JPH0753704A - ポリカーボネートの製造方法 - Google Patents

ポリカーボネートの製造方法

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JPH0753704A
JPH0753704A JP5199395A JP19939593A JPH0753704A JP H0753704 A JPH0753704 A JP H0753704A JP 5199395 A JP5199395 A JP 5199395A JP 19939593 A JP19939593 A JP 19939593A JP H0753704 A JPH0753704 A JP H0753704A
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polycarbonate
acid
metal compound
bis
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JP5199395A
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Akinori Shiotani
陽則 塩谷
Hiroaki Yamaguchi
裕章 山口
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 (1)(a)アルカリ金属化合物またはアルカリ土
類金属化合物と (b)不揮発性の酸とから生成した単一化
合物、または(2)(a)と (b)とからなる混合物を触媒とし
て用いること、および該単一化合物または該混合物が水
溶液中で弱酸性を示すことを特徴とする2価ヒドロキシ
化合物とビスアリールカーボネートをエステル交換法に
より溶融重縮合させるポリカーボネートの製造方法。 【効果】 副反応を抑制し色相の改良されたポリカーボ
ネートの製造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エステル交換反応によ
るポリカーボネートの製造方法に関する。さらに詳しく
は、芳香族ジオール化合物と炭酸ジエステル化合物とか
らのエステル交換反応による色調の改善された高分子量
の芳香族ポリカーボネートの製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】近年、芳香族ポリカーボ
ネートは耐衝撃性などの機械的特性に優れ、しかも耐熱
性、透明性などにも優れたエンジニアリングプラスチッ
クとして、多くの分野において幅広く用いられている。
この芳香族ポリカーボネートの製造方法としては、ビス
フェノールなどの芳香族ジオールとホスゲンとを界面重
縮合法により反応させる、いわゆるホスゲン法が工業化
されている。しかしながら、現在工業的に実施されてい
るホスゲン法は、非常に有毒なホスゲンを用いなければ
ならないこと、多量に副生する塩化ナトリウムの処理問
題、反応溶媒として通常用いられている塩化メチレンの
衛生問題や大気環境問題など、多くの問題点が指摘され
ている。
【0003】ホスゲン法以外の芳香族ポリカーボネート
の製造方法としては、芳香族ジオール化合物と炭酸ジエ
ステルとのエステル交換反応による溶融法が知られてい
る。この方法は、上記のホスゲン法の問題点がなく、ま
た、安価に芳香族ポリカーボネートが製造できるという
利点を有しているとされている。しかしながら、例えば
ビスフェノールAとジフェニルカーボネートとからアル
カリ金属化合物のみを含有する触媒を用いた溶融法にお
いては、機械的特性の優れた高分子量のポリカーボネー
トを得るためには、高粘度のポリカーボネートの溶融体
の中から、フェノールとジフェニルカーボネートを留出
させる必要があり、生成するポリカーボネートは高真空
下、通常、 250〜 330℃の高温状態で長時間さらされる
ことになる。このため、アルカリ金属類はエステル交換
反応に対する触媒として作用するほか、脱炭酸反応やコ
ルベーシュミット類似反応等の副反応をも起こす。これ
らの副反応によって分岐・架橋が生じるとともに、着色
の原因となり、一般に溶融法では色調/分子量のバラン
スの優れた品質のものが得にくいという問題点が指摘さ
れている。(「ポリカーボネート樹脂」日刊工業新聞社
昭和44年 9月30日刊行)
【0004】これらの問題点を解決するために、例え
ば、特開平4-89824 号公報には、 (1)含窒素塩基性化合
物、 (2)アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化
合物、及び (3)ホウ酸またはホウ酸エステルからなる触
媒、特開平4-46928 号公報には、 (1)電子供与性アミン
化合物、及び (2)アルカリ金属化合物またはアルカリ土
類金属化合物からなる触媒、あるいは特開平4-175368号
公報には、アルカリ性化合物触媒の存在下に溶融重合さ
せた後、得られた反応生成物に酸性化合物及びエポキシ
化合物を添加する方法などが開示されている。しかしな
がら、上記の方法では着色などの問題点の改善が必ずし
も満足のいくものではない。
【0005】
【本発明の目的】本発明は、エステル交換法によるポリ
カーボネートの製造方法において、副反応を抑制し色相
の改良されたポリカーボネートの製造方法を、提供する
ものである。
【0006】
【問題点解決のための技術的手段】本発明は、2価ヒド
ロキシ化合物とビスアリールカーボネートをエステル交
換法により溶融重縮合させるポリカーボネートの製造方
法において、(1)(a)アルカリ金属化合物またはアルカリ
土類金属化合物と (b)不揮発性の酸とから生成した単一
化合物、または(2)(a)アルカリ金属化合物またはアルカ
リ土類金属化合物と(b)不揮発性の酸とからなる混合物
を触媒として用いること、および該単一化合物または該
混合物が水溶液中で弱酸性を示すことを特徴とするポリ
カーボネートの製造方法に関する。
【0007】本発明で使用される2価ヒドロキシ化合物
の具体例としては、 2,2- ビス-(4-ヒドロキシフェニ
ル) プロパン(以下、ビスフェノールAと略する)、ビ
ス(4-ヒドロキシフェニル) メタン、2,2-ビス-(4-ヒド
ロキシフェニル) ブタン、2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェ
ニル) -4- メチルペンタン、2,2-ビス-(4-ヒドロキシフ
ェニル) オクタン、4,4'- ジヒドロキシ-2,2,2- トリフ
ェニルエタン、2,2-ビス-(3,5-ジブロモ-4- ヒドロキシ
フェニル) プロパン、2,2-ビス-(4-ヒドロキシ-3- メチ
ルフェニル) プロパン、2,2-ビス-(4-ヒドロキシ-3- イ
ソプロピルフェニル) プロパン、2,2-ビス-(4-ヒドロキ
シ-3-sec- ブチルフェニル) プロパン、2,2-ビス-(3,5-
ジメチル-4- ヒドロキシフェニル) プロパン、2,2-ビス
-(4-ヒドロキシ-3-tert-ブチルフェニル) プロパン、1,
1'- ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-p-ジイソプロピルベ
ンゼン、1,1'- ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-m-ジイソ
プロピルベンゼンなどのビス(ヒドロキシアリール)ア
ルカン類、1,1-ビス-(4-ヒドロキシフェニル) シクロヘ
キサン、1,1-ビス-(4-ヒドロキシフェニル) シクロペン
タンなどのビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン
類、4,4'- ジヒドロキシジフェニルスルフィド等のビス
(ヒドロキシアリール)スルフィド類などが挙げられ
る。これらのうち、ビスフェノールAが好ましく用いら
れる。さらに、これらの2種または3種以上の2価ヒド
ロキシ化合物を組み合わせて共重合ポリカーボネートを
製造することも可能である。
【0008】本発明で使用されるビスアリールカーボネ
ートの具体例としては、ジフェニルカーボネート、ビス
(2,4- ジクロルフェニル) カーボネート、ビス(2,4,6-
トリクロルフェニル) カーボネート、ビス(2- シアノフ
ェニル) カーボネート、ビス(o- ニトロフェニル) カー
ボネート、ジトリルカーボネート、m-クレジルカーボネ
ート、ジナフチルカーボネート、ビス( ジフェニル) カ
ーボネートなどが挙げられる。これらのうち、ジフェニ
ルカーボネートが好ましく用いられる。
【0009】本発明で使用される触媒の (a)アルカリ金
属化合物またはアルカリ土類金属化合物と (b)不揮発性
の酸とから生成した単一化合物としては、リン酸二水素
カリウム(KH2PO4)、リン酸二水素ナトリウム(NaH2PO
4 )、亜リン酸二水素カリウム(KH2PO3)、亜リン酸二
水素ナトリウム(NaH2PO3 )などの弱酸性を示す塩が挙
げられる。
【0010】また、 (a)アルカリ金属化合物またはアル
カリ土類金属化合物の具体例としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢
酸カリウム、酢酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、
ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、水素化
ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、安息香酸ナ
トリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウム、リン
酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水
素二リチウム、ビスフェノールAの二ナトリウム塩、ビ
スフェノールAの二カリウム塩、ビスフェノールAの二
リチウム塩、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸
化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸カルシウ
ム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチ
ウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸マグネシウ
ム、酢酸ストロンチウムなどが挙げられる。これらのう
ち、水酸化カリウムが好ましく用いられる。
【0011】(b)不揮発性の酸としては、モノマー混合
物を予備減圧乾燥時及び溶融重縮合時に、蒸発しないも
のが好ましく用いられる。化合物としては、ルイス酸化
合物またはブレンステッド酸化合物、あるいはこれらの
プロトン酸または鉱酸類を好ましく用いることができ
る。具体例としては、次亜リン酸、亜リン酸、リン酸、
ピロリン酸、ポリリン酸、硫酸、ヒ酸、クロム酸、モリ
ブデン酸、亜セレン酸、セレン酸、バナジウム酸、タン
グステン酸、p-トルエンスルホン酸などが挙げられる。
これらのうち、リン酸が好ましく用いられる。
【0012】本発明の触媒は、(1)(a)アルカリ金属化合
物またはアルカリ土類金属化合物と(b)不揮発性の酸と
から生成した単一化合物、または(2)(a)アルカリ金属化
合物またはアルカリ土類金属化合物と (b)不揮発性の酸
とからなる混合物であるが、上記の単一化合物あるいは
混合物は水溶液中で弱酸性を示すことが必要である。弱
酸性の程度としては、例えば、アルカリ金属化合物ある
いはアルカリ土類金属化合物の濃度が0.1mol/Lの場合、
室温下でpHが 3.0〜 6.5の範囲であることが好まし
い。その場合pHが 3.0未満では、ポリカーボネートの
重合速度が小さくなり、高分子量体が得られないことが
ある。一方、pHが 6.5より大きいと、着色しやすくな
り、色相の良好なポリカーボネートが得られないことが
ある。また、リン酸二水素カリウムのように単体で弱酸
性を示す塩については、単体のまま用いられる。
【0013】本発明の触媒は、水溶液として調整される
が、一般にエステル交換反応においては、水が存在する
と加水分解反応が進行する。そのためにビスフェノール
Aのような2価フェノールとビスアリールカーボネート
とのエステル交換反応が進行する高温条件では水が存在
しないことが好ましい。従って、室温下でモノマー混合
物に触媒を添加した後に、通常、 150℃以下の温度、よ
り好ましくは 100℃以下の温度で減圧乾燥して実質的に
水分を除去することが好ましい。
【0014】本発明において、アルカリ金属化合物ある
いはアルカリ土類金属化合物は、反応系内に存在する2
価フェノール 1モルに対して、通常、アルカリ金属ある
いはアルカリ土類金属量として 1×10-7〜 1×10-3モル
であり、好ましくは 1×10-6〜 5×10-4モルである。
【0015】ビスアリールカーボネートの使用量として
は、2価ヒドロキシ化合物 1モルに対して、通常 1〜
1.3モルであり、より好ましくは、1.01〜 1.2モルであ
る。
【0016】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 (測定方法)本発明における実施例で示されている物性
測定法及び試験法は以下に示した。 (1) 対数粘度(ηinh ); クロロホルム中、30℃にて
0.5g/dlの濃度で、キャノンフェンスケ型粘度計を用い
て測定した。ηinh は、次式に従って計算した。ηinh
= ln(t/t0)/c ただし、t0はクロロホルムの落下時間、
t は試料溶液の落下時間、c は試料の濃度。 (2) ガラス転移温度(Tg ); セイコー電子工業社製D
SC220C装置を用い、試料を窒素中、10℃/ 分で昇温
し、吸熱曲線の変曲点をTg とした。 (3) 色相(A350 −A600 ):日立(株)製自記分光光
度計 330型装置装置を用い、ポリカーボネートの10%塩
化メチレン溶液の 350nmと 600nmの波長域での吸光度の
差(A350 −A600 )を測定した。この値が大きいほ
ど、着色していること示す。
【0017】実施例1 塩化メチレンで洗浄後、トルエン−エタノール混合溶液
で再結晶精製したビスフェノールA 22.8g(0.1mol)、
80℃の温水で洗浄後、減圧蒸留精製したジフェニルカー
ボネート 22.7g(0.106mol)、及び 0.1mol/L のリン酸
二水素カリウム水溶液(pH=4.5 )を29μl (カリウム
金属として 2.9×10-6mol )をSUS316L製 100mL反応
釜に加え、80℃で30分間減圧乾燥し、水分を除去した。
次いで窒素流通下、 200℃で30分間攪拌し、徐々に減圧
しながら、昇温させ、最終的に 0.1Torr、 270℃、 1時
間溶融重縮合し、生成するフェノールを留去させて、ポ
リカーボネートを得た。得られたポリカーボネートは、
ηinh が 0.443、Tg が 145℃、及び(A350
600 )が 0.015であり、強靱な無色透明なポリマーで
あった。
【0018】実施例2 触媒として、水酸化カリウムとリン酸より成り、カリウ
ム金属濃度 0.1mol/LにてpH=4.0 に調整した水溶液を5
9μl (カリウム金属として 5.9×10-6mol )を用いた
以外は、実施例1と同様に反応を行った。得られたポリ
カーボネートは、ηinh が 0.378、Tg が 142℃、及び
(A350 −A600 )が 0.012であり、強靱な無色透明な
ポリマーであった。
【0019】実施例3 触媒として、水酸化カリウムとリン酸より成り、カリウ
ム金属濃度 0.1mol/LにてpH=5.1 に調整した水溶液を2
9μl (カリウム金属として 2.9×10-6mol )を用いた
以外は、実施例1と同様に反応を行った。得られたポリ
カーボネートがηinh が 0.532、Tg が 150℃、及び
(A350 −A600 )が 0.016であり、強靱な無色透明な
ポリマーであった。
【0020】実施例4 触媒として、水酸化カリウムと硫酸より成り、カリウム
金属濃度 0.1mol/L にてpH=4.5 に調整した水溶液を29
μl (カリウム金属として 2.9×10-6mol )を用いた以
外は、実施例1と同様に反応を行った。得られたポリカ
ーボネートは、ηinh が 0.332、Tg が 141℃、及び
(A350 −A600 )が 0.016であり、強靱な無色透明な
ポリマーであった。
【0021】比較例1 触媒として、水酸化カリウムとリン酸より成り、カリウ
ム金属濃度 0.1mol/LにてpH=2.5 に調整した水溶液を2
9μl (カリウム金属として 2.9×10-6mol )を用いた
以外は、実施例1と同様に反応を行った。フェノールの
生成がほとんど見られず、ポリカーボネートは得られな
かった。
【0022】比較例2 触媒として、水酸化カリウムとリン酸より成り、カリウ
ム金属濃度 0.1mol/LにてpH=9.0 に調整した水溶液を2
9μl (カリウム金属として 2.9×10-6mol )を用いた
以外は、実施例1と同様に反応を行った。得られたポリ
カーボネートが、ηinh が 0.620、Tg が 151℃である
強靱なポリマーであったが、やや黄色に着色しており、
(A350 −A600 )が 0.138であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2価ヒドロキシ化合物とビスアリールカ
    ーボネートをエステル交換法により溶融重縮合させるポ
    リカーボネートの製造方法において、(1)(a)アルカリ金
    属化合物またはアルカリ土類金属化合物と (b)不揮発性
    の酸とから生成した単一化合物、または(2)(a)アルカリ
    金属化合物またはアルカリ土類金属化合物と (b)不揮発
    性の酸とからなる混合物を触媒として用いること、およ
    び該単一化合物または該混合物が水溶液中で弱酸性を示
    すことを特徴とするポリカーボネートの製造方法。
JP5199395A 1993-08-11 1993-08-11 ポリカーボネートの製造方法 Pending JPH0753704A (ja)

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