經(jīng)高分子量化的芳香族聚碳酸酯樹脂的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種經(jīng)高分子量化的芳香族聚碳酸酯樹脂的制造方法。詳細(xì)而言，本 發(fā)明涉及一種包括使芳香族聚碳酸酯預(yù)聚物和特定結(jié)構(gòu)的脂肪族二元醇化合物進(jìn)行反應(yīng)， 得到經(jīng)高分子量化的芳香族聚碳酸酯樹脂的高分子量化工序的芳香族聚碳酸酯樹脂的制 造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯由于耐熱性、耐沖擊性、透明性優(yōu)異，因此近年來被廣泛地用于許多領(lǐng) 域。
[0003] 在該聚碳酸酯的制造方法中，以往進(jìn)行了許多研宄。其中，由芳香族二羥基化合 物、例如2, 2-雙（4-羥基苯基）丙烷（以下稱為"雙酚A"）衍生的聚碳酸酯可以通過界面 聚合法或者熔融聚合法這兩個制造方法而進(jìn)行工業(yè)化。
[0004] 根據(jù)該界面聚合法，聚碳酸酯由雙酚A和光氣制造，但必須使用有毒的光氣。另 外，存在如下課題：由于作為副產(chǎn)品生成的氯化氫、氯化鈉和作為溶劑而大量使用的二氯甲 烷等含氯化合物而使裝置發(fā)生腐蝕；對聚合物物性造成影響的氯化鈉等雜質(zhì)、殘留的二氯 甲烷的去除困難等。
[0005] 另一方面，作為由芳香族二羥基化合物和二芳基碳酸酯來制造聚碳酸酯的方法， 一直以來已知有：例如一邊在熔融狀態(tài)下通過酯交換反應(yīng)將雙酚A和二苯基碳酸酯進(jìn)行聚 合，一邊去除作為副產(chǎn)品生成的芳香族單羥基化合物的熔融聚合法。熔融聚合法與界面聚 合法不同，具有不使用溶劑等的優(yōu)點，但具有以下的本質(zhì)性問題：在聚合進(jìn)行的同時，體系 內(nèi)的聚合物粘度急劇上升，難以有效地將作為副產(chǎn)品生成的芳香族單羥基化合物去除到體 系外，反應(yīng)速度顯著降低，難以提高聚合度。
[0006] 為了解決該問題，對從高粘度狀態(tài)的聚合物中取出芳香族單羥基化合物進(jìn)行了各 種研宄。例如在專利文獻(xiàn)1(日本特公昭50-19600號公報）中公開了具有通風(fēng)口部的螺桿 型聚合器，在專利文獻(xiàn)2(日本特開平2-153923號公報）中還公開了使用薄膜蒸發(fā)裝置和 橫式聚合裝置的組合的方法。
[0007] 另外，在專利文獻(xiàn)3 (美國專利第5, 521，275號公報）中公開了在催化劑的存在 下、使用具有聚合物密封部和通風(fēng)口部的擠出機在減壓條件下進(jìn)行芳香族聚碳酸酯的分子 量轉(zhuǎn)換的方法。
[0008] 然而，在這些公報所公開的方法中，不能充分地使聚碳酸酯的分子量增加。若通過 大量使用如上所述的催化劑的方法或者以賦予高剪切這樣的苛刻條件實施高分子量化，則 產(chǎn)生如下問題：樹脂的色相劣化或者發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)等對樹脂造成不良影響。
[0009] 進(jìn)而，已知在熔融聚合法中通過在反應(yīng)體系中添加聚合促進(jìn)劑，可以提高聚碳酸 酯的聚合度。通過短的反應(yīng)滯留時間和低的反應(yīng)溫度來實施分子量的增大，可以提高聚碳 酸酯的產(chǎn)量，進(jìn)而可以容易地進(jìn)行簡單且廉價的反應(yīng)器設(shè)計。
[0010] 在專利文獻(xiàn)4(歐洲專利第0595608號公報）中公開了一種在分子量轉(zhuǎn)換時使幾 種二芳基碳酸酯發(fā)生反應(yīng)的方法，但不能有意地增大分子量。另外，在專利文獻(xiàn)5 (美國專 利第5, 696, 222號）中公開了通過某種聚合促進(jìn)劑、例如以雙（2-甲氧基苯基）碳酸酯、雙 (2-乙氧基苯基）碳酸酯、雙（2-氯苯基）碳酸酯、雙（2-甲氧基苯基）對苯二甲酸酯和雙 (2-甲氧基苯基）己二酸酯為代表的、碳酸和二羧酸的芳基酯化合物的添加而制造聚合度 高的聚碳酸酯的方法。在上述專利文獻(xiàn)5中教示了使用酯化合物作為聚合促進(jìn)劑時，導(dǎo)入 酯鍵，其結(jié)果（代替均聚物）生成聚酯碳酸酯共聚物，因此，水解穩(wěn)定性低。
[0011] 在專利文獻(xiàn)6(日本專利第4112979號公報）中公開了一種為了謀求芳香族聚碳 酸酯的分子量增大而使幾種雙水楊基碳酸酯進(jìn)行反應(yīng)的方法。
[0012] 在專利文獻(xiàn)7 (日本特表2008-514754)中公開了一種將聚碳酸酯低聚物和雙水楊 基碳酸酯等導(dǎo)入擠出機而進(jìn)行高分子量化的方法。
[0013] 另外，在專利文獻(xiàn)8(日本專利第4286914號公報）中公開了通過活性氫化合物 (二羥基化合物）使末端羥基量增大，然后通過水楊酸酯衍生物進(jìn)行末端羥基量增大的芳 香族聚碳酸酯的偶聯(lián)的方法。
[0014]但是，需要使聚碳酸酯的末端羥基增大的上述公報中所公開的方法，需要與活性 氫化合物的反應(yīng)工序和與水楊酸酯衍生物的反應(yīng)工序，因此，工序煩雜，且羥基末端多的聚 碳酸酯的熱穩(wěn)定性低，具有物性降低的危險性。另外，通過活性氫化合物增大羥基量，會誘 發(fā)一部分鏈斷裂反應(yīng)，伴隨分子量分布的擴大。進(jìn)而，為了得到充分的反應(yīng)速度，需要較多 地使用催化劑，認(rèn)為有可能引起成型加工時的物性降低。
[0015] 另外，提出了幾種在反應(yīng)體系中添加二元醇化合物來制造聚碳酸酯的方法。例 如在專利文獻(xiàn)9(日本特公平6-94501號公報）中公開了一種通過導(dǎo)入1，4-環(huán)己烷二醇 制造高分子聚碳酸酯的方法。然而，在此所公開的方法中，由于從縮聚反應(yīng)體系的開始將 1，4-環(huán)己烷二醇與芳香族二羥基化合物一起投入，因此認(rèn)為1，4-環(huán)己烷二醇首先在聚碳 酸酯化反應(yīng)中被消耗（低聚物化），然后芳香族二羥基化合物發(fā)生反應(yīng)而進(jìn)行高分子量化。 因此，存在反應(yīng)時間變得比較長、色相等外觀物性容易降低這樣的缺陷。
[0016] 另外，在專利文獻(xiàn)10 (日本特開2009-102536號公報）中記載了一種使特定的脂 肪族二元醇和醚二元醇進(jìn)行共聚的聚碳酸酯的制造方法。然而，在此所公開的聚碳酸酯以 異山梨醇骨架為主要的結(jié)構(gòu)，因此未表現(xiàn)出對芳香族聚碳酸酯所要求的優(yōu)異的耐沖擊性。
[0017] 另外，雖然提出了將環(huán)狀碳酸酯化合物添加到反應(yīng)體系中的方法（專利文獻(xiàn)11 : 日本專利第3271353號公報）、將羥基的堿性為所使用的二羥基化合物以上的二元醇添加 到反應(yīng)體系中的方法（專利文獻(xiàn)12 :日本專利第3301453號公報）等，但均未得到具有令 人充分滿意的物性的高分子量聚碳酸酯樹脂。
[0018] 如上所述，現(xiàn)有的高分子量芳香族聚碳酸酯的制造方法具有許多課題，對于保持 聚碳酸酯本來的良好品質(zhì)且可以實現(xiàn)充分的高分子量化的經(jīng)改良的制造法的要求仍然存 在。
[0019]本發(fā)明人等首先作為實現(xiàn)高速的聚合速度、得到良好品質(zhì)的芳香族聚碳酸酯的方 法，發(fā)現(xiàn)了將芳香族聚碳酸酯的封閉末端通過脂肪族二元醇化合物連結(jié)進(jìn)行鏈延長的新方 法（專利文獻(xiàn)13 :國際公開第2011/062220號小冊子）。根據(jù)該方法，通過將芳香族聚碳 酸酯的封閉末端利用脂肪族二元醇化合物連結(jié)而進(jìn)行鏈延長，可以在短時間內(nèi)制造Mw為 30, 000~100, 000左右的高聚合度的芳香族聚碳酸酯樹脂。該方法由于通過高速的聚合反 應(yīng)制造聚碳酸酯，因此可以抑制因長時間的熱滯留等而產(chǎn)生的分支?交聯(lián)化反應(yīng)，并且可以 避免色相等的樹脂劣化。
[0020] 另外，本發(fā)明人等首先提出了一種具有期望