芳香族聚碳酸酯的制造方法和制造設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供在制造芳香族聚碳酸酯時(shí)能夠節(jié)省熱資源，同時(shí)能夠抑制芳香族二羥基化合物的分解的芳香族聚碳酸酯的制造方法和制造設(shè)備。本發(fā)明是芳香族聚碳酸酯的制造方法和該方法中使用的具備原料制備裝置、縮聚反應(yīng)裝置等的制造設(shè)備，所述制造方法是經(jīng)過以碳酸二酯和芳香族二羥基化合物為原料進(jìn)行縮聚反應(yīng)的縮聚工序來制造芳香族聚碳酸酯的方法，其特征在于，通過使作為所述碳酸二酯的熔融物流體的熔融碳酸二酯流和作為所述芳香族二羥基化合物的熔融物流體的熔融芳香族二羥基化合物流匯合并在配管內(nèi)混合，由此制備聚碳酸酯樹脂熔融原料，接著使所述聚碳酸酯樹脂熔融原料在縮聚反應(yīng)裝置內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行縮聚反應(yīng)。
【專利說明】芳香族聚碳酸酯的制造方法和制造設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及芳香族聚碳酸酯的制造方法，詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及使用具備特定的原料制備裝置和縮聚反應(yīng)裝置的制造設(shè)備的芳香族聚碳酸酯的制造方法和制造設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]在經(jīng)過以碳酸二酯和芳香族二羥基化合物為原料進(jìn)行聚合的聚合工序來制造芳香族聚碳酸酯的情況下，作為原料的碳酸二酯和芳香族二羥基化合物在各自的前一工序中被制造出后，被輸送至聚合工序進(jìn)行聚合。
[0003]這些原料在各自的前一工序中被制造出的階段時(shí)為熔融狀態(tài)，暫時(shí)冷卻、固化后，在該聚合工序中，進(jìn)行加熱、熔融、混合。
[0004]在聚合工序中，進(jìn)行加熱使兩種原料均熔融，若保持前一工序中的熔融狀態(tài)不變地供給至聚合工序中，則可以省去冷卻、加熱的工夫，而且也有助于節(jié)省熱資源。
[0005]作為這樣的方法，已知有將芳香族二羥基化合物保持熔融狀態(tài)不變地供給至聚合槽的方法(參見專利文獻(xiàn)I)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-32886號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的問題
[0010]芳香族二羥基化合物在高溫下缺乏穩(wěn)定性，有時(shí)發(fā)生分解。例如，使用雙酚A作為芳香族二羥基化合物的情況下，若保持在熔點(diǎn)以上的高溫，則觀察到穩(wěn)定性有變差的趨勢。這種情況根據(jù)下文中的參考例3的結(jié)果也明顯可知。
[0011]其原因是因?yàn)樵跓岬淖饔孟逻M(jìn)行熱分解反應(yīng)，使I分子苯酚從雙酚A上脫離。I分子苯酚脫離后的異丙烯基苯酚(IPP)導(dǎo)致所得到的芳香族聚碳酸酯泛黃，因此期望盡可能地抑制該分解反應(yīng)。
[0012]因此，芳香族二羥基化合物優(yōu)選盡可能地縮短保持在高溫的時(shí)間。
[0013]因此，本發(fā)明的目的在于提供在制造芳香族聚碳酸酯時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)省熱資源并且抑制芳香族二羥基化合物的分解、能夠穩(wěn)定地制造色調(diào)良好的芳香族聚碳酸酯的制造方法和在該制造方法中所使用的制造設(shè)備。
[0014]用于解決問題的方法
[0015](I) 一種芳香族聚碳酸酯的制造方法，其是經(jīng)過以碳酸二酯和芳香族二羥基化合物為原料進(jìn)行縮聚反應(yīng)的縮聚工序來制造芳香族聚碳酸酯的方法，其特征在于，通過使作為所述碳酸二酯的熔融物流體的熔融碳酸二酯流和作為所述芳香族二羥基化合物的熔融物流體的熔融芳香族二羥基化合物流匯合并在配管內(nèi)混合，由此制備聚碳酸酯樹脂熔融原料，接著使所述聚碳酸酯樹脂熔融原料在縮聚反應(yīng)裝置內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行縮聚反應(yīng)。
[0016](2)如上述(I)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，所述縮聚工序是在酯交換催化劑的存在下使碳酸二酯和芳香族二羥基化合物進(jìn)行縮聚反應(yīng)的工序。
[0017](3)如上述⑵所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，所述酯交換催化劑為選自由長式元素周期表第I族元素(不包括氫)的化合物、長式元素周期表第2族元素的化合物、堿性硼化合物、堿性磷化合物、堿性銨化合物以及胺系化合物組成的組中的至少一種的堿性化合物。
[0018](4)如上述(I)~(3)中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，碳酸二酯選自由取代或者未取代的碳酸二苯酯和碳酸二烷基酯組成的組中的至少一種。
[0019](5)如上述(I)~(4)中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，芳香族二羥基化合物為2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷。
[0020](6)如上述(I)~(5)中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，所述芳香族二羥基化合物為熔融物的時(shí)間是20分鐘以內(nèi)。
[0021](7)如上述(I)~(6)中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，所述芳香族二羥基化合物的熔融物中的芳香族單羥基化合物的含量為I重量％以下。
[0022](8)如上述(I)~(7)中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，所述熔融芳香族二羥基化合物流的溫度為180°C以下。
[0023](9)如上述(I)~(8)中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，所述芳香族二羥基化合物至少包含從含有芳香族單羥基化合物的芳香族二羥基化合物中除去芳香族單羥基化合物后的芳香族二羥基化合物。
[0024](10)如上述(9)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，所述除去芳香族單羥基化合物的方法為蒸餾。
[0025](11)如上述⑴~(10)中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其中，利用靜態(tài)混合器進(jìn)行所述芳香族聚碳酸酯樹脂熔融原料的制備。
[0026](12) 一種芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其是在上述(I)~(11)中任一項(xiàng)所述的制造方法中所使用的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其特征在于，
[0027]該制造設(shè)備具備:
[0028]原料制備裝置，其通過使作為所述碳酸二酯的熔融物流體的熔融碳酸二酯流和作為所述芳香族二羥基化合物的熔融物流體的熔融芳香族二羥基化合物流匯合，由此在配管內(nèi)制備聚碳酸酷樹脂溶融原料；和
[0029]縮聚反應(yīng)裝置，使用在所述原料制備裝置內(nèi)制備出的聚碳酸酯樹脂熔融原料連續(xù)地進(jìn)行縮聚反應(yīng)。
[0030](13)如上述(12)所述的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其中，該制造設(shè)備進(jìn)一步具備芳香族二羥基化合物純化裝置，該純化裝置將芳香族單羥基化合物從含有芳香族單羥基化合物的芳香族二羥基化合物中除去，接著以熔融芳香族二羥基化合物的形式送出至所述原料制備裝置，由此形成所述熔融芳香族二羥基化合物流。
[0031](14)如上述(12)或(13)所述的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其中，從所述原料制備裝置中的所述熔融芳香族二羥基化合物流和所述熔融碳酸二酯流的匯合到所述縮聚反應(yīng)裝置入口為止的流路的容積為0.5m3以上。
[0032](15)如上述(12)~(14)中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其中，
[0033]將從所述芳香族二羥基化合物純化裝置的出口到使所述熔融芳香族二羥基化合物流和所述熔融碳酸二酯流在所述原料制備裝置中匯合為止的流路的容積設(shè)為VI，
[0034]將從所述原料制備裝置中的所述熔融芳香族二羥基化合物流和所述熔融碳酸二酯流的匯合到所述縮聚反應(yīng)裝置的入口為止的流路的容積設(shè)為V2，
[0035]Vl 與 V2 之比 V1/V2 為 0.5 以下。
[0036](16)如上述(12)~(15)中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其中，在所述原料制備裝置內(nèi)具備靜態(tài)混合器。
[0037]發(fā)明效果
[0038]本發(fā)明在縮聚反應(yīng)裝置之前設(shè)置有原料制備裝置，能夠縮短保持高溫狀態(tài)的熔融芳香族二羥基化合物的時(shí)間。進(jìn)一步，聚碳酸酯樹脂熔融原料(芳香族二羥基化合物和碳酸二酯的混合物)的熔點(diǎn)低于芳香族二羥基化合物的熔點(diǎn)，混合后的熔融溫度能夠降低至混合物的熔點(diǎn)附近，因此可以抑制芳香族二羥基化合物的分解。
[0039]即，在本發(fā)明的芳香族聚碳酸酯的制造方法和制造設(shè)備中，制造芳香族聚碳酸酯時(shí)能夠節(jié)省熱資源，并且能夠抑制芳香族二羥基化合物的分解，能夠穩(wěn)定地制造色調(diào)良好的芳香族聚碳酸酯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是表示芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備的一部分的流程圖的示例。
[0041 ] 圖2是表示參考例3 (BPA的熱穩(wěn)定性)的結(jié)果的曲線圖。
[0042]圖3是向從芳香族二羥基化合物純化裝置的出口 P到匯合部Q為止的流路配管以及從匯合部Q到縮聚反應(yīng)裝置的入口 S為止的流路配管配置保溫配管的配置方法的示例。
[0043]圖4是向從芳香族二羥基化合物純化裝置的出口 P到匯合部Q為止的流路配管以及從匯合部Q到縮聚反應(yīng)裝置的入口 S為止的流路配管配置保溫配管的配置方法的其它示例。

【具體實(shí)施方式】
[0044]本發(fā)明所涉及的芳香族聚碳酸酯的制造方法和該制造方法中所使用的制造設(shè)備用于以碳酸二酯和芳香族二羥基化合物為原料，經(jīng)過使用酯交換催化劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)(酯交換反應(yīng))的縮聚工序，從而制造芳香族聚碳酸酯。
[0045](芳香族聚碳酸酯)
[0046]作為本發(fā)明中的制造對象物的芳香族聚碳酸酯是指通過使碳酸二酯和芳香族二羥基化合物進(jìn)行縮聚反應(yīng)而制造的聚合物化合物。
[0047](碳酸二酯)
[0048]作為碳酸二酯，可以舉出例如碳酸二苯酯(下面有時(shí)稱為DPC);碳酸二甲苯酯等帶取代基的碳酸二苯酯；碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二叔丁酯等碳酸二烷基酯。這些碳酸二酯可以單獨(dú)使用，或者可以混合使用兩種以上。
[0049]另外，可以用二元羧酸或二元羧酸酯置換碳酸二酯，置換量優(yōu)選為碳酸二酯的50摩爾％以下、進(jìn)一步優(yōu)選為30摩爾％以下。
[0050]作為代表性的二元羧酸或二元羧酸酯，可以舉出對苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸二苯酯、間苯二甲酸二苯酯等。這樣的用二元羧酸或二元羧酸酯進(jìn)行置換的情況下，可以得到聚酯碳酸酯。
[0051]相對于芳香族二羥基化合物使用過量的這些碳酸二酯(包括上述置換后的二元羧酸或二元羧酸酯，下同)。即，相對于芳香族二羥基化合物，以1.01~1.30倍量(摩爾比)、優(yōu)選為1.02~1.20倍量(摩爾比)使用碳酸二酯。若摩爾比過小，則所得到的芳香族聚碳酸酯的末端羥基量增多，芳香族聚碳酸酯的熱穩(wěn)定性趨于變差。并且，若摩爾比過大，則酯交換的反應(yīng)速度降低，有時(shí)難以生成具有所期望的分子量的芳香族聚碳酸酯，并且樹脂中的碳酸二酯的殘留量增多，有時(shí)會導(dǎo)致在成型加工時(shí)或制成成型品時(shí)產(chǎn)生異味。
[0052](芳香族二羥基化合物)
[0053]芳香族二羥基化合物是分子內(nèi)具有I個以上芳香環(huán)并且2個羥基分別與芳香環(huán)結(jié)合而成的化合物。作為這樣的芳香族二羥基化合物的具體例，可以舉出例如:雙(4-羥基二苯基)甲烷、2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2，2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、2，2-雙(4_羥基_3_叔丁基苯基)丙烷、2，2-雙(4_羥基-3，5- 二甲基苯基)丙烷、2，2-雙(4-輕基-3，5-二溴苯基)丙烷、4，4-雙(4-羥基苯基)庚烷、1，1-雙(4-羥基苯基)環(huán)己烷等雙酚類；4，4’ - 二羥基聯(lián)苯、3，3’，5，5’ -四甲基-4，4’ - 二羥基聯(lián)苯等聯(lián)苯酚類；雙(4-羥基苯基)砜；雙(4-羥基苯基)硫醚；雙(4-羥基苯基)醚；雙(4-羥基苯基)酮；等等。這些之中，優(yōu)選2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷(即雙酚A (下面有時(shí)稱為BPA))。這些芳香族二羥基化合物可以單獨(dú)使用，或者可以混合使用兩種以上。
[0054](酯交換催化劑)
[0055]在上述酯交換反應(yīng)中使用了酯交換催化劑。對酯交換催化劑沒有特別限定，可以舉出通常利用酯交換法制造聚碳酸酯時(shí)所使用的催化劑。一般來說，可以舉出例如選自由長式元素周期表第I族元素(不包括氫)(下文中有時(shí)稱為“第I族元素(不包括氫)”)的化合物、長式元素周期表第2族元素(下文中有時(shí)稱為“第2族元素”)的化合物、堿性硼化合物、堿性磷化合物、堿性銨化合物和胺系化合物組成的組中的至少一種的堿性化合物。
[0056]這些酯交換催化劑之中，從實(shí)用性方面考慮優(yōu)選選自由第I族元素(不包括氫)的化合物和第2族元素的化合物組成的組中的至少一種化合物。這些酯交換催化劑可以單獨(dú)使用，也可以組合使用兩種以上。
[0057]相對于I摩爾芳香族二羥基化合物，酯交換催化劑的用量通常優(yōu)選以1X10_9~IXKT1摩爾、更優(yōu)選以1Χ10-7~I X 10-3摩爾、進(jìn)一步優(yōu)選以1Χ10-7~1Χ10-5摩爾的范圍使用。
[0058]作為第I族元素(不包括氫)的化合物，可以舉出第I族元素(不包括氫)的氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽化合物等無機(jī)化合物；第I族元素(不包括氫)與醇類、酚類、有機(jī)羧酸類而成的鹽等有機(jī)化合物；等等。此處，作為第I族元素(不包括氫)，可以舉出例如鋰、鈉、鉀、銣、銫。這些第I族元素(不包括氫)的化合物之中，優(yōu)選銫化合物和鉀化合物、特別優(yōu)選碳酸銫、碳酸氫銫、氫氧化銫、乙酸鉀、碳酸鉀。
[0059]另外，作為第2族元素的化合物，可以舉出例如鈹、鎂、鈣、鍶、鋇等的氫氧化物、碳酸鹽等無機(jī)化合物；鈹、鎂、鈣、鍶、鋇等與醇類、酚類、有機(jī)羧酸類而成的鹽；等等。這些第2族元素的化合物之中，優(yōu)選鎂化合物。
[0060]作為堿性硼化合物，可以舉出硼化合物的鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽、鈣鹽、鎂鹽、鋇鹽、鍶鹽等。此處，作為硼化合物，可以舉出例如四甲基硼、四乙基硼、四丙基硼、四丁基硼、三甲基乙基硼、三甲基芐基硼、三甲基苯基硼、三乙基甲基硼、三乙基芐基硼、三乙基苯基硼、三丁基芐基硼、三丁基苯基硼、四苯基硼、芐基三苯基硼、甲基三苯基硼、丁基三苯基硼等。
[0061]作為堿性磷化合物，可以舉出例如三乙基膦、三正丙基膦、三異丙基膦、三正丁基膦、三苯基膦、三(對叔丁基苯基)膦、三丁基膦等三價(jià)的磷化合物、或者由這些化合物衍生而來的季鱗鹽等。其中，優(yōu)選三苯基膦、三(對叔丁基苯基)膦等。
[0062]作為堿性銨化合物，可以舉出例如氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化三甲基乙基銨、氫氧化三甲基芐基銨、氫氧化三甲基苯基銨、氫氧化三乙基甲基銨、氫氧化三乙基芐基銨、氫氧化三乙基苯基銨、氫氧化三丁基芐基銨、氫氧化三丁基苯基銨、氫氧化四苯基銨、氫氧化芐基三苯基銨、氫氧化甲基三苯基銨、氫氧化丁基三苯基銨等。其中，優(yōu)選氫氧化四甲基銨等。
[0063]作為胺系化合物，可以舉出例如4-氨基吡啶、2-氨基吡啶、N，N-二甲基-4-氨基吡啶、4-二乙氨基吡啶、2-羥基吡啶、2-甲氧基吡啶、4-甲氧基吡啶、2-二甲氨基咪唑、2-甲氧基咪唑、咪唑、2-巰基咪唑、2-甲基咪唑、氨基喹啉等。
[0064](芳香族二羥基化合物的制造、特別是BPA的制造)
[0065]芳香族二羥基化合物、特別是BPA可以按照如下方法制造。即，使用苯酚(下面有時(shí)稱為“PL”)和丙酮作為原料，經(jīng)由合成反應(yīng)工序、低沸除去工序、析晶/分離工序、加熱熔融工序、苯酚(PL)除去工序來制造。
[0066]接著，對各工序分別進(jìn)行說明。
[0067]合成反應(yīng)工序是在酸性催化劑的存在下使苯酚(PL)和丙酮進(jìn)行縮合反應(yīng)而生成BPA的工序。在此所使用的原料PL和丙酮是在PL相比化學(xué)計(jì)算量過剩的條件下進(jìn)行反應(yīng)。PL與丙酮的摩爾比以PL/丙酮之比計(jì)為3~30、優(yōu)選為5~20。合成反應(yīng)工序在反應(yīng)溫度通常為30°C~100°C、優(yōu)選為50°C~90°C而反應(yīng)壓力通常為常壓~5kg/cm2.G的條件下進(jìn)行。
[0068]作為酸性催化劑，可以使用鹽酸等無機(jī)酸、有機(jī)酸、離子交換樹脂等。使用離子交換樹脂作為上述酸性催化劑時(shí)沒有特別限定，但是優(yōu)選為凝膠型且交聯(lián)度為1%~8%、優(yōu)選為2%~6%的磺酸型陽離子交換樹脂。
[0069]磺酸陽離子交換樹脂既可以直接使用，也可以根據(jù)需要使用改性后的磺酸陽離子交換樹脂。作為用于上述改性的化合物，可以舉出具有巰基的化合物等。
[0070]作為具有巰基的化合物，可以使用以往以來已知用于上述改性的用途中的2-氨基乙硫醇等氨基鏈烷硫醇、2-(4-吡啶基)乙硫醇等ω-吡啶基鏈烷硫醇、容易通過水解等顯現(xiàn)出巰基的2，2- 二甲基噻唑烷等噻唑烷類等化合物。
[0071]在上述合成反應(yīng)工序中生成的反應(yīng)混合物中，通常除了 BPA以外，還含有未反應(yīng)PL、未反應(yīng)丙酮、催化劑、反應(yīng)生成水和著色物質(zhì)等副產(chǎn)物。
[0072]低沸除去工序是從在合成反應(yīng)工序中所得到的反應(yīng)混合液中除去低沸點(diǎn)成分和催化劑的工序。此處所指的低沸點(diǎn)成分是指反應(yīng)生成水、未反應(yīng)丙酮以及與它們沸點(diǎn)接近的物質(zhì)。在本工序中，這些低沸點(diǎn)成分可以通過例如減壓蒸餾等從上述反應(yīng)混合物中除去，并且催化劑等固體成分可以通過過濾等從上述反應(yīng)混合物中除去。需要說明的是，使用固定床催化劑反應(yīng)器時(shí)并不需要特意脫除催化劑。減壓蒸餾優(yōu)選在壓力為50mmHg~300mmHg、溫度為70°C~130°C的條件下進(jìn)行，更優(yōu)選在壓力為10mmHg~200mmHg、溫度為80°C~120°C條件下進(jìn)行，有時(shí)未反應(yīng)的PL發(fā)生共沸，其一部分在減壓蒸餾時(shí)被脫除至體系外。
[0073]上述析晶/分離工序是將在低沸除去工序中得到的混合液進(jìn)行冷卻，使BPA和PL的加成物結(jié)晶析出而進(jìn)行分離的工序。從改善作業(yè)性方面考慮優(yōu)選在該析晶/分離工序之前，通過蒸餾除去苯酚或追加苯酚而將在上述低沸點(diǎn)成分除去工序中得到的混合液中的BPA的濃度預(yù)先調(diào)整為10重量％~50重量％、優(yōu)選為20重量％~40重量％，這樣可以提高上述加成物結(jié)晶的收率，并且可以調(diào)節(jié)漿料狀混合液的表觀粘度。
[0074]析晶/分離工序中的冷卻通常在45°C~60°C、優(yōu)選在50°C~55°C進(jìn)行。通過該冷卻，BPA和PL的加成物的結(jié)晶析出，體系變?yōu)闈{料狀。
[0075]利用在外部設(shè)置的熱交換器或在析晶機(jī)中加入的水的蒸發(fā)潛熱來進(jìn)行除熱，由此進(jìn)行冷卻。接著，通過過濾、離心分離等將該漿料狀的液體分離成加成物結(jié)晶和含有反應(yīng)副產(chǎn)物的母液，將加成物結(jié)晶供至下一工序。被分離出的母液的一部分或全部經(jīng)由后述的母液處理工序再循環(huán)至合成反應(yīng)工序，作為用作原料的苯酚的一部分或全部而使用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提聞反應(yīng)收率。
[0076]上述加熱熔融工序是對在析晶/分離工序中得到的加成物的結(jié)晶進(jìn)行加熱熔融的工序。該加成物結(jié)晶的組成是:BPA為45重量％~70重量％、優(yōu)選為50重量％~60重量％ ;PL為55重量％~30重量％、優(yōu)選為50重量％~40重量％。將該結(jié)晶加熱至100°C~160°C、優(yōu)選為110°C~150°C而使其熔融后供至下一工序。
[0077]上述PL除去工序是從在加熱熔融工序中得到的熔融液中除去例如為PL的芳香族單羥基化合物而得到熔融BPA的工序。在PL除去工序，通過減壓蒸餾等方法從得到的溶液除去PL，使加成物結(jié)晶解離，從而可以回收高純度的BPA。該減壓蒸餾優(yōu)選在壓力為1mmHg~lOOmmHg、溫度為150°C~220°C (更優(yōu)選在壓力為20mmHg~80mmHg、溫度為160°C~200°C )的條件下并且在至少比體系內(nèi)存在的BPA和PL的混合液的熔點(diǎn)高10°C的溫度下進(jìn)行。還提出了除了減壓蒸餾以外還進(jìn)行蒸汽汽提(Steam Stripping)來除去殘留的PL的方法。
[0078](芳香族聚碳酸酯的制造方法和制造設(shè)備)
[0079]芳香族聚碳酸酯的制造按照如下進(jìn)行:在原料制備裝置中制備作為原料的芳香族二羥基化合物和碳酸二酯化合物的混合物(原料制備工序)，在上述酯交換反應(yīng)催化劑的存在下，使這些化合物在縮聚反應(yīng)裝置中進(jìn)行縮聚反應(yīng)(縮聚工序)。
[0080]作為反應(yīng)方式，可以使用分批式、連續(xù)式、它們的組合等，在本發(fā)明中，原料制備工序和縮聚工序以連續(xù)式進(jìn)行?？s聚工序后，經(jīng)過使反應(yīng)停止并將聚合反應(yīng)液中的未反應(yīng)原料、反應(yīng)副產(chǎn)物揮發(fā)脫除的工序；添加熱穩(wěn)定劑、防粘劑、著色劑等的工序；根據(jù)需要形成預(yù)定粒徑的顆粒的工序等，從而制造出芳香族聚碳酸酯。
[0081](原料制備工序)
[0082]原料制備工序在原料制備裝置中進(jìn)行，但由于以連續(xù)式進(jìn)行，因此作為在該工序中使用的裝置，可以使用靜態(tài)混合器(Static Mixer)等連續(xù)混合機(jī)。
[0083]另外，向原料制備裝置供給的芳香族二羥基化合物和碳酸二酯以熔融狀態(tài)連續(xù)供給。即，以作為碳酸二酯的熔融物流體的熔融碳酸二酯流和作為芳香族二羥基化合物的熔融物流體的熔融芳香族二羥基化合物流的方式送至該原料制備裝置，兩種流體匯合而被混合。由此，可以制備聚碳酸酯樹脂的熔融原料。
[0084]上述熔融碳酸二酯流可以通過使碳酸二酯熔融、在配管中流向原料制備裝置而生成。通常，碳酸二酯被制出時(shí)處于熔融狀態(tài)，因此若從碳酸二酯的制造裝置開始不進(jìn)行冷卻而直接使用熔融狀態(tài)的碳酸二酯，則可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省熱資源。
[0085]另外，上述熔融芳香族二羥基化合物流可以通過使芳香族二羥基化合物熔融、在配管中流向原料制備裝置而生成。另一方面，高溫狀態(tài)的熔融芳香族二羥基化合物容易發(fā)生熱分解，因此不優(yōu)選長時(shí)間保持該高溫狀態(tài)。
[0086]芳香族二羥基化合物為高溫狀態(tài)的熔融物的時(shí)間優(yōu)選為20分鐘以內(nèi)、更優(yōu)選為5~15分鐘。
[0087]芳香族二羥基化合物在被制造出的時(shí)刻處于熔融狀態(tài)，因此考慮從熔融芳香族二羥基化合物的制造裝置起不進(jìn)行冷卻而直接使用熔融狀態(tài)的熔融芳香族二羥基化合物。但是，剛制造不久后的熔融芳香族二羥基化合物中含有苯酚，處于含苯酚的芳香族二羥基化合物的混合熔融物(以下，有時(shí)稱為“第I混合熔融物”)的狀態(tài)。該第I混合熔融物的熔點(diǎn)低于單獨(dú)的芳香族二羥基化合物的熔點(diǎn)，若為該第I混合熔融物的熔點(diǎn)附近的溫度，則芳香族二羥基化合物不易發(fā)生分解。
[0088]另一方面，在縮聚反應(yīng)中，優(yōu)選除去苯酚等芳香族單羥基化合物。因此，優(yōu)選進(jìn)行純化工序，該工序從上述第I混合熔融物中除去苯酚，得到熔融芳香族二羥基化合物。
[0089]上述純化工序通過芳香族二羥基化合物純化裝置進(jìn)行。在該裝置中，對上述第I混合熔融物進(jìn)一步施加熱，除去苯酚，從而得到熔融芳香族二羥基化合物。接著，將該熔融芳香族二羥基化合物送出至原料制備裝置，由此可以形成熔融芳香族二羥基化合物流。
[0090]在純化工序中得到的熔融芳香族二羥基化合物中的芳香族單羥基化合物(包含苯酹)的量優(yōu)選為I重量％以下、更優(yōu)選為0.5~0.01重量％。
[0091]上述純化工序通常在減壓下、優(yōu)選在壓力為1mmHg~10mmHg下、更優(yōu)選在20mmHg~80mmHg下進(jìn)行。并且在溫度優(yōu)選為120°C~240°C、更優(yōu)選為150°C~220°C下進(jìn)行。另外，優(yōu)選在至少比第I混合熔融物的熔點(diǎn)高10°C的溫度下進(jìn)行。
[0092]使用圖1說明上述工序。
[0093]首先，將第I混合熔融物A送至芳香族二羥基化合物純化裝置11，進(jìn)行純化，蒸餾除去苯酚。接著，純化后的熔融芳香族二羥基化合物被送出而形成熔融芳香族二羥基化合物流A’，送至原料制備裝置12。
[0094]另外，熔融碳酸二酯流B被直接送至原料制備裝置12。
[0095]熔融芳香族二羥基化合物流A’和熔融碳酸二酯流B由原料制備裝置12的匯合部Q混合，在原料制備裝置12內(nèi)形成混合物C。混合物C經(jīng)過原料制備裝置12的出口 R被送至縮聚反應(yīng)裝置13。
[0096](縮聚工序)
[0097]在上述工序中得到的熔融狀態(tài)的芳香族二羥基化合物和碳酸二酯的混合物C(以下，有時(shí)稱為“第2混合熔融物”)作為聚碳酸酯樹脂熔融原料被連續(xù)地送至圖1的第I縮聚反應(yīng)裝置13等縮聚反應(yīng)裝置中，同時(shí)加入酯交換催化劑等，連續(xù)地進(jìn)行縮聚。需要說明的是，第2段以后的縮聚反應(yīng)裝置未在圖1中示出。
[0098]該縮聚通常為2階段以上、優(yōu)選以3段~7段的多段方式連續(xù)地進(jìn)行。具體的反應(yīng)條件為溫度:150°C~320°C、壓力:常壓~0.01TorHL 3Pa)、平均停留時(shí)間:5分鐘~300分鐘；優(yōu)選為溫度:180°C~ 310°C、壓力:20Torr~0.05Torr(2.7kPa~6.7Pa)、平均停留時(shí)間:60分鐘~150分鐘。
[0099]對于多段方式而言，在各縮聚反應(yīng)裝置中，為了更有效地將隨著縮聚反應(yīng)進(jìn)行而副產(chǎn)的苯酚除去至體系外，在上述反應(yīng)條件內(nèi)，階段性地設(shè)定成更高溫度、更高真空。需要說明的是，為了防止所得到的芳香族聚碳酸酯的色調(diào)等品質(zhì)降低，優(yōu)選盡可能地設(shè)定低溫、短停留時(shí)間。
[0100]以多段方式進(jìn)行縮聚工序時(shí)，通常設(shè)置包括立式反應(yīng)裝置的2臺以上反應(yīng)裝置，從而增大芳香族聚碳酸酯的粘均分子量。反應(yīng)裝置通常設(shè)置3臺~6臺、優(yōu)選設(shè)置4臺~5臺。
[0101]作為反應(yīng)裝置，可以使用例如攪拌槽型反應(yīng)裝置、薄膜反應(yīng)裝置、離心式薄膜蒸發(fā)反應(yīng)裝置、表面更新型雙軸混煉反應(yīng)裝置、雙軸臥式攪拌反應(yīng)裝置、濕壁式反應(yīng)裝置、自由落下的同時(shí)進(jìn)行聚合的孔板型反應(yīng)裝置、沿著金屬絲落下的同時(shí)進(jìn)行聚合的帶金屬絲的多孔板型反應(yīng)裝置等。其中，優(yōu)選攪拌槽型反應(yīng)裝置、雙軸臥式攪拌反應(yīng)裝置。
[0102]作為立式反應(yīng)裝置的攪拌槳的形式，可以舉出例如渦輪槳、葉片槳、三葉后掠式(Pfaudler)槳、錨式槳、泛能式(full zone)槳(Shinko Pantec 公司制造)、SANMELER 槳(三菱重工業(yè)株式會社制造)、MAXBLEND槳(住友重機(jī)械工業(yè)株式會社制造)、螺帶槳、扭格子槳(日立制作所株式會社制造)等。其中，優(yōu)選MAXBLEND槳(住友重機(jī)械工業(yè)株式會社制造)、螺帶槳。
[0103]另外，臥式反應(yīng)裝置是指攪拌槳的旋轉(zhuǎn)軸為橫向(水平方向)的裝置。作為臥式反應(yīng)裝置的攪拌槳，可以舉出例如圓板型、葉片型、車輪型等單軸型攪拌槳；HVR、SCR、N-SCR(三菱重工業(yè)株式會社制造)、BIV0LAK (住友重機(jī)械工業(yè)株式會社制造)、或者眼鏡槳、格子槳(日立制作所株式會社制造)等雙軸型攪拌槳。其中，優(yōu)選車輪型、眼鏡槳、格子槳(日立制作所株式會社制造)。
[0104]需要說明的是，芳香族二羥基化合物和碳酸二酯化合物的縮聚中使用的酯交換催化劑通常優(yōu)選預(yù)先以水溶液形式準(zhǔn)備。對于催化劑水溶液的濃度沒有特別限定，可根據(jù)催化劑在水中的溶解度調(diào)整為任意的濃度。并且，也可以選擇丙酮、乙醇、甲苯、苯酚等其它溶劑來代替水。
[0105]對于用于溶解催化劑的水的性狀沒有特別限定，只要所含有的雜質(zhì)的種類以及濃度恒定即可，通常優(yōu)選使用蒸餾水或去離子水等。
[0106](芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備方面的優(yōu)選條件)
[0107]利用上述的芳香族二羥基化合物純化裝置，可以得到純化后的熔融芳香族二羥基化合物。
[0108]如上所述，熔融芳香族二羥基化合物若為高溫狀態(tài)則容易發(fā)生熱分解。因此，將熔融芳香族二羥基化合物形成為熔融芳香族二羥基化合物流A’時(shí)，由于保持高溫狀態(tài)，因此容易發(fā)生熱分解。
[0109]另一方面，芳香族二羥基化合物和碳酸二酯的混合物的熔點(diǎn)低于單獨(dú)的芳香族二羥基化合物，通過使作為該混合物的熔融物的第2混合熔融物的溫度處于第2混合熔融物的熔點(diǎn)附近，可以抑制芳香族二羥基化合物的熱分解。因此，從芳香族二羥基化合物純化裝置出來的熔融芳香族二羥基化合物流A’到與上述熔融碳酸二酯流B匯合為止的距離優(yōu)選盡可能短。
[0110]因此，將從芳香族二羥基化合物純化裝置11的出口 P到原料制備裝置12中的使上述熔融芳香族二羥基化合物流A’和上述熔融碳酸二酯流B匯合的匯合部Q為止的流路的容積設(shè)為Vl (圖1的Vl的虛線的范圍內(nèi))，將從匯合部Q到縮聚反應(yīng)裝置13的入口 S為止的流路的容積設(shè)為V2(圖1的V2的虛線的范圍內(nèi))，此時(shí)Vl與V2之比、即V1/V2優(yōu)選為0.5以下、更優(yōu)選為0.2以下。若大于0.5，則熔融芳香族二羥基化合物具有容易發(fā)生熱分解的趨勢。另一方面，上述比通常優(yōu)選為0.01以上。若上述比小于0.01，則意味著V2過大，有時(shí)導(dǎo)致設(shè)備較大。
[0111]作為V2的優(yōu)選容積為0.5m3~10m3、進(jìn)一步優(yōu)選為Im3~5m3。
[0112]需要說明的是，在匯合部Q至縮聚反應(yīng)裝置13的入口 S之間也可以設(shè)置有罐。其中，這種情況下該罐的容積也構(gòu)成從匯合部Q到縮聚反應(yīng)裝置13的入口 S為止的流路的容積V2的一部分。
[0113]上述熔融芳香族二羥基化合物流A’的配管內(nèi)線速度優(yōu)選為0.3米/秒以上、更優(yōu)選為0.5米/秒以上。并且該配管內(nèi)線速度優(yōu)選為3.0米/秒以下、進(jìn)一步優(yōu)選為2.0米/秒以下、最優(yōu)選為1.5米/秒以下。線速度較小時(shí)配管內(nèi)停留時(shí)間變長，熔融芳香族二羥基化合物有可能容易發(fā)生熱分解。線速度較大時(shí)配管中的壓力損失增大，必須過度地提高送液泵的能力，由于與配管的摩擦熱或在送液泵內(nèi)的放熱而有可能生成雜質(zhì)。
[0114]上述第2混合熔融物的配管內(nèi)線速度優(yōu)選為0.3米/秒以上、更優(yōu)選為0.5米/秒以上。并且該配管內(nèi)線速度優(yōu)選為3.0米/秒以下、進(jìn)一步優(yōu)選為2.0米/秒以下、最優(yōu)選為1.5米/秒以下。線速度較小時(shí)配管內(nèi)停留時(shí)間變長，熔融芳香族二羥基化合物有可能容易發(fā)生熱分解。線速度較大時(shí)配管中的壓力損失增大，必須過度地提高送液泵的能力，由于與配管的摩擦熱或在送液泵內(nèi)的放熱而有可能生成雜質(zhì)。
[0115]上述第I混合熔融物的溫度優(yōu)選為230°C以下、更優(yōu)選為220°C以下、最優(yōu)選為200°C以下、特別優(yōu)選為180°C以下。若溫度過高，則第I混合熔融物A的熱分解進(jìn)行，有時(shí)導(dǎo)致純化芳香族二羥基化合物中雜質(zhì)增多。并且該溫度優(yōu)選為第I混合熔融物A的熔點(diǎn)以上、更優(yōu)選比第I混合熔融物A的熔點(diǎn)高10°C以上。
[0116]另外，在芳香族二羥基化合物純化裝置11中得到的熔融芳香族二羥基化合物流A’的溫度優(yōu)選為220°C以下、更優(yōu)選為210°C以下、進(jìn)一步優(yōu)選為200°C以下。若溫度過高，則熱分解進(jìn)行，有時(shí)導(dǎo)致雜質(zhì)量增加。并且，該溫度優(yōu)選為芳香族二羥基化合物的熔點(diǎn)以上。
[0117]上述熔融碳酸二酯流B的溫度優(yōu)選為130°C以下、更優(yōu)選為110°C以下。并且該溫度優(yōu)選為85°C以上、更優(yōu)選為90°C以上。若溫度過高，則上述第2混合熔融物的溫度升高，芳香族二羥基化合物的熱分解進(jìn)行，有可能導(dǎo)致雜質(zhì)增加，若溫度過低，則有可能導(dǎo)致在上述第2混合熔融物中有芳香族二羥基化合物析出。
[0118]進(jìn)一步，上述第2混合熔融物的溫度優(yōu)選為180°C以下、更優(yōu)選為160°C以下、進(jìn)一步優(yōu)選為155°C以下。若溫度過高，則芳香族二羥基化合物的熱分解進(jìn)行，有時(shí)導(dǎo)致雜質(zhì)增加。并且該溫度優(yōu)選為第2混合熔融物C的熔點(diǎn)以上。
[0119]從芳香族二羥基化合物純化裝置11的出口 P到原料制備裝置12中的上述熔融芳香族二羥基化合物流和上述熔融碳酸二酯流進(jìn)行匯合的匯合部Q為止的距離優(yōu)選為5m以上、更優(yōu)選為1m以上。并且該距離優(yōu)選為10m以下、更優(yōu)選為50m以下。配管距離越短越好，但若過短，則在配置方面有可能導(dǎo)致無法設(shè)置機(jī)器。若配管距離過長，則芳香族二羥基化合物的熱分解進(jìn)行，有可能導(dǎo)致雜質(zhì)增加。
[0120]從匯合部Q到縮聚反應(yīng)裝置13的入口 S為止的配管距離優(yōu)選為50m以上、更優(yōu)選為10m以上。并且該距離優(yōu)選為500m以下、更優(yōu)選為300m以下。配管距離越短越好，但若過短，則在配置方面有可能導(dǎo)致無法設(shè)置機(jī)器。若配管距離過長，則芳香族二羥基化合物的熱分解進(jìn)行，有可能導(dǎo)致雜質(zhì)增加。
[0121]對于從芳香族二羥基化合物純化裝置11的出口 P到匯合部Q為止的流路、熔融碳酸二酯流到匯合部Q為止的流路以及從匯合部Q到縮聚反應(yīng)裝置13的入口 S為止的流路，優(yōu)選按照圖3所示在流路配管14的外周設(shè)置保溫配管15。此時(shí)，流路配管14若為垂直配管，則優(yōu)選以流路配管14的同心圓狀對稱地設(shè)置保溫配管15。流路配管14若為水平配管，則優(yōu)選按照圖4所示將保溫配管15設(shè)置在流路配管14的下半部分以下。若流路配管14為水平配管且如圖3那樣以流路配管14的同心圓狀設(shè)置保溫配管15，則有可能過量地使用熱介質(zhì)，有可能導(dǎo)致芳香族二羥基化合物的熱分解進(jìn)行而使雜質(zhì)增加。另外，保溫配管15中優(yōu)選流通蒸氣或加熱油。
[0122]保溫配管15的內(nèi)溫與流路配管14的內(nèi)溫之差優(yōu)選為50°C以下、更優(yōu)選為3(TC以下、進(jìn)一步優(yōu)選為1 0°c以下。若差值過大則有可能使芳香族二羥基化合物的熱分解進(jìn)行、雜質(zhì)增加。
[0123]實(shí)施例
[0124]以下，通過本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明，但并不解釋成限定于此。對于聚碳酸酯樹脂的各評價(jià)方法進(jìn)行說明。
[0125](I)粘均分子量
[0126]制備芳香族聚碳酸酯的二氯甲烷溶液(濃度(C)為0.6克/分升)，使用烏氏粘度計(jì)測定該溶液在溫度為20°C的增比粘度(η sp)，通過下述公式計(jì)算出粘均分子量(Mv)。
[0127]nsp/c = [ n] (1+0.28 nsp)
[0128][ η] = 1.23X 10-4Μν0.83
[0129](2)芳香族聚碳酸酯的顆粒?值
[0130]芳香族聚碳酸酯的色調(diào)是依據(jù)ASTM D1925對顆粒的反射光中的YI值(黃度指數(shù)數(shù)值)進(jìn)行測定來評價(jià)的。
[0131]作為測定裝置使用了柯尼卡美能達(dá)株式會社制造的分光測色計(jì)(CM-5)。測定條件選擇了測定直徑為30mm、SCE。將培養(yǎng)皿測定用校正玻璃(CM-A212)嵌入測定部，從其上面蓋上零位校正盒(CM-A124)進(jìn)行零位校正，接著使用內(nèi)置的白色校正板進(jìn)行白色校正。
[0132]使用白色校正板(CM-A210)進(jìn)行測定，確認(rèn)到L *為99.40±0.05、a *為
0.03±0.0Ub *為-0.43±0.0UYI值為-0.58±0.01。顆粒的測定中，將顆粒填塞在內(nèi)徑為30mm、高度為50mm的圓柱玻璃容器中至40mm左右的深度進(jìn)行測定。從玻璃容器中取出顆粒，然后再次進(jìn)行測定，重復(fù)2次該操作。將共計(jì)3次的測定值的平均值作為芳香族聚碳酸酯顆粒的?值。該?值越小則芳香族聚碳酸酯的黃色感越少，意味著色調(diào)越優(yōu)異。
[0133](3)雙酚A中的異丙烯基苯酚量
[0134]使Ig雙酚A溶解在丙酮23ml中，利用液相色譜儀((島津制作所株式會社制造(LC-10AT)、柱為 MCI GEL 0DS) (5 μ m)、4.6mmIDX 150mmL、檢測器為 219nm、洗脫液:乙腈 /水=4/6容量比)進(jìn)行測定，對雙酚A中的異丙烯基苯酚量進(jìn)行了定量。
[0135](DPC (碳酸二苯酯)的制造例)
[0136]向?qū)囟缺３衷?50°C的反應(yīng)器連續(xù)供給熔融后的市售苯酚和吡啶催化劑，進(jìn)而連續(xù)供給光氣氣體。伴隨苯酚的光氣化反應(yīng)而副產(chǎn)的氯化氫氣體冷卻至10°c進(jìn)行冷凝。冷凝液返回反應(yīng)器中，未冷凝氣體被堿性水溶液中和后排出。另一方面，連續(xù)地從反應(yīng)器中卸出約含有91重量％ DPC的反應(yīng)液。反應(yīng)工序中的光氣的反應(yīng)率大致為100%。
[0137]接著，將上述反應(yīng)液和約5重量％的氫氧化鈉水溶液分別供給至特氟龍內(nèi)襯制造的中和混合槽，在80°C混合約10分鐘，pH調(diào)整為8.5。將中和后的有機(jī)相靜置分離，并輸送至水洗混合槽。在水洗混合槽中，利用相當(dāng)于有機(jī)相的約30重量％的溫水來清洗有機(jī)相，分離出水相，從而得到了粗制DPC (含有水I重量％、吡啶2重量％、苯酚8重量％以及DPC89 重量 ％ )。
[0138]接著，將上述粗制DPC以約30千克/小時(shí)的供給速度連續(xù)供給至低沸蒸餾塔的中段。低沸蒸餾塔使用了理論塔板數(shù)為8塊的連續(xù)蒸餾塔，其內(nèi)徑為150mm、高度為4.0m,且在上部具有回流裝置、在中央具有原料供給部，在濃縮部和回收部中填充了蘇爾壽填料(Sulzer packing)(住友重機(jī)械工業(yè)株式會社制造)。在真空度為20torr、導(dǎo)熱油溫度約為220°C、頂部溫度為80~100°C、塔中段溫度為160°C、回流比為I的條件下進(jìn)行蒸餾從而蒸餾除去水、吡啶以及苯酚這些沸點(diǎn)低于DPC的物質(zhì)。從塔底以約26千克/小時(shí)的速度連續(xù)地卸出DPC (含有水10重量ppm以下、吡啶I重量ppm以下以及苯酚50重量ppm)。
[0139]進(jìn)一步，將作為低沸蒸餾塔的塔底液的DPC連續(xù)供給至高沸蒸餾塔。高沸蒸餾塔使用了理論塔板數(shù)為8塊的連續(xù)蒸餾塔，其內(nèi)徑為200mm、高度為4.0m，其在上部具有回流裝置、在中央具有原料供給部，在濃縮部和回收部中填充了蘇爾壽填料(住友重機(jī)械工業(yè)株式會社制造)。在真空度為20torr、導(dǎo)熱油溫度約為240°C、頂部溫度約為180°C、回流比為0.5的條件下進(jìn)行蒸餾，從頂部得到了純化DPC的熔融液。
[0140](BPA的制造例)
[0141]在具有溫度調(diào)節(jié)器的流通式合成反應(yīng)器中，填充了 60L(升)利用4-吡啶乙硫醇中和15%磺酸基后的磺酸型酸性陽離子交換樹脂(三菱化學(xué)株式會社制造，商品名Dia1nSK-104)。在該合成反應(yīng)器中以溫度為80°C、68.2千克/小時(shí)的流量裝入以苯酚:丙酮的摩爾比為10:1的混合比將市售的苯酚和丙酮混合而成的混合液并使之反應(yīng)。丙酮的轉(zhuǎn)化率為80%。對于反應(yīng)混合物，使用蒸餾塔以5.1千克/小時(shí)的流量除去低沸點(diǎn)物(未反應(yīng)的丙酮、水、苯酚的一部分)，然后冷卻至50°C使加成物的結(jié)晶析出。接著，通過過濾使加成物的結(jié)晶和母液分離。加成物的結(jié)晶的流量為16.5千克/小時(shí)、母液的流量為46.5千克/小時(shí)。使所得到的加成物結(jié)晶再次溶解于27.2千克/小時(shí)流量的苯酚中后，冷卻至50°C使結(jié)晶析出，通過過濾使加成物的結(jié)晶和母液分離。流量分別為11.3千克/小時(shí)和32.5千克/小時(shí)。使所得到的結(jié)晶熔融，從而得到了 BPA和苯酚的混合熔融物、即第I混合熔融物。
[0142][BPA 的純化]
[0143] 將在上述的BPA的制造例中得到的第I混合熔融物保持熔融狀態(tài)不變地送入圖1所示的芳香族二羥基化合物純化裝置11中。接著，在180°c、0.3Torr的條件下進(jìn)行蒸餾，從而得到了純化后的BPA的熔融物。
[0144](參考例I)
[0145]使用圖1所示的裝置和配管線路，向原料制備工序和第I縮聚反應(yīng)裝置進(jìn)行送入。
[0146][原料制備工序]
[0147]將在芳香族二羥基化合物純化裝置11中純化得到的BPA的熔融物從出口 P經(jīng)由配管向原料制備裝置輸送，形成溫度為180°C、流速為0.7米/秒的熔融芳香族二羥基化合物流A’。
[0148]另外，將上述的純化DPC的熔融液經(jīng)由配管向原料制備裝置進(jìn)行輸送，形成溫度為100°c、流速為0.8米/秒的熔融碳酸二酯流B。
[0149]接著，使這些流體A’和B匯合，送入至原料制備裝置12。此時(shí)，Vl為0.16m3 (從芳香族二羥基化合物純化裝置11的出口 P到原料制備裝置12中的使上述熔融芳香族二羥基化合物流和上述熔融碳酸二酯流匯合的匯合部Q為止的距離為30m)。另外，DPC/BPA以摩爾比計(jì)設(shè)為1.03。
[0150]使原料制備裝置12的溫度為150°C、使混合流均勻化之后，將所得到的第2混合熔融物C送至第I立式攪拌反應(yīng)器，進(jìn)行縮聚。此時(shí)，使用V2為0.92m3的裝置。
[0151]熔融縮聚是利用具有3臺立式攪拌反應(yīng)器和I臺臥式攪拌反應(yīng)器的連續(xù)制造裝置按照以下條件來制造芳香族聚碳酸酯。
[0152](第I立式攪拌反應(yīng)器):220°C、13.3kPa、平均停留時(shí)間為60分鐘
[0153](第2立式攪拌反應(yīng)器):260°C、4kPa、平均停留時(shí)間為60分鐘
[0154](第3立式攪拌反應(yīng)器):270°C、200Pa、平均停留時(shí)間為30分鐘
[0155](第I臥式攪拌反應(yīng)器):280°C、70Pa、平均停留時(shí)間為90分鐘
[0156]將上述第2混合熔融物C連續(xù)供給至第I立式攪拌反應(yīng)器內(nèi)。此時(shí)在即將到達(dá)第I立式攪拌反應(yīng)器之前以相對于I摩爾BPA為0.5X 1-6摩爾的比例從催化劑導(dǎo)入管連續(xù)供給作為催化劑的碳酸銫水溶液。另外，第I立式攪拌反應(yīng)器按照平均停留時(shí)間為60分鐘的方式控制在槽底部的聚合物排出管線上設(shè)置的閥的開度，使液面水平保持恒定。
[0157]從第I立式攪拌反應(yīng)器的槽底排出的聚合反應(yīng)液緊接著依次連續(xù)供給至第2立式攪拌反應(yīng)器、第3立式攪拌反應(yīng)器以及第I臥式攪拌反應(yīng)器。按照使得各反應(yīng)器的平均停留時(shí)間在聚合反應(yīng)期間為如上所述時(shí)間的方式控制液面水平，并且進(jìn)行蒸餾除去與聚合反應(yīng)同時(shí)副產(chǎn)的苯酚。
[0158](參考例2)
[0159]改變配管的長度，使Vl為0.55m3 (從芳香族二羥基化合物純化裝置11的出口 P到原料制備裝置12中的使上述熔融芳香族二羥基化合物流和上述熔融碳酸二酯流匯合的匯合部Q為止的距離為100m)，除此以外，與參考例I同樣地實(shí)施。
[0160](實(shí)施例1)
[0161]按照使得熱歷程與參考例I相同的方式，使用200mL的帶攪拌機(jī)的反應(yīng)器進(jìn)行了聚合反應(yīng)。具體如下所述。
[0162]將從芳香族二羥基化合物純化裝置的出口 P送出的BPA116g添加在200mL帶攪拌機(jī)的反應(yīng)器中，在內(nèi)溫180°C下、攪拌下保持5分鐘。向其中添加熔融后的DPCl 14.5g(摩爾比為DPC/BPA = 1.045)形成第2熔融混合物，在內(nèi)溫150°C下、攪拌下保持13分鐘。其后，用時(shí)40分鐘將反應(yīng)器內(nèi)的壓力以絕對壓力計(jì)從101.3kPa(760Torr)減壓至
13.3kPa(10Torr)。
[0163]接著，將反應(yīng)器內(nèi)的壓力保持于13.3kPa，進(jìn)一步蒸餾除去苯酚，同時(shí)進(jìn)行80分鐘酯交換反應(yīng)。接著利用熱介質(zhì)夾套使內(nèi)溫升溫(250°C )，用時(shí)40分鐘使反應(yīng)器內(nèi)以絕對壓力計(jì)從101.3kPa減壓至13.3kPa。其后，繼續(xù)升溫，進(jìn)一步用時(shí)40分鐘使內(nèi)壓以絕對壓力計(jì)從13.3kPa減壓至399Pa(3Torr),將蒸懼出的苯酹排出至體系外。進(jìn)一步，繼續(xù)升溫，第2反應(yīng)器內(nèi)的絕對壓力到達(dá)70Pa(約0.5Torr)之后，保持70Pa，進(jìn)行縮聚反應(yīng)。反應(yīng)器內(nèi)的最終內(nèi)部溫度為280°C。攪拌機(jī)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的規(guī)定攪拌動力時(shí)，終止縮聚反應(yīng)。
[0164]此時(shí)所得到的芳香族聚碳酸酯的Mv為21，200，末端羥基濃度為650ppm，色調(diào)的?值為4.2。
[0165](比較例I)
[0166]按照使得熱歷程與參考例2相同的方式，使用200mL帶攪拌機(jī)的反應(yīng)器進(jìn)行了聚合反應(yīng)。具體如下所述。
[0167]將從芳香族二羥基化合物純化裝置的出口 P送出的BPA在內(nèi)溫180°C下保持16分鐘，除此以外與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行實(shí)施。
[0168]此時(shí)所得到的芳香族聚碳酸酯的Mv為21，400、末端羥基濃度為705ppm、色調(diào)的?值為6.2。
[0169][BPA的熱穩(wěn)定性]
[0170](參考例3)
[0171]將BPAlOOg放入玻璃制容器中進(jìn)行加熱，對180°C、200°C以及220°C時(shí)的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了測定。其結(jié)果示于圖2中。
[0172]熱穩(wěn)定性的測定方法通過利用液相色譜來測定異丙烯基苯酚(IPP)的增加量而進(jìn)行。
[0173]如下述的反應(yīng)式(I)所示，IPP是BPA的分解物，是導(dǎo)致泛黃的化合物。
[0174]其結(jié)果可知，溫度越高則IPP的生成量越大。
[0175][化I]
[0176]

【權(quán)利要求】
1.一種芳香族聚碳酸酯的制造方法，其是經(jīng)過以碳酸二酯和芳香族二羥基化合物為原料進(jìn)行縮聚反應(yīng)的縮聚工序來制造芳香族聚碳酸酯的方法，其特征在于，通過使作為所述碳酸二酯的熔融物流體的熔融碳酸二酯流和作為所述芳香族二羥基化合物的熔融物流體的熔融芳香族二羥基化合物流匯合并在配管內(nèi)混合，由此制備聚碳酸酯樹脂熔融原料，接著使所述聚碳酸酯樹脂熔融原料在縮聚反應(yīng)裝置內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行縮聚反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，所述縮聚工序是在酯交換催化劑的存在下使碳酸二酯和芳香族二羥基化合物進(jìn)行縮聚反應(yīng)的工序。
3.如權(quán)利要求2所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，所述酯交換催化劑為選自由不包括氫的長式元素周期表第I族元素的化合物、長式元素周期表第2族元素的化合物、堿性硼化合物、堿性磷化合物、堿性銨化合物以及胺系化合物組成的組中的至少一種的堿性化合物。
4.如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，碳酸二酯選自由取代或者未取代的碳酸二苯酯和碳酸二烷基酯組成的組中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，芳香族二羥基化合物為2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷。
6.如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，所述芳香族二羥基化合物為熔融物的時(shí)間是20分鐘以內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，所述芳香族二羥基化合物的熔融物中的芳香族單羥基化合物的含量為I重量％以下。
8.如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，所述熔融芳香族二羥基化合物流的溫度為180°C以下。
9.如權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，所述芳香族二羥基化合物至少包含從含有芳香族單羥基化合物的芳香族二羥基化合物中除去芳香族單羥基化合物后的芳香族二羥基化合物。
10.如權(quán)利要求9所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，所述除去芳香族單羥基化合物的方法為蒸餾。
11.如權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，利用靜態(tài)混合器進(jìn)行所述芳香族聚碳酸酯樹脂熔融原料的制備。
12.—種芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其是在權(quán)利要求1~11中任一項(xiàng)所述的制造方法中所使用的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其特征在于， 該制造設(shè)備具備: 原料制備裝置，其通過使作為所述碳酸二酯的熔融物流體的熔融碳酸二酯流和作為所述芳香族二羥基化合物的熔融物流體的熔融芳香族二羥基化合物流匯合，由此在配管內(nèi)制備聚碳酸酯樹脂熔融原料；和 縮聚反應(yīng)裝置，使用在所述原料制備裝置內(nèi)制備出的聚碳酸酯樹脂熔融原料連續(xù)地進(jìn)行縮聚反應(yīng)。
13.如權(quán)利要求12所述的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其特征在于，該制造設(shè)備進(jìn)一步具備芳香族二羥基化合物純化裝置，該純化裝置將芳香族單羥基化合物從含有芳香族單羥基化合物的芳香族二羥基化合物中除去，接著以熔融芳香族二羥基化合物的形式送出至所述原料制備裝置，由此形成所述熔融芳香族二羥基化合物流。
14.如權(quán)利要求12或13所述的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其特征在于，從所述原料制備裝置中的所述熔融芳香族二羥基化合物流和所述熔融碳酸二酯流的匯合到所述縮聚反應(yīng)裝置入口為止的流路的容積為0.5m3以上。
15.如權(quán)利要求12~14中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其特征在于， 將從所述芳香族二羥基化合物純化裝置的出口到使所述熔融芳香族二羥基化合物流和所述熔融碳酸二酯流在所述原料制備裝置中匯合為止的流路的容積設(shè)為VI， 將從所述原料制備裝置中的所述熔融芳香族二羥基化合物流和所述熔融碳酸二酯流的匯合到所述縮聚反應(yīng)裝置的入口為止的流路的容積設(shè)為V2， Vl與V2之比V1/V2為0.5以下。
16.如權(quán)利要求12~15中任一項(xiàng)所述的芳香族聚碳酸酯的制造設(shè)備，其特征在于，在所述原料制備裝置內(nèi)具備靜態(tài)混合器。
【文檔編號】C08G64/30GK104169326SQ201380015697
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】西原涼平, 兵頭成俊, 山本正規(guī), 熊澤勝久, 柴田浩喜 申請人:三菱化學(xué)株式會社