聚酯碳酸酯的制备和用途制造技术

揭示了制备聚酯的酯交换方法。在该方法的第一阶段，在惰性气氛中加热含有至少一种二羟基化合物和至少一种碳酸二芳基酯的第一混合物形成低缩聚物。在第二阶段中，向上述低缩聚物中加入至少一种二羧酸形成第二混合物。在作为催化剂的季＊类化合物的存在下将第二混合物加热至不高于２９０℃的温度，形成聚酯碳酸酯。在该方法的整个过程中形成的羟基芳基化合物通过减压蒸馏除去。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及聚酯碳酸酯(polyester carbonate)，更具体是涉及制备聚酯碳酸酯的熔融酯交换法。
技术介绍
由双官能的脂族羧酸和二羟基化合物通过界面方法制得聚酯碳酸酯已有描述，例如EP-A433 716、US-A4,983,706和US-A5,274,068。然而，如EP-A433 716所揭示的，在界面方法中只能用复杂且昂贵的过程才能加入大量的用于制备聚酯碳酸酯的已知羧酸。US-A3,169,121中说明了用所谓吡啶方法加入芳族或脂族的二羧酸。对于加入芳族二羧酸而言，酯交换方法是为人熟知的，例如揭示于US-A4,459,384。加入脂族二羧酸揭示于JP-A2000 248 057，就象通常的情况那样，在反应开始时共同加入所有单体并共同加热和/或缩合。同样，JP-A3 203 926说明了一种加入脂族二羧酸的酯交换方法。在该方法中，二羧酸与芳族二羟基化合物和碳酸氢盐反应，碱金属或碱土金属化合物用作催化剂。除了加入二羧酸的比例之外，该文献并未给出关于可能发生的副反应或所得聚合物的固有色等更详细的信息。用界面方法制得的聚酯碳酸酯具有良好的固有色，但含有少量的所用二羧酸的酐甚至是游离酸，这些物质都是不希望有的，参见EP-A926 177。然而，原则上该界面方法的目的是将二羧酸尽可能全部地混入聚酯碳酸酯，以使得产物中的酯键尽可能多，而酸或酸酐结构尽可能少，因为后者会损害聚酯碳酸酯的稳定性。与此相反，用酯交换方法合成的聚酯碳酸酯尽管几乎不含酸酐结构，但通常具有很深的固有色，这又使得它被尽可能少地用于大多数应用。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是制备这样一种聚酯碳酸酯，它一方面含有尽可能多的酯键和尽可能少的酸或酸酐结构，而另一方面具有良好的固有色。揭示了制备聚酯的酯交换方法。在该方法的第一阶段，在惰性气氛中加热含有至少一种二羟基化合物和至少一种碳酸二芳基酯的第一混合物形成低缩聚物。在第二阶段中，向上述低缩聚物中加入至少一种二羧酸形成第二混合物。在作为催化剂的季鎓类化合物的存在下将第二混合物加热至不高于290℃的温度，形成聚酯碳酸酯。在该方法的整个过程中形成的羟基芳基化合物(hydroxyaryl)通过减压蒸馏除去。具体实施例方式用本专利技术的酯交换方法能出人意料地实现上述目的。因此，本申请提供一种制备聚酯碳酸酯的方法，该方法通过碳酸二芳基酯与二羟基化合物和二羧酸的酯交换反应来进行，其特征在于在作为催化剂的季鎓化合物的存在下进行缩聚，只有在二羟基化合物低缩聚之后才加入二羧酸，温度不超过290℃。此外，本申请还提供能用本专利技术方法获得的聚酯碳酸酯本身。根据本专利技术的方法，在第一阶段中，将二羟基化合物和碳酸二芳基酯的混合物于惰性气氛中在减压下加热30-300分钟，较好是60-150分钟，最高可达200-290℃，较好是230-290℃，特别好是250-280℃，蒸馏除去形成的羟基芳基化合物组分。然后在第二阶段中加入二羧酸或二羧酸混合物，该反应混合物于不高于290℃的温度加热约60-200分钟，较好是90-180分钟，缩聚形成聚酯碳酸酯。在每个阶段，选择压力以使得能毫无问题地蒸馏除去羟基芳基化合物组分。本专利技术所得的聚酯碳酸酯颜色浅，即其色数＜0.2，并含有特别少量的游离二羧酸或酸酐结构，因此，满足下式Q=x+2x<1.3]]>式中，Q是特征值，x是聚酯碳酸酯中酯化酸的重量％，y是聚酯碳酸酯中游离COOH的重量％， z是聚酯碳酸酯中酸酐结构单元以重量％计的量。用于本专利技术方法的合适二羧酸是下式(I)的化合物HOOC-T-COOH(I)式中，T表示直链或支链的饱和或不饱和的8-40个碳原子的烷基、芳烷基或环烷基。较好的是具有8-40个碳原子的饱和直链烷基二酸，特别好的是具有12-36个碳原子的二酸。在这些类型的物质中，特别合适的是脂肪酸，尤其是氢化二聚脂肪酸。式(I)的二羧酸或者这些脂肪酸混合物的例子是癸二酸、十二烷二酸、硬脂酸、棕榈酸、氢化二聚脂肪酸(例如得自Uniqema的Pripol 1009)。得自Uniqema的Pripol 1009是一种氢化二聚脂肪酸的混合物，由Uniqema提供的详细资料可知其组成大致如下 特别好的是十二烷二酸和Pripol 1009。最好的是Pripol 1009。可以使用一种式(I)所示二羧酸，也可以使用多种式(I)所示二羧酸的组合。所用的二羧酸以及所用的其它原料当然应该尽可能纯净。然而，商购产品的纯度通常有很大变化。特别是脂肪酸或者氢化二聚脂肪酸会含有相当大量的在制备这些脂肪酸时形成的副产物。在本专利技术方法中，二羧酸和二羟基化合物用量之间的摩尔比为X∶1，而0＜X＜10，较好是0.01＜X＜1，特别好是0.02＜X＜0.5，最好是0.08＜X＜0.2。上文或下文的对自由基、参数的一般或较佳定义和/或解释也可以互相任意组合，即在各范围和优选范围之间任意组合。详细情况恰当地适用于最终产物、前体、中间产物、制备方法以及工艺步骤。适用于本专利技术方法的二羟基化合物是式(II)化合物HO-Ar-OH(II)式中，Ar是具有6-30个碳原子的芳族基团，较好是具有6-25个碳原子的芳族基团，可含有一个或多个芳环，可以被取代，可包含脂族或脂环族基团或者烷芳基或者杂原子作为桥连部分。式(II)的二羟基化合物的例子是氢醌、间苯二酚、二羟基联苯、二(羟苯基)烷烃、二(羟苯基)环烷烃、二(羟苯基)硫醚、二(羟苯基)醚、二(羟苯基)酮、二(羟苯基)砜、二(羟苯基)亚砜、α，α′-二(羟苯基)二异丙基苯，以及它们的环上烷基化和环上卤化的化合物。这些化合物和其它合适的二酚说明于例如US-A3,028,365、3,148,172、3,275,601、2,991,273、3,271,367、3,062,781、2,970,131和2,999,846，DE-A1 570703、2 063 050、2 063 052、2 211 0956、FR-B1 561 518和专题论文“H.Schnell，Chemistry and Physics of Polycarbonates，Interscience Publisher，New York1964”。优选的二羟基化合物例如是4，4′-二羟基联苯、2，2-二(4-羟基苯基)丙烷、2，4-二(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷、1，1-二(4-羟基苯基)环己烷、1，1-二(4-羟基苯基)-4-甲基环己烷、α，α′-二(4-羟基苯基)-对二异丙基苯、α，α′-二(4-羟基苯基)-间二异丙基苯、二-(4-羟基苯基)砜、二-(4-羟基苯基)甲烷、1，1-二(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷、二-(2，6-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、二(4-羟基苯基)六氟丙烷、(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、(4-羟基苯基)二苯基甲烷、二羟基二苯基醚、4，4′-双硫酚、二(4-羟基苯基)-1-(1-萘基)乙烷、二(4-羟基苯基)-1-(2-萘基)乙烷、二羟基-3-(4-羟基苯基)-1，1，3-三甲基-1H-茚-5-酚、二羟基-1-(4-羟基苯基)-1，1，3-三甲基-1H-茚-5-酚、2，2′，3，3′-四氢-3，3，3′，3′-四甲基-1，1′-螺二-5，5′二酚。特别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备聚酯的酯交换方法，该方法包括：在第一阶段中，将含有至少一种二羟基化合物和至少一种碳酸二芳基酯的第一混合物于惰性气氛中在２００－２９０℃加热３０－３００分钟形成低缩聚物，在第二阶段中，向所述低缩聚物中加入至少一种二羧酸形成第二混合物，在用作催化剂的季＊化合物的存在下于不高于２９０℃的温度加热所述第二混合物６０－２００分钟形成聚酯碳酸酯，减压蒸馏除去在该方法的整个过程中形成的羟基芳基化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S克拉奇曼，L布泽，W阿莱韦尔特，R维尔姆斯，
申请(专利权)人：拜尔公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]