尺寸稳定聚碳酸酯制品制造技术

本发明专利技术涉及用二（羟芳基）环己烷熔融酯交换聚合方法制备的聚碳酸酯制造的制品。这样的聚碳酸酯具有适宜的玻璃化转变温度和突出的尺寸稳定性，因此使它们特别适合于制造具有高温稳定性的制品，特别是光学制品，例如高密度光学数据存储和可记录介质。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及由聚碳酸酯制造的制品及用聚碳酸酯制造制品的方法。聚碳酸酯由于它们优异的物理性能，例如抗冲击性、机械性能和透明度等等而被广泛地应用于各种领域。聚碳酸酯已经在光介质领域有广泛的应用，例如用于数据存储和再现。双酚A(BPA)聚碳酸酯由于其低成本、高透明度和好的机械性能而被选用作光数据存储介质，例如光盘(CD)和数字化视频光盘(DVD)的衬底。然而，在单个盘上存储大量信息需要有新的技术用于多个信息层和更短激光波长的高密度数据存储，例如高密度DVD(HDDVD)、数字化录像机(DVR)、DVD-录像机(DVD-R或DVD+R)和可重写DVD(DVD-RW或DVD+RW)格式。用于这样的光盘介质上形成非干涉防护层的透明塑料层要求更苛刻的材料品质，例如高透明度、耐热性、低吸水率、延展性、和较少的微粒，这是标准BPA均聚聚碳酸酯所不能达到的。影响给定材料的高数据存储密度的一种性能是衬底材料上凹纹(pit)和槽(groove)之间的间隙。由于数据就存储在这些凹纹和槽中，所以盘必须要平整，以防止信息的丢失。众所周知，过高的吸湿性能造成盘或膜的翘曲，这就导致可靠性的降低。这种翘曲，后面称之为尺寸稳定性，将导致要通过激光束存储或读取的数据不准确。由于盘本身是由聚合物材料组成，所以盘的平整度就取决于聚合物材料的低吸水性。同样，由BPA聚碳酸酯制造的膜由于吸收了周围的湿气而发生翘曲。该尺寸稳定性连同其它因素一起是其周围湿气存在的量与对湿气吸收的速率的函数。除了具有最佳的尺寸稳定性之外，用于这样的高格式光盘的理想材料，相对于制造传统光盘(例如CD)的条件来说，同样应当具有最佳的复制和反复使用次数。为了能通过注射模塑等方法来制造盘，聚合物同样应当具有易加工性，也就是说要具有高的流动性。因此，现在需要不断开发新的材料来作为高级数据存储格式盘的适合衬底。用于高密度数据格式盘的适合材料应当满足尺寸稳定性以及复制和反复使用的需要而又不损害任何均聚聚碳酸酯已经具有的其它所需的性能。具有高玻璃化转变温度和高的抗热降解性的聚碳酸酯一直是工业界，特别是汽车、航空和显示设备的工业界所致力寻求的。在汽车工业中，例如，它们可以用来制造头灯玻璃，例如用于头灯和雾灯的玻璃，其尺寸越来越小，且其具有越来越接近产热源的特征。这样的聚碳酸酯在其它汽车照明方面的应用包括例如用来制作车头灯和雾灯聚光圈的制品。这样的聚碳酸酯的又一个应用是用于制造例如可以用作显示器的透明、高度温度稳定性的膜。聚碳酸酯可以通过一种芳族二羟基化合物，例如BPA，与碳酰氯采用所谓的界面方法，或者酯交换方法，有时也称之为熔融方法(其包括芳族二羟基化合物与碳酸二酯-例如碳酸二苯酯-之间的酯交换方法)直接反应来制备。熔融方法得到的聚碳酸酯一般含有很少量的无机杂质和颗粒，并在聚合物加工条件下具有突出的稳定性。日本专利申请特开平7-003002公开了一种由含有未公开结构的多元酚的环萜烯制备聚碳酸酯的方法。日本专利申请特开平8-198791公开了由1，3-和2，8-二(羟芳基)环己烷衍生物聚合得到的聚碳酸酯。然而，这些聚碳酸酯的重均分子量都低于10,000，其所报道的玻璃化转变温度也相对较低，使这些聚碳酸酯不适于用来制造用于汽车、光学介质和显示设备的制品。专利技术概述简单地说，本专利技术的一个具体实施方式是一种含有聚碳酸酯层的光盘，其中，制备该聚碳酸酯是用选自下式的二(羟芳基)环己烷 和 其中每个A1都独立地为二价取代或未取代的基团；和至少一种具有下式的芳族二羟基化合物共聚单体HO-A2-OH， 其中A2选自二价取代或未取代的芳族基团，以及其中所制得的聚碳酸酯的重均分子量至少为约10,000，玻璃化转变温度至少为约100℃，在相对湿度约为100％、温度约为23℃的氮气中暴露约3小时之后相对于其初始长度的伸长百分率小于约0.025％。另一个具体实施例方式是一种含有聚碳酸酯的制品，该聚碳酸酯的制备是用含有至少一种选自下式的二(羟芳基)环己烷的双酚组合物 和 和至少一种具有下式的芳族二羟基化合物共聚单体HO-A2-OH，其中A2选自二价取代或未取代的芳族基团。在又一个具体实施方式中，制造光盘的聚碳酸酯层是采用一种催化剂组合物和一种单体组合物制备的，其中单体组合物包括碳酸二苯酯、双酚组合物和芳族二羟基共聚单体化合物，其中芳族二羟基化合物包括间苯二酚、双酚A、4，4’-(1-亚癸基)-二酚、2，2-二(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷和包括至少一种上述芳族二羟基共聚单体化合物的组合，以及其中双酚组合物包括至少一种选自下式的二(羟芳基)环己烷 和 其中每个A1都独立地为取代或未取代的二价芳族基团；一种含有聚碳酸酯保护层的显示器，其中聚碳酸酯的制备是采用具有下列式的二(羟芳基)环己烷 和 其中每个A1都独立地为二价取代或未取代的基团；以及至少一种具有下式的芳族二羟基化合物共聚单体HO-A2-OH，其中A2选自二价取代或未取代的芳族基团，以及其中所制得的聚碳酸酯的重均分子量至少为约10,000，玻璃化转变温度至少为约100℃，在相对湿度约为100％、温度约为23℃的氮气中暴露约3小时之后相对于其初始长度的伸长百分率小于约0.025％。本专利技术进一步涉及从上述的聚碳酸酯制备这样的制品的方法。本专利技术的具体实施方式具有许多优点，包括能够制备适合于高热和光学数据存储/再现应用领域的制品和膜。专利技术详述在各种具体实施方式中，公开了由聚碳酸酯制造的制品，其中聚碳酸酯是采用二(羟芳基)环己烷和一种选自熔融酯交换聚合、界面聚合、界面二氯甲酸酯转化(interficial conversion bischloroformate)、固相聚合和薄膜熔融聚合的方法制备的。在一个具体实施例方式中，由聚碳酸酯制造的制品，其中聚碳酸酯是用碳酰氯和一种含有下列物质的双酚组合物通过界面聚合制备的至少一种选自由式(I)、(II)的二(羟芳基)环己烷、和含至少一种该二(羟芳基)环己烷的组合的双酚， 和 其中，每一个A1都独立地为二价取代或未取代的芳族基团；以及可任选含有的至少一个具有式(III)的芳族二羟基共聚单体化合物HO-A2-OH，(III)其中A2选自二价取代或未取代的芳族基团。在某些具体实施例方式中，A2具有式(IV)的结构 其中，G1表示一个芳族基团，例如亚苯基、亚联苯基、亚萘基等。E可以为一个亚烃基或亚烷基基团，例如亚甲基、乙撑、乙叉、丙撑、丙叉、异丙叉、丁撑、丁叉、异丁叉、戊撑、戊叉、异戊叉等，以及也可以由两个或多个与不同于亚烃基或亚烷基的部分相连的亚烃基或亚烷基组成，例如芳族的键；叔胺基键；醚键；羰基；含硅键；或含硫键合例如硫醚、亚砜、砜等；或者含磷键，例如氧膦基、膦酰基等。此外，E可以为脂环族基团。适合的E的例子包括亚环戊基、亚环己基、3，3，5-三甲基亚环己基、甲基亚环己基、2-[2.2.1]-二亚环庚基、亚新戊基、亚环十五(烷)基、亚环十二(烷)基、亚金刚烷基、等等；含硫键，例如硫化物、亚砜、砜等；含磷键，例如氧膦基、膦酰基等；醚键；羧酸键；叔胺基键；或者含硅键，例如硅烷、甲硅烷氧基。R1表示氢或者单价烃基，例如烷基、芳基、芳烷基、烷芳基或者环烷基。Y1可以为一种无机原子，例如卤原子(氟、溴、氯、碘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有聚碳酸酯层的光盘，其中聚碳酸酯是采用选自下式的二（羟芳基）环己烷制备的：＊＊＊和＊＊＊其中每个Ａ↑［１］都独立地为一个二价取代或未取代的基团；以及至少一种下式的芳族二羟基化合物共聚单体：ＨＯ－Ａ↑［２］－ＯＨ，其中Ａ↑［２］选自二价取代或未取代的芳族基团，以及其中所制得的聚碳酸酯的重均分子量至少为约１０，０００，玻璃化转变温度至少为约１００℃，在相对湿度约为１００％、温度约为２３℃的氮气中暴露约３小时之后相对于其初始长度的伸长百分率小于约０．０２５％。

【技术特征摘要】
US 2002-7-3 10/064,3481.一种含有聚碳酸酯层的光盘，其中聚碳酸酯是采用选自下式的二(羟芳基)环己烷制备的 和 其中每个A1都独立地为一个二价取代或未取代的基团；以及至少一种下式的芳族二羟基化合物共聚单体HO-A2-OH，其中A2选自二价取代或未取代的芳族基团，以及其中所制得的聚碳酸酯的重均分子量至少为约10,000，玻璃化转变温度至少为约100℃，在相对湿度约为100％、温度约为23℃的氮气中暴露约3小时之后相对于其初始长度的伸长百分率小于约0.025％。2.权利要求1的光盘，其中所述的聚碳酸酯通过选自熔融酯交换聚合、界面聚合、界面二氯甲酸酯转化、固相聚合和薄膜熔融聚合的聚合方法来制备。3.权利要求1的光盘，其中所述的二(羟芳基)环己烷选自具有下式的化合物 和含有至少一种上述的二(羟芳基)环己烷的组合。4.权利要求1的光盘，其中所述的芳族二羟基化合物含有至少一种式(IV)的化合物 其中，G1表示芳族基团；E至少一个为亚烃基、亚烷基或脂环族基团、含硫键合、含磷键合、醚键合、羰基、叔氮基、或含硅键合；R1表示氢或单价烃基；Y1选自氢、单价烃基、链烯基、烯丙基、溴、氯、硝基；“m”表示从0(包括0)至G1上可以取代的位置数目的任何整数；“p”表示一个从0(包括0)至E上可以取代的位置数目的任何整数；“t”表示一个至少为1的整数；“s”表示0或1；以及“u”表示包括0的任何整数。5.权利要求4的光盘，其中所述的芳族二羟基化合物选自4，4’-(3，3，5-三甲基亚环己基)二酚、4，4’-二(3，5-二甲基)二酚、1，1-二(4-羟基-3-甲苯基)环己烷、4，4-二(4-羟苯基)庚烷、2，4’-二羟基二苯基甲烷、二(2-羟苯基)甲烷、二(4-羟苯基)甲烷、二(4-羟基-5-硝基苯基)甲烷、二(4-羟基-2，6-二甲基-3-甲氧基苯基)甲烷、1，1-二(4-羟苯基)乙烷、1，1-二(4-羟基-2-氯苯基)乙烷、2，2-二(4-羟苯基)丙烷、2，2-二(3-苯基-4-羟苯基)丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：维拉拉哈万斯里尼瓦桑，迪巴卡达拉，赖因M费伯，高塔姆查特吉，詹P伦斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]