聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，該方法包含下述工序：使用二羥基化合物和碳酸二酯作為原料化合物，在酯交換催化劑的存在下、通過(guò)酯交換反應(yīng)使它們縮聚，其中，所述二羥基化合物至少含有脂肪族二羥基化合物，該脂肪族二羥基化合物在羥基的至少一個(gè)β位或γ位具有醚氧原子，并且，所述原料化合物含有含氮化合物，其相對(duì)于所述脂肪族二羥基化合物以換算成氮原子的重量濃度計(jì)為0.3ppm以上且小于10ppm，該聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法還包含下述工序：將所述脂肪族二羥基化合物預(yù)先加熱到50℃以上，在熔融狀態(tài)下保持0.5小時(shí)以上且200小時(shí)以下，然后與碳酸二酯混合。
【專利說(shuō)明】聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有效且穩(wěn)定地制造耐光性、透明性、色相、耐熱性、熱穩(wěn)定性、以及機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異，并且性能穩(wěn)定的聚碳酸酯樹(shù)脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚碳酸酯樹(shù)脂通常以雙酚類作為單體成分，有效利用其透明性、耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，在電氣電子部件、汽車用部件、光學(xué)記錄介質(zhì)、透鏡等光學(xué)領(lǐng)域等中作為所謂的工程塑料得到了廣泛應(yīng)用。但是，在最近正急速普及的平板顯示器等的光學(xué)補(bǔ)償膜用途中，要求低雙折射、低光彈性系數(shù)等更加高度的光學(xué)特性，對(duì)于現(xiàn)有的芳香族聚碳酸酯樹(shù)脂而言，無(wú)法適應(yīng)該要求。另外，以往的聚碳酸酯樹(shù)脂是使用由石油資源衍生的原料來(lái)制造的，但近年來(lái)，面臨著石油資源枯竭的危險(xiǎn)，要求提供使用由植物等生物質(zhì)資源獲得的原料而得到的聚碳酸酯樹(shù)脂。另外，由于二氧化碳排放量的增加、蓄積而導(dǎo)致的地球變暖會(huì)導(dǎo)致氣候變化等的危險(xiǎn)，也要求開(kāi)發(fā)即使在使用后進(jìn)行廢棄處理也可保持碳中性的、以來(lái)源于植物的單體為原料的聚碳酸酯樹(shù)脂。
[0003]在這樣的狀況下，提出了一種以特殊的二羥基化合物作為單體成分、通過(guò)與碳酸二酯進(jìn)行酯交換、一邊在減壓下蒸餾除去副產(chǎn)的單羥基化合物一邊獲得聚碳酸酯樹(shù)脂的方法(例如參照專利文獻(xiàn)I-3)。
[0004]但是，這樣的具有特殊結(jié)構(gòu)的二羥基化合物的熱穩(wěn)定性差，如果作為聚碳酸酯樹(shù)脂的原料使用，則存在聚合反應(yīng)性下降、或者因原料制備及聚合時(shí)的熱歷史的作用而發(fā)生著色，從而導(dǎo)致所得到的聚碳酸酯樹(shù)脂的商品價(jià)值下降的問(wèn)題。特別是在想要以工業(yè)規(guī)模制造聚碳酸酯樹(shù)脂的情況下，從導(dǎo)熱、生產(chǎn)效率性、生產(chǎn)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮，需要對(duì)原料加熱并保持某種程度的時(shí)間，因此，原料的熱穩(wěn)定性差成為嚴(yán)重的問(wèn)題。
`[0005]為了解決該問(wèn)題，公開(kāi)了對(duì)聚碳酸酯樹(shù)脂中的雜質(zhì)量加以規(guī)定的方法(例如專利文獻(xiàn)4)、或者在聚碳酸酯樹(shù)脂中添加熱穩(wěn)定劑的方法(例如專利文獻(xiàn)5)。
[0006]另一方面，公開(kāi)了在蒸餾純化后的二羥基化合物中添加堿性的穩(wěn)定性改良劑的方法(例如專利文獻(xiàn)6)。
[0007]此外，還公開(kāi)了在二羥基化合物中添加作為穩(wěn)定劑的堿性金屬鹽，并對(duì)其進(jìn)行蒸餾純化后使用的方法(專利文獻(xiàn)7)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第2004/111106號(hào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開(kāi)第2007/013463號(hào)
[0012]專利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開(kāi)第2008/093860號(hào)
[0013]專利文獻(xiàn)4:國(guó)際公開(kāi)第2008/029746號(hào)
[0014]專利文獻(xiàn)5:國(guó)際公開(kāi)第2008/133342號(hào)
[0015]專利文獻(xiàn)6:日本特表2005-509667號(hào)公報(bào)[0016]專利文獻(xiàn)7:日本特開(kāi)2010-150540號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0018]但是，對(duì)于專利文獻(xiàn)4及專利文獻(xiàn)5記載的方法而言，其效果并不能令人滿意，特別是以二羥基化合物作為聚碳酸酯樹(shù)脂的原料進(jìn)行制備的工序中，存在不能抑制著色、聚合活性下降這樣的問(wèn)題。
[0019]另外，對(duì)于專利文獻(xiàn)6記載的方法而言，二羥基化合物中所含有的穩(wěn)定性改良劑由于成為了酯交換催化劑，因此存在聚碳酸酯樹(shù)脂的聚合反應(yīng)控制變得困難、或者穩(wěn)定性改良劑本身導(dǎo)致了聚碳酸酯樹(shù)脂著色這樣的問(wèn)題。
[0020]另外，對(duì)于專利文獻(xiàn)7記載的方法而言，由于在蒸餾純化時(shí)熱穩(wěn)定劑僅存在于液相中，因此在氣相部的熱歷史的作用下有可能生成新的著色原因物質(zhì)或阻礙聚合的物質(zhì)，結(jié)果使所得到的二羥基化合物不含熱穩(wěn)定劑，因此存在下述問(wèn)題:制備作為聚合原料的二羥基化合物時(shí)在熱歷史的作用下而導(dǎo)致著色等。
[0021]本發(fā)明的目的在于解決上述以往的問(wèn)題，提供一種有效且穩(wěn)定地制造耐光性、透明性、色相、耐熱性、熱穩(wěn)定性、及機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異，并且性能穩(wěn)定的聚碳酸酯樹(shù)脂的方法。
[0022]解決問(wèn)題的方法
[0023]本發(fā)明人為了解決上述問(wèn)題，反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一種制造聚碳酸酯樹(shù)脂的方法，該方法包括:使用碳酸二酯及特定的二羥基化合物作為原料單體，在催化劑存在下通過(guò)酯交換反應(yīng)進(jìn)行縮聚，其中，通過(guò)含有相對(duì)于二羥基化合物為特定量的含氮化合物，可得到耐光性、透明性、色相、耐熱性、熱穩(wěn)定性、及機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異，且性能穩(wěn)定的聚碳酸酯樹(shù)脂。
`[0024]即，本發(fā)明涉及下述[I]-[16]的發(fā)明。
[0025][I] 一種聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，該方法包含下述工序:使用二羥基化合物和碳酸二酯作為原料化合物，在酯交換催化劑的存在下，通過(guò)酯交換反應(yīng)使它們縮聚，其中，
[0026]所述二羥基化合物至少含有脂肪族二羥基化合物，該脂肪族二羥基化合物在羥基的至少一個(gè)β位或Y位具有醚氧原子，并且，
[0027]所述原料化合物含有含氮堿性化合物，所述含氮堿性化合物相對(duì)于所述脂肪族二羥基化合物以換算成氮原子的重量濃度計(jì)為0.3ppm以上且小于lOppm，
[0028]該方法還包含下述工序:將所述脂肪族二羥基化合物預(yù)先加熱到50°C以上，在熔融狀態(tài)下保持0.5小時(shí)以上且200小時(shí)以下，然后與碳酸二酯混合。
[0029][2]上述[I]所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，包含將所述脂肪族二羥基化合物與熔融后的碳酸二酯混合的工序。
[0030][3]上述[I]或[2]所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述原料化合物含有:將固體的所述脂肪族二羥基化合物在含氮化合物的存在下加熱，成為熔融狀態(tài)后，進(jìn)行蒸餾純化而得到的脂肪族二羥基化合物，
[0031]該原料化合物中所含有的含氮堿性化合物的含量相對(duì)于脂肪族二羥基化合物以換算成氮原子的重量濃度計(jì)為0.3ppm以上且小于lOppm。
[0032][4]上述[I]或[2]所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，將固體的所述脂肪族二羥基化合物在含氮堿性化合物的存在下加熱，成為熔融狀態(tài)后，不進(jìn)行蒸餾純化而作為聚碳酸酯樹(shù)脂的原料化合物使用。
[0033][5]上述[I]~[4]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，包含下述工序:使固體的脂肪族二羥基化合物成為熔融狀態(tài)后，添加所述酯交換催化劑，通過(guò)酯交換反應(yīng)使它們縮聚。
[0034][6]上述[I]~[5]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述含氮堿性化合物為烷醇胺。
[0035][7]上述[I]~[6]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述原料化合物包含受阻酚類抗氧劑。
[0036][8]上述[I]~[7]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述脂肪族二羥基化合物的加熱在70°C以上且小于100°C進(jìn)行。
[0037][9]上述[I]~[8]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，包含將所述脂肪族二羥基化合物和所述碳酸二酯混合的工序，且該工序在80°C以上且低于130°C進(jìn)行。
[0038][10]上述[I]~[9]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，在小于230°C進(jìn)行由酯交換反應(yīng)消耗90重量％以上所述脂肪族二羥基化合物的階段的工序。
[0039][11]上述[I]~[10]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述原料化合物包含鈉化合物，該鈉化合物的含量相對(duì)于所述脂肪族二羥基化合物以換算成鈉原子的重量濃度計(jì)小于2ppm。
[0040][12]上述[I]~[11]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，使用選自鋰及長(zhǎng)周期型周期表第2族的金屬中的至少一種的金屬化合物作為所述酯交換催化劑，且以其金屬原子的總量計(jì)，相對(duì)于作為原料使用的全部二羥基化合物Imol為0.Ιμπιο?以上且30 μ mo I以下。
[0041][13]上述[12]所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述酯交換催化劑是選自鎂化合物及鈣化合物中的至少一種化合物。
[0042][14]上述[I]~[13]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所有反應(yīng)階段中反應(yīng)液的最高溫度低于250°C。
[0043][15]上述[I]~[14]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述脂肪族二羥基化合物具有環(huán)狀醚結(jié)構(gòu)。
[0044][16]上述[I]~[15]中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述脂肪族二羥基化合物是下述式(2)表示的化合物。
[0045][化學(xué)式I]
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，該方法包含下述工序:使用二羥基化合物和碳酸二酯作為原料化合物，在酯交換催化劑的存在下，通過(guò)酯交換反應(yīng)使它們縮聚，其中， 所述二羥基化合物至少含有脂肪族二羥基化合物，該脂肪族二羥基化合物在羥基的至少一個(gè)β位或Y位具有醚氧原子，并且， 所述原料化合物含有含氮化合物，所述含氮化合物相對(duì)于所述脂肪族二羥基化合物以換算成氮原子的重量濃度計(jì)為0.3ppm以上且小于IOppm, 該方法還包含下述工序:將所述脂肪族二羥基化合物預(yù)先加熱到50°C以上，在熔融狀態(tài)下保持0.5小時(shí)以上且200小時(shí)以下，然后與碳酸二酯混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，包含將所述脂肪族二羥基化合物與熔融后的碳酸二酯混合的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述原料化合物含有:將固體的所述脂肪族二羥基化合物在含氮化合物的存在下加熱，成為熔融狀態(tài)后，進(jìn)行蒸餾純化而得到的脂肪族二羥基化合物， 該原料化合物中所含有的含氮化合物的含量相對(duì)于脂肪族二羥基化合物以換算成氮原子的重量濃度計(jì)為0.3ppm以上且小于lOppm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，將固體的所述脂肪族二羥基化合物在含氮化合物的存在下加熱，成為熔融狀態(tài)后，不進(jìn)行蒸餾純化而作為聚碳酸酯樹(shù)脂的原料化合物使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，包含下述工序:使固體的脂肪族二羥基化合物成`為熔融狀態(tài)后，添加所述酯交換催化劑，通過(guò)酯交換反應(yīng)使它們縮聚。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述含氮化合物為烷醇胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述原料化合物包含受阻酚類抗氧劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述脂肪族二羥基化合物的加熱在70°C以上且小于100°C進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，包含將所述脂肪族二羥基化合物和所述碳酸二酯混合的工序，且該工序在80°C以上且低于130°C進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，在小于230°C進(jìn)行由酯交換反應(yīng)消耗90重量％以上所述脂肪族二羥基化合物的階段的工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述原料化合物包含鈉化合物，該鈉化合物的含量相對(duì)于所述脂肪族二羥基化合物以換算成鈉原子的重量濃度計(jì)小于2ppm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，使用選自鋰及長(zhǎng)周期型周期表第2族的金屬中的至少一種的金屬化合物作為所述酯交換催化劑，且以其金屬原子的總量計(jì)，相對(duì)于作為原料使用的全部二羥基化合物Imol為0.Ιμπιο?以上且30 μ mo I 以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述酯交換催化劑是選自鎂化合物及鈣化合物中的至少一種化合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所有反應(yīng)階段中反應(yīng)液的最高溫度低于250°C。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述脂肪族二羥基化合物具有環(huán)狀醚結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯樹(shù)脂的制造方法，其中，所述脂肪族二羥基化合物是下述式(2)表示的化合物，
【文檔編號(hào)】C08G64/30GK103459465SQ201280016797
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】并木慎悟, 山本正規(guī) 申請(qǐng)人:三菱化學(xué)株式會(huì)社