聚碳酸酯及其成型物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于提供一種聚碳酸酯及其成型物,其機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異,具有耐熱性,折射率小,阿貝值大,雙折射小,透明性優(yōu)異。本發(fā)明涉及一種聚碳酸酯,其特征在于,其通過(guò)包含分子內(nèi)具有至少一個(gè)連接基團(tuán)-CH2-O-的二羥基化合物的二羥基化合物與碳酸二酯熔融縮聚而得到,該聚碳酸酯的比濃粘度為0.40dl/g以上1.70dl/g以下,甲酸含量小于5重量ppm。
【專利說(shuō)明】聚碳酸酯及其成型物
[0001]本申請(qǐng)是分案申請(qǐng),其原申請(qǐng)的國(guó)際申請(qǐng)?zhí)柺荘CT/JP2008/072455,國(guó)際申請(qǐng)日是2008年12月10日,中國(guó)國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00880119869.0,進(jìn)入中國(guó)的日期為2010年6月9日,發(fā)明名稱為“聚碳酸酯的制造方法”。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種聚碳酸酯、該聚碳酸酯的制造方法、由該聚碳酸酯或其組合物形成的成型物,所述聚碳酸酯含有能夠由作為生物物質(zhì)資源的淀粉等糖質(zhì)衍生的結(jié)構(gòu)單元,耐熱性、成型性以及機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異,并且具有折射率小、阿貝值大這樣優(yōu)異的光學(xué)特性。
【背景技術(shù)】
[0003]聚碳酸酯一般以雙酚類作為單體成分,發(fā)揮透明性、耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)越性,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)域等中作為所謂工程塑料而廣泛應(yīng)用。但是,在最近快速普及的平板顯示屏等光學(xué)補(bǔ)償膜用途中要求雙折射低、光彈性系數(shù)低等更高層次的光學(xué)特性,而現(xiàn)有的芳香族聚碳酸酯不能滿足該要求。
[0004]并且,現(xiàn)有的聚碳酸酯通常使用由石油資源衍生來(lái)的原料進(jìn)行制造。但是,近年來(lái),擔(dān)心石油資源的枯竭,要求使用由植物等生物物質(zhì)資源獲得的原料來(lái)提供聚碳酸酯。并且,由于擔(dān)心由二氧化碳排放量的增加和蓄積所致的地球變暖會(huì)導(dǎo)致氣候變化等,也謀求使用后經(jīng)廢棄處理能夠碳中和的、源于植物的單體為原料的聚碳酸酯的開發(fā)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中,提出了使用具有雜環(huán)結(jié)構(gòu)的異山梨醇作為源于植物的單體,通過(guò)與碳酸二苯酯的酯交換來(lái)獲得聚碳酸酯的方案(例如,參見(jiàn)專利文獻(xiàn)I)。并且,作為異山梨醇與其他二羥基化合物的共聚聚碳酸酯,提出了共聚了雙酚A的聚碳酸酯(例如,參見(jiàn)專利文獻(xiàn)2),并且進(jìn)行了通過(guò)共聚異山梨醇與脂肪族二醇來(lái)改善由異山梨醇形成的均聚聚碳酸酯的剛性的嘗試(例如,參見(jiàn)專利文獻(xiàn)3)。
[0006]另一方面,作為聚合有脂環(huán)式二羥基化合物1,4-環(huán)己烷二甲醇的聚碳酸酯,提出很多方案(例如,專利文獻(xiàn)4、5),但這些聚碳酸酯的分子量較低,至多不過(guò)4000左右,因此玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大多較低。
[0007]對(duì)于由異山梨醇等具有雜環(huán)式結(jié)構(gòu)的單體構(gòu)成的聚碳酸酯來(lái)說(shuō),由于透明性高、耐熱性優(yōu)異、折射率小、阿貝值小,所以期待在光學(xué)補(bǔ)償膜等用途中得到發(fā)展。但是,具有這樣的結(jié)構(gòu)的聚碳酸酯與現(xiàn)有的由雙酚結(jié)構(gòu)構(gòu)成的芳香族聚碳酸酯相比,其反應(yīng)性差,而且熱穩(wěn)定性差,在現(xiàn)有的制造方法中,為了獲得分子量滿足作為成型材料的要求的聚碳酸酯,不得不放棄色調(diào)、透明性等性能。另外還存在如下問(wèn)題:由于聚合反應(yīng)中的熱劣化而導(dǎo)致甲酸等副產(chǎn)物的產(chǎn)生,其殘留在聚合物中,成型時(shí)揮發(fā)而腐蝕模具、輥等,引起各種問(wèn)題。
[0008]專利文獻(xiàn)1:英國(guó)專利第1079686號(hào)說(shuō)明書
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開昭56-55425號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開第2004/111106號(hào)小冊(cè)子
[0011] 專利文獻(xiàn)4:日本特開平6-145336號(hào)公報(bào)[0012]專利文獻(xiàn)5:日本特公昭63-12896號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]與源于石油原料的現(xiàn)有的芳香族聚碳酸酯相比,專利文獻(xiàn)I~5中記載的聚碳酸酯在耐熱性、透明性、熱穩(wěn)定性、色調(diào)的方面不充分,難以用于光學(xué)材料、成型材料。因此期待一種在維持芳香族聚碳酸酯的高耐熱性和透明性的同時(shí)折射率小、阿貝值小、熱穩(wěn)定性和色調(diào)優(yōu)異的聚碳酸酯的開發(fā),更期待一種不破壞這樣的聚碳酸酯的品質(zhì)的制造方法。
[0014]本發(fā)明的目的在于消除上述現(xiàn)有問(wèn)題,提供一種機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異、具有耐熱性、折射率小、阿貝值大、雙折射小且透明性、色調(diào)、熱穩(wěn)定性、成型穩(wěn)定性優(yōu)異的聚碳酸酯;該聚碳酸酯的制造方法;由該聚碳酸酯或其組合物形成的成型物。
[0015]本發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異、具有耐熱性、折射率小、阿貝值大、雙折射小且透明性、熱穩(wěn)定性、色調(diào)優(yōu)異的聚碳酸酯及其制造方法。即,本發(fā)明的要點(diǎn)在于下述[I]~[20]。
[0016][I] 一種聚碳酸酯的制造方法,其特征在于,在串聯(lián)使用至少兩臺(tái)反應(yīng)器使包含分子內(nèi)具有至少一個(gè)連接基團(tuán)-CH2-O-的二羥基化合物的二羥基化合物與碳酸二酯熔融縮聚以制造聚碳酸酯時(shí),對(duì)于至少一臺(tái)反應(yīng)器中聚合物溫度與加熱介質(zhì)的溫度差,當(dāng)生成的聚碳酸酯的比濃粘度為0.10dl/g以下時(shí)將該溫度差設(shè)定為80°C以下,當(dāng)比濃粘度超過(guò)0.10dl/g小于等于0.40dl/g時(shí)將該溫度差設(shè)定為60°C以下,當(dāng)比濃粘度超過(guò)0.40dl/g時(shí)將該溫度差設(shè)定為40°C以下。
[0017][2]如[I]所述的方法,其中,對(duì)于第I段反應(yīng)器中聚合物溫度與加熱介質(zhì)的溫度差,當(dāng)生成的聚碳酸酯的比濃粘度為0.10dl/g以下時(shí)將其設(shè)定為80°C以下,當(dāng)比濃粘度超過(guò)0.10dl/g小于等于0.40dl/g時(shí)將其設(shè)定為60°C以下,當(dāng)比濃粘度超過(guò)0.40dl/g時(shí)將其設(shè)定為40°C以下。
[0018][3]如[I]或[2]所述的方法,其中,對(duì)于最終段的反應(yīng)器中聚合物溫度與加熱介質(zhì)的溫度差,當(dāng)生成的聚碳酸酯的比濃粘度為0.30dl/g以下時(shí)將其設(shè)定為60°C以下,當(dāng)比濃粘度超過(guò)0.30dl/g小于等于0.40dl/g時(shí)將其設(shè)定為50°C以下,當(dāng)比濃粘度超過(guò)
0.40dl/g時(shí)將其設(shè)定為40°C以下。
[0019][4] 一種聚碳酸酯的制造方法,其是對(duì)包含分子內(nèi)具有至少一個(gè)連接基團(tuán)-CH2-O-的二羥基化合物的二羥基化合物與碳酸二酯利用加熱介質(zhì)加熱的同時(shí)進(jìn)行熔融縮聚以制造聚碳酸酯的方法,
[0020]其特征在于,該方法具有如下工序:
[0021]第I段縮聚工序,熔融條件下將上述二羥基化合物與碳酸二酯的混合物供給至立式反應(yīng)器中,于150°C~270°C的溫度進(jìn)行縮聚反應(yīng),得到比濃粘度為0.03dl/g~0.40dl/g的聚碳酸酯,所述立式反應(yīng)器具有垂直旋轉(zhuǎn)軸和安裝于該垂直旋轉(zhuǎn)軸的攪拌槳;
[0022]第2段縮聚工序,將第I段縮聚工序中得到的聚碳酸酯供給至臥式攪拌反應(yīng)器中,于210°C~270°C的溫度進(jìn)行縮聚反應(yīng),得到比濃粘度為0.20dl/g~1.70dl/g的聚碳酸酯,所述臥式攪拌反應(yīng)器具有水平旋轉(zhuǎn)軸和大致以直角安裝于該水平旋轉(zhuǎn)軸的相互不連續(xù)的攪拌槳,并且,當(dāng)水平旋轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、攪拌槳的旋轉(zhuǎn)直徑為D時(shí),L/D為I~15。
[0023] [5]如[I]~[4]的任一項(xiàng)所述的方法,其中,二羥基化合物還包含選自由脂環(huán)式二羥基化合物、脂肪族二羥基化合物、氧烷撐二醇類、芳香族二羥基化合物和具有環(huán)狀醚結(jié)構(gòu)的二醇類組成的組中的至少一種二羥基化合物。
[0024][6]如[I]~[5]的任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯的方法,其中,分子內(nèi)具有至少一個(gè)連接基團(tuán)-CH2-O-的二羥基化合物包含如下通式(I)表示的二羥基化合物。
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種聚碳酸酯,其特征在于,其通過(guò)包含分子內(nèi)具有至少一個(gè)連接基團(tuán)-CH2-O-的二羥基化合物的二羥基化合物與碳酸二酯熔融縮聚而得到,該聚碳酸酯的比濃粘度為0.40dl/g以上1.70dl/g以下、甲酸含量小于5重量ppm。
2.如權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯,其中,末端苯基濃度為30μeq/g以上。
3.如權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯,其中,苯酚含量為500重量ppm以下。
4.如權(quán)利要求2所述的聚碳酸酯,其中,苯酚含量為500重量ppm以下。
5.如權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯,其中,分子內(nèi)具有至少一個(gè)連接基團(tuán)-CH2-O-的二羥基化合物包含如下通式(I)表示的二羥基化合物,
6.如權(quán)利要求5所述的聚碳酸酯,其中,下述結(jié)構(gòu)式(A)表示的末端雙鍵的含量為10 μ eq/g 以下,
7.一種成型物,其特征在于,其由權(quán)利要求1~6的任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯、或其組合物形成。
【文檔編號(hào)】C08G64/30GK103992469SQ201410244465
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2007年12月13日
【發(fā)明者】藤通昭, 并木慎吾, 山本正規(guī) 申請(qǐng)人:三菱化學(xué)株式會(huì)社