制备共聚碳酸酯的方法技术

一种制备共聚碳酸酯的方法，所述方法包括在熔融聚合条件下使至少一种第一二羟基芳族化合物和至少一种第二二羟基芳族化合物与至少一种具有结构Ⅰ的碳酸二芳基酯以及至少一种熔融聚合催化剂接触，＊＊＊Ⅰ其中Ｒ↑［１］在每一次出现时独立 地是卤素原子、硝基、氰基、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２０］烷基、Ｃ↓［４］－Ｃ↓［２０］环烷基或Ｃ↓［６］－Ｃ↓［２０］芳基；ｐ和ｑ独立地是整数０－５；所述催化剂包含至少一种金属氢氧化物和至少一种具有结构Ⅱ的季鏻盐，＊＊＊Ⅱ 其中Ｒ↑［２］－Ｒ↑［５］独立地是Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２０］脂族基团、Ｃ↓［４］－Ｃ↓［２０］脂环族基团或Ｃ↓［４］－Ｃ↓［２０］芳族基团，且Ｘ↑［－］是有机或无机阴离子；所述第一二羟基芳族化合物在大气压下具有沸点，且所述沸点低于 约３４０℃。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过至少两种二羟基芳族化合物与一种或多种碳酸二芳基酯的熔融聚合反应来，其中至少一种二羟基芳族化合物具有显著的挥发度，因而难以通过常规方法进入产物共聚碳酸酯中。聚碳酸酯具有优异的抗冲击性和其他力学性质，以及优异的耐热性和透明性。聚碳酸酯广泛地用在从足球头盔到汽车部件再到透明安全窗的应用中。近来，聚碳酸酯还被证明是光学介质应用例如光盘，如光碟(CD)和数字化视频光盘(DVD)的选择材料。常规的聚碳酸酯通常是通过(1)界面聚合制备的，其中双酚A(BPA)直接与光气反应，或者通过(2)熔融聚合制备的，其中BPA与碳酸二酯例如碳酸二苯酯(DPC)发生酯交换。许多应用都需要具有BPA聚碳酸酯内在的基本性质—透明度和韧性，但是还相对于双酚A聚碳酸酯(BPA-PC)在物理性能方面有一定改进的材料，例如具有双折射性能。对于某些应用，需要相对于BPA聚碳酸酯的耐化学性提高，例如在特定的医学和汽车应用中。共聚碳酸酯是通常具有BPA聚碳酸酯的基本性质—透明性和韧性的材料，但是在特定情况下还具有用于特定应用的、相对于BPA聚碳酸酯的改善的性能特征。这种共聚碳酸酯的一个实例除了包含衍生自双酚A的重复单元外，还包含衍生自间苯二酚或氢醌的重复单元。将衍生自间苯二酚的重复单元和衍生自氢醌的重复单元引入BPA聚碳酸酯中赋予了优异的熔体流动性能、成型性能、耐溶剂和耐热性，同时保持了双酚A聚碳酸酯内在的优异的力学性质和透明性。这种共聚碳酸酯可通过界面聚合、熔融聚合或固态聚合制备。本专利技术涉及使用熔融聚合方法制备这些共聚碳酸酯的改进方法和相关的共聚碳酸酯。在常规的熔融缩聚方法中，通过使双酚A与碳酸二苯酯在熔融状态下反应来制备双酚A聚碳酸酯。通常，使用含有季铵盐例如氢氧化四甲铵(TMAH)和碱金属或碱土金属氢氧化物例如氢氧化钠(NaOH)的催化剂来催化聚合反应。在熔融聚合过程中，对反应物和产物施加高温和低压，同时将副产物苯酚从反应混合物中蒸馏出来。尽管包含衍生自相对易挥发(relatively volative)的二羟基芳族化合物(例如间苯二酚和氢醌)的重复单元的共聚碳酸酯可以用相似的方式制备，但是在聚合反应过程中可能会损失大量的挥发性共聚单体。当试图采用熔融聚合法生产包含衍生自一种或多种相对易挥发的二羟基芳族化合物的重复单元的共聚碳酸酯时，挥发性共聚单体的损失带来了巨大的技术挑战，并由其导致严重的经济损失。本专利技术解决了这些和其他问题，并提供了一种，其以比已知方法更高的效率引入挥发性共聚单体。
技术实现思路
本专利技术提供一种，所述方法包括在熔融聚合条件下使至少一种第一二羟基芳族化合物和至少一种第二二羟基芳族化合物与至少一种具有结构I的碳酸二芳基酯以及至少一种熔融聚合催化剂接触， 其中R1在每一次出现时独立地是卤素原子、硝基、氰基、C1-C20烷基、C4-C20环烷基或C6-C20芳基；p和q独立地是整数0-5；所述催化剂包含至少一种金属氢氧化物和至少一种具有结构II的季鏻盐， 其中R2-R5独立地是C1-C20脂族基团、C4-C20脂环族环族基团或C4-C20芳族基团，且X-是有机或无机阴离子；所述第一二羟基芳族化合物在大气压下具有沸点，所述沸点低于约340℃。本专利技术的另一方面涉及通过本专利技术方法制备的共聚碳酸酯。具体实施方案参考下面对本专利技术的优选实施方案和其中包括的实施例的详细描述，可以更容易地理解本专利技术。在下面的说明书和权利要求书中，将要引用许多术语，定义这些术语使其具有以下含义除非文中另外清楚指明，单数形式“一”和“所述(该)”包括复数指代物。“任选的”或“任选地”表示后面描述的事件或情况会或不会发生，且该描述包括所述事件发生的情况和所述事件不发生的情况。如这里所使用，术语“共聚碳酸酯”是指引入衍生自至少两种二羟基芳族化合物的重复单元的聚碳酸酯，其包括共聚酯碳酸酯，例如包含衍生自间苯二酚、双酚A和十二烷二酸的重复单元的聚碳酸酯。“BPA”在这里被定义为双酚A或2，2-二(4-羟苯基)丙烷。如这里所使用，术语“双酚A的共聚碳酸酯”是指包含衍生自BPA和至少一种其他二羟基芳族化合物的重复单元的共聚碳酸酯。如这里所使用，术语“熔融聚碳酸酯”是指通过碳酸二芳基酯与二羟基芳族化合物的酯交换而得到的聚碳酸酯。这里使用的“催化剂体系”是指在熔融聚碳酸酯的制备过程中，催化二羟基芳族化合物与碳酸二芳基酯的酯交换反应的催化剂或多种催化剂。“催化有效量”是指表现出催化性能的催化剂的量。如这里所使用，“弗里斯产物”被定义为产物聚碳酸酯的结构单元，该结构单元在产物聚碳酸酯发生水解时提供羧基取代的二羟基芳族化合物，该化合物所带的羧基与它的一个或两个羟基相邻。例如，通过其中发生弗里斯反应的熔融反应方法制备的双酚A聚碳酸酯在产物聚碳酸酯完全水解时提供2-羧基双酚A。术语“弗里斯产物”和“弗里斯基团”在这里可以互换使用。术语“弗里斯反应”和“弗里斯重排”在这里可以互换使用。如这里所使用，术语“二羟基芳族化合物”表示包含两个羟基的芳族化合物，例如，双酚如双酚A或二羟基苯如间苯二酚。如这里所使用，术语“羟基芳族化合物”是指包含单一反应性羟基的酚，例如苯酚或对甲酚。如这里所使用，术语“脂族基团”是指化合价至少为一的、包含非环状的直链或支化原子排列(array)的基团。所述排列可包含杂原子例如氮、硫和氧，或者可以仅由碳和氢组成。脂族基团的实例包括甲基、亚甲基、乙基、1，2-亚乙基、己基、1，6-亚己基等。如这里所使用，术语“芳族基团”是指化合价至少为一的、包含至少一个芳族基团的基团。芳族基团的实例包括苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、亚苯基和联苯基。该术语包括同时含有芳族和脂肪族组分的基团，例如苄基。如这里所使用，术语“脂环族基团”是指化合价至少为一的、包含环状的但非芳族原子排列的基团。所述排列可包含杂原子例如氮、硫和氧，或者可以仅由碳和氢组成。脂环族基团的实例包括环丙基、环戊基、环己基、四氢呋喃基等。如所提及的，本专利技术提供一种，所述方法包括在熔融聚合条件下使至少一种第一二羟基芳族化合物和至少一种第二二羟基芳族化合物与至少一种具有结构I的碳酸二芳基酯和至少一种熔融聚合催化剂接触，所述催化剂包含至少一种金属氢氧化物和至少一种具有结构II的季鏻盐，所述季鏻盐包含阴离子X-，其中X-是有机或无机阴离子，所述第一二羟基芳族化合物在大气压下具有低于约340℃的沸点。如所指出的，所述表示“第一二羟基芳族化合物”的二羟基芳族化合物，其具有低于约340℃，优选低于约320℃的沸点，且比表示“第二二羟基芳族化合物”的二羟基芳族化合物更易挥发。例如，选择第一二羟基芳族化合物为沸点约为285℃的氢醌，且选择第二二羟基芳族化合物为挥发性比氢醌低很多的双酚A。本专利技术的一个关键特征在于该方法使相对易挥发的二羟基芳族化合物(例如氢醌或间苯二酚)有效地与不易挥发的二羟基芳族化合物(例如双酚A和碳酸二芳基酯例如碳酸二苯酯)共聚，同时使由于二羟基芳族化合物的挥发性以及熔融聚合反应过程中形成二羟基芳族化合物副产物例如苯酚的夹带造成的更易挥发的二羟基芳族化合物的损失降到最低。大量二羟基芳族化合物的沸点可从化学文献中获知，且可以在方便获得的出版物例如Aldrich Handbook of Fine 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：简·P·伦斯，简·H·坎普斯，
申请(专利权)人：沙伯基础创新塑料知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：