聚碳酸酯樹脂的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚碳酸酯樹脂的制造方法，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、通過酯交換反應使它們縮聚，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為0.3ppm以上且小于10ppm，該聚碳酸酯樹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先加熱到50℃以上，在熔融狀態(tài)下保持0.5小時以上且200小時以下，然后與碳酸二酯混合。
【專利說明】聚碳酸酯樹脂的制造方法
【技術領域】
[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、以及機械強度優(yōu)異，并且性能穩(wěn)定的聚碳酸酯樹脂的方法。
【背景技術】
[0002]聚碳酸酯樹脂通常以雙酚類作為單體成分，有效利用其透明性、耐熱性、機械強度等優(yōu)勢，在電氣電子部件、汽車用部件、光學記錄介質(zhì)、透鏡等光學領域等中作為所謂的工程塑料得到了廣泛應用。但是，在最近正急速普及的平板顯示器等的光學補償膜用途中，要求低雙折射、低光彈性系數(shù)等更加高度的光學特性，對于現(xiàn)有的芳香族聚碳酸酯樹脂而言，無法適應該要求。另外，以往的聚碳酸酯樹脂是使用由石油資源衍生的原料來制造的，但近年來，面臨著石油資源枯竭的危險，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脂。另外，由于二氧化碳排放量的增加、蓄積而導致的地球變暖會導致氣候變化等的危險，也要求開發(fā)即使在使用后進行廢棄處理也可保持碳中性的、以來源于植物的單體為原料的聚碳酸酯樹脂。
[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、通過與碳酸二酯進行酯交換、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脂的方法(例如參照專利文獻I-3)。
[0004]但是，這樣的具有特殊結構的二羥基化合物的熱穩(wěn)定性差，如果作為聚碳酸酯樹脂的原料使用，則存在聚合反應性下降、或者因原料制備及聚合時的熱歷史的作用而發(fā)生著色，從而導致所得到的聚碳酸酯樹脂的商品價值下降的問題。特別是在想要以工業(yè)規(guī)模制造聚碳酸酯樹脂的情況下，從導熱、生產(chǎn)效率性、生產(chǎn)穩(wěn)定性的觀點考慮，需要對原料加熱并保持某種程度的時間，因此，原料的熱穩(wěn)定性差成為嚴重的問題。
`[0005]為了解決該問題，公開了對聚碳酸酯樹脂中的雜質(zhì)量加以規(guī)定的方法(例如專利文獻4)、或者在聚碳酸酯樹脂中添加熱穩(wěn)定劑的方法(例如專利文獻5)。
[0006]另一方面，公開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6)。
[0007]此外，還公開了在二羥基化合物中添加作為穩(wěn)定劑的堿性金屬鹽，并對其進行蒸餾純化后使用的方法(專利文獻7)。
[0008]現(xiàn)有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:國際公開第2004/111106號
[0011]專利文獻2:國際公開第2007/013463號
[0012]專利文獻3:國際公開第2008/093860號
[0013]專利文獻4:國際公開第2008/029746號
[0014]專利文獻5:國際公開第2008/133342號
[0015]專利文獻6:日本特表2005-509667號公報[0016]專利文獻7:日本特開2010-150540號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明要解決的問題
[0018]但是，對于專利文獻4及專利文獻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脂的原料進行制備的工序中，存在不能抑制著色、聚合活性下降這樣的問題。
[0019]另外，對于專利文獻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脂的聚合反應控制變得困難、或者穩(wěn)定性改良劑本身導致了聚碳酸酯樹脂著色這樣的問題。
[0020]另外，對于專利文獻7記載的方法而言，由于在蒸餾純化時熱穩(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，因此存在下述問題:制備作為聚合原料的二羥基化合物時在熱歷史的作用下而導致著色等。
[0021]本發(fā)明的目的在于解決上述以往的問題，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、及機械強度優(yōu)異，并且性能穩(wěn)定的聚碳酸酯樹脂的方法。
[0022]解決問題的方法
[0023]本發(fā)明人為了解決上述問題，反復進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)了一種制造聚碳酸酯樹脂的方法，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酯交換反應進行縮聚，其中，通過含有相對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、及機械強度優(yōu)異，且性能穩(wěn)定的聚碳酸酯樹脂。
`[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，通過酯交換反應使它們縮聚，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先加熱到50°C以上，在熔融狀態(tài)下保持0.5小時以上且200小時以下，然后與碳酸二酯混合。
[0029][2]上述[I]所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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于脂肪族二羥基化合物以換算成氮原子的重量濃度計為0.3ppm以上且小于lOppm。
[0032][4]上述[I]或[2]所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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，不進行蒸餾純化而作為聚碳酸酯樹脂的原料化合物使用。
[0033][5]上述[I]~[4]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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，通過酯交換反應使它們縮聚。
[0034][6]上述[I]~[5]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，所述含氮堿性化合物為烷醇胺。
[0035][7]上述[I]~[6]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，所述原料化合物包含受阻酚類抗氧劑。
[0036][8]上述[I]~[7]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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進行。
[0037][9]上述[I]~[8]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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進行。
[0038][10]上述[I]~[9]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，在小于230°C進行由酯交換反應消耗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]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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小于2ppm。
[0040][12]上述[I]~[11]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，使用選自鋰及長周期型周期表第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，相對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]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，所有反應階段中反應液的最高溫度低于250°C。
[0043][15]上述[I]~[14]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，所述脂肪族二羥基化合物具有環(huán)狀醚結構。
[0044][16]上述[I]~[15]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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][化學式I]
[0046]
【權利要求】
1.一種聚碳酸酯樹脂的制造方法，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，通過酯交換反應使它們縮聚，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先加熱到50°C以上，在熔融狀態(tài)下保持0.5小時以上且200小時以下，然后與碳酸二酯混合。
2.根據(jù)權利要求1所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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)權利要求1或2所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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于脂肪族二羥基化合物以換算成氮原子的重量濃度計為0.3ppm以上且小于lOppm。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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，不進行蒸餾純化而作為聚碳酸酯樹脂的原料化合物使用。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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，通過酯交換反應使它們縮聚。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，所述含氮化合物為烷醇胺。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，所述原料化合物包含受阻酚類抗氧劑。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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進行。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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進行。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，在小于230°C進行由酯交換反應消耗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)權利要求1-10中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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小于2ppm。
12.根據(jù)權利要求1-11中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，使用選自鋰及長周期型周期表第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，相對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)權利要求12所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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)權利要求1-13中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，所有反應階段中反應液的最高溫度低于250°C。
15.根據(jù)權利要求1-14中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，其中，所述脂肪族二羥基化合物具有環(huán)狀醚結構。
16.根據(jù)權利要求1-15中任一項所述的聚碳酸酯樹脂的制造方法，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】C08G64/30GK103459465SQ201280016797
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月30日 優(yōu)先權日:2011年3月30日
【發(fā)明者】并木慎悟, 山本正規(guī) 申請人:三菱化學株式會社