhältnis 5 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 8 bis 23 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% an Estergruppen (A) aufweist in Bezug auf das Gesamtgewicht der Estergruppen (A) und der Carbonatgruppen (B). Ebenso ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Polyestercarbonat mindestens zu 80 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens zu 90 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens zu Gew. -95 % aus den Einheiten der Formel (la) und (II) besteht. It will be apparent to those skilled in the art that the ester groups (A) and the carbonate groups (B) can each occur multiple times in a polyester carbonate blend. It can also be seen that n and m as well as the number of ester groups (A) and/or carbonate groups (B) must be chosen so that the corresponding solution viscosity of the polyester carbonate blend results. Conversely, the person skilled in the art is able to go from a solution viscosity to a number-average molecular weight. It is also obvious to the person skilled in the art to conclude that n or m is based on such a number-average molecular weight and the proportion of ester groups (A) and/or carbonate groups (B). In particular, the person skilled in the art can also estimate the magnitude of the average number of repetition units n and/or m based on the starting substances. The person skilled in the art is able to assess possible effects on n and/or m through reactions in process step (iii). The m in formula (II) is preferably at least 5, preferably 8 to 300, particularly preferably 10 to 250 and very particularly preferably 25 to 200. It is preferred that the polyester carbonate blend according to the invention has a ratio of 5 to 25% by weight. , particularly preferably 8 to 23% by weight and very particularly preferably 10 to 20% by weight of ester groups (A) in relation to the total weight of the ester groups (A) and the carbonate groups (B). It is also preferred that the polyester carbonate according to the invention consists of at least 80% by weight, particularly preferably at least 90% by weight and very particularly preferably at least 95% by weight of the units of the formula (la) and (II). .
Der Begriff „Blend“ ist, wie für den Fachmann ersichtlich, an dieser Stelle bevorzugt so zu verstehen, dass der erfindungsgemäße Polyestercarbonat eine Mischung unterschiedlicher Polymere umfasst. Diese können Polyestercarbonate sein, aber auch reine Polycarbonate. Dies wird insbesondere ersichtlich, wenn der erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends hergestellt wird. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend zusätzlich eine Komponente (X), welche ein Polycarbonat ist. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um ein Polycarbonat mit Wiederholungseinheiten der Formel (II), wie oben näher erläutert. Der Fachmann ist insbesondere in der Lage die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends auf den erfindungsgemäßen Polyestercarbonat-Blend zu übertragen.As will be apparent to those skilled in the art, the term “blend” is preferably to be understood at this point to mean that the polyester carbonate according to the invention comprises a mixture of different polymers. These can be polyester carbonates, but also pure polycarbonates. This becomes particularly evident when the polyestercarbonate blend according to the invention is produced by the process according to the invention for producing a polyestercarbonate blend. The polyestercarbonate blend according to the invention preferably additionally comprises a component (X), which is a is polycarbonate. This is particularly preferably a polycarbonate with repeating units of the formula (II), as explained in more detail above. The person skilled in the art is in particular able to transfer the statements regarding the method according to the invention for producing a polyestercarbonate blend to the polyestercarbonate blend according to the invention.
Des Weiteren enthält das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend bevorzugt kein 2- Hydroxybenzoesäuremethylester. Spuren einer solchen Verbindung können beispielsweise durch NMR-Spektroskopie in dem Blend nachgewiesen werden. Sie können im Polyestercarbonat-Blend verbleiben, wenn aktivierte Carbonatquellen (z. B. Polycarbonate mit Endgruppen der Formel (301)) zur Herstellung des Polyestercarbonat-Blends verwendet werden. Ebenso bevorzugt weist das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend dementsprechend auch keine Endgruppe der Formel (301) auf. Furthermore, the polyester carbonate blend according to the invention preferably does not contain any methyl 2-hydroxybenzoate. Traces of such a compound can be detected in the blend, for example by NMR spectroscopy. They can remain in the polyestercarbonate blend if activated carbonate sources (e.g. polycarbonates with end groups of formula (301)) are used to prepare the polyestercarbonate blend. Likewise, the polyester carbonate blend according to the invention preferably does not have any end group of the formula (301).
Es ist bevorzugt, dass der erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend dadurch gekennzeichnet ist, dass der Polyestercarbonat-Blend eine relative Lösungsviskosität von mindestens 1,19 bis höchstens 1,40, bevorzugt 1,20 bis 1,38, besonders bevorzugt 1,21 bis 1,35 und ganz besonders bevorzugt 1,22 bis 1,33 aufweist. Diese relative Lösungsviskosität gewährt eine gute Verarbeitbarkeit des Polyestercarbonat-Blends beispielsweise durch Spritzguss. Ebenso ermöglicht es diese relative Lösungsviskosität, die für interessante Anwendungsgebiete wie im Automobilaußenbereich guten mechanischen Eigenschaften zu zeigen. Der Polyestercarbonat-Blend weist eine hohe Stabilität auf und ist intrinsisch witterungsstabil. It is preferred that the polyestercarbonate blend according to the invention is characterized in that the polyestercarbonate blend has a relative solution viscosity of at least 1.19 to at most 1.40, preferably 1.20 to 1.38, particularly preferably 1.21 to 1. 35 and most preferably 1.22 to 1.33. This relative solution viscosity ensures that the polyester carbonate blend can be easily processed, for example by injection molding. This relative solution viscosity also makes it possible to demonstrate good mechanical properties for interesting areas of application such as automotive exteriors. The polyester carbonate blend has high stability and is intrinsically weather-stable.
Ebenso ist es bevorzugt, dass der erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend einen Gehalt an phenolischen OH-Gruppen im Bereich von 100 ppm bis 1200 ppm, bevorzugt 150 ppm bis 1000 ppm, besonders bevorzugt 200 ppm bis 800 ppm aufweist. Alternativ ist es bevorzugt, dass der erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend einen Gehalt an phenolischen OH-Gruppen im Bereich von 0 ppm bis 500 ppm, bevorzugt größer 50 ppm bis 350 ppm, besonders bevorzugt größer 80 ppm bis 800 ppm aufweist. Diese Gehalte an phenolischen OH-Gruppen wird bevorzugt über Infrarotspektroskopie bestimmt. Er kann auch über 1 H-NMR bestimmt werden. Jedoch kann es hier zu einer Überlappung der Signale kommen. Daher ist es bevorzugt, dass der Gehalt an phenolischen OH-Gruppen mittels Infrarotspektroskopie bestimmt wird. Dazu wird der Polyestercarbonat-Blend bevorzugt in Dichlormethan (2g / 50 ml) gelöst und durch Auswertung der Bande bei einer Wellenzahl von 3583 cm'1 bestimmt. Die dazu benötigte Kalibrierung des Infrarotgerätes ist dem Fachmann bekannt. It is also preferred that the polyester carbonate blend according to the invention has a content of phenolic OH groups in the range from 100 ppm to 1200 ppm, preferably 150 ppm to 1000 ppm, particularly preferably 200 ppm to 800 ppm. Alternatively, it is preferred that the polyester carbonate blend according to the invention has a content of phenolic OH groups in the range from 0 ppm to 500 ppm, preferably greater than 50 ppm to 350 ppm, particularly preferably greater than 80 ppm to 800 ppm. This content of phenolic OH groups is preferably determined using infrared spectroscopy. It can also be determined using 1 H-NMR. However, the signals can overlap here. It is therefore preferred that the content of phenolic OH groups is determined using infrared spectroscopy. For this purpose, the polyester carbonate blend is preferably dissolved in dichloromethane (2g/50 ml) and determined by evaluating the band at a wave number of 3583 cm' 1 . The required calibration of the infrared device is known to those skilled in the art.
Sowohl das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymer als auch der erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend kann Umlagerungsstrukturen (beispielsweise die dem Fachmann bekannten Fries-Umlagerungsstrukturen) enthalten. Dies kann zum einen daraus resultieren, dass in den erfindungsgemäßen Verfahren Reaktionen in der Schmelze durchgefiihrt werden. Wie der Fachmann weiß, können sich unter Schmelzeumesterungsbedingungen entsprechende Strukturen bilden. Zudem können aber auch die erfindungsgemäß eingesetzten Oligocarbonate und/oder Polycarbonate bereits solche Fries-Strukturen aufweisen. Es hat sich erfindungsgemäß herausgestellt, dass diese Fries- Umlagerungsstrukturen die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Polyestercarbonat-Präpolymers und/oder -Blends nicht besonders nachteilig beeinflussen. Both the polyestercarbonate prepolymer according to the invention and the polyestercarbonate blend according to the invention can contain rearrangement structures (for example the Fries rearrangement structures known to those skilled in the art). On the one hand, this can result from the fact that in the Process reactions according to the invention are carried out in the melt. As those skilled in the art know, corresponding structures can form under melt transesterification conditions. In addition, the oligocarbonates and/or polycarbonates used according to the invention can also already have such frieze structures. According to the invention, it has been found that these Fries rearrangement structures do not have a particularly adverse effect on the properties of the polyestercarbonate prepolymer and/or blend according to the invention.
Insbesondere kann das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymer und/oder das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Blend und/oder das einzusetzende Oligocarbonat und/oder Polycarbonat mindestens eine, bevorzugt mehrere der folgenden Strukturen (4y) bis (7y) enthalten:
Figure imgf000035_0001
in denen die Phenylringe unabhängig voneinander ein- oder zweifach mit Cl - C8 Alkyl, Halogen, bevorzugt CI bis C4 Alkyl, besonders bevorzugt mit Methyl substituiert sein können und X für eine Einfachbindung, C 1 bis C6 Alkylen, C2 bis C5 Alkyliden oder C5 bis C6 Cycloalkyliden, bevorzugt für eine Einfachbindung oder CI bis C4 Alkylen und insbesondere bevorzugt für Isopropyliden stehen. Die Menge der Struktureinheiten (4y) bis (7y) liegt in Summe (bestimmt nach Verseifung) im Allgemeinen im Bereich von 10 ppm bis 1000 ppm, bevorzugt größer 10 ppm bis 900 ppm, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 850 ppm, bevorzugt im Bereich von 80 bis 800 ppm.
In particular, the polyestercarbonate prepolymer according to the invention and/or the polyestercarbonate blend according to the invention and/or the oligocarbonate and/or polycarbonate to be used can contain at least one, preferably several, of the following structures (4y) to (7y):
Figure imgf000035_0001
in which the phenyl rings can be independently substituted once or twice with Cl - C8 alkyl, halogen, preferably CI to C4 alkyl, particularly preferably with methyl and X represents a single bond, C 1 to C6 alkylene, C2 to C5 alkylidene or C5 bis C6 cycloalkylidene, preferably a single bond or C1 to C4 alkylene and particularly preferably isopropylidene. The amount of structural units (4y) to (7y) is in total (determined after saponification) generally in the range from 10 ppm to 1000 ppm, preferably greater than 10 ppm to 900 ppm, particularly preferably in the range from 50 to 850 ppm, preferably in the range from 80 to 800 ppm.
Um die Menge der Umlagerungsstrukturen zu bestimmen, wird das jeweilige Polymer einer Totalverseifung unterzogen und so die entsprechenden Abbauprodukte der Formeln (4ya) bis (7ya) gebildet, deren Menge mit HPUC bestimmt wird. Die Strukturen (4ya) bis (7ya) sind dabei beispielhaft für die Verwendung eines Polycarbonats, umfassend Bisphenol A, angegeben. (Dies kann z.B. wie folgt geschehen: Die Polycarbonatprobe wird mittels Natriummethylat unter Rückfluss verseift. Die entsprechende Uösung wird angesäuert und zur Trockne eingeengt. Der Trocknungsrückstand wird in Acetonitril gelöst und die phenolischen Verbindungen der Formel (4ya) bis (7ya) mittels HPUC mit UV-Detektion bestimmt):
Figure imgf000036_0001
Bevorzugt beträgt die Menge der dabei freigesetzten Verbindung der Formel (4ya) 20 bis 800 ppm besonders bevorzugt 25 bis 700 ppm und insbesondere bevorzugt 30 bis 500 ppm.
In order to determine the amount of rearrangement structures, the respective polymer is subjected to total saponification and the corresponding degradation products of the formulas (4ya) to (7ya) are formed, the amount of which is determined using HPUC. The structures (4ya) to (7ya) are given as examples for the use of a polycarbonate comprising bisphenol A. (This can be done, for example, as follows: The polycarbonate sample is saponified using sodium methylate under reflux. The corresponding solution is acidified and evaporated to dryness. The drying residue is dissolved in acetonitrile and the phenolic compounds of the formula (4ya) to (7ya) using HPUC with UV -detection determined):
Figure imgf000036_0001
The amount of the compound of the formula (4ya) released is preferably 20 to 800 ppm, particularly preferably 25 to 700 ppm and particularly preferably 30 to 500 ppm.
Bevorzugt beträgt die Menge der dabei freigesetzten Verbindung der Formel (5ya) 0 (d.h. unterhalb der Nachweisgrenze von 10 ppm) bis 100 ppm besonders bevorzugt 0 bis 80 ppm und insbesondere bevorzugt 0 bis 50 ppm. Bevorzugt beträgt die Menge der dabei freigesetzten Verbindung der Formel (6ya) 0 (d.h. unterhalb der Nachweisgrenze von 10 ppm) bis 800 ppm weiter bevorzugt 10 bis 700 ppm und besonders bevorzugt 20 bis 600 ppm sowie ganz besonders bevorzugt 30 bis 350 ppm. The amount of the compound of formula (5ya) released is preferably 0 (ie below the detection limit of 10 ppm) to 100 ppm, particularly preferably 0 to 80 ppm and particularly preferably 0 to 50 ppm. The amount of the compound of formula (6ya) released is preferably 0 (ie below the detection limit of 10 ppm) to 800 ppm, more preferably 10 to 700 ppm and particularly preferably 20 to 600 ppm and very particularly preferably 30 to 350 ppm.
Bevorzugt beträgt die Menge der dabei freigesetzten Verbindung der Formel (7ya) 0 (d.h. unterhalb der Nachweisgrenze von 10 ppm) bis 300 ppm bevorzugt 5 bis 250 ppm und insbesondere bevorzugt 10 bis 200 ppm. The amount of compound of formula (7ya) released is preferably 0 (i.e. below the detection limit of 10 ppm) to 300 ppm, preferably 5 to 250 ppm and particularly preferably 10 to 200 ppm.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verwendung des erfmdungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymers, bevorzugt in allen zuvor beschriebenen Ausgestaltungen und /oder Kombinationen von Bevorzugungen, zur Kompatibilisierung eines Oligoesters, umfassend Strukturen der Formel (I),
Figure imgf000037_0001
in der Ri unabhängig voneinander jeweils für ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und n mindestens 4 ist, mit einem Polycarbonat.
In a further aspect of the present invention, the polyestercarbonate prepolymer according to the invention is used, preferably in all previously described embodiments and/or combinations of preferences, for compatibilizing an oligoester comprising structures of the formula (I),
Figure imgf000037_0001
in which Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms and n is at least 4, with a polycarbonate.
Wie bereits oben beschrieben, wurde erfindungsgemäß gefunden, dass das Polyestercarbonat- Präpolymer die Einarbeitung der Oligoestergruppen in ein Polycarbonat verbessert. Es resultiert das oben beschriebene einphasige System. Neben der kompatibilisierenden Wirkung kann auch gleichzeitig eine Anbindung des Polyestercarbonat-Präpolymers an das Polycarbonat durch chemische Reaktion erfolgen. Im Folgenden werden bevorzugte Definitionen in den chemischen Strukturen geben. Diese Bevorzugungen gelten für das erfmdungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Präpolymers, das erfindungsgemäße Polyestercarbonat-Präpolymer, das erfmdungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends, das Polyestercarbonat-Blend und/oder die erfmdungsgemäße Verwendung des Polyestercarbonat- Präpolymers jeweils unabhängig voneinander oder auch gleichzeitig. Dem Fachmann ist dabei ersichtlich, dass einige chemische Formeln Zusammenhängen (z. B. Formel (I) und Formel (la)) oder sie sich voneinander ableiten lassen. As already described above, it was found according to the invention that the polyestercarbonate prepolymer improves the incorporation of the oligoester groups into a polycarbonate. The result is the single-phase system described above. In addition to the compatibilizing effect, the polyestercarbonate prepolymer can also be bonded to the polycarbonate by a chemical reaction. Preferred definitions in the chemical structures are given below. These preferences apply to the process according to the invention for producing a polyestercarbonate prepolymer, the polyestercarbonate prepolymer according to the invention, the process according to the invention for producing a polyestercarbonate blend, the polyestercarbonate blend and / or the use of the polyestercarbonate prepolymer according to the invention, each independently of one another or simultaneously . It will be apparent to the person skilled in the art that some chemical formulas are related (e.g. formula (I) and formula (la)) or that they can be derived from one another.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass Ri in Formel (I) und/oder (la) für Wasserstoff steht. Ebenso ist es bevorzugt, dass Y in Formel (II) für eine Struktur der Formel (III) steht. Hierbei ist es des Weiteren bevorzugt, dass Ri in Formel (I) und/oder (la) für Wasserstoff steht und Y in Formel (II) für eine Struktur der Formel (III) steht. Ebenso ist es bevorzugt, dass R6 und R7 in Formel (III) jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff oder Ci-Ci2-Alkyl, besonders bevorzugt für Wasserstoff oder C’i-Cx- Alkyl und ganz besonders bevorzugt für Wasserstoff oder Methyl stehen. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass Ri in Formel (I) und/oder (la) für Wasserstoff steht und Y in Formel (II) für eine Struktur der Formel (III) steht. According to the invention, it is preferred that Ri in formula (I) and/or (la) represents hydrogen. It is also preferred that Y in formula (II) represents a structure of formula (III). It is further preferred that Ri in formula (I) and/or (la) stands for hydrogen and Y in formula (II) stands for a structure of the formula (III). It is also preferred that R6 and R7 in formula (III) each independently represent hydrogen or Ci-Ci2-alkyl, particularly preferably hydrogen or C'i-Cx-alkyl and very particularly preferably hydrogen or methyl. This applies in particular to the case that Ri in formula (I) and/or (la) represents hydrogen and Y in formula (II) represents a structure of the formula (III).
Es ist ebenso bevorzugt, dass X in Formel (III) für Isopropyliden steht. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass Ri in Formel (I) und/oder (la) für Wasserstoff steht, Y in Formel (II) für eine Struktur der Formel (III) steht und R6 und R7 in Formel (III) jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff oder Ci-Ci2-Alkyl, besonders bevorzugt für Wasserstoff oder C’i-Cx- Alkyl und ganz besonders bevorzugt für Wasserstoff oder Methyl stehen. It is also preferred that X in formula (III) represents isopropylidene. This applies in particular to the case that Ri in formula (I) and/or (la) stands for hydrogen, Y in formula (II) stands for a structure of the formula (III) and R6 and R7 in formula (III) are each independent each other represent hydrogen or Ci-Ci2-alkyl, particularly preferably hydrogen or C'i-Cx-alkyl and very particularly preferably hydrogen or methyl.
Ganz besonders bevorzugt ist es, dass Y in die Carbonatgruppe (B) eingeführt wird über Diphenole, welche ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus 4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4- hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, l,l-Bis-(4- hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol, 2, 2-Bis-(3 -methyl -4-hydroxyphenyl)-propan, Dimethyl - Bisphenol A, Bis-(3, 5 -dimethyl -4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4- hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4- hydroxyphenyl)-2-methylbutan, l,l-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol und l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan, besonders bevorzugt über Bisphenol A. It is particularly preferred that Y is introduced into the carbonate group (B) via diphenols which are selected from the group consisting of 4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propane (bisphenol A) , 2,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutane, l,l-bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzene, 2, 2-bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propane , Dimethyl - Bisphenol A, Bis-(3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methane, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propane, Bis-(3,5-dimethyl -4-hydroxyphenyl)-sulfone, 2,4-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutane, l,l-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p- diisopropylbenzene and l,l-bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane, particularly preferably over bisphenol A.
Der erfmdungsgemäße Polyestercarbonat-Blend kann als solches zu Formkörpem aller Art verarbeitet werden. Er kann auch mit anderen Thermoplasten und/oder Polymeradditiven zu thermoplastischen Formmassen verarbeitet werden, welche dann zu Formkörpem geformt werden. Die Formkörper sind weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung. Die Polymeradditive werden bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Flammschutzmitteln, Antidrippingmitteln, Flammschutzsynergisten, Rauchinhibitoren, Gleit- und Entformungsmitteln, Nukleiermitteln, Antistatika, Leitfähigkeitsadditiven, Stabilisatoren (z.B. Hydrolyse- und Wärmealterungs- Stabilisatoren sowie Umestemngsinhibitoren), Fließfähigkeitspromotoren, Phasenverträglichkeitsvermittlern, Farbstoffen und Pigmenten, Schlagzähigkeitsmodifikatoren sowie Füll- und Verstärkungsstoffen. The polyester carbonate blend according to the invention can be processed as such into all kinds of molded articles. It can also be processed with other thermoplastics and/or polymer additives to form thermoplastic molding compounds, which are then formed into moldings. The shaped bodies are further objects of the present invention. The polymer additives are preferably from the group consisting of flame retardants, anti-dripping agents, flame retardant synergists, smoke inhibitors, lubricants and mold release agents, nucleating agents, antistatic agents, conductivity additives, stabilizers (e.g. hydrolysis and heat aging stabilizers and transesterification inhibitors), flowability promoters, phase compatibilizers, dyes and pigments, impact strength modifiers as well as fillers and reinforcing materials.
Die Formkörper enthaltend den erfindungsgemäßen Polyestercarbonat-Blend können beispielsweise durch Spritzguss, Extrusion und Blasformverfahren hergestellt werden. Eine weitere Form der Verarbeitung ist die Herstellung von Formteilen durch Tiefziehen aus zuvor hergestellten Platten oder Folien. Kurze Beschreibung der Figuren: The shaped bodies containing the polyestercarbonate blend according to the invention can be produced, for example, by injection molding, extrusion and blow molding processes. Another form of processing is the production of molded parts by deep drawing from previously manufactured panels or foils. Short description of the characters:
Figur 1: Ausschnit aus den 13C-NMR Spektren des Vergleichsbeispiels 2 zu unterschiedlichen Reaktionszeiten Figure 1: Excerpt from the 13 C-NMR spectra of comparative example 2 at different reaction times
Figur 2: Ausschnit aus einem 13C-NMR Spektrum eines Handelsproduktes enthaltenFigure 2: Excerpt from a 13 C-NMR spectrum of a commercial product
Isophthalsäure/Terephthalsäure-Resorcin-Esterblöcke und BPA, hergestellt mitelsIsophthalic acid/terephthalic acid resorcinol ester blocks and BPA, prepared using
Phasengrenzflächenverfahren Phase interface method
Figur 3: Ausschnit aus den 13C-NMR Spektren des erfindungsgemäßen Beispiels 1 zu unterschiedlichen Reaktionszeiten Figure 3: Excerpt from the 13 C-NMR spectra of Example 1 according to the invention at different reaction times
Figur 4: schematische Darstellung des Versuchsaufbaus des erfindungsgemäßen Beispiels 5Figure 4: schematic representation of the experimental setup of Example 5 according to the invention
Erläuterung der Bezugszeichen: Explanation of the reference numbers:
1 Zweischneckenextruder 1 twin screw extruder
2 Rührkessel 2 mixing kettles
3.1 Zahnradpumpe 3.1 Gear pump
3.2 Zahnradpumpe 3.2 Gear pump
4 Statikmischer 4 static mixers
5 Vakuumpumpe 5 vacuum pump
6 Vakuumpumpe 6 vacuum pump
7 Kondensator 7 capacitor
8 Kondensator 8 capacitor
9 Wasserbad 9 water bath
10 Stranggranulator a bis k Extrudergehäuse 10 strand granulator a to k extruder housing
Figur 5: schematische Darstellung des Versuchsaufbaus der erfindungsgemäßen Beispiele 6 und 7 Erläuterung der Bezugszeichen: Figure 5: Schematic representation of the experimental setup of Examples 6 and 7 according to the invention. Explanation of the reference numbers:
1 Zweischneckenextruder 1 twin screw extruder
2 Differentialdosierwaage 2 differential dosing scales
5 Vakuumpumpe 5 vacuum pump
6 Vakuumpumpe 6 vacuum pump
7 Kondensator 7 capacitor
8 Kondensator 8 capacitor
9 Wasserbad 9 water bath
10 Stranggranulator a bis k Extrudergehäuse Beispiele 10 strand granulator a to k extruder housing Examples
Verwendete Materialien: Used material:
Terephthalsäure: zur Synthese, CAS 100-21-0, Bernd Kraft Duisburg Terephthalic acid: for synthesis, CAS 100-21-0, Bernd Kraft Duisburg
Isophthalsäure: 99 %, CAS 121-91-5, Sigma-Aldrich Isophthalic acid: 99%, CAS 121-91-5, Sigma-Aldrich
Resorcin: 99 %, CAS 108-46-3, ABCR Resorcinol: 99%, CAS 108-46-3, ABCR
Diphenylcarbonat: 99,5 %, CAS 102-09-0; Acres Organics, Geel, Belgien, abgekürzt als DPCDiphenyl carbonate: 99.5%, CAS 102-09-0; Acres Organics, Geel, Belgium, abbreviated as DPC
4-Dimethylaminopyridin:; >98,0 %; purum; CAS 1122-58-3; Sigma-Aldrich, München Deutschland, abgekürzt als DMAP 4-Dimethylaminopyridine:; >98.0%; purum; CAS 1122-58-3; Sigma-Aldrich, Munich Germany, abbreviated as DMAP
Tetrabutylphosphoniumacetat (TBPAc): CAS-34430-94-9, hergestellt nach Angewandte Chemie, International Edition, Vol. 48, Issue: 40, 7398-7401; 2009 Tetrabutylphosphonium acetate (TBPAc): CAS-34430-94-9, prepared according to Angewandte Chemie, International Edition, Vol. 48, Issue: 40, 7398-7401; 2009
Natriumbenzoat: > 99%, CAS 532-32-1, Sigma-Aldrich Sodium benzoate: > 99%, CAS 532-32-1, Sigma-Aldrich
(3',4'-Epoxycyclohexan)methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylat; CAS: 2386-87-0; Sigma-Aldrich, München Deutschland (3',4'-Epoxycyclohexane)methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylate; CAS: 2386-87-0; Sigma-Aldrich, Munich Germany
ADK Stab PEP 36: 3,9-Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenoxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9- diphosphaspiro[5.5]undecane; CAS 80693-00-1; ADEKA Europe GmbH 40212 Düsseldorf Deutschland ADK Rod PEP 36: 3,9-Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenoxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane; CAS 80693-00-1; ADEKA Europe GmbH 40212 Düsseldorf Germany
Herstellung des Oligoesters 1 : Preparation of oligoester 1:
Es wurden 20,77 g (0,125 mol) Terephthalsäure, 20,77 g (0,125 mol) Isophthalsäure, 30,28 g (0,275 mol) Resorcin, 109,79 g ( 0,5125 mol) Diphenylcarbonat sowie 0,036 g DMAP (4- Dimethylaminopyridin; 200 ppm bezogen auf die Einsatzstoffe) und 0,054g20.77 g (0.125 mol) terephthalic acid, 20.77 g (0.125 mol) isophthalic acid, 30.28 g (0.275 mol) resorcinol, 109.79 g (0.5125 mol) diphenyl carbonate and 0.036 g DMAP (4- Dimethylaminopyridine; 200 ppm based on the starting materials) and 0.054g
Tetrabutylphosphoniumacetat (300ppm), in einem Kolben mit Kurzwegabscheider vorgelegt.Tetrabutylphosphonium acetate (300 ppm), placed in a flask with a short-path separator.
Das Gemisch wurde durch 4-faches Evakuieren und Belüften mit Stickstoff von Sauerstoff befreit. Das Gemisch wurde aufgeschmolzen und bei Normaldruck auf 200 °C unter Rühren erwärmt. Es entstand eine Suspension, da sich die Terephthalsäure anfangs nicht in der Schmelze löst. Das Gemisch wurde für ca. 3 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Dabei wurde Kohlendioxid frei. Es wurde langsam auf 240 °C erwärmt. Dabei destillierte Phenol ab. Es wurde ca. 1 Stunde bei 240 °C gerührt. Abschließend wurde noch eine halbe Stunde bei 260 °C gerührt. Nach Ende der Gasentwicklung wurde das Reaktionsgemisch auf 210 °C abgekühlt und der Druck verringert. Der Druck wurde stufenweise innerhalb von 45 Minuten auf 60 mbar reduziert. Die Temperatur wurde auf 230 °C angehoben und für eine halbe Stunde bei dieser Temperatur gerührt. Dann wurde die Temperatur auf 245 °C angehoben. Das Reaktionsgemisch wurde für weitere 0,5 h gerührt und danach der Druck auf das technisch machbare Minimum (ca. 1 mbar) reduziert. Man erhielt eine hellbraune Schmelze. Die analytischen Daten sind in Tabelle 1 zusammengefasst. The mixture was freed of oxygen by evacuation four times and aerating with nitrogen. The mixture was melted and heated to 200 ° C under normal pressure with stirring. A suspension was created because the terephthalic acid did not initially dissolve in the melt. The mixture was stirred at this temperature for approximately 3 hours. Carbon dioxide was released. It was slowly heated to 240 °C. Phenol distilled off. The mixture was stirred at 240 °C for about 1 hour. Finally, the mixture was stirred at 260 °C for half an hour. After the evolution of gas had ended, the reaction mixture was cooled to 210 ° C and the pressure was reduced. The pressure was gradually reduced to 60 mbar within 45 minutes. The temperature was raised to 230 °C and stirred at this temperature for half an hour. Then it became Temperature raised to 245 °C. The reaction mixture was stirred for a further 0.5 h and then the pressure was reduced to the technically feasible minimum (approx. 1 mbar). A light brown melt was obtained. The analytical data are summarized in Table 1.
Herstellung des Oligoesters 2: Preparation of oligoester 2:
Die Synthese des Oligoesters wurde prinzipiell wie die des Oligoesters 1 ausgeführt. The synthesis of the oligoester was carried out in principle like that of the oligoester 1.
Abweichend davon wurden 62,31 g (0,375 mol) Terephthalsäure, 62,31 g (0,375 mol) Isophthalsäure, 86,70 g (0,7875 mol) Resorcin, 329,37 g ( 1,5375 mol) Diphenylcarbonat sowie 0,216 g DMAP (4-Dimethylaminopyridin; 400 ppm bezogen auf die Einsatzstoffe) und 0,162g Tetrabutylphosphoniumacetat (300ppm), in einem Kolben mit Kurzwegabscheider vorgelegt.Deviating from this, 62.31 g (0.375 mol) terephthalic acid, 62.31 g (0.375 mol) isophthalic acid, 86.70 g (0.7875 mol) resorcinol, 329.37 g (1.5375 mol) diphenyl carbonate and 0.216 g DMAP (4-Dimethylaminopyridine; 400 ppm based on the starting materials) and 0.162 g of tetrabutylphosphonium acetate (300 ppm), placed in a flask with a short-path separator.
Die Höchsttemperatur betrug 245°C Badtemperatur und ersetzte die 260°C Stufe bei gleichbleibender Haltezeit. The maximum temperature was 245°C bath temperature and replaced the 260°C stage with the holding time remaining the same.
Die übrige Versuchsdurchführung erfolgte analog zur Herstellung des Oligoesters 1. The rest of the experiment was carried out analogously to the production of oligoester 1.
Herstellung des Oligoesters 3 : Preparation of oligoester 3:
Die Synthese des Oligoesters 3 wurde prinzipiell wie die des Oligoesters 1 ausgeführt. The synthesis of oligoester 3 was carried out in principle like that of oligoester 1.
Abweichend davon wurden 62,31 g (0,375 mol) Terephthalsäure, 62,31 g (0,375 mol) Isophthalsäure, 107,37 g (0,975 mol) Resorcin, 369,53 g ( 1,725 mol) Diphenylcarbonat sowie 0,24 g DMAP (4-Dimethylaminopyridin; 400 ppm bezogen auf die Einsatzstoffe) und 0,18g Tetrabutylphosphoniumacetat (300ppm), in einem Kolben mit Kurzwegabscheider vorgelegt.Deviating from this, 62.31 g (0.375 mol) terephthalic acid, 62.31 g (0.375 mol) isophthalic acid, 107.37 g (0.975 mol) resorcinol, 369.53 g (1.725 mol) diphenyl carbonate and 0.24 g DMAP (4 -Dimethylaminopyridine; 400 ppm based on the starting materials) and 0.18g tetrabutylphosphonium acetate (300 ppm), placed in a flask with a short-path separator.
Die Höchsttemperatur betrug 245°C Badtemperatur und ersetzte die 260°C Stufe bei gleichbleibender Haltezeit. The maximum temperature was 245°C bath temperature and replaced the 260°C stage with the holding time remaining the same.
Die übrige Versuchsdurchführung erfolgte analog zur Herstellung des Oligoesters 1. The rest of the experiment was carried out analogously to the production of oligoester 1.
Tabelle 1
Figure imgf000042_0001
Table 1
Figure imgf000042_0001
Oligocarbonat: Als Ausgangsstoff für die Herstellung des Polyestercarbonats wurde lineares Bisphenol-A-Oligocarbonat enthaltend Phenylendgruppen sowie phenolische OH-Endgruppen mit einer relativen Lösungsviskosität von 1,17 eingesetzt. Dieses Oligocarbonat enthielt keine Additive wie UV-Stabilisatoren, Entformungsmittel oder Thermostabilisatoren. Die Herstellung des Oligocarbonats erfolgte über ein Schmelzeumesterungsverfahren wie in WO02085967A1 beschrieben und wurde unmittelbar am Austritt des ersten Horizontalreaktors entnommen. Das Oligocarbonat weist einen Gehalt an phenolischen Endgruppen von 0,16 % Gew.-% auf. Oligocarbonate: Linear bisphenol A oligocarbonate containing phenyl end groups and phenolic OH end groups with a relative solution viscosity of 1.17 was used as the starting material for the production of the polyester carbonate. This oligocarbonate did not contain any additives such as UV stabilizers, mold release agents or thermal stabilizers. The oligocarbonate was produced using a melt transesterification process as described in WO02085967A1 and was removed directly at the outlet of the first horizontal reactor. The oligocarbonate has a phenolic end group content of 0.16% by weight.
Polycarbonat: lineares Bisphenol-A-Polycarbonat mit Phenylendgruppen mit einem MVR von 13 g/20 min nach ISO 1133. Polycarbonate: linear bisphenol A polycarbonate with phenyl end groups with an MVR of 13 g/20 min according to ISO 1133.
Analytische Methoden: Analytical methods:
Lösungsviskosität: Solution viscosity:
Bestimmung der Lösungsviskosität: Die relative Lösungsviskosität (prel; auch als eta rel bezeichnet) wurde in Dichlormethan bei einer Konzentration von 5 g/1 bei 25 °C mit einem Ubbelohdeviskosimeter bestimmt. Determination of solution viscosity: The relative solution viscosity (prel; also referred to as eta rel) was determined in dichloromethane at a concentration of 5 g/1 at 25 °C using an Ubbeloh deviscometer.
GPC: GPC:
Die Molekulargewichte wurden mittels Gel-Permeationschromatographie mit Dichlormethan als Eluent bestimmt. Als Standard wurde BPA-Polycarbonat verwendet. Es wurde das Signal des Brechungsindex-Detektor (RID) herangezogen. Die entsprechende Methode ist unter Nr. 2301- 0257502-09D der Currenta GmbH & Co. OHG definiert, die jederzeit bei der Currenta angefragt werden kann. The molecular weights were determined using gel permeation chromatography with dichloromethane as eluent. BPA polycarbonate was used as a standard. The signal from the refractive index detector (RID) was used. The corresponding method is defined under No. 2301-0257502-09D of Currenta GmbH & Co. OHG, which can be requested from Currenta at any time.
Bestimmung des Gehalts an phenolischen OH-Endgruppen: Determination of the content of phenolic OH end groups:
Mittels Infrarotspektroskopie: Das Polyestercarbonat, gelöst in Dichlormethan (2g / 50 ml ; 1mm Quarzküvette), wurde im FT-Infrarotspektrometer Nicolet iS 10 der Firma Thermo Fisher Scientific analysiert. Der Gehalt an phenolischen OH Endgruppen wurde durch Auswertung der Bande bei Wellenzahl 3583 cm"1 bestimmt. Mittels ’H-NMR-Spcktroskopic: Die Messung wurde in Dichlormethan mit Tetramethylsiloxan als interner Standard durchgeführt. Der Gehalt an OH Gruppen wird in Gew.-% relativ zum Oligomer angegeben. Zur Auswertung wurde das Signal der OH-Gruppe integriert und in Relation zur den Signalen des Oligomers gesetzt. Üblicherweise liegt die Resonanz der OH Gruppe des Oligomers zwischen 5,3 - 5,6 ppm. (dem Fachmann ist allerdings bekannt, dass sich OH Signal im NMR je nach Bedingungen wie Wassergehalt im Lösungsmittel verschieben können) Using infrared spectroscopy: The polyester carbonate, dissolved in dichloromethane (2g / 50 ml; 1mm quartz cuvette), was analyzed in the Nicolet iS 10 FT infrared spectrometer from Thermo Fisher Scientific. The content of phenolic OH end groups was determined by evaluating the band Wave number 3583 cm" 1 determined. Using 'H-NMR spectroscopy: The measurement was carried out in dichloromethane with tetramethylsiloxane as an internal standard. The content of OH groups is given in% by weight relative to the oligomer. The signal of the OH was used for evaluation -Group integrated and placed in relation to the signals of the oligomer. Usually the resonance of the OH group of the oligomer is between 5.3 - 5.6 ppm. (However, it is known to those skilled in the art that OH signals in NMR vary depending on conditions such as water content can shift in the solvent)
13C-NMR-Spektroskopie: 13 C NMR spectroscopy:
Die Verknüpfung von Isophthalsäure- und/oder Terephthalsäure-Einheiten und Bisphenol A (siehe chemische Formel (VIIx)) wurde über 13C-NMR Spektroskopie nachgewiesen. Sie wird im Folgenden auch als IPS/TPS-BPA-Ester bezeichnet. Ebenso wurde die Verknüpfung der Isophthalsäure- und/oder Terephthalsäure-Einheiten und Resorcin nachgewiesen (siehe chemische Formel (lax)). Sie wird im Folgenden auch als IPS-TPS-Resorcin-Ester bezeichnet. The linkage of isophthalic acid and/or terephthalic acid units and bisphenol A (see chemical formula (VIIx)) was demonstrated via 13 C-NMR spectroscopy. It is also referred to below as IPS/TPS-BPA ester. The linkage of the isophthalic acid and/or terephthalic acid units and resorcinol was also demonstrated (see chemical formula (lax)). It is also referred to below as IPS-TPS resorcinol ester.
Das Carbonylkohlenstoffatom der Isophthalsäure- und/oder Terephthalsäure-Verknüpfung mit Bisphenol A zeigte eine Verschiebung bei 164 - 165 ppm wohingegen der Isophthalsäure- und/oder Terephthalsäure-Resorcinester ein Signal bei ca. 163-164 ppm zeigte. The carbonyl carbon atom of the isophthalic acid and/or terephthalic acid linkage with bisphenol A showed a shift at 164-165 ppm whereas the isophthalic and/or terephthalic acid resorcinol ester showed a signal at approximately 163-164 ppm.
Die Messung wurde an einem Bruker Avance III HD 600 MHz NMR-Spektrometer durchgeführt. Die Messung wurde in CDCI , mit Tetramethylsilan als Standard durchgeführt. Das Verhältnis der unterschiedlichen Gruppen wurde durch Integration der entsprechenden Signale (Verhältnis der Flächen zueinander) bestimmt. The measurement was carried out on a Bruker Avance III HD 600 MHz NMR spectrometer. The measurement was carried out in CDCI, with tetramethylsilane as a standard. The ratio of the different groups was determined by integrating the corresponding signals (ratio of the areas to each other).
Die Glastemperatur (Tg) wurde mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) gemäß der Norm DIN EN ISO 11357-1:2009-10 und ISO 11357-2:2013-05 bei einer Heizrate von 10 K/min unter Stickstoff mit Bestimmung der Glastemperatur (Tg) gemessen als Wendepunkt im zweiten Aufheizvorgang bestimmt. The glass transition temperature (Tg) was determined using dynamic differential calorimetry (DSC) according to the standard DIN EN ISO 11357-1:2009-10 and ISO 11357-2:2013-05 at a heating rate of 10 K/min under nitrogen with determination of the glass transition temperature (Tg ) measured as the turning point in the second heating process.
Herstellung einer Modellesterverbindung aus BPA und TerephthaL/Isophthalsäure Production of a model ester compound from BPA and terephthaL/isophthalic acid
21 ,9mmol BPA und in Summe 21 ,9mmol der Diphenylester aus Terephthaslsäure und Isophthalsäure wurden in einen Mehrhalsrundholben vorgelegt. Es wurden 2,4mg von dem Tetrabutylphosphoniumacetat hinzugegeben, was 0,02% der Gesamtmasse entsprach. Der Kolbeninhalt wurde durch vierfaches Evakuieren und Inertisieren mit Stickstoff von Sauerstoff befreit. Das Gemisch wurde unter stetigem Rühren auf 200°C erhitzt. Es fand eine kontinuierliche Kondensatbildung statt. Mit zunehmender Phenolbildung wurde das zunächst trübe, flüssige Gemisch zunehmend klarer. Es stellte sich eine orangene Färbung ein, welche mit der Erhöhung der Temperatur bis auf 230°C in ihrer Intensität zunahm. Etwa 80 min. nach Reaktionsbeginn wurde der Druck auf 10 bis lOOmbar verringert, um das Phenol zu entfernen. Das homogene, orange-bräunliche Produkt wurde entnommen. 13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom
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21.9 mmol of BPA and a total of 21.9 mmol of the diphenyl ester from terephthalic acid and isophthalic acid were placed in a multi-neck round tube. 2.4 mg of the tetrabutylphosphonium acetate was added, which corresponded to 0.02% of the total mass. The contents of the flask were freed of oxygen by four times evacuation and inerting with nitrogen. The mixture was heated to 200°C with constant stirring. There was continuous condensation formation. As phenol formation increased, the initially cloudy, liquid mixture became increasingly clear. An orange color appeared, which increased in intensity as the temperature increased to 230°C. About 80 minutes after the start of the reaction, the pressure was reduced to 10 to 100 mbar in order to remove the phenol. The homogeneous, orange-brownish product was removed. 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); IPS/TPS-BPA ester C atom
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Diese Substanz wurde hergestellt, um das Signal des Ester-Kohlenstoffatoms, welches den Ester aus BPA und Terepthalsäure bzw. Isophthalsäure charakterisiert, eindeutig zu identifizieren. Es konnte gezeigt werden, dass das entsprechende Signal bei 164,2 bis 164,5 ppm liegt. This substance was prepared to clearly identify the signal of the ester carbon atom, which characterizes the ester of BPA and terephthalic acid or isophthalic acid. It was shown that the corresponding signal is at 164.2 to 164.5 ppm.
Vergleichsbeispiel 1 Comparative example 1
8g des Oligoesters 1 sowie 32g des oben beschriebenen Oligocarbonats wurden in einem Mehrhalskolben vorgelegt. 8g of the oligoester 1 and 32g of the oligocarbonate described above were placed in a multi-necked flask.
Der Kolbeninhalt wurde durch vierfaches Evakuieren und Inertisieren mit Stickstoff von Sauerstoff befreit. Das Gemisch wurde in ein Metallbad mit der Temperatur von 300°C eingetaucht. Sobald möglich, wurde die Schmelze mittels Rührer innerhalb 15 min. homogenisiert. Anschließend wurde die Rührgeschwindigkeit auf 280-400rpm eingestellt und der Druck zügig auf des technisch mögliche Minimum, welches mindestens <3mbar erreichen muss, verringert. The contents of the flask were freed of oxygen by four times evacuation and inerting with nitrogen. The mixture was immersed in a metal bath at a temperature of 300°C. As soon as possible, the melt was homogenized using a stirrer within 15 minutes. The stirring speed was then set to 280-400rpm and the pressure was quickly reduced to the technically possible minimum, which must reach at least <3mbar.
Im Versuchsverlauf nahm die Schmelzeviskosität kontinuierlich zu, wobei Kondensat kontinuierlich entfernt wurde. Nach 10 Minuten wurde unter den beschriebenen Bedingungen die Heizbadtemperatur auf 320°C erhöht. Nach weiteren 10 Minuten wurde unter den beschriebenen Bedingungen die Heizbadtemperatur auf 335°C erhöht. Nach 10 Minuten wurde das hochviskose, transparente, grünlich bis orangefarbene Produkt entnommen.13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); niedrige Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 3,8: 1)
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During the course of the experiment, the melt viscosity increased continuously, with condensate being continuously removed. After 10 minutes, the heating bath temperature was increased to 320 ° C under the conditions described. After a further 10 minutes, the heating bath temperature was increased to 335 ° C under the conditions described. After 10 minutes, the highly viscous, transparent, greenish to orange product was removed. 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); high intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); low intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 3.8: 1)
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Das Vergleichsbeispiel 1 zeigt, dass es unter den gewählten Reaktionsbedingungen überraschenderweise zu einer fast vollständigen Umesterung in Richtung des IPS/TPS-BPA Esters kommt. Die hohe Intensität des entsprechenden Signals im 13C NMR Spektrum belegt dies. Es ist nur noch eine geringe Menge an IPS/TPS-Resorcinester vorhanden. Vergleichsbeispiel 2 Comparative Example 1 shows that, under the selected reaction conditions, surprisingly an almost complete transesterification towards the IPS/TPS-BPA ester occurs. The high intensity of the corresponding signal in the 13 C NMR spectrum proves this. There is only a small amount of IPS/TPS resorcinol ester left. Comparative example 2
Edukteinwaage: 4g des Oligoesters 1 sowie 36g des Polycarbonats wurden in einem Mehrhalskolben vorgelegt. Die Fahrweise war identisch zu Vergleichsbeispiel 1 Educt weight: 4g of the oligoester 1 and 36g of the polycarbonate were placed in a multi-necked flask. The driving style was identical to comparative example 1
Probe direkt nach dem Aufschmelzen: trübe Schmelze Sample immediately after melting: cloudy melt
13C-NMR (600 MHZ): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); sehr niedrige Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C- Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1: 13) 13 C-NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); very low intensity; IPS/TPS-BPA ester C-atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1: 13)
Probe nach 10 min: trübe Schmelze Sample after 10 minutes: cloudy melt
13C-NMR (600 MHZ): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); sehr niedrige Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C- Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1: 10) 13 C-NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); very low intensity; IPS/TPS-BPA ester C-atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1: 10)
Probe nach 20 min (nach Erhöhen der Temperatur von 320 auf 335 °C): transparente SchmelzeSample after 20 min (after increasing the temperature from 320 to 335 °C): transparent melt
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); niedrige Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 6: 1). 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); high intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); low intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 6: 1).
Probe nach 30 min: transparente Schmelze Sample after 30 min: transparent melt
13C-NMR (xy MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); sehr niedrige Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 10: 1). 13 C NMR (xy MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); high intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); very low intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 10: 1).
Die Proben nach 0 (direkt nach dem Aufschmelzen) und nach 10 min zeigen, dass praktisch keine Umesterung stattgefunden hat. Die trübe Schmelze belegt ferner, dass sich der aromatische Oligoester und das aromatische Polycarbonat nicht transparent mischen lassen, d.h. sich ein Phasengemisch aus zwei unabhängigen Polymerphasen einstellt. The samples after 0 (directly after melting) and after 10 minutes show that practically no transesterification has taken place. The cloudy melt also proves that the aromatic oligoester and the aromatic polycarbonate cannot be mixed transparently, i.e. a phase mixture of two independent polymer phases is formed.
Die Proben nach 20 und 30 Minuten belegen hingegen eine praktisch vollständige Umesterung. Die Probenschmelzen sind in diesem Fall transparent; dies deutet auf eine einheitliche Polymerphase hin. The samples after 20 and 30 minutes, however, demonstrate practically complete transesterification. In this case, the sample melts are transparent; this indicates a uniform polymer phase.
In Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Oligocarbonat mit einem relativ hohen OH-Endgruppengehalt eingesetzt. Dieses Produkt weist deshalb eine höhere Reaktivität als das in Vergleichsbeispiel 2 hochmolekulare Polycarbonat (mit einem geringerem Gehalt an phenolischen OH-Gruppen) auf. Deshalb war es umso überraschender, dass es auch in diesem Fall zu einer praktisch vollständigen Umesterung kommt. Die Herstellung eines einheitlichen Copolymers bei tiefen Temperaturen scheint nicht möglich, da hierbei beide Polymerphasen nebeneinander vorliegen ohne das eine Reaktion eintritt. Bei höheren Temperaturen tritt hingegen die vollständige Umesterung auf ohne dass noch in nennenswertem Umfang IPS-TPS-Resorcin-Ester vorliegt. In Comparative Example 1, an oligocarbonate with a relatively high OH end group content was used. This product therefore has a higher reactivity than the high molecular weight polycarbonate (with a lower content of phenolic OH groups) in Comparative Example 2. That's why it was all the more surprising that in this case too it was practically complete Transesterification occurs. The production of a uniform copolymer at low temperatures does not seem possible, since both polymer phases are present next to each other without a reaction occurring. At higher temperatures, however, complete transesterification occurs without any significant amount of IPS-TPS resorcinol ester being present.
Die 13C-NMR Spektren zu den unterschiedlichen Probezeiten sind in Figur 1 dargestellt. The 13 C-NMR spectra at the different sampling times are shown in Figure 1.
Vergleichsbeispiel 3 Comparative example 3
Edukteinwaage: 4g des Oligoesters 1 sowie 36g des Oligocarbonats wurden in einem Mehrhalskolben vorgelegt. Educt weight: 4g of the oligoester 1 and 36g of the oligocarbonate were placed in a multi-necked flask.
Der Kolbeninhalt wurde durch vierfaches Evakuieren und Inertisieren mit Stickstoff von Sauerstoff befreit. Das Gemisch wurde in ein Metallbad mit der Temperatur von 300°C eingetaucht. Sobald möglich, wurde die Schmelze mittels Rührer innerhalb 15 min. homogenisiert. Anschließend wurde die Rührgeschwindigkeit auf 280-400rpm eingestellt und der Druck zügig auf des technisch mögliche Minimum, welches mindestens <3mbar erreichen muss, verringert. The contents of the flask were freed of oxygen by four times evacuation and inerting with nitrogen. The mixture was immersed in a metal bath at a temperature of 300°C. As soon as possible, the melt was homogenized using a stirrer within 15 minutes. The stirring speed was then set to 280-400rpm and the pressure was quickly reduced to the technically possible minimum, which must reach at least <3mbar.
Im weiteren Verlauf wurde eine deutlich steigende Schmelzeviskosität sowie leichte Kondensatabscheidung beobachtet. As the process progressed, a significantly increasing melt viscosity and slight condensate separation were observed.
Nach 30 Minuten wurde das hochviskose, transparente, grünlich bis orangefarbene Produkt entnommen. After 30 minutes, the highly viscous, transparent, greenish to orange product was removed.
Probe nach 5 min: Sample after 5 minutes:
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); mittlere Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); medium intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom;
163,6-163,8 ppm (m, 1 C); mittlere - hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1: 1,7) 163.6-163.8 ppm (m, 1C); medium - high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1: 1.7)
Probe nach 15 min: Sample after 15 minutes:
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); high intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom;
163,6-163,8 ppm (m, 1 C); mittlere - niedrige Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1,7: 1) 163.6-163.8 ppm (m, 1C); medium - low intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1.7: 1)
Probe nach 30 min: Sample after 30 minutes:
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); high intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom;
163,6-163,8 ppm (m, 1 C); niedrige Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 3,8: 1) In diesem Vergleichsbeispiel sollte geprüft werden, ob es durch Temperaturabsenkung möglich ist, das gewünschte Produkt mit hohen Mengen an IPS-TPS-Resorcin-Ester herzustellen. Allerdings zeigt sich, dass schon nach 5 min ein signifikanter Anteil an BPA-Ester vorliegt, welcher im weiteren Reaktionsverlauf weiter zunimmt. Damit ist es zweifelshaft, ob sich durch gezielte Temperatursteuerung das gewünschte Produkt herstellen lässt. 163.6-163.8 ppm (m, 1C); low intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 3.8: 1) In this comparative example, it should be checked whether it is possible to produce the desired product with high amounts of IPS-TPS resorcinol ester by lowering the temperature. However, it can be seen that after just 5 minutes there is a significant proportion of BPA ester, which increases further as the reaction progresses. It is therefore doubtful whether the desired product can be produced through targeted temperature control.
Erfindungsgemäßes Beispiel 1 Inventive example 1
Edukteinwaage: 8g des Oligoesters 2 sowie 2g des Oligocarbonats wurden in einem Mehrhalskolben vorgelegt. Educt weight: 8g of the oligoester 2 and 2g of the oligocarbonate were placed in a multi-necked flask.
Der Kolbeninhalt wurde durch vierfaches Evakuieren und Inertisieren mit Stickstoff von Sauerstoff befreit. Das Gemisch wurde in ein Metallbad mit der Temperatur von 310°C eingetaucht. Sobald möglich, wurde die Schmelze mittels Rührer innerhalb 15 min. homogenisiert. Anschließend wurde die Rührgeschwindigkeit auf 280-400rpm eingestellt und der Druck zügig auf des technisch mögliche Minimum, welches mindestens <3mbar erreichen muss, verringert. Im weiteren Verlauf wurde eine deutlich steigende Schmelzeviskosität sowie leichte Kondensatabscheidung beobachtet.The contents of the flask were freed of oxygen by four times evacuation and inerting with nitrogen. The mixture was immersed in a metal bath at a temperature of 310°C. As soon as possible, the melt was homogenized using a stirrer within 15 minutes. The stirring speed was then set to 280-400rpm and the pressure was quickly reduced to the technically possible minimum, which must reach at least <3mbar. As the process progressed, a significantly increasing melt viscosity and slight condensate separation were observed.
Nach 30 Minuten wurde das hochviskose, transparente, grünlich bis orangefarbene Produkt entnommen (Zwischenproben wurden nach 5 und 15 min. entnommen) After 30 minutes, the highly viscous, transparent, greenish to orange product was removed (intermediate samples were taken after 5 and 15 minutes)
Probe nach 5 min: Sample after 5 minutes:
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); niedrige Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1:3,5) 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); low intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1:3.5)
Die Signalintensitäten von Probe 15 min und Probe 30 min änderten sich im Vergleich zur Probe 5 min praktisch nicht. The signal intensities of sample 15 min and sample 30 min practically did not change compared to sample 5 min.
Damit zeigt sich, dass es in diesem Fall möglich ist, eine hohe Menge an IPS-TPS-Resorcin-Ester zu erhalten. Die Menge an Resorcin-Ester ändert sich im Verlauf der Reaktion nicht signifikant.This shows that in this case it is possible to obtain a high amount of IPS-TPS resorcinol ester. The amount of resorcinol ester does not change significantly during the course of the reaction.
Die 13C-NMR Spektren zu den unterschiedlichen Probezeiten sind in Figur 2 dargestellt. The 13 C-NMR spectra at the different sampling times are shown in Figure 2.
Erfindungsgemäßes Beispiel 2 Example 2 according to the invention
Edukteinwaage: 8g des Oligoesters 3 sowie 2g des Oligocarbonats wurden in einemEduct weight: 8g of the oligoester 3 and 2g of the oligocarbonate were in one
Mehrhalskolben vorgelegt. Die Fahrweise war identisch zu „Erfindungsgemäßes Beispiel 1“.Multi-necked flask presented. The driving style was identical to “Inventive Example 1”.
Probe nach 5 min: 13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); niedrige Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1: 11,5). Sample after 5 minutes: 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); low intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1: 11.5).
Die Signalintensitäten von Probe 15 min und Probe 30 min änderten sich im Vergleich zur Probe 5 min praktisch nicht. The signal intensities of sample 15 min and sample 30 min practically did not change compared to sample 5 min.
Damit zeigt sich, dass es auch in diesem Fall möglich ist, eine hohe Menge an IPS-TPS-Resorcin- Ester zu erhalten. Die Menge an Resorcin-Ester ändert sich im Verlauf der Reaktion nicht signifikant. This shows that it is also possible in this case to obtain a high amount of IPS-TPS resorcinol ester. The amount of resorcinol ester does not change significantly during the course of the reaction.
Erfindungsgemäßes Beispiel 3 Inventive example 3
Edukteinwaage: 1,875g aus dem Produkt des im erfindungsgemäßen Beispiel 1 beschrieben Versuchs sowie 13,125g des Polycarbonats wurden in einem Mehrhalskolben vorgelegt, sodass ein Massenanteil des Oligoesters von 10% erreicht wurde. Es wurden 7,5mg 3', 4'- Epoxycyclohexan)methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylat sowie 15mg ADK Stab. PEP-36 hinzugegeben. Der Kolbeninhalt wurde durch 10 minütiges Überschleiem mit Stickstoff von Sauerstoff befreit. Das Gemisch wurde in ein Metallbad mit der Temperatur von 300°C eingetaucht. Sobald möglich, wurde die Schmelze mittels Rührer innerhalb 15 min. homogenisiert. Anschließend wurde eine Probe (0min.) entnommen. Nun wurde die Rührgeschwindigkeit auf 280- 400rpm eingestellt und der Druck zügig auf des technisch mögliche Minimum, welches mindestens <3mbar erreichen muss, verringert. Im weiteren Verlauf wurde eine deutlich steigende Schmelzeviskosität sowie leichte Kondensatabscheidung beobachtet. Educt weight: 1.875 g from the product of the experiment described in Example 1 according to the invention and 13.125 g of the polycarbonate were placed in a multi-necked flask so that a mass fraction of the oligoester of 10% was achieved. There were 7.5 mg of 3', 4'-epoxycyclohexane)methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylate and 15 mg of ADK rod. PEP-36 added. The contents of the flask were freed of oxygen by blanketing with nitrogen for 10 minutes. The mixture was immersed in a metal bath at a temperature of 300°C. As soon as possible, the melt was homogenized using a stirrer within 15 minutes. A sample (0 min.) was then taken. Now the stirring speed was set to 280-400rpm and the pressure was quickly reduced to the technically possible minimum, which must reach at least <3mbar. As the process progressed, a significantly increasing melt viscosity and slight condensate separation were observed.
Nach 30 Minuten wurde das hochviskose, transparente, grünlich bis orangefarbene Produkt entnommen (Zwischenproben wurden nach 5 und 15 min. entnommen) After 30 minutes, the highly viscous, transparent, greenish to orange product was removed (intermediate samples were taken after 5 and 15 minutes)
Probe nach 0 min (nach Aufschmelzen): Sample after 0 min (after melting):
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); niedrige Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1:3) 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); low intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1:3)
Probe nach 5 min: Sample after 5 minutes:
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); niedrige - mittlere Intensität; IPS/TPS-BPA- Ester C-Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1:2). 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); low - medium intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1:2).
Probe nach 15 min: 13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); mittlere Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom;Sample after 15 minutes: 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); medium intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom;
163,6-163,8 ppm (m, 1 C); mittlere - hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1: 1,4). 163.6-163.8 ppm (m, 1C); medium - high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1: 1.4).
Probe nach 30 min: Sample after 30 minutes:
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); mittlere Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); medium intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom;
163,6-163,8 ppm (m, 1 C); mittlere Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1: 1). Das eta rel dieser Probe betrug 1,309. 163.6-163.8 ppm (m, 1C); medium intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1: 1). The eta rel of this sample was 1.309.
Die 13C-NMR Spektren zeigen, dass erst nach 30 Minuten Reaktionsdauer der Anteil des IPS/TPS- BPA-Esters ca. Gleich dem Anteil des IPS-TPS-Resorcin-Esters ist. Bis 15 Minuten Reaktionsdauer überwiegt der Anteil an IPS-TPS-Resorcin-Ester deutlich. Dieses Beispiel zeigt überraschenderweise im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen, dass die Schmelze relativ langsam umestert. Auch wenn der Anteil an BPA-Polycarbonat hoch ist, estert überraschenderweise nur ein geringer Anteil zum IPS/TPS-BPA-Ester um. The 13 C-NMR spectra show that only after 30 minutes of reaction time does the proportion of IPS/TPS-BPA ester approximately equal to the proportion of IPS-TPS-resorcinol ester. Up to a reaction time of 15 minutes, the proportion of IPS-TPS resorcinol ester clearly predominates. This example surprisingly shows, compared to the comparative examples, that the melt transesterifies relatively slowly. Even if the proportion of BPA polycarbonate is high, surprisingly only a small proportion transesterifies to the IPS/TPS-BPA ester.
Erfindungsgemäßes Beispiel 4 Inventive example 4
Edukteinwaage: 1,875g aus dem Produkt des im erfindungsgemäßen Beispiel 2 beschrieben Versuchs sowie 13,125g des Polycarbonats wurden in einem Mehrhalskolben vorgelegt, sodass ein Massenanteil des Oligoesters von 10% erreicht wurde. Es wurden 7,5mg 3', 4'- Epoxycyclohexan)methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylat sowie 15mg ADK Stab. PEP-36 hinzugegeben. Die Fahrweise war identisch zu „Erfindungsgemäßes Beispiel 3“. Educt weight: 1.875 g from the product of the experiment described in Example 2 according to the invention and 13.125 g of the polycarbonate were placed in a multi-necked flask so that a mass fraction of the oligoester of 10% was achieved. There were 7.5 mg of 3', 4'-epoxycyclohexane)methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylate and 15 mg of ADK rod. PEP-36 added. The driving style was identical to “Inventive Example 3”.
Probe nach 0 min (nach Aufschmelzen): Sample after 0 min (after melting):
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); niedrige Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); low intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom;
163,6-163,8 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1:4,3). 163.6-163.8 ppm (m, 1C); high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1:4.3).
Probe nach 5 min: Sample after 5 minutes:
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); niedrige Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); low intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom;
163,6-163,8 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1 :4)163.6-163.8 ppm (m, 1C); high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1:4)
Probe nach 15 min: Sample after 15 minutes:
13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); niedrige Intensität; IPS/TPS-BPA-Ester C-Atom; 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); low intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom;
163,6-163,8 ppm (m, 1 C); hohe Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1:2,5)163.6-163.8 ppm (m, 1C); high intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1:2.5)
Probe nach 30 min: 13C-NMR (600 MHz): 164,2-164,5 ppm (m, 1 C); niedrige - mittlere Intensität; IPS/TPS-BPA- Ester C-Atom; 163,6-163,8 ppm (m, 1 C); mittlere Intensität; IPS-TPS-Resorcin-Ester C-Atom (Verhältnis ca. 1:2,1) Sample after 30 minutes: 13 C NMR (600 MHz): 164.2-164.5 ppm (m, 1 C); low - medium intensity; IPS/TPS-BPA ester C atom; 163.6-163.8 ppm (m, 1C); medium intensity; IPS-TPS resorcinol ester carbon atom (ratio approx. 1:2.1)
In diesem Beispiel ist die Umesterungsneigung noch geringer. Auch nach 30 Minuten überwiegt überraschenderweise der Anteil an IPS-TPS-Resorcin-Ester. In this example the tendency to transesterification is even lower. Even after 30 minutes, the proportion of IPS-TPS resorcinol ester surprisingly predominates.
Erfindungsgemäßes Beispiel 5 Inventive example 5
Für das erfindungsgemäße Beispiel 5 wurde der in Figur 4 schematisch dargestellte Versuchsaufbau genutzt. For example 5 according to the invention, the experimental setup shown schematically in FIG. 4 was used.
830,7 g (5,0 mol) Terephthalsäure, 830,7 g (5,0 mol) Isophthalsäure, 1156,05 g Resorcin sowie 4284,4 g (20,0 mol) Diphenylcarbonat wurden in einem Rührkessel (2) vorgelegt. Ferner wurden 2,84 g Dimethylaminopyridin und 2,13 g Tetrabutylphosphoniumacetat zur Reaktionsmischung hinzugegeben. Der Kessel wurde durch mehrmaliges Evakuieren und Inertisieren mit Stickstoff von Sauerstoff befreit. Das Reaktionsgemisch wurde unter Normaldruck aufgeschmolzen und die flüssige Reaktionsmischung wurde mittels der Zahnradpumpe (3.1) über den Statikmischer (4) in den Rührkessel (2) zurückgefördert. Die Temperatur des Kessels wurde schrittweise bis 245 °C erhöht. Dabei wurde Kohlendioxid freigesetzt und aus dem Reaktionsgefäß abgeführt. Nach Beendigung der Kohlendioxid-Entwicklung und nachdem das Reaktionsgemisch klar wurde, wurde der Kessel auf 210 °C abgekühlt und schrittweise innerhalb 30 min. der Druck auf 60 mbar abgesenkt. Dabei wurde Phenol kontinuierlich aus dem Reaktionsgemisch entfernt. Es erfolgte eine Haltephase von 30 min.. Anschließend wurde die Temperatur auf 230°C erhöht und für weitere 30 min. konstant gehalten. Anschließend wurde die Temperatur auf 245°C erhöht und für weitere 30 min. konstant gehalten. Nun wurde bestmögliches Vakuum angelegt (< 1 mbar) und weitere 30 min. bei den beschriebenen Bedingungen gehalten. 830.7 g (5.0 mol) of terephthalic acid, 830.7 g (5.0 mol) of isophthalic acid, 1156.05 g of resorcinol and 4284.4 g (20.0 mol) of diphenyl carbonate were placed in a stirred tank (2). Further, 2.84 g of dimethylaminopyridine and 2.13 g of tetrabutylphosphonium acetate were added to the reaction mixture. The boiler was freed of oxygen by repeated evacuation and inerting with nitrogen. The reaction mixture was melted under normal pressure and the liquid reaction mixture was conveyed back into the stirred tank (2) via the static mixer (4) using the gear pump (3.1). The temperature of the boiler was gradually increased to 245 °C. Carbon dioxide was released and removed from the reaction vessel. After the evolution of carbon dioxide had ended and the reaction mixture became clear, the kettle was cooled to 210 ° C and the pressure was gradually reduced to 60 mbar within 30 minutes. Phenol was continuously removed from the reaction mixture. There was a holding phase of 30 minutes. The temperature was then increased to 230 ° C and kept constant for a further 30 minutes. The temperature was then increased to 245°C and kept constant for a further 30 min. The best possible vacuum was then applied (<1 mbar) and maintained under the conditions described for a further 30 minutes.
Der Reaktor (2) wurde abgekühlt und es wurden 600,6 g Oligocarbonat zum Reaktionsgemisch gegeben. Das Gemisch wurde bei 250 °C aufgeschmolzen und der Druck sukzessive auf <1 mbar reduziert. Die Schmelze wurde dabei mit einem Wendeirührer bei 17,5 upm gerührt und mit der Zahnradpumpe (3.1) durch die Kreislaufleitung mit dem Statikmischer (4) gefördert,. Die Schmelze wurde auf diese Weise für 75 Minuten im Kreis gefördert Dann wurde die Polymerschmelze durch eine zweite Zahnradpumpe (3.2) kontinuierlich mit einem Durchsatz von 1,2 kg/h auf den Zweischneckenextruder (1) gefördert (Typ ZSE 27 MAXX mit 11 Gehäusen von Fa. Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg). Die Extrudergehäuse sind in Figur 4 mit den Buchstaben „a“ bis „k“ bezeichnet. Der Extruder wurde mit 100 upm bei einer Gehäusetemperatur von 310°C betrieben. Die Schmelze wurde im vierten Gehäuse (d) des Extruders eingespeist. Über das erste Gehäuse (a) des Extruders (a) erfolgte eine Rückwärtsentgasung mit 25 mbar Absolutdruck. Am 5. Gehäuse des Extruders (e) wurde ein Vakuum von 25 mbara und an den Gehäusen (g), (i) und (j) ein Vakuum von 3-5 mbara angelegt. Die Polymerschmelze wurde mit einer Schmelzetemperatur von 311°C extrudiert, in ein Wasserbad (9) geleitet und mit einem Stranggranulator (10) granuliert. Die Polymerprobe wies ein Mn von 3750 g/mol und ein Mw von 8300 g/mol auf (RID). The reactor (2) was cooled and 600.6 g of oligocarbonate were added to the reaction mixture. The mixture was melted at 250 °C and the pressure was gradually reduced to <1 mbar. The melt was stirred with a reversible stirrer at 17.5 rpm and conveyed with the gear pump (3.1) through the circuit line with the static mixer (4). The melt was conveyed in a circle in this way for 75 minutes. The polymer melt was then continuously conveyed to the twin-screw extruder (1) (type ZSE 27 MAXX with 11 housings) by a second gear pump (3.2) at a throughput of 1.2 kg/h Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg). The extruder housings are designated in Figure 4 with the letters “a” to “k”. The extruder was operated at 100 rpm at a housing temperature of 310 ° C. The melt was fed into the fourth housing (d) of the extruder. Reverse degassing with 25 mbar absolute pressure took place via the first housing (a) of the extruder (a). On the 5th A vacuum of 25 mbara was applied to the housing of the extruder (e) and a vacuum of 3-5 mbara was applied to the housings (g), (i) and (j). The polymer melt was extruded at a melt temperature of 311 ° C, passed into a water bath (9) and granulated using a strand granulator (10). The polymer sample had an Mn of 3750 g/mol and an Mw of 8300 g/mol (RID).
Erfindungsgemäßes Beispiel 6 Inventive example 6
Der Versuchsaufbau für das erfindungsgemäße Beispiel 6 ist in Figur 5 dargestellt. The experimental setup for Example 6 according to the invention is shown in Figure 5.
468,75 g des granulierten Produkts aus dem erfindungsgemäßen Beispiel 5, 3281,25 g Polycarbonat sowie 1,875 g Epoxycyclohexan)methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylat und 3,750 g ADK Stab PEP 36 wurden im Rhönradmischer für 30 Minuten vermischt. 468.75 g of the granulated product from Example 5 according to the invention, 3281.25 g of polycarbonate and 1.875 g of epoxycyclohexane)methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylate and 3.750 g of ADK rod PEP 36 were mixed in a wheel mixer for 30 minutes.
Das Gemisch wurde über die Differentialdosierwaage (2) kontinuierlich mit einem Durchsatz von 2 kg/h in das Einzugsgehäuse (a) des Zweischneckenextruders (1) gegeben (Typ ZSE 27 MAXX mit 11 Gehäusen von Fa. Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg) und mit 150 upm extrudiert. Die Extrudergehäuse sind in Figur 5 mit den Buchstaben „a“ bis „k“ bezeichnet. Die Mischung wurde bei einer Gehäusetemperatur von 160°C für Gehäuse (b), 240°C für Gehäuse (c), 300°C für Gehäuse (d) und von 320°C für die Gehäuse (f) bis (k)mit einer Schmelzetemperatur von 329°C extrudiert, in das Wasserbad (9) geleitet und mit dem Stranggranulator (10) granuliert. Der Extruder weist an den Gehäusen (e), (g), (i) und (j) Entgasungszonen auf. Diese wurden unter Normaldruck betrieben. The mixture was continuously fed into the feed housing (a) of the twin-screw extruder (1) via the differential metering scale (2) at a throughput of 2 kg/h (type ZSE 27 MAXX with 11 housings from Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nuremberg) and at 150 rpm extruded. The extruder housings are designated in Figure 5 with the letters “a” to “k”. The mixture was at a housing temperature of 160°C for housing (b), 240°C for housing (c), 300°C for housing (d) and 320°C for housings (f) to (k) with a Melt temperature of 329 ° C, passed into the water bath (9) and granulated with the strand granulator (10). The extruder has degassing zones on the housings (e), (g), (i) and (j). These were operated under normal pressure.
Das Produkt weist folgende analytische Daten auf: transparentes Granulat, Eta rel: 1,225, Tg: 143 °C, das 13C-Spektrum weist überwiegend IPS-TPS-Resorcin-Ester auf (Verhältnis ca. 1:2,6). The product has the following analytical data: transparent granules, Eta rel: 1.225, Tg: 143 °C, the 13 C spectrum predominantly shows IPS-TPS resorcinol ester (ratio approx. 1:2.6).
Erfindungsgemäßes Beispiel 7 Inventive example 7
Der Versuchsaufbau für das erfindungsgemäße Beispiel 7 ist in Figur 5 dargestellt. The experimental setup for Example 7 according to the invention is shown in Figure 5.
Die Mischung aus dem erfmdungsgemäßen Beispiel 6 wurde über die Differentialdosierwaage (2) kontinuierlich mit einem Durchsatz von 1,4 kg/h in das Einzugsgehäuse (a) des Zweischneckenextruders (1) gegeben (Typ ZSE 27 MAXX mit 11 Gehäusen von Fa. Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg) und mit 100 upm extrudierrt. Die Extrudergehäuse sind in Figur 5 mit den Buchstaben „a“ bis „k“ bezeichnet. Die Mischung wurde bei einer Gehäusetemperatur von 160°C für Gehäuse (b), 240°C für Gehäuse (c), 300°C für Gehäuse (d) und von 320°C für die Gehäuse (f) bis (k) mit einer Schmelzetemperatur von 328°C extrudiert, in das Wasserbad (9) geleitet und mit dem Stranggranulator (10) granuliert. An Gehäuse (e) des Extruders wurde ein Vakuum von 32 mbara angelegt und an den Gehäusen (g), (i) und (j) wurde ein Vakuum von < 1 mbara angelegt. Das Produkt weist folgende analytische Daten auf: transparentes Granulat, eta rel: 1,230, Tg: 145 °C, das 13C-Spektrum weist überwiegend IPS-TPS-Resorcin-Ester auf (Verhältnis ca. 1:2,6).The mixture from example 6 according to the invention was continuously fed into the feed housing (a) of the twin-screw extruder (1) via the differential metering scale (2) at a throughput of 1.4 kg/h (type ZSE 27 MAXX with 11 housings from Leistritz Extrusionstechnik). GmbH, Nuremberg) and extruded at 100 rpm. The extruder housings are designated in Figure 5 with the letters “a” to “k”. The mixture was at a housing temperature of 160°C for housing (b), 240°C for housing (c), 300°C for housing (d) and 320°C for housings (f) to (k) with a Melt temperature of 328 ° C is extruded, passed into the water bath (9) and granulated with the strand granulator (10). A vacuum of 32 mbar was applied to housing (e) of the extruder and a vacuum of <1 mbar was applied to housing (g), (i) and (j). The product has the following analytical data: transparent granules, eta rel: 1.230, Tg: 145 °C, the 13 C spectrum predominantly shows IPS-TPS resorcinol ester (ratio approx. 1:2.6).
Die Extrusionsversuche zeigen, dass es möglich ist, mit dem erfmdungsgemäßen Verfahren das gewünschte Polyestercarbonat herzustellen, welches noch in einem hohen Maße die gewünschten Resorcin-ester-Verknüpfungen enthält. The extrusion tests show that it is possible to use the process according to the invention to produce the desired polyester carbonate, which still contains a high level of the desired resorcinol ester linkages.

Claims

Patentansprüche: Patent claims:
1. Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Präpolymers, umfassend die Schritte1. A process for producing a polyestercarbonate prepolymer, comprising the steps
(a) Bereitstellen eines Oligoesters, umfassend Strukturen der Formel (I),
Figure imgf000053_0001
in der Ri unabhängig voneinander jeweils für ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und n mindestens 4 ist,
(a) providing an oligoester comprising structures of the formula (I),
Figure imgf000053_0001
in which Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms and n is at least 4,
(b) Bereitstellen eines Oligocarbonats und/oder eines Polycarbonats und (b) providing an oligocarbonate and/or a polycarbonate and
(c) Umsetzen von 65 bis 95 Gew.-% des Oligoesters aus Schritt (a) mit 35 bis 5 Gew.-% des Oligocarbonats und/oder Polycarbonats aus Schritt (b), wobei sich die Gew.-% auf die Summe des Gewichts an Oligoester aus Schritt (a) und an Oligocarbonat und/oder Polycarbonat aus Schritt (b) beziehen, mittels Kondensationsreaktion in der Schmelze, um ein Polyestercarbonat-Präpolymer zu erhalten. (c) reacting 65 to 95% by weight of the oligoester from step (a) with 35 to 5% by weight of the oligocarbonate and / or polycarbonate from step (b), the% by weight being the sum of Weight of oligoester from step (a) and of oligocarbonate and / or polycarbonate from step (b), by means of a condensation reaction in the melt to obtain a polyestercarbonate prepolymer.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oligoester des Schritts (a) ein zahlengemitteltes Molekulargewicht Mn von 500 g/mol bis 8000 g/mol, bevorzugt 600 g/mol bis 5000 g/mol und besonders bevorzugt 700 g/mol bis 3000 g/mol aufweist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the oligoester of step (a) has a number-average molecular weight Mn of 500 g/mol to 8000 g/mol, preferably 600 g/mol to 5000 g/mol and particularly preferably 700 g/mol up to 3000 g/mol.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Oligocarbonat des Schritts (b) eine relative Lösungsviskosität von 1,08 bis 1,22, bevorzugt 1,11 bis 1,22, besonders bevorzugt 1,13 bis 1,20 aufweist. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the oligocarbonate of step (b) has a relative solution viscosity of 1.08 to 1.22, preferably 1.11 to 1.22, particularly preferably 1.13 to 1 .20.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (c) bei im Verhältnis zum Umgebungsdruck verminderten Druck durchgeführt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that step (c) is carried out at a pressure reduced in relation to the ambient pressure.
5. Polyestercarbonat-Präpolymer, umfassend 5. Polyestercarbonate prepolymer comprising
(A) Estergruppen der Formel (la)
Figure imgf000053_0002
in der Ri unabhängig voneinander jeweils für ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht, n mindestens 4 ist und die „*“ die Positionen angeben, mit denen die Estergruppen ins Polyestercarbonat-Blend eingebunden sind,
(A) Ester groups of the formula (la)
Figure imgf000053_0002
in which Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, n is at least 4 and the “*” indicate the positions with which the ester groups are integrated into the polyester carbonate blend,
(B) Carbonatgruppen der Formel (II)
Figure imgf000054_0001
in der Y unabhängig voneinander jeweils fur eine Struktur der Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) steht, wobei
Figure imgf000054_0002
in der
(B) Carbonate groups of the formula (II)
Figure imgf000054_0001
in which Y independently represents a structure of the formulas (III), (IV), (V) or (VI), where
Figure imgf000054_0002
in the
R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-Cis-Alkyl, Ci-Cis-Alkoxy, Halogen oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Aryl oder Aralkyl stehen, und R6 and R7 each independently represent hydrogen, Ci-Cis-alkyl, Ci-Cis-alkoxy, halogen or optionally substituted aryl or aralkyl, and
X für eine Einfachbindung, -CO- , -O- , -S-, Ci- bis C(, -Alkylen. C2- bis Cs-Alkyliden, C bis Cio-Cycloalkyliden oder für Ce- bis Ci2-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht,
Figure imgf000054_0003
X for a single binding, -o-, -o, -s-, ci to c ( ,-alkylene. C2 to CS alkylidi, c to cio-cycloalkyliden or for CE to CI2 arylene, which if necessary with aromatic rings containing further heteroatoms can be fused,
Figure imgf000054_0003
(IV) (V) (VI), wobei in diesen Formeln (IV) bis (VI) R3 jeweils fur Ci-C4-Alkyl, Aralkyl oder Aryl, bevorzugt für Methyl oder Phenyl, ganz besonders bevorzugt für Methyl, steht und die „*“ jeweils die Positionen angeben, mit denen die Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) an die Carbonatgruppe in Formel (II) anbinden, m die mittlere Anzahl an Wiederholungseinheiten angibt und die jeweils die Positionen angeben, mit denen die Carbonatgruppen ins Polyestercarbonat-Blend eingebunden sind, wobei zumindest ein Teil der Estergruppen (A) mit zumindest einem Teil der Carbonatgruppen (B) über die Formel (VII) unmittelbar miteinander verknüpft sind, wobei
Figure imgf000055_0001
(IV) (V) (VI), where in these formulas (IV) to (VI) R 3 each represents Ci-C4-alkyl, aralkyl or aryl, preferably methyl or phenyl, very particularly preferably methyl, and the "*" indicates the positions with which the formulas (III), (IV), (V) or (VI) attach to the carbonate group in formula (II), m indicates the average number of repeating units and which indicate the positions in each case , with which the carbonate groups are integrated into the polyester carbonate blend, wherein at least some of the ester groups (A) are directly linked to one another with at least some of the carbonate groups (B) via the formula (VII), where
Figure imgf000055_0001
(VII), in der Y die oben zu (B) beschriebenen Bedeutungen hat und (A) für die Anknüpfung an die Estergruppe (A) steht und (B) für die Anknüpfung an die Carbonatgruppe (B) steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyestercarbonat-Präpolymer mehr mol-% an Kohlenstoffatomen, wie in Formel (la) mit einem Pfeil gekennzeichnet, enthält als mol-% an Kohlenstoffatomen, wie in Formel (VII) mit einem Pfeil gekennzeichnet,
Figure imgf000055_0002
haben.
(VII), in which Y has the meanings described above for (B) and (A) stands for the attachment to the ester group (A) and (B) stands for the attachment to the carbonate group (B), characterized in that Polyester carbonate prepolymer contains more mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (la), than mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (VII),
Figure imgf000055_0002
have.
6. Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends, umfassend die Schritte 6. Process for producing a polyestercarbonate blend, comprising the steps
(i) Bereitstellen eines Polyestercarbonat-Präpolymers nach Anspruch 5 oder hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, (i) providing a polyestercarbonate prepolymer according to claim 5 or produced by the method according to one of claims 1 to 4,
(ii) Bereitstellen eines Polycarbonats mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht Mw von 24.000 g/mol bis 40.000 g/mol, ermittelt durch Gelpermeationschromotographie, kalibriert gegen Bisphenol A-Polycarbonat Standards unter Verwendung von Dichlormethan als Elutionsmittel, (ii) providing a polycarbonate with a weight average molecular weight Mw of 24,000 g/mol to 40,000 g/mol, determined by gel permeation chromatography, calibrated against bisphenol A polycarbonate standards using dichloromethane as eluent,
(iii) Überführen des Polyestercarbonat-Präpolymers aus Schritt (i) und des Polycarbonats aus Schritt (ii) in einen geschmolzenen Zustand und Mischen im geschmolzenen Zustand von 5 bis 25 Gew.-% des Polyestercarbonat-Präpolymers mit 95 bis 75 Gew.-% des Polycarbonats, wobei sich die Gew.-% auf die Summe des Gewichts an Polyestercarbonat-Präpolymer aus Schritt (i) und an Polycarbonat aus Schritt (ii) beziehen, um ein Polyestercarbonat-Blend zu erhalten. (iii) converting the polyestercarbonate prepolymer from step (i) and the polycarbonate from step (ii) into a molten state and mixing in the molten state 5 to 25% by weight of the polyestercarbonate prepolymer with 95 to 75% by weight of polycarbonate, wherein the weight percent refers to the sum of the weight of polyestercarbonate prepolymer from step (i) and polycarbonate from step (ii) to obtain a polyestercarbonate blend.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt (iii) mindestens ein Stabilisator anwesend ist. 7. The method according to claim 6, characterized in that at least one stabilizer is present in process step (iii).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt (iii) bei im Verhältnis zum Umgebungsdruck verminderten Druck durchgeführt wird. 8. The method according to any one of claims 6 or 7, characterized in that process step (iii) is carried out at a pressure reduced in relation to the ambient pressure.
9. Polyestercarbonat-Blend, umfassend 9. Polyester carbonate blend comprising
(A) Estergruppen der Formel (la)
Figure imgf000056_0001
in der Ri unabhängig voneinander jeweils für ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht, n mindestens 4 ist und die „*“ die Positionen angeben, mit denen die Estergruppen ins Polyestercarbonat-Blend eingebunden sind,
(A) Ester groups of the formula (la)
Figure imgf000056_0001
in which Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, n is at least 4 and the “*” indicate the positions with which the ester groups are incorporated into the polyester carbonate blend,
(B) Carbonatgruppen der Formel (II)
Figure imgf000056_0002
in der Y unabhängig voneinander jeweils für eine Struktur der Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) steht, wobei
Figure imgf000056_0003
in der
(B) Carbonate groups of the formula (II)
Figure imgf000056_0002
in which Y independently represents a structure of the formulas (III), (IV), (V) or (VI), where
Figure imgf000056_0003
in the
R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-Cis-Alkyl, Ci-Cis-Alkoxy, Halogen oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Aryl oder Aralkyl stehen, und X für eine Einfachbindung, -CO- , -O- , -S-, Ci- bis C(, -Alkylen. C2- bis Cs-Alkyliden, C bis Cio-Cycloalkyliden oder für Ce- bis Ci2-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht,
Figure imgf000057_0001
R6 and R7 each independently represent hydrogen, Ci-Cis-alkyl, Ci-Cis-alkoxy, halogen or optionally substituted aryl or aralkyl, and X for a single binding, -o-, -o, -s-, ci to c ( ,-alkylene. C2 to CS alkylidi, c to cio-cycloalkyliden or for CE to CI2 arylene, which if necessary with aromatic rings containing further heteroatoms can be fused,
Figure imgf000057_0001
(IV) (V) (VI), wobei in diesen Formeln (IV) bis (VI) R3 jeweils für Ci-C4-Alkyl, Aralkyl oder Aryl, bevorzugt für Methyl oder Phenyl, ganz besonders bevorzugt für Methyl, steht und die „*“ jeweils die Positionen angeben, mit denen die Formeln (III), (IV), (V) oder (VI) an die Carbonatgruppe in Formel (II) anbinden, m die mittlere Anzahl an Wiederholungseinheiten angibt und die jeweils die Positionen angeben, mit denen die Carbonatgruppen ins Polyestercarbonat-Blend eingebunden sind, wobei zumindest ein Teil der Estergruppen (A) mit zumindest einem Teil der Carbonatgruppen (B) über die Formel (VII) unmittelbar miteinander verknüpft sind, wobei
Figure imgf000057_0002
(IV) (V) (VI), where in these formulas (IV) to (VI) R 3 each represents Ci-C4-alkyl, aralkyl or aryl, preferably methyl or phenyl, very particularly preferably methyl, and the "*" indicates the positions with which the formulas (III), (IV), (V) or (VI) attach to the carbonate group in formula (II), m indicates the average number of repeating units and which indicate the positions in each case , with which the carbonate groups are incorporated into the polyester carbonate blend, at least some of the ester groups (A) being directly linked to one another with at least some of the carbonate groups (B) via the formula (VII), where
Figure imgf000057_0002
(VII), in der Y die oben zu (B) beschriebenen Bedeutungen hat und (A) für die Anknüpfung an die Estergruppe (A) steht und (B) für die Anknüpfung an die Carbonatgruppe (B) steht, wobei der Polyestercarbonat-Blend eine relative Lösungsviskosität von mindestens 1,21 bis höchstens 1,38 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyestercarbonat-Blend mehr mol-% an Kohlenstoffatomen, wie in Formel (la) mit einem Pfeil gekennzeichnet, enthält als mol-% an Kohlenstoffatomen, wie in Formel (VII) mit einem Pfeil gekennzeichnet,
Figure imgf000058_0001
(VII), in which Y has the meanings described above for (B) and (A) stands for the attachment to the ester group (A) and (B) stands for the attachment to the carbonate group (B), whereby the polyester carbonate blend has a relative solution viscosity of at least 1.21 to at most 1.38, characterized in that the polyester carbonate blend contains more mol% of carbon atoms, as marked with an arrow in formula (la), than mol% of carbon atoms, such as marked with an arrow in formula (VII),
Figure imgf000058_0001
(la), wobei Ri, n und „*“ die oben genannten(la), where Ri, n and “*” are the above
Bedeutungen haben und
Figure imgf000058_0002
wobei (A), Y und (B) die oben genannten Bedeutungen haben.
have meanings and
Figure imgf000058_0002
where (A), Y and (B) have the meanings given above.
10. Polyestercarbonat-Blend nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyestercarbonat- Blend einen Gehalt an phenolischen OH-Gruppen im Bereich von größer 0 ppm und kleiner oder gleich 500 ppm aufweist. 10. Polyestercarbonate blend according to claim 9, characterized in that the polyestercarbonate blend has a content of phenolic OH groups in the range of greater than 0 ppm and less than or equal to 500 ppm.
11. Verwendung des Polyestercarbonat-Präpolymers nach Anspruch 5 oder hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Kompatibilisierung eines Oligoesters, umfassend Strukturen der Formel (I),
Figure imgf000058_0003
in der Ri unabhängig voneinander jeweils für ein Wasserstoffatom, ein Halogen oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und n mindestens 4 ist, mit einem Polycarbonat.
11. Use of the polyestercarbonate prepolymer according to claim 5 or produced by the process according to one of claims 1 to 4 for compatibilizing an oligoester comprising structures of the formula (I),
Figure imgf000058_0003
in which Ri independently represents a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms and n is at least 4, with a polycarbonate.
12. Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Präpolymers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Polyestercarbonat-Präpolymer nach Anspruch 5, Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends nach einem der Ansprüche 6 bis 8, Polyestercarbonat-Blend nach einem der Ansprüche 9 oder 10 oder Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Ri in Formel (I) beziehungsweise Formel (la) für Wasserstoff steht. 12. A process for producing a polyestercarbonate prepolymer according to one of claims 1 to 4, polyestercarbonate prepolymer according to claim 5, process for producing a polyestercarbonate blend according to one of claims 6 to 8, polyestercarbonate blend according to one of claims 9 or 10 or Use according to claim 11, characterized in that Ri in formula (I) or formula (la) represents hydrogen.
13. Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends nach einem der Ansprüche 6 bis 8 oder 12 oder Polyestercarbonat-Blend nach einem der Ansprüche 9 bis 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Y in Formel (II) für eine Struktur der Formel (III) steht . Verfahren zur Herstellung eines Polyestercarbonat-Blends nach einem der Ansprüche 6 bis 8 oder 12 bis 13 oder Polyestercarbonat-B lend nach einem der Ansprüche 9 bis 10 oder 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass R6 und R7 in Formel (III) jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff oder Ci-Cn-Alkyl, besonders bevorzugt für Wasserstoff oder C’i-Cx- Alkyl und ganz besonders bevorzugt für Wasserstoff oder Methyl stehen. Formkörper, umfassend das Polyestercarbonat-Blend nach einem der Ansprüche 9 bis 10 oder 12 bis 14. 13. A process for producing a polyestercarbonate blend according to one of claims 6 to 8 or 12 or polyestercarbonate blend according to one of claims 9 to 10 or 12, characterized in that Y in formula (II) represents a structure of formula (III) stands . Process for producing a polyestercarbonate blend according to one of claims 6 to 8 or 12 to 13 or polyestercarbonate blend according to one of claims 9 to 10 or 12 to 13, characterized in that R6 and R7 in formula (III) are each independent of one another represents hydrogen or Ci-Cn-alkyl, particularly preferably hydrogen or C'i-Cx-alkyl and very particularly preferably hydrogen or methyl. Shaped body comprising the polyestercarbonate blend according to one of claims 9 to 10 or 12 to 14.
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