聚碳酸酯的生产方法技术

聚碳酸酯的生产能够通过二羟基化合物和碳酸二酯的酯交换反应而进行。该方法能够是单一或多阶段方法，其中相对于用作原料的每摩尔的二羟基化合物，所含的作为杂质的碱金属化合物和碱土金属化合物的总量是１×１０＃＋［－７］摩尔或更少，并且所用催化剂是铵和／或磷∴化合物，在１００～３００℃温度下分解或挥发的化合物，和／或碱金属含磷无机盐和／或碱土金属含磷无机盐。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是一个U.S.非临时性申请，以下面为基础并要求优先权日本申请号HEI10-313705，HEI10-313706，HEI10-313707，和HEI10-313708，它们被引入本文供参考。最近，由于它们的优良的机械性能比如高抗冲性及其他优良的特性例如耐热性和透明性，芳族聚碳酸酯在许多领域已经广泛地被用作工程塑料。工业上生产芳族聚碳酸酯使用所谓的光气方法，由此芳族二羟基化合物比如双酚通过界面缩聚与光气反应。然而，目前用于工业中的光气法存在许多的问题，包括光气的高毒性，需要处理作为副产物出现的大量氯化钠，和与惯用于该反应中的溶剂即二氯甲烷相关的公众健康和环境问题。除使用光气方法之外，众所周知采用下面的方法生产芳族聚碳酸酯使用碱金属盐作为催化剂进行芳族二羟基化合物与碳酸二酯的酯交换反应(熔体方法)。该生产芳族聚碳酸酯的方法最近引起注意，因为它是便宜的。还有，不需要有毒物质比如光气和二氯甲烷，因此从健康和环境的角度这是更有利的。当通过该熔体方法生产聚碳酸酯时，为了获得具有优良机械性能的高分子量聚碳酸酯，未反应的单体比如双酚和碳酸二苯酯必须从非常粘的聚碳酸酯熔体中蒸馏出来。这要求聚碳酸酯产物经受在长时间高真空下的250～330℃的高温。然而，该熔体方法通常在获得就颜色与高分子量之间的平衡方面来说的优异性能上存在问题。这是由于在酯交换反应中碱金属作为催化剂和存在副反应比如脱羧作用和柯尔比-施米特反应。这些副反应产生支化聚碳酸酯(如下式所示)，产生交联的产物和导致所生产聚碳酸酯的着色(“聚碳酸酯树脂”，NikkanKogyo Shinbun，09.30，1969。) (X表示线性或支链烃基)作为解决这些问题的一种方法，日本专利H4-89824公开了利用(1)含氮的碱性化合物，(2)碱金属化合物或碱土金属化合物，和(3)硼酸或硼酸酯化合物作为催化剂。日本专利号H4-46928公开了利用(1)电子给体胺化合物和(2)碱金属化合物或碱土金属化合物作为催化剂。日本专利号H4-175368公开了一种方法，由此在碱性化合物催化剂存在下进行熔体聚合，然后向反应产物中加入酸性化合物和环氧化合物。然而，虽然上述公开方法有助于改善了例如颜色的问题，但是它们并不总是产生令人满意的结果。另外，日本专利号H7-53704公开了一种，减少了副反应并且改进了颜色。该描述了(1)由(a)碱金属化合物或碱土金属化合物和(b)非挥发性酸形成的单一化合物；或(2)由(a)碱金属化合物或碱土金属化合物和(b)非挥发性酸形成的混合物。然后将所述单一化合物或混合物变成在水溶液中呈弱酸性并用作催化剂。然而，通过所公开方法获得的聚合速率不是完全令人满意的。我们(专利技术人)通过勤勉的研究工作成功地完成本专利技术，考虑到了上述各种类型的问题。我们已经专利技术了一种有效生产聚碳酸酯的方法，其中抑制了副反应并改善了颜色。首先，解释用作本专利技术的缩聚用原料。缩聚用原料二羟基化合物和碳酸二酯被用作缩聚用原料。对于可被使用的二羟基化合物的类型没有特别地限制。例如，可以采用由下面通式(I)表示的双酚化合物。 (在式(I)中，Ra和Rb每个代表卤素原子或单价烃基，且可以相同或不同。p和q表示0～4的整数。X表示 Rc和Rd每个表示氢原子或单价烃基，且可形成环结构。Re是二价烃基。)可由上式表示的双酚化合物类型的具体例子包括如下1，1-双(4-羟基苯基)甲烷；1，1-双(4-羟基苯基)乙烷；2，2-双(4-羟基苯基)丙烷(以下简称＂双酚A＂)；2，2-双(4-羟基苯基)丁烷；2-双(4-羟基苯基)辛烷；1，1-双(4-羟基苯基)丙烷；1，1-双(4-羟基苯基)正丁烷；双(4-羟基苯基)甲苯；2，2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷；1，1-双(4-羟基-叔-丁基苯基)丙烷；2，2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷及其他双(羟基芳基)链烷；1，1-双(4-羟基苯基)环戊烷；1，1-双(4-羟基苯基)环己烷及其他双(羟基芳基)环烷烃。在上式所示双酚中的X可表示-O-、-S-、-SO-或-SO2-，例如4，4’-二羟基二苯基醚；4，4’-二羟基-3，3’-二甲基苯基醚及其他双(羟基芳基)醚；4，4’-二羟基二苯基硫化物；4，4’-二羟基-3，3’-二甲基二苯基硫化物及其他双(羟基二芳基)硫化物；4，4’-二羟基二苯基亚砜；4，4’-二羟基-3，3’-二甲基二苯基亚砜及其他双(羟基二芳基)亚砜；4，4’-二羟基二苯基砜；或4，4’-二羟基-3，3’-二甲基二苯基砜及其他双(羟基二芳基)砜。另外，所用双酚可以是由下式(II)表示的化合物。 在该式中，Rf可以代表卤素原子，包含1到10个碳原子的烃基，或被卤素取代的烃基。n代表0～4的整数。如果n是2或更大，由Rf代表的基团可以相同或不同。)更具体地说，由式(II)表示的双酚可以是例如间苯二酚；取代的间苯二酚化合物比如3-甲基间苯二酚、3-乙基间苯二酚、3-丙基间苯二酚、3-丁基间苯二酚、3-叔丁基间苯二酚、3-苯基间苯二酚、3-枯基间苯二酚、2，3，4，6-四氟间苯二酚和2，3，4，6-四溴间苯二酚；儿茶酚；对苯二酚；或取代的对苯二酚化合物比如3-甲基氢醌、3-乙基氢醌、3-丙基氢醌、3-丁基氢醌、3-叔丁基氢醌、3-苯基氢醌、3-枯基氢醌、2，3，5，6-四甲基氢醌、2，3，5，6-四叔丁基氢醌、2，3，5，6-四氟氢醌和2，3，5，6-四溴氢醌。所用双酚也可以是由下式表示的化合物例如2，2，2’2’-四氢-3，3，3’3’-四甲基-1，1’-螺二-6，6’-二醇。 上述化合物中，两种或多种也可通过共聚合作用结合以生产聚碳酸酯，由式表示的双酚是优选的，特别是双酚A。能够被使用的碳酸二酯化合物的例子包括碳酸二苯酯、双(2，4-二氯苯基)碳酸酯、双(2，4，5-三氯苯基)碳酸酯、双(2-苯腈)碳酸酯、双(正硝基苯基)碳酸酯、联甲苯碳酸酯、间羟甲苯基碳酸酯、二萘基碳酸酯、双(联苯)碳酸酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丁酯和碳酸二环己酯，及其两种或多种的结合；碳酸二苯酯是优选的。所用碳酸二酯也可含有一种或两种或多种二羧酸和二羧酸酯的结合物。具体地，对于碳酸二酯，二羧酸或二羧酸酯优选存在的量是50摩尔百分数或更少，且更优选30摩尔百分数或更少。这些二羧酸或二羧酸酯的例子包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、癸二酸、癸二酸、十二烷二酸、癸二酸二苯酯、对苯二甲酸二苯酯、间苯二甲酸二苯酯、癸二酸二苯酯和十二烷二酸二苯酯。含有上述类型的二羧酸和/或二羧酸酯的碳酸二酯与前面提及的芳族二羟基化合物的缩聚也可被用于生产聚酯聚碳酸酯。在聚碳酸酯的生产中，相对于每1摩尔的芳族二羟基化合物，上述类型碳酸二酯的量应该是0.95～1.30摩尔，且优选1.01～1.20摩尔。此外，共聚物聚碳酸酯能够通过下面生产除了上述芳族二羟基化合物和碳酸二酯之外，使用一种或多种每分子具有有三或更多个官能团的多官能化合物，通过共聚合作用生产聚碳酸酯。这些类型的多官能化合物优选是具有酚羟基或羧基的那些，具有三个酚羟基的化合物是优选的。具体例子包括1，1，1-三(4-羟苯基)乙烷；2，2′，2″-三(4-羟苯基)二异丙苯；d-甲基-α，α′，α′-三(4-羟苯基)-1，4-二乙苯；α，α′，α本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产聚碳酸酯的方法，其包括使用包含二羟基化合物和碳酸二酯的原料的酯交换反应，其中相对于每１摩尔的二羟基化合物，所用的二羟基化合物和碳酸盐二酯含有不大于总共为１×１０↑［－７］摩尔的作为杂质的碱金属化合物或碱土金属化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T施莫达，A伊克达，T基穆拉，PJ麦洛斯基，HHM豪特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]