聚碳酸酯的制造方法以及透明薄膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及將含有具有芴結(jié)構的特定二羥基化合物的二羥基化合物、碳酸二酯和聚合催化劑連續(xù)供給至反應器，縮聚，高效且穩(wěn)定地制造具有高精度光學特性的聚碳酸酯的聚碳酸酯制造方法。
【專利說明】聚碳酸酯的制造方法以及透明薄膜
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高效率且穩(wěn)定地制造光學特性、色調(diào)以及熱穩(wěn)定性優(yōu)異的聚碳酸酯的方法，以及由此得到的透明薄膜。
【背景技術】
[0002]聚碳酸酯一般以雙酚類為單體成分，能發(fā)揮透明性、耐熱性或者機械強度等優(yōu)勢，在電.電子零件、汽車零件、光學記錄介質(zhì)或者透鏡等光學領域等中，作為所謂的工程塑料被廣泛利用。
[0003]近年，有人報導了從側(cè)鏈具有芴結(jié)構的二羥基化合物衍生的共聚聚碳酸酯，顯示了尤其是與異山梨醇(ISB)這樣的二羥基化合物共聚合的聚碳酸酯，具有光彈性系數(shù)小等優(yōu)異的光學特性(專利文獻I-3)。
[0004]此外，專利文獻4公開了，含有所述芴結(jié)構的聚碳酸酯形成的相位差膜不僅光彈性系數(shù)低，而且顯示出波長越短相位差越小的逆波長分散性，因此在相位差膜等光學用途是有用的。
[0005]在制造上述具有芴結(jié)構的聚碳酸酯時，使用能夠?qū)⒏鞣N各樣的二羥基化合物作為原料使用的酯交換法或者被稱為熔融法的方法來制造。該方法中，在聚合催化劑的存在下，使二羥基化合物和碳酸二苯酯(DPC)等碳酸二酯在200°C以上的高溫下進行酯交換，將副反應生成的苯酚排除到體系外，從而進行聚合，得到聚碳酸酯。
[0006]另一方面，提出了聚碳酸酯的制造中，反應初期在常壓下進行反應，消耗單體抑制揮散的方法、以及使用具有特定的回流冷卻器的聚合反應器的方法(參照專利文獻5)。
[0007]此外，在作為碳酸 二酯使用碳酸二苯酯的酯交換法中，由于生產(chǎn)了大量的副產(chǎn)物苯酚，為了降低制造成本和有效利用資源，提出了通過蒸餾提純將副產(chǎn)物苯酚回收，作為碳酸二苯酯或者雙酚A的原料再利用的方法(例如參照專利文獻6)。
現(xiàn)有技術文獻 專利文獻
[0008]專利文獻1:日本專利特開平10 — 101786號公報 專利文獻2:日本專利特開2004 - 67990號公報
專利文獻3:國際公開2006/41190號 專利文獻4:日本專利特開2008 - 111047號公報 專利文獻5:日本專利特開2008 - 56844號公報 專利文獻6:日本專利特開平9 - 165443號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明要解決的問題
[0009]本
【發(fā)明者】們通過詳細的研究，發(fā)現(xiàn)若將具有芴結(jié)構的二羥基化合物與異山梨醇這樣的二羥基化合物進行共聚反應，由于ISB這樣的二羥基化合物的沸點比雙酚類低，因此在高溫、減壓下進行的酯交換反應中，未反應單體急劇揮發(fā)，結(jié)果會導致原料消耗單位的惡化。
[0010]此外還發(fā)現(xiàn)，當使用多種二羥基化合物得到共聚聚碳酸酯時，二羥基化合物的摩爾比率會在聚合中發(fā)生變化，有得不到所希望的分子量或者共聚組成的聚碳酸酯的問題。特別是用于光學用途的共聚聚碳酸酯的光學特性很大地依賴于共聚組成，因此從產(chǎn)品質(zhì)量的觀點來看，嚴格控制共聚組成也是很重要的。
[0011]而且，從本
【發(fā)明者】們的進一步的研究可知，過去的聚碳酸酯的制造方法會導致得到的聚碳酸酯的色調(diào)惡化。這是由于，酯交換反應是平衡反應，由于通過從反應體系中除去反應副產(chǎn)物來促進反應，在抑制反應初期單體的揮發(fā)的同時，也抑制了反應速度，因此反應消耗的熱經(jīng)歷增大，進一步造成熱分解產(chǎn)物在反應體系中滯留。這樣的色調(diào)惡化對用于光學用途的具有芴結(jié)構的聚碳酸酯來說，會成為產(chǎn)品質(zhì)量下降的原因。
[0012]此外，將具有芴結(jié)構的聚碳酸酯用于利用光學特性的用途時，追求高精度的光學特性，因此得到的聚碳酸酯中含有的二羥基結(jié)構單元的比率必須盡可能的均勻。
[0013]但是，反應工序中蒸餾出大量單體，反應液組成從原料裝料比率偏移的話，就難以發(fā)揮高精度的光學特性。特別是本發(fā)明中使用的具有芴結(jié)構的二羥基化合物的沸點比較高，反應時幾乎不會蒸餾出來，因此與沸點較低的二羥基化合物搭配進行共聚時，有共聚比率容易偏差的問題。
[0014]而且，根據(jù)本
【發(fā)明者】們的研究發(fā)現(xiàn)，比上述ISB那樣的芳香族系二羥基化合物沸點更低的二羥基化合物容易揮發(fā)，因此餾出液中的雜質(zhì)較多，有副產(chǎn)物苯酚這樣的單羥基化合物的回收成本的負擔提高的課題。
[0015]對于上述課題，為了不 蒸餾出ISB那樣的二羥基化合物而在常壓下反應或過度回流的話，結(jié)果會像上述那樣，導致得到的聚碳酸酯的色調(diào)惡化。因此，人們在尋求一個能將聚碳酸酯的質(zhì)量提高課題和副產(chǎn)物單羥基化合物中的雜質(zhì)增加的課題同時解決的方法。
[0016]因此，本發(fā)明的目的在于提供降低制造中回收苯酚等單羥基化合物時餾出液中的二羥基化合物的餾出量，防止色調(diào)的惡化，高效率且穩(wěn)定地制造具有高精度的光學特性的聚碳酸酯的方法。
解決問題的手段
[0017]即，本發(fā)明如下所述。
1.一種聚碳酸酯的制造方法，將含有具有芴結(jié)構的特定二羥基化合物的二羥基化合物、碳酸二酯和聚合催化劑連續(xù)地供給至反應器，進行縮聚，制造聚碳酸酯，所述制造方法完全滿足下述條件(A)到(D)。
(A)使用至少2個反應器。
(B)將在第一個反應器即第I反應器中反應的反應生成物裝入第二個反應器即第2反應器中。
(C)所述第I反應器具備回流冷卻器。
(D)所述第I反應器中的回流比相對于餾出量為0.01以上5以下。
2.前項I中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，將所述第I反應器的內(nèi)溫設定為130°C以上、250°C以下，控制在設定溫度的± 10°C的范圍內(nèi)，且將壓力設定為5kPa以上、80kPa以下的值，控制在設定壓力的±5kPa的范圍內(nèi)。3.前項I或者2中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，第I反應器的載熱劑溫度在270°C以下，與第I反應器的內(nèi)溫的溫差為5°C以上80°C以下。
4.前項I至3的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，第2反應器具備回流冷卻器。
5.前項I至4的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述第I反應器的內(nèi)容積在20L以上。
6.前項I至5的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述第I反應器中，通過酯交換反應而作為副產(chǎn)物生成的單羥基化合物的餾出量為理論量的30%以上、90%以下。
7.前項I至6的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述第I反應器出口的反應液中單羥基化合物的含量為10wt%以下。
8.前項I至7的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述二羥基化合物除所述特定二羥基化合物以外，含有至少I種二羥基化合物，該二羥基化合物在5kPa時的沸點為250°C以下。
9.前項I至8的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述聚合催化劑是從長式周期表第2族的金屬構成的群組以及鋰中選出的至少I種金屬化合物。
10.前項I至9的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述具有芴結(jié)構的特定二羥基化合物是下述式(I)表示的化合物。
[0018][化I]
【權利要求】
1.一種聚碳酸酯的制造方法，將含有具有芴結(jié)構的特定二羥基化合物的二羥基化合物、碳酸二酯和聚合催化劑連續(xù)地供給至反應器，進行縮聚，由此來制造聚碳酸酯，所述制造方法完全滿足下述條件(A)到(D): (A)使用至少2個反應器； (B)將在第一個反應器即第I反應器中反應的反應生成物裝入第二個反應器即第2反應器中； (C)所述第I反應器具備回流冷卻器； (D)所述第I反應器中的回流比相對于餾出量為0.01以上、5以下。
2.如權利要求1中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，將所述第I反應器的內(nèi)溫設定為130°C以上、250°C以下的值，控制在設定溫度的±10°C的范圍內(nèi)，且將壓力設定為5kPa以上、80kPa以下的值，控制在設定壓力的±5kPa的范圍內(nèi)。
3.如權利要求1或者2中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，第I反應器的載熱劑溫度在270°C以下，與第I反應器的內(nèi)溫的溫差為5°C以上80°C以下。
4.如權利要求1至3的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，第2反應器具備回流冷卻器。
5.如權利要求1至4的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述第I反應器的內(nèi)容積在20L以上。
6.如權利要求1至5的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述第I反應器中，通過酯交換反應而作為副產(chǎn)物生成的單羥基化合物的餾出量為理論量的30%以上、90%以下。
7.如權利要求1至6的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述第I反應器出口的反應液中單羥基化合物的含量為10wt%以下。
8.如權利要求1至7的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述二羥基化合物含有除所述特定二羥基化合物以外的至少I種二羥基化合物，該二羥基化合物在5kPa時的沸點為250°C以下。
9.如權利要求1至8的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述聚合催化劑是從長式元素周期表第2族的金屬構成的群組以及鋰中選出的至少I種金屬化合物。
10.如權利要求1至9的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述具有芴結(jié)構的特定二羥基化合物是下述式(I)表示的化合物，

11.如權利要求1至10的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，所述具有芴結(jié)構的特定二羥基化合物Imol中含有的硫元素量在ΙΟΟμπιοΙ以下。
12.如權利要求1至11的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，反應中使用包括所述具有芴結(jié)構的特定二羥基化合物在內(nèi)的多種二羥基化合物， 作為原料裝入反應器即裝料時的一種二羥基化合物的摩爾百分率與得到的聚碳酸酯中該二羥基化合物結(jié)構單元的摩爾百分率的差，除以作為原料裝入反應器即裝料時的該二羥基化合物的摩爾百分率所得的值的絕對值，對于至少I種二羥基化合物來說，在0.03以下，對于任一種二羥基化合物，均不超過0.05。
13.如權利要求1至12的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，反應中使用所述具有芴結(jié)構的特定二羥基化合物，還使用具有下述式(2)表示的部分的I種或多種二羥基化合物， [化2]
14.如權利要求13中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，具有所述式(2)表示的部分的二羥基化合物為具有環(huán)狀醚結(jié)構的化合物。
15.如權利要求14中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，具有所述式(2)表示的部分的二羥基化合物為下述式(3)表示的化合物， [化3]
16.如權利要求1至15的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，反應中使用所述具有芴結(jié)構的特定二羥基化合物，還使用脂肪族烴的二羥基化合物。
17.如權利要求16中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述脂肪族烴的二羥基化合物為直鏈脂肪族的二羥基化合物以及脂環(huán)族烴的二羥基化合物構成的群組中的至少I種。
18.如權利要求1至17的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，包括從反應中作為副產(chǎn)物生成的餾出液中將單羥基化合物蒸餾，從而提純回收的工序。
19.如權利要求4至18的任一個中記載的聚碳酸酯的制造方法，其中，所述單羥基化合物為苯酚。
20.一種透明薄膜，其特征在于，是將通過權利要求1至19的任一個中記載的制造方法得到的聚碳酸酯制膜而獲得。
21.—種拉伸薄膜，其是將權利要求20中記載的透明薄膜沿至少一個方向進行拉伸而得到。
22.如權利要求20或者21中記載的拉伸薄膜，其在波長450nm下測定的相位差Re450與在波長550nm下測定的相位差Re550之比滿足下述式(4), .0.5 ≤ Re450/Re550 ≤ 1.0 (4)。
【文檔編號】C08J5/18GK103459463SQ201280016599
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月30日 優(yōu)先權日:2011年3月31日
【發(fā)明者】并木慎悟, 永尾剛一 申請人:三菱化學株式會社