專利名稱：聚碳酸酯粒料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚碳酸酯粒料及其生產(chǎn)方法。特別是，本發(fā)明涉及關(guān)于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的聚碳酸酯粒料，及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的關(guān)于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的聚碳酸酯粒料可通過切料方法而得到，該方法包括將熔融擠出的聚碳酸酯經(jīng)受冷卻和切割這樣的順序或反向的順序或同時進行，其中進行冷卻所用的冷卻水具有1ms/cm或更小的電導(dǎo)率(在25℃測量)。由本發(fā)明的聚碳酸酯粒料可以得到關(guān)于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的成型的聚碳酸酯產(chǎn)品，甚至在該產(chǎn)品經(jīng)歷濕熱環(huán)境條件時也如此。
聚碳酸酯作為工程塑料已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其具有優(yōu)異的耐熱性、抗沖擊性和透明性。
然而，聚碳酸酯有一問題，即當(dāng)聚碳酸酯應(yīng)用于這樣的領(lǐng)域時(例如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和與食品相關(guān)的領(lǐng)域)，在這些領(lǐng)域中聚碳酸酯經(jīng)受反復(fù)用熱水或蒸汽的殺菌，聚碳酸酯就會有微裂紋出現(xiàn)。隨著聚碳酸酯微裂紋的出現(xiàn)，不僅聚碳酸酯機械性能而且其外觀也降低。此外，還有這樣一個問題即，當(dāng)用于光學(xué)領(lǐng)域，例如光盤的聚碳酸酯經(jīng)受濕熱環(huán)境條件時，聚碳酸酯會有微裂紋出現(xiàn)，致使聚碳酸酯成為光學(xué)次品。因此希望在聚碳酸酯中阻止微裂紋的出現(xiàn)。
已知在聚碳酸酯中的雜質(zhì)提供了微裂紋出現(xiàn)的起因。特別是，推測微裂紋出現(xiàn)的機理如下。當(dāng)曾經(jīng)經(jīng)受了濕熱的聚碳酸酯被放置于室溫下時，聚碳酸酯就會釋放出其暴露于濕熱時吸收在聚碳酸酯中的水分。所釋放的水分不能離開聚碳酸酯而是聚集在聚碳酸酯內(nèi)的雜質(zhì)上。結(jié)果圍繞聚碳酸酯內(nèi)聚集了水分的雜質(zhì)產(chǎn)生應(yīng)力，并由應(yīng)力產(chǎn)生微裂紋。
為了阻止微裂紋的出現(xiàn)，已提出了幾個為了阻止雜質(zhì)(例如灰塵)進入聚碳酸酯的建議。例如，相對于所謂的光氣方法生產(chǎn)的聚碳酸酯，已提出了為生產(chǎn)低灰塵含量聚碳酸酯的方法，其中光氣法聚碳酸酯(其一般含有水和溶劑)被直接喂入排氣擠出機而不經(jīng)歷干燥(在干燥過程中大量的雜質(zhì)可能進入光氣法聚碳酸酯)(見日本專利申請公開說明書1-149827，相應(yīng)于美國專利4845193)。相對于通過熔融方法形成的聚碳酸酯(酯基轉(zhuǎn)移方法)，已提出一種在操作過程中摻入添加劑以降低雜質(zhì)進入聚碳酸酯可能性的方法。在此方法中，將在熔融態(tài)進行酯基轉(zhuǎn)移而生產(chǎn)的熔融方法聚碳酸酯與添加劑混合并經(jīng)受熔融捏合，在與添加劑混合前不經(jīng)受切粒(見日本專利申請公開說明書5-239334，相應(yīng)于美國專利5364926和5502153和歐洲專利申請公開615996A)。
此外，已提出了對聚碳酸酯的改進切粒方法，其中聚碳酸酯被加熱并由擠出機經(jīng)模頭熔融擠出，所擠出的熔融態(tài)聚碳酸酯通過在模頭表面附近提供的轉(zhuǎn)刀被切割，其中熔融的，柔軟聚碳酸酯在固化之前被切割致使抑制由刀而來的金屬雜質(zhì)和聚碳酸酯粉屑的產(chǎn)生(見日本專利申請公開說明書7-9439)。還提出了另一聚碳酸酯切粒方法，其中聚碳酸酯被成型為具有特殊arcked拄形的粒料，該方法是用來抑制切粒料在成型機內(nèi)剪切摩擦阻力的變化并實現(xiàn)成型機螺桿的平滑轉(zhuǎn)動，致使在成型時降低雜質(zhì)的形成(見已審查的日本專利申請公開6-88251)。
然而，這些傳統(tǒng)方法不能令人滿意地抑制微裂紋。
在這種情況下，本發(fā)明者已作出廣泛和深入細(xì)致的研究以得到相對于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的聚碳酸酯粒料。結(jié)果，出乎意外地發(fā)現(xiàn)通過一切粒方法可以得到相對于抑制微裂紋出現(xiàn)而顯著改進的聚碳酸酯粒料，該方法包括將熔融擠出的聚碳酸酯經(jīng)受這樣的順序或相反順序或同時冷卻和切割，其中用在25℃測量時具有1ms/cm或更低電導(dǎo)率的冷卻水進行冷卻?；谶@一發(fā)現(xiàn)，完成了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供相對于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的聚碳酸酯粒料。
本發(fā)明的另一目的是提供生產(chǎn)上述具有良好性能的聚碳酸酯粒料的方法。
按照慣例，尚未對用于聚碳酸酯切粒的冷卻水性能和微裂紋的出現(xiàn)之間的所有關(guān)系作出研究。在上述的日本專利申請公開說明書5-239334中，敘述了在循環(huán)水中優(yōu)選切粒聚碳酸酯的效果(雜質(zhì)從循環(huán)水中被除去)。然而，上述日本專利文件既未敘述循環(huán)水的電導(dǎo)率也未敘述循環(huán)水中雜質(zhì)的量。此外，上述日本專利文件沒有說明在聚碳酸酯切粒中所用冷卻水的電導(dǎo)率和微裂紋出現(xiàn)之間的關(guān)系。在上述日本專利文件的實施例中，使用已用0.2μm過濾器過濾的循環(huán)水作為冷卻水。然而，應(yīng)當(dāng)注意水的電導(dǎo)率不能通過使用常規(guī)的過濾器過濾而降低。
本發(fā)明者第一次發(fā)現(xiàn)，在聚碳酸酯切粒中按常規(guī)未引起注意的，所用冷卻水的電導(dǎo)率，極大地影響聚碳酸酯的質(zhì)量，特別是微裂紋的出現(xiàn)。作為聚碳酸酯切粒中所用冷卻水的電導(dǎo)率如何影響微裂紋出現(xiàn)的機理尚未解釋明白。然而，推測微裂紋是由離子物質(zhì)的局部吸附，以及離子物質(zhì)和聚碳酸酯、添加劑及雜質(zhì)之間的相互作用引起的。
根據(jù)本發(fā)明。提供一種相對于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的聚碳酸酯粒料，其基本上與切粒方法所得到的是相同產(chǎn)品，該切粒方法包括以這樣的或反向的順序或同時將熔融擠出的聚碳酸酯冷卻和切割，其中用在25℃測量時具有1ms/cm或更低電導(dǎo)率的冷卻水進行冷卻。
為了易于理解本發(fā)明，以下列舉本發(fā)明的基本特性和各個實施方案。
1.一種相對于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的聚碳酸酯粒料，其基本上與切粒方法所得到的是相同產(chǎn)品，該切粒方法包括以這樣的或反向的順序或同時將熔融擠出的聚碳酸酯冷卻和切割，其中用在25℃測量時具有1ms/cm或更低電導(dǎo)率的冷卻水進行冷卻。
2.根據(jù)以上條款1的聚碳酸酯粒料，其中冷卻水所具有雜質(zhì)含量在25℃測量時，用0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示，為105/ml或更少。
3.在生產(chǎn)聚碳酸酯粒料的方法中包括以這樣的或反向的順序或同時將熔融擠出的聚碳酸酯冷卻和切割，改進之處在于其中用在25℃測量時具有1ms/cm或更低電導(dǎo)率的冷卻水進行冷卻.。
4.根據(jù)以上條款3的方法，其中冷卻水所具有雜質(zhì)含量在25℃測量時，用0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示，為105/ml或更少。
5.根據(jù)以上條款3的方法，其中冷卻水在25℃測量時具有1ms/cm或更低的電導(dǎo)率而且具有雜質(zhì)含量在25℃測量時，用0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示，為104/ml或更少。
6.根據(jù)以上條款3-5任一項的方法，其中冷卻水的溫度范圍從40℃至低于100℃。
7.根據(jù)以上條款3-6任一項的方法，其中用冷卻水冷卻聚碳酸酯之后除去遺留在聚碳酸酯表面的冷卻水。
8.根據(jù)以上條款3-7任一項的方法，其中聚碳酸酯是通過芳族二羥基化合物與碳酸二酯之間的酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)而生產(chǎn)的。
現(xiàn)在將詳細(xì)敘述本發(fā)明。
在本發(fā)明中所用的聚碳酸酯包括重復(fù)單元，每個單元用以下的分子式獨立表示
其中Ar表示有5-200個碳原子的二價芳基。
二價芳基Ar的例子包括苯基、萘基、亞聯(lián)苯基和亞吡啶基，它們是未取代的或是用至少一個如以下所述的取代基取代的，并包括由以下分子式表示的基-Ar1-Y-Ar2-其中每個Ar1和Ar2各自獨立地表示一個芳族基，例如苯基、萘基、亞聯(lián)苯基或亞吡啶基，它是未取代的或是用至少一個如以下所述的取代基取代的，Y表示一個未取代的或由以下的分子式表示的取代的亞烷基
其中每個R1、R2、R3和R4獨立地表示氫原子，有1-6個碳原子的烷基，有5-10個碳原子的環(huán)烷基，有6-30個碳原子的芳族基或有7-31個碳原子的芳烷基；k表示3-11的整數(shù)；其中每個R1、R2、R3和R4可以用鹵原子和/或有1-6個碳原子的烷氧基取代；而且其中至少一個有整數(shù)k的基的氫原子可以獨立地被有1-6個碳原子的烷基，有6-30個碳原子的芳基或鹵原子取代。在本發(fā)明中所用的聚碳酸酯可以含有，作為共聚單體單元的，由以下分子式表示的二價芳族基-Ar1-Z-Ar2-其中Ar1和Ar2如以上定義；而Z表示單鍵，或二價基，例如-O-、-CO-、-S-、-SO2、-COO-、或-CON(R1)-，其中R1如以上定義。
可用于本發(fā)明的二價芳族基的具體例包括分別由以下分子式表示的基
其中每個R5和R6獨立地表示鹵原子、有1-10個碳原子的烷基、有1-10個碳原子的烷氧基、有5-10個成環(huán)碳原子的環(huán)烷基，或有6-30個碳原子的芳基；每個m和n獨立地表示1-4的整數(shù)，但需當(dāng)m是2-4的整數(shù)時，R5的m相同或不同，而當(dāng)n是2-4的整數(shù)時，R6的n相同或不同。
二價芳族基的優(yōu)選例子是由以下分子式表示的基
特別優(yōu)選的是聚碳酸酯含有85摩爾％或更多(基于聚碳酸酯中所有的單體單元)的每個都有由以上分子式表示的Ar的重復(fù)單元。
在本發(fā)明中所用的聚碳酸酯可以含有，作為共聚單體的，三價或多價的有6-300個碳原子的芳族基。
對于聚碳酸酯端基的分子結(jié)構(gòu)，沒有特別的限制。聚碳酸酯的端基可以至少是選自由羥基、芳基碳酸酯基和烷基碳酸酯基組成的組中的一員。端芳基碳酸酯基由以下的分子式表示
其中Ar3表示有6-30個碳原子的單價芳基，其中Ar3的芳環(huán)可以是未取代的或取代的。
端芳基碳酸酯基的具體例包括分別由以下分子式表示的基
端烷基碳酸酯基由以下分子式表示
其中R7表示有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基。端烷基碳酸酯基的特例包括分別由以下分子式表示的基
在這些端基之中以下的端基是苯基碳酸酯基，對叔丁苯基碳酸酯基和對枯基苯基碳酸酯基。關(guān)于端羥基與其它端基的摩爾比，沒有特別的限制。然而摩爾比一般選擇在1∶1000-1000∶1的范圍，這取決于用途。
關(guān)于在本發(fā)明中所用聚碳酸酯的分子量，沒有特別的限制。然而聚碳酸酯的分子量一般在5000-300000的范圍，優(yōu)選從10000-80000。
在本發(fā)明中所用的聚碳酸酯可以用常規(guī)方法來生產(chǎn)。特別是，該聚碳酸酯可以用例如界面聚合方法(例如光氣法)，其中芳族二羥基化合物和碳酸鹽前體(例如光氣)在氫氧化鈉水溶液和作為溶劑的二氯甲烷存在下相互反應(yīng)，酯基轉(zhuǎn)移方法(熔融方法)，其中芳族二羥基化合物與碳酸二酯(例如碳酸二苯基酯)相互反應(yīng)，和固態(tài)聚合方法，其中通過光氣法或熔融法得到的碳酸酯預(yù)聚物被結(jié)晶并經(jīng)歷固態(tài)聚合(見，例如日本專利申請公開說明書1-158033、1-271426和3-68627)來生產(chǎn)。在常規(guī)的方法中，在任何酯基轉(zhuǎn)移方法中(例如熔融方法、固態(tài)聚合方法，其中使用由熔融方法得到的碳酸酯預(yù)聚物)，都不使用溶劑和氯化合物。另外，在熔融方法中，在酯基轉(zhuǎn)移作用時得到熔融態(tài)聚碳酸酯，致使雜質(zhì)進入的可能性被降低。因此，優(yōu)選酯基轉(zhuǎn)移方法(例如熔融方法、固態(tài)聚合方法，其中使用由熔融方法得到的碳酸酯預(yù)聚物)，因為可以容易地降低氯氣、離子雜質(zhì)、雜質(zhì)微粒(例如灰塵)等等的量。特別優(yōu)選熔融方法。它容易純化單體，例如芳族二羥基化合物和碳酸二酯。因此，對于熔融方法，優(yōu)選通過，例如蒸餾或過濾，純化芳族二羥基化合物和碳酸二酯。通過使用純化的芳族二羥基化合物和碳酸二酯進行熔融方法，可以得到基本上沒有氯原子且離子雜質(zhì)的量和雜質(zhì)顆粒都很小的聚碳酸酯。對于熔融方法，也優(yōu)選采用通常的手段以阻止雜質(zhì)的進入。這些通常的手段的例子包括使用干凈的空間和使用封閉的系統(tǒng)來實施該生產(chǎn)方法。優(yōu)選就具有0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒的數(shù)量來表示，聚碳酸酯含有的雜質(zhì)含量為105/g或更少，更優(yōu)選為5×104/g或更少，還要更優(yōu)選為1×104/g或更少。
在本發(fā)明中，術(shù)語“熔融擠出”意指熔融狀態(tài)的聚碳酸酯通過模頭或注嘴被擠出的操作。對于模頭和注嘴的構(gòu)形沒有特別的限制。該擠出可通過常規(guī)方法來進行，例如使用螺桿型擠出機或拄塞型擠出機的方法，或使用齒輪泵的方法。
在本發(fā)明中，當(dāng)用熔融方法生產(chǎn)聚碳酸酯時，所得到的這樣的，或與添加劑(例如以下所提及的)一起的熔融聚碳酸酯可以使用擠出機、齒輪泵或類似物直接擠出，而不需要在擠出前被熔融。因此，熔融方法優(yōu)選于光氣方法和固態(tài)聚合方法，在后兩種方法中，得到固體狀態(tài)的聚碳酸酯并且該聚碳酸酯必須在擠出機內(nèi)被熔融。同樣，使用由熔融方法生產(chǎn)的熔融聚碳酸酯對于通過成型已形成聚碳酸酯粒料的再切粒是優(yōu)選的。在本發(fā)明中，聚碳酸酯可以含有添加劑，只要不損害本發(fā)明的效果就行。添加劑的例子包括熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、天候老化穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、脫模劑、潤滑劑、抗靜電劑、增塑劑、聚碳酸酯以外的其它樹脂、聚合物例如橡膠、顏料、染料、填料、增強劑，和阻燃劑。這些添加劑可以以現(xiàn)有技術(shù)通常使用的量使用。
本發(fā)明提供一種關(guān)于抑制出現(xiàn)微裂紋改進的聚碳酸酯粒料，它基本上與由切粒方法所得到的是相同的產(chǎn)品，該方法包括將熔融擠出的聚碳酸酯經(jīng)受冷卻和切割這樣的順序或反向的順序或同時進行，其中進行冷卻所用的冷卻水具有1ms/cm或更小的電導(dǎo)率(在25℃測量)。本發(fā)明中的切粒方法(包括冷卻和切割熔融擠出的聚碳酸酯)并無特別的限制只要使用具有上述特殊的、低電導(dǎo)率數(shù)值的冷卻水進行冷卻就行。例如通過模頭熔融擠出聚碳酸酯之后，可通過常規(guī)的切割方法，例如線料切割方法、熱切割方法、使用少量冷卻水的熱切割方法(例如“在濕空氣蒸汽中的熱切割”方法)和水下切割方法進行切粒。在線料切割方法中，熔融樹脂通過線料形式的模頭被擠出，用水冷卻后或在其被水冷卻時將線料切割。在熱切割方法中，穿過模頭擠出的熔融樹脂通過在模頭表面附近所提供的刀被切割，把所得的熔融樹脂粒料用水冷卻。在“在濕空氣蒸汽中的熱切割”方法中，穿過模頭擠出的熔融樹脂通過在模頭表面附近所提供的刀被切割，同時通過向其噴射水霧而冷卻熔融擠出的樹脂。在水下切割方法中，穿過配置在水下的模頭擠出的熔融樹脂在水下通過在模頭表面附近所提供的刀被切割。
對于本發(fā)明的粒料的直徑和直徑分布沒有特別的限制。
在本發(fā)明中，用冷卻水冷卻熔融聚碳酸酯的方法不受特別的限制只要熔融聚碳酸酯與冷卻水相互接觸以便固化熔融聚碳酸酯就行。用冷卻水冷卻熔融聚碳酸酯的方法的例子包括將熔融樹脂通過配置在水中的模頭直接擠入水中的冷卻方法，和將熔融樹脂通過配置在空氣或惰性氣體中的模頭先擠出到空氣或惰性氣體中，然后將已擠出的熔融樹脂置入水中或向其上澆水或噴水進行冷卻。對于用冷卻水冷卻熔融聚碳酸酯的方法，可參考上述日本專利申請公開說明書5-239334，其對應(yīng)于美國專利5364926和5502153和歐洲專利申請公開615996A。
本發(fā)明所用的冷卻水需要具有1ms/cm或更小的電導(dǎo)率(在25℃測量)。普通自來水和工業(yè)水具有10ms/cm或更高的電導(dǎo)率(在25℃測量)。具有如此高電導(dǎo)率的水不能用于本發(fā)明。當(dāng)冷卻水的電導(dǎo)率高于1ms/cm(在25℃測量)時，從該聚碳酸酯粒料得到的成型制品很可能遭受強有力的微裂紋。優(yōu)選的是冷卻水具有102μs/cm或更低，更優(yōu)選10μs/cm或更低的電導(dǎo)率(在25℃測量)。在本發(fā)明中，優(yōu)選冷卻水不僅有低的電導(dǎo)率，而且有低的雜質(zhì)含量。特別是，以具有0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒的數(shù)目來表示，優(yōu)選冷卻水具有105/ml或更少的雜質(zhì)含量，更優(yōu)選104/ml或更少的雜質(zhì)含量，還更優(yōu)選103/ml或更少的雜質(zhì)含量(在25℃測量)。當(dāng)冷卻水的雜質(zhì)含量高于105/ml時，由該聚碳酸酯粒料得到的成型制品趨于遭受微裂紋。特別優(yōu)選的是冷卻水具有102μs/cm或更少的電導(dǎo)率(在25℃測量)以及，以具有0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒的數(shù)目來表示，104/ml或更少的雜質(zhì)含量(在25℃測量)。
對于得到本發(fā)明所用的用作冷卻水的水的方法，沒有特別的限制，并且可以使用各種方法。降低水的電導(dǎo)率的方法的例子包括蒸餾和離子交換處理。降低水的雜質(zhì)含量的方法的例子包括蒸餾、過濾，和使用精密過濾元件和超濾元件的精密過濾。這些方法可以結(jié)合使用。如果需要的話，可以重復(fù)進行使用這些方法任一項的操作。通過使用上述方法可以除去離子，例如氯離子、硝酸離子、硅酸離子、碳酸離子、堿金屬離子和鐵離子，和雜質(zhì)，例如有機物，灰塵和沙子。對于離子，優(yōu)選降低水中堿金屬離子的量。特別優(yōu)選的是水中鈉離子和鐵離子每一相應(yīng)量被降低到1ppm重量。
在本發(fā)明中，術(shù)語“雜質(zhì)”意指能夠散射激光束的微小物質(zhì)。這種微小物質(zhì)的例子包括沙粒、礦物質(zhì)顆粒、金屬顆粒、有機物顆粒，和灰塵。
在本發(fā)明中，可以通過電導(dǎo)率測量儀測量電導(dǎo)率。以具有0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒的數(shù)目來表示雜質(zhì)含量可以通過特殊的裝置測量。
聚碳酸酯被冷卻水冷卻且然后遺留在聚碳酸酯表面的冷卻水被蒸發(fā)之后，冷卻水中的離子物質(zhì)和雜質(zhì)就遺留在聚碳酸酯的表面。因此，優(yōu)選除去遺留在聚碳酸酯表面的冷卻水。這種去除可以通過將帶有遺留其上的冷卻水的聚碳酸酯經(jīng)受，例如干凈空氣的吹拂或離心作用，由此造成遺留冷卻水從聚碳酸酯表面散開，而進行。
優(yōu)選的是，冷卻水具有40℃-低于100℃范圍的溫度。當(dāng)冷卻水的溫度低于40℃時，可能造成聚碳酸酯在冷卻時在其內(nèi)部產(chǎn)生的真空泡孔，特別是當(dāng)用線材切割方法進行切粒時，致使所得的粒料具有朝向其表面張開的氣孔。當(dāng)粒料具有這種氣孔時，保留在聚碳酸酯表面的冷卻水的量被提高，且在成型時氣孔內(nèi)的空氣被封閉在聚碳酸酯內(nèi)。結(jié)果，成型制品具有很差的耐水性，而且微裂紋的出現(xiàn)被提高了。另一方而，當(dāng)冷卻水的溫度是100℃或更高時，冷卻水的操作很難。優(yōu)選的是聚碳酸酯具有小的雜質(zhì)含量。特別是，以具有0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒的數(shù)目來表示，優(yōu)選聚碳酸酯具有105/g或更少，更優(yōu)選5×104/g或更少，還更優(yōu)選1×104/g或更少的雜質(zhì)含量。
對于從本發(fā)明的粒料得到成型制品的成型方法，沒有特別的限制，可以使用任何已知的成型方法，例如注射成型。
關(guān)于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的本發(fā)明的聚碳酸酯粒料，甚至當(dāng)該粒料經(jīng)歷濕熱環(huán)境條件時也如此。因此，本發(fā)明的聚碳酸酯粒料可以有利地用于成型聚碳酸酯產(chǎn)品的生產(chǎn)，該產(chǎn)品適用于例如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和與食品相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)域，在該領(lǐng)域中成型的聚碳酸酯制品反復(fù)經(jīng)受用熱水或蒸汽的殺菌，和光學(xué)領(lǐng)域(例如光盤)，在該領(lǐng)域中，由于成型聚碳酸酯制品中出現(xiàn)的微裂紋所造成的光學(xué)缺陷是嚴(yán)重的問題。
以下，將參考以下的實施例和對比例更詳細(xì)地敘述本發(fā)明，但是它們不應(yīng)構(gòu)成為本發(fā)明范圍的限定。
在以下的實施例和對比例中，按如下測量性能。
(1)電導(dǎo)率通過使用電導(dǎo)率計(由DKK Corporation，Japan制造和銷售)在25℃測量電導(dǎo)率。
(2)在25℃測量時，用具有0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的雜質(zhì)含量在25℃使用由Pacific Scientific Company.，U.S.A.制造和銷售的顆粒測量裝置HIAC/ROYCO(注冊商標(biāo))測量雜質(zhì)含量。
根據(jù)將聚碳酸酯溶解于二氯甲烷(溶劑)所得到的0.4％重量濃度(基于二氯甲烷的重量)的溶液進行聚碳酸酯雜質(zhì)含量(具有0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù))的測量。
(3)抗微裂紋性將試驗的粒料在干凈的房子內(nèi)經(jīng)歷注射成型得到每件具有20×200×3mm尺寸的樣品。把7件樣品浸入95℃的熱水70小時。到時間后從熱水中取出樣品，然后將其放在已調(diào)節(jié)到25℃和50RH％的房子內(nèi)24小時。隨后，把每一樣品夾入被定位的2個極板之間致使這些極板的各個極化方向都相互平行。通過極板肉眼觀察每一樣品，并計數(shù)樣品中存在的微裂紋數(shù)。這樣，得到在7個樣品中存在的微裂紋總數(shù)。根據(jù)總微裂紋數(shù)的相對較小數(shù)值來評價抗微裂紋性。
實施例1通過熔融方法從雙酚A和碳酸二苯酯生產(chǎn)熔融聚碳酸酯，該聚碳酸酯具有粘均分子量24500和雜質(zhì)含量8000/g(以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示)。通過齒輪泵把生產(chǎn)的聚碳酸酯從聚合器抽出，將熱穩(wěn)定劑[三(2，4-二-叔丁苯基)亞磷酸酯]以100ppm重量的濃度加入到聚碳酸酯內(nèi)，然后把所得到的混合物喂入排氣式雙螺桿擠出機(擠出溫度280℃)。通過擠出機的模頭(模頭孔徑5.5mm)擠出熔融樹脂線料。將擠出的熔融樹脂線料導(dǎo)入并穿過1m長的線料浴槽，其內(nèi)充入60℃水(冷卻水)，該水具有1ms/cm的電導(dǎo)率和以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的1/ml的雜質(zhì)含量。[該冷卻水通過用離子交換樹脂(由Japan Organo Co.，Ltd.，Japan制造和銷售的水凈化器G-10)和超過濾元件(由Asahi Chemical Industry Co.，Ltd.，Japan制造和銷售的SIP3013)純化自來水而得到]將已冷卻的樹脂線料從冷卻水中取出放入空氣，用干凈空氣氣流把遺留在線料表面上的冷卻水散開。然后，把線料通過切粒機切粒得到聚碳酸酯粒料，每一粒料具有2.5mm的直徑和3mm的長度。所得到的粒料具有8.120/g的雜質(zhì)含量(以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示)。
當(dāng)測試所得到的粒料的抗微裂紋性之后，未觀察到出現(xiàn)微裂紋。
實施例2重復(fù)基本上與實施例1相同的程序只是，作為使用的冷卻水是60℃的蒸餾水，其具有12μs/cm的電導(dǎo)率和以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的83/ml的雜質(zhì)含量。當(dāng)測試所導(dǎo)到的粒料的抗微裂紋性時，未觀察到出現(xiàn)微裂紋。
實施例3重復(fù)基本上與實施例1相同的程序只是，作為使用的冷卻水是60℃的蒸餾水，其具有128μs/cm的電導(dǎo)率和以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的2131/ml的雜質(zhì)含量。當(dāng)測試所得到的粒料的抗微裂紋性時，觀察到2個微裂紋。
對比例1重復(fù)基本上與實施例1相同的程序只是，作為使用的冷卻水是60℃的自來水，其具有50μs/cm的電導(dǎo)率和以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的15867/ml的雜質(zhì)含量。當(dāng)測試所得到的粒料的抗微裂紋性時，觀察到37個微裂紋。
對比例2重復(fù)基本上與實施例1相同的程序只是，作為使用的冷卻水是60℃的工業(yè)水，其具有72μs/cm的電導(dǎo)率和以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的210512/ml的雜質(zhì)含量。當(dāng)測試所得到的粒料的抗微裂紋性時，觀察到49個微裂紋。
對比例3重復(fù)基本上與實施例1相同的程序只是，作為使用的冷卻水是60℃的水，其具有63μs/cm的電導(dǎo)率和以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的3/ml的雜質(zhì)含量。[該冷卻水通過用超過濾元件(由Asahi Chemical IndustryCo.，Ltd.，Japan制造和銷售的SIP3013)純化工業(yè)水，其具有72ms/cm的電導(dǎo)率和以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的210512/ml的雜質(zhì)含量，而得到]當(dāng)測試所得到的粒料的抗微裂紋性時，觀察到27個微裂紋。
實施例4重復(fù)基本上與實施例1相同的程序只是，作為使用的冷卻水是60℃的水，其具有113μs/cm的電導(dǎo)率和以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的1/ml的雜質(zhì)含量。[該冷卻水通過用超過濾元件(由Asahi Chemical IndustryCo.，Ltd.，Japan制造和銷售的SIP3013)純化在實施例3中所用的相同過濾水而得到]當(dāng)測試所得到的粒料的抗微裂紋性時，觀察到2個微裂紋。
實施例5
通過光氣方法從雙酚A和光氣生產(chǎn)聚碳酸酯粉末，該聚碳酸酯具有粘均分子量23700。將熱穩(wěn)定劑[三(2，4-二-叔丁苯基)亞磷酸酯]以100ppm重量的濃度加入到聚碳酸酯粉末內(nèi)，然后把所得到的混合物喂入排氣式雙螺桿擠出機(擠出溫度280℃)。通過擠出機的模頭(模頭孔徑5.5mm)擠出熔融樹脂線料。將擠出的熔融樹脂線料導(dǎo)入并穿過1m長的線料浴槽，其內(nèi)充入與實施例3所用的相同的60℃蒸餾水(冷卻水)，將已冷卻的樹脂線料從冷卻水中取出放入空氣，用干凈空氣氣流把遺留在線料表面上的冷卻水散開。然后，把線料通過切粒機切粒得到聚碳酸酯粒料，每一粒料具有2.5mm的直徑和3mm的長度。
當(dāng)測試所得到的粒料的抗微裂紋性時，觀察到8個微裂紋。
實施例6重復(fù)基本上與實施例3相同的程序只是，冷卻水的溫度改變到13℃。當(dāng)測試所得到的粒料的抗微裂紋性時，觀察到11個微裂紋。
實施例7重復(fù)基本上與實施例1相同的程序只是，作為使用的冷卻水是60℃的水，其具有304μs/cm的電導(dǎo)率和以所具有的0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示的34200/ml的雜質(zhì)含量。[該冷卻水通過用離子交換樹脂(由Japan OrganoCo.，Ltd.，Japan制造和銷售的水凈化器G-10)純化與對比例2所用的相同工業(yè)水而得到]當(dāng)測試所得到的粒料的抗微裂紋性時，觀察到14個微裂紋。
根據(jù)本發(fā)明，可以得到關(guān)于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的成型的聚碳酸酯粒料，甚至在該粒料經(jīng)歷濕熱環(huán)境條件時也如此。本發(fā)明的聚碳酸酯粒料相對于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進甚至在該粒料經(jīng)歷濕熱環(huán)境條件時也如此。因此，本發(fā)明的聚碳酸酯粒料可以有利地用于成型的聚碳酸酯制品的生產(chǎn)，該制品適用于例如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和與食品相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)域，其中成型的聚碳酸酯制品反復(fù)經(jīng)受熱水或蒸汽的殺菌，以及，其中在成型的聚碳酸酯制品中出現(xiàn)的微裂紋造成的光學(xué)缺陷是嚴(yán)重的問題的例如光盤的光學(xué)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種相對于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的聚碳酸酯粒料，其基本上與切粒方法所得到的是相同產(chǎn)品，該切粒方法包括以這樣的或反向的順序或同時將熔融擠出的聚碳酸酯冷卻和切割，其中用在25℃測量時具有1ms/cm或更低電導(dǎo)率的冷卻水進行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的聚碳酸酯粒料，其中所說的冷卻水所具有雜質(zhì)含量在25℃測量時，用0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示，為105／ml或更少。
3.一種生產(chǎn)聚碳酸酯粒料的方法，包括以這樣的或反向的順序或同時將熔融擠出的聚碳酸酯冷卻和切割，改進之處在于其中用在25℃測量日寸具有1ms/cm或更低電導(dǎo)率的所說的冷卻水進行冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所說的冷卻水所具有雜質(zhì)含量在25℃測量時’用0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示，為105/ml或更少。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所說的冷卻水在25℃測量時具有10μs/cm或更低的電導(dǎo)率而且具有雜質(zhì)含量在25℃測量時，用0.5-25μm尺寸的雜質(zhì)顆粒數(shù)來表示，為104/ml或更少。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項的方法，其中所說的冷卻水的溫度范圍從40℃至低于100℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項的方法，其中用冷卻水進行所說的冷卻聚碳酸酯之后，除去遺留在聚碳酸酗表面的冷卻水。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，用冷卻水進行所說的冷卻聚碳酸酯之后，除去遺留在聚碳酸酯表面的冷卻水。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項的方法，其中所說的聚碳酸酯是通過芳族二羥基化合物與碳酸二酯之間的酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)而生產(chǎn)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所說的聚碳酸酯是通過芳族二羥基化合物與碳酸二酯之間的酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)而生產(chǎn)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所說的聚碳酸酯是通過芳族二羥基化合物與碳酸二酯之間的酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)而生產(chǎn)的。
全文摘要
揭示了一種生產(chǎn)聚碳酸酯粒料的方法,它包括以這樣的或反向的順序或同時將熔融擠出的聚碳酸酯冷卻和切割,其中用在25℃測量時具有1ms/cm或更低電導(dǎo)率的冷卻水進行冷卻,并且也牽涉到由上述方法得到的關(guān)于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的聚碳酸酯。從本發(fā)明得到的聚碳酸酯粒料可以得到關(guān)于抑制出現(xiàn)微裂紋而改進的成型的聚碳酸酯產(chǎn)品,甚至在該產(chǎn)品經(jīng)歷濕熱環(huán)境條件時也如此。因此本發(fā)明的聚碳酸酯粒料可以有利地用于生產(chǎn)成型的聚碳酸酯制品,該制品適用于例如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和與食品相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)域,其中成型的聚碳酸酯制品反復(fù)經(jīng)受熱水或蒸汽的殺菌,以及,其中在成型的聚碳酸酯制品中出現(xiàn)的微裂紋造成的光學(xué)缺陷是嚴(yán)重的問題的例如光盤的光學(xué)領(lǐng)域。
文檔編號B29B9/06GK1205265SQ9711717
公開日1999年1月20日 申請日期1997年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月15日
發(fā)明者八谷廣志, 小宮強介 申請人:旭化成工業(yè)株式會社