JP3117477B2 - Production method of polycarbonate - Google Patents
Production method of polycarbonateInfo
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- JP3117477B2 JP3117477B2 JP03127018A JP12701891A JP3117477B2 JP 3117477 B2 JP3117477 B2 JP 3117477B2 JP 03127018 A JP03127018 A JP 03127018A JP 12701891 A JP12701891 A JP 12701891A JP 3117477 B2 JP3117477 B2 JP 3117477B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ポリカーボネートの製
造法に関するものであり、さらに詳しくは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、ポリカーボネートを製造する方
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a polycarbonate, and more particularly to a method for producing a polycarbonate by melt polycondensation of a divalent hydroxy compound and a bisaryl carbonate by a transesterification method. .
【0002】[0002]
【従来技術と発明が解決しようとする課題】ポリカーボ
ネートは、幅広い用途、特に射出成形用又は窓ガラスの
代わりのガラスシートとしての用途を有する汎用エンジ
ニアリングサーモプラスチックスである。BACKGROUND OF THE INVENTION Polycarbonate is a general engineering thermoplastic that has a wide range of uses, especially for injection molding or as a glass sheet replacement for window glass.
【0003】従来よりこれらポリカーボネートの製造に
は界面重縮合法やエステル交換法等が適用されている。
界面重縮合法は、一般的にポリカーボネートの製造に効
果的であるが、有毒なホスゲンを使用することや塩素イ
オンが生成するポリカーボネートに残存することなどの
欠点を有する。Hitherto, interfacial polycondensation, transesterification and the like have been applied to the production of these polycarbonates.
The interfacial polycondensation method is generally effective for the production of polycarbonate, but has disadvantages such as the use of toxic phosgene and the generation of chloride ions in the polycarbonate.
【0004】これらの欠点を解消するために、有毒なホ
スゲンの代わりにホスゲンのダイマーである液体のトリ
クロロメチルクロロホルメートを用いて特殊な2価フェ
ノールと界面重縮合反応させてポリカーボネートを製造
する方法が特開昭63−182336号公報に開示され
ている。In order to solve these drawbacks, a method for producing a polycarbonate by interfacial polycondensation reaction with a special dihydric phenol using liquid trichloromethyl chloroformate which is a phosgene dimer instead of toxic phosgene. Is disclosed in JP-A-63-182336.
【0005】しかしながら、特殊な2価フェノールとし
て9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン
類についての記載があるのみである。また、有毒なホス
ゲンの代わりにトリホスゲンを用いて2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)プロパンからポリカーボネート
を得る方法がAngew.Chem.(アンゲバンテ,
ヘミー)99.922(1987),ドイツ特許DE3
440141号明細書に記載されているが、ホスゲンが
発生する反応機構も提唱されている。However, there is only description of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorenes as a special dihydric phenol. In addition, triphosgene is used in place of toxic phosgene to give 2,2-bis (4
A method for obtaining polycarbonate from (-hydroxyphenyl) propane is described in Angew. Chem. (Angevante,
Hemy) 99.922 (1987), German Patent DE3
Although described in the specification of 440141, a reaction mechanism for generating phosgene has also been proposed.
【0006】エステル交換反応においては、ジフェニル
カーボネートと芳香族ジヒドロキシ化合物にエステル交
換触媒を加えて、加熱減圧下、フェノールを留出させな
がらプレポリマーを合成し、最終的に高真空下、290
℃以上に加熱してフェノールを留出させて高分子量のポ
リカーボネートを得ている(米国特許4345062号
明細書)が、高分子量のポリカーボネートは他のエンジ
ニアリングプラスチックスと異なって、溶融粘度が極め
て大きいので、反応条件として290℃以上の高温を必
要とし、また、沸点の高いフェノールを留去させるため
に高真空(10−2Torr)を要とするため、設備の
面からも工業化は難しく、更に生成するポリカーボネー
トにフェノールが残存することにより、色相や物性に好
ましくない影響を及ぼすことが知られている。[0006] In the transesterification reaction, a transesterification catalyst is added to diphenyl carbonate and an aromatic dihydroxy compound, and a prepolymer is synthesized while distilling off phenol under heating and reduced pressure.
A high molecular weight polycarbonate is obtained by heating above ℃ to distill phenol (US Pat. No. 4,345,062). However, unlike other engineering plastics, the high molecular weight polycarbonate has an extremely high melt viscosity. Since high temperature of 290 ° C. or higher is required as a reaction condition, and high vacuum (10 −2 Torr) is required to remove phenol having a high boiling point, industrialization is difficult from the viewpoint of equipment, and further production It is known that the residual phenol in the resulting polycarbonate has an undesirable effect on hue and physical properties.
【0007】しかしながら、エステル交換法は溶融重縮
合で反応を行わしめることができ、工業的に経済性の優
れた手法であることから種々の検討がなされている。特
に重縮合反応が完結に近づくと反応系の粘度が高くなる
ことから高粘度の反応生成物を取り扱うために、種々の
形式の装置の使用が試みられている。However, various studies have been made on the transesterification method since it is possible to carry out the reaction by melt polycondensation and it is an industrially economical method. In particular, since the viscosity of the reaction system increases as the polycondensation reaction approaches completion, various types of apparatuses have been used to handle high-viscosity reaction products.
【0008】例えば、特公昭52−36159,特開平
2−86618,特開平2−153923〜15392
7等が開示されている。特公昭52−36159におい
ては、スクリュー蒸発器タイプの噛合型2軸押出機を使
用しているが(この場合の滞留時間は15分未満と考え
られる)、スクリュー溝部の滞留部に黒色の異物が発生
しやすい欠点を有し、また、滞留時間のコントロールが
難しく熱履歴による生成物の着色度と副生するフェノー
ルなどの留出物を効率的に除去するといった点において
難点がある。For example, JP-B-52-36159, JP-A-2-86618, and JP-A-2-153923 to 15392.
7 and the like are disclosed. Japanese Patent Publication No. 52-36159 uses a screw evaporator type interlocking twin-screw extruder (residence time is considered to be less than 15 minutes in this case). It has drawbacks in that it is easily generated, and it is difficult to control the residence time, and there is a problem in that the degree of coloring of the product due to heat history and the distillate such as phenol by-produced are efficiently removed.
【0009】また、特開平2−153923〜1539
27では、横型撹拌重合槽を用いているが、ホールドア
ップを大きくとれるものの、液厚みが大きくなり、高粘
度の反応液中から副生するフェノールなどの留出が律速
となり、結果的に滞留時間を長くする必要がある(通
常、滞留時間60分以上と考えられる)。従って、高温
下での熱履歴を受けることにより、反応生成物の着色要
因となる。無色透明の高分子量のポリカーボネートを工
業的に効率よく製造する方法として十分であるとは言い
難いものである。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-153923-1539
In No. 27, a horizontal stirring polymerization tank was used, but the hold-up was large, but the liquid thickness was large and the rate of distillation of phenol and the like by-produced from the high-viscosity reaction solution was rate-determining. (Usually a residence time of 60 minutes or more). Therefore, by receiving a heat history at a high temperature, it becomes a factor of coloring the reaction product. It is hard to say that it is a sufficient method for industrially efficiently producing a colorless and transparent high molecular weight polycarbonate.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来のエステル交換反応によるポリカーボネートの製造法
が有する欠点を克服し、無色透明で高分子量のポリカー
ボネートを効率よく製造する方法を提供するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention overcomes the drawbacks of the conventional method for producing a polycarbonate by transesterification and provides a method for efficiently producing a colorless, transparent, high-molecular-weight polycarbonate. It is.
【0011】すなわち、本発明者らは、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、ポリカーボネートを製造する方法
において、粘度平均分子量が5,000〜20,000
のポリカーボネートを後縮合工程において、反応温度1
80〜350℃、反応圧力10Torr以下で、滞留時間が
15分以上55分以下の範囲で、二軸押出機にて重縮合
反応を行うことにより、無色透明の高分子量のポリカー
ボネートを工業的に効率よく製造しうることを見出し、
本発明を完成するに至った。さらに好ましくは後縮合工
程の反応部における反応液の液厚みに相当する二軸押出
機の二つの攪拌手段のクリアランスが0.1mm〜50
mmの範囲で重縮合反応を行うことにより、さらに効率
よく高分子量のポリカーボネートが得られることがわか
った。That is, the present inventors have proposed a method for producing a polycarbonate by melt-polycondensing a divalent hydroxy compound and a bisaryl carbonate by a transesterification method, wherein the viscosity average molecular weight is 5,000 to 20,000.
In the polycarbonate postcondensation step, the reaction temperature 1
By conducting a polycondensation reaction in a twin-screw extruder at 80 to 350 ° C., a reaction pressure of 10 Torr or less, and a residence time of 15 to 55 minutes , a colorless and transparent high molecular weight polycarbonate is industrially efficiently used. Finding that it can be manufactured well,
The present invention has been completed. More preferably, twin screw extrusion corresponding to the thickness of the reaction solution in the reaction section of the post-condensation step
The clearance between the two stirring means of the machine is 0.1mm ~ 50
It was found that by performing the polycondensation reaction in the range of mm, a high molecular weight polycarbonate can be obtained more efficiently.
【0012】本発明に用いられる2価ヒドロキシ化合物
としては、例えば、化学式1〜4で表される化合物が挙
げられる。具体的には、2,2−ビス−(4−ヒドロキ
シフェニル)プロパン、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−ターシャリーブチルフェニル)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、1,1
−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等
が挙げられる。更に、これらの2種又は3種以上の2価
ヒドロキシ化合物を組み合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。The divalent hydroxy compound used in the present invention includes, for example, compounds represented by Chemical Formulas 1 to 4. Specifically, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -4-methylpentane , 2,2-bis- (4
-Hydroxyphenyl) octane, 4,4'-dihydroxy-2,2,2-triphenylethane, 2,2-bis- (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- ( 4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 2,2-bis- (4-hydroxy-
3-isopropylphenyl) propane, 2,2-bis-
(4-hydroxy-3-sec.butylphenyl) propane, 2,2-bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- (4-hydroxy-3-tert-butyl) Phenyl) propane,
1,1′-bis- (4-hydroxyphenyl) -p-diisopropylbenzene, 1,1′-bis- (4-hydroxyphenyl) -m-diisopropylbenzene, 1,1
-Bis- (4-hydroxyphenyl) cyclohexane and the like. Furthermore, it is also possible to produce a copolymerized polycarbonate by combining these two or three or more divalent hydroxy compounds.
【0013】ビスアリールカーボネートとしては、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
ト等が挙げられる。好ましくは、ジフェニルカーボネー
トである。また、本発明においては、所望により重合触
媒を用いることができ、重合触媒として、通常エステル
交換触媒が使用される。As the bisaryl carbonate, diphenyl carbonate, bis (2,4-dichlorophenyl) carbonate, bis (2,4,6-trichlorophenyl) carbonate, bis (2-cyanophenyl) carbonate, bis (o- Nitrophenyl) carbonate,
Examples include ditolyl carbonate, m-cresyl carbonate, dinaphthyl carbonate, bis (diphenyl) carbonate, and the like. Preferably, it is diphenyl carbonate. In the present invention, a polymerization catalyst can be used if desired, and a transesterification catalyst is usually used as the polymerization catalyst.
【0014】本発明に使用し得るエステル交換触媒の代
表例としては、(a)金属を含んだ触媒に類する触媒と
して、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナトリウ
ム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素ルビジウム、
水素化ホウ素セシウム、水素化ホウ素ベリリウム、水素
化ホウ素マグネシウム、水素化ホウ素カルシウム、水素
化ホウ素ストロンチウム、水素化ホウ素バリウム、水素
化ホウ素アルミニウム、水素化ホウ素チタニウム、水素
化ホウ素スズ、水素化ホウ素ゲルマニウム、テトラフェ
ノキシリチウム、テトラフェノキシナトリウム、テトラ
フェノキシカリウム、テトラフェノキシルビジウム、テ
トラフェノキシセシウム、チオ硫酸ナトリウム、酸化ベ
リリウム、酸化マグネシウム、酸化スズ(4価)、ジブ
チルスズオキシド、水酸化ベリリウム、水酸化マグネシ
ウム、水酸化ゲルマニウム、酢酸ベリリウム、酢酸マグ
ネシウム、酢酸スズ(4価)、酢酸ゲルマニウム、炭酸
リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ベリリ
ウム、炭酸マグネシウム、炭酸スズ(4価)、炭酸ゲル
マニウム、硝酸スズ(4価)、硝酸ゲルマニウム、三酸
化アンチモン、ビスマストリメチルカルボキシレート等
が挙げられる。Representative examples of the transesterification catalyst which can be used in the present invention include (a) lithium borohydride, sodium borohydride, potassium borohydride, rubidium borohydride as catalysts similar to metal-containing catalysts. ,
Cesium borohydride, beryllium borohydride, magnesium borohydride, calcium borohydride, strontium borohydride, barium borohydride, aluminum borohydride, titanium borohydride, tin borohydride, germanium borohydride, Lithium tetraphenoxy, sodium tetraphenoxy, potassium tetraphenoxy, tetraphenoxyrubidium, tetraphenoxycesium, sodium thiosulfate, beryllium oxide, magnesium oxide, tin oxide (tetravalent), dibutyltin oxide, beryllium hydroxide, magnesium hydroxide, hydroxide Germanium, beryllium acetate, magnesium acetate, tin acetate (tetravalent), germanium acetate, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, beryllium carbonate, magnesium carbonate Um, tin carbonate (tetravalent), carbonate germanium, tin nitrate (tetravalent), germanium nitrate, antimony trioxide, bismuth trimethyl carboxylate.
【0015】(b)電子供与性アミン化合物に類する触
媒としては、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、
4−ジエチルアミノピリジン、4−アミノピリジン、2
−アミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メト
キシピリジン、4−メトキシピリジン、4−ヒドロキシ
ピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メト
キシイミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、アミ
ノキノリン、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、
4−メチルイミダゾール、ジアザビシクロオクタン(D
ABCO)等が挙げられる。(B) As a catalyst similar to the electron donating amine compound, N, N-dimethyl-4-aminopyridine,
4-diethylaminopyridine, 4-aminopyridine, 2
-Aminopyridine, 2-hydroxypyridine, 2-methoxypyridine, 4-methoxypyridine, 4-hydroxypyridine, 2-dimethylaminoimidazole, 2-methoxyimidazole, 2-mercaptoimidazole, aminoquinoline, imidazole, 2-methylimidazole,
4-methylimidazole, diazabicyclooctane (D
ABCO) and the like.
【0016】また、(c)上記電子供与性アミン化合物
の炭酸、酢酸、ギ酸、硝酸、亜硝酸、しゅう酸、フッ化
ホウ素酸、フッ化水素酸塩等が挙げられる。(d)電子
供与性リン化合物に類する触媒としては、トリエチルホ
スフィン、トリ−n−プロピルホスフィン、トリイソプ
ロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリ
フェニルホスフィン、トリ−o−ジメトキシフェニルホ
スフィン、トリ−p−トリルホスフィン、トリ−o−ト
リルホスフィン、トリブチルホスファイト、トリフェニ
ルホスファイト、トリ−p−トリルホスファイト、トリ
−o−トリルホスファイト等が挙げられる。(C) Carbonic acid, acetic acid, formic acid, nitric acid, nitrous acid, oxalic acid, borofluoric acid, hydrofluoric acid, etc. of the above-mentioned electron donating amine compound. (D) Examples of the catalyst similar to the electron-donating phosphorus compound include triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, triisopropylphosphine, tri-n-butylphosphine, triphenylphosphine, tri-o-dimethoxyphenylphosphine, and tri-p. -Tolyl phosphine, tri-o-tolyl phosphine, tributyl phosphite, triphenyl phosphite, tri-p-tolyl phosphite, tri-o-tolyl phosphite and the like.
【0017】更に、(e)ボラン錯体に類する触媒とし
ては、ボランと以下の化合物との錯体、すなわちアンモ
ニア、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチル
アミン、t−ブチルアミン、ジメチルアニリン、ピリジ
ン、ジメチルアミノピリジン、モルホリン、ピペラジ
ン、ピロール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフィ
ド、トリ−n−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフ
ィン、トリフェニルホスファイト等の錯体が挙げられ
る。Further, (e) a catalyst similar to the borane complex includes a complex of borane and the following compound, namely, ammonia, dimethylamine, trimethylamine, triethylamine, t-butylamine, dimethylaniline, pyridine, dimethylaminopyridine, morpholine, Complexes such as piperazine, pyrrole, tetrahydrofuran, dimethylsulfide, tri-n-butylphosphine, triphenylphosphine, and triphenylphosphite are exemplified.
【0018】これらの触媒は1種用いてもよいし、2種
以上組み合せて用いるのもよく、その使用量は、2価ヒ
ドロキシ化合物に対し、通常1×10−6〜1モルの範
囲で使用することができるが、好ましくは、5×10
−5〜5×10−2モルである。5×10−5モル未満
では重合速度が遅くなり着色の要因となる。5×10
−2モルを越えると得られるポリカーボネートに残存す
る触媒が物性に悪影響例えば、機械的な物性低下を及ぼ
す要因となる。These catalysts may be used alone or in combination of two or more. The amount of the catalyst used is usually in the range of 1 × 10 −6 to 1 mol based on the divalent hydroxy compound. But preferably 5 × 10
−5 to 5 × 10 −2 mol. If the amount is less than 5 × 10 −5 mol, the polymerization rate becomes slow and causes coloring. 5 × 10
If the amount exceeds -2 mol, the catalyst remaining in the obtained polycarbonate adversely affects the physical properties, for example, a factor that causes a mechanical deterioration in physical properties.
【0019】本発明において一般に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
ポリカーボネートを製造する方法としては、2段反応方
式が用いられる。すなわち、前記原料をエステル交換触
媒存在下、エステル交換反応により溶融状態でポリカー
ボネートプレポリマーを生成させる第1段反応とさらに
高粘度下で重合を進め高分子量のポリカーボネートを得
る第2段反応である。In the present invention, a two-stage reaction system is generally used as a method for producing a polycarbonate by transesterification of a divalent hydroxy compound and a bisaryl carbonate. That is, a first-stage reaction in which a polycarbonate prepolymer is produced in a molten state by a transesterification reaction of the raw materials in the presence of a transesterification catalyst, and a second-stage reaction in which polymerization is further performed under a higher viscosity to obtain a high-molecular-weight polycarbonate.
【0020】第1段反応(前縮合工程)においては、反
応温度として100℃以上300℃までの範囲で、好ま
しくは、130℃から280℃の範囲である。130℃
未満であると反応速度が遅くなり、280℃を越えると
副反応が起こりやすくなる。減圧下で所定のフェノール
等の留出物を除去した後、第2段反応(後縮合工程)で
さらに高分子量化がはかられる。反応温度としては、1
80℃以上350℃までの範囲で好ましくは、200℃
から320℃の範囲である。200℃未満では、高分子
量をはかるためのフェノール等の除去が難しく、320
℃を越えると樹脂の着色や副反応が促進されるので望ま
しくない。In the first stage reaction (precondensation step), the reaction temperature is in the range of 100 ° C. to 300 ° C., preferably in the range of 130 ° C. to 280 ° C. 130 ° C
If the temperature is less than 280 ° C., the reaction rate becomes slow, and if it exceeds 280 ° C., side reactions tend to occur. After removing a predetermined distillate such as phenol under reduced pressure, the molecular weight is further increased in the second stage reaction (post-condensation step). The reaction temperature is 1
In the range of 80 ° C. to 350 ° C., preferably 200 ° C.
To 320 ° C. If the temperature is lower than 200 ° C., it is difficult to remove phenol and the like for measuring a high molecular weight,
If the temperature exceeds ℃, the coloring and side reaction of the resin are promoted, which is not desirable.
【0021】さらにこの反応は高真空下で行われ、真空
度として10Torr以下、好ましくは、1Torr以
下である。また、触媒の添加時期としては、一括初期仕
込みもしくは第1段反応と第2段反応にそれぞれ適切な
触媒を使用することも可能である。Further, this reaction is performed under a high vacuum, and the degree of vacuum is 10 Torr or less, preferably 1 Torr or less. As for the timing of adding the catalyst, it is also possible to use the appropriate catalyst for the initial batch charging or the first-stage reaction and the second-stage reaction.
【0022】さらに、本発明を詳細に説明すると、後縮
合工程において、重縮合反応が完結に近づくと反応系の
粘度が高くなることから、高温下での処理が必要であ
り、かつ高分子量化を計るためには、副生物等を留去さ
せながら酸化劣化等による副反応(着色源の生成)を抑
制しうる方法を見い出すことが重要なポイントであっ
た。Further, the present invention will be described in detail. In the post-condensation step, since the viscosity of the reaction system increases as the polycondensation reaction approaches completion, it is necessary to perform a treatment at a high temperature and increase the molecular weight. In order to measure the value, it was important to find a method capable of suppressing a side reaction (generation of a coloring source) due to oxidative deterioration or the like while distilling off by-products and the like.
【0023】鋭意検討の結果、後縮合工程において滞留
時間が15分以上55分以下の範囲で重縮合反応を行わ
せしめること、さらに、反応液の液厚みに相当する二軸
押出機の二つの攪拌手段のクリアランスが0.1mm〜
50mmの範囲で処理することにより、着色のない高分
子量のポリカーボネートが得られることを見い出した。
ここで、滞留時間とは、高真空・高温下で重縮合反応に
寄与する時間であり、15分未満であると副生物を除去
するのに十分ではなく、高分子量化がはかれず、55分
を超える場合、副反応等による着色が進行する可能性が
高く、効果的に好ましくないものである。The result of intensive study, that occupy to perform the polycondensation reaction in the range residence time in the post-condensation step below 55 minutes more than 15 minutes, further, two axes corresponding to the liquid thickness of the reaction solution
The clearance between the two stirring means of the extruder is 0.1 mm or more
It has been found that a colorless high molecular weight polycarbonate can be obtained by treating in the range of 50 mm.
Here, the residence time is a time that contributes to the polycondensation reaction under high vacuum and high temperature, and if it is less than 15 minutes, it is not enough to remove by-products, and high molecular weight is not obtained . Minute
When the number exceeds 3 , the coloring due to a side reaction or the like is highly likely to proceed, which is not preferable.
【0024】さらに、副生物を効率的に除去するといっ
た観点から反応液の液厚みに相当する二軸押出機の二つ
の攪拌手段のクリアランスが0.1mmより小さい場
合、工業的には経済的であると言い難く、50mmより
大きくなると副生物の除去が難しくなる。なお、実装置
としては、反応部において部分的に液厚みに相当する二
軸押出機の二つの攪拌手段のクリアランスが0.1mm
〜50mmが局所的に存在する場合も本発明に包含され
るものである。以下、実施例にて本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。Further, from the viewpoint of efficiently removing by-products , two twin screw extruders corresponding to the liquid thickness of the reaction solution are used.
When the clearance of the stirring means is less than 0.1 mm, it is difficult to say that it is industrially economical, and when it is more than 50 mm, it is difficult to remove by-products. In addition, as an actual apparatus, a part corresponding to the liquid thickness in the reaction part is partially used.
The clearance between the two stirring means of the screw extruder is 0.1 mm
The present invention also includes a case where a distance of about 50 mm is present locally. Hereinafter, the present invention will be described in Examples,
The present invention is not limited to these examples.
【0025】[0025]
【実施例1】ビスフェノールA4566g(20.0モ
ル),ジフェニルカーボネート4392g(20.5モ
ル)と4−ジメチルアミノピリジン0.489g(0.
004モル)及び酢酸カリウム0.039g(0.00
04モル)を20l槽型撹拌槽に仕込み、窒素置換した
後、180℃まで昇温し溶解した。次に260℃まで徐
々に昇温しながら2Torrまで減圧にし、副生するフ
ェノールを留去していく。約4時間後、粘度平均分子量
13,000のポリカーボネートプレポリマーを得た。
次に得られたポリカーボネートプレポリマーを280
℃,0.2Torrにコントロールされたパドル形セル
フクリーニング二軸押出機(L/D=8.9、パドル回
転直径50mm、シャフト長445.5mm)に送り込
み、滞留時間が35分になるようにギヤポンプにて10
30g/Hrで排出した。得られたポリマーの粘度平均
分子量は、28,000であり、色相は、A380−A
580=0.08であった。なお、二軸押出機のクリア
ランス(液厚み)は約0.5mmである。ここで、粘度
平均分子量の測定方法は、20℃における塩化メチレン
溶液の固有粘度[η]をウベローデ粘度計を用いて測定
し、次式を用いて粘度平均分子量(v)を計算した。EXAMPLE 1 4566 g (20.0 mol) of bisphenol A, 4392 g (20.5 mol) of diphenyl carbonate and 0.489 g (0.4 mol) of 4-dimethylaminopyridine.
004 mol) and 0.039 g (0.00
(0.4 mol) was charged into a 20-liter stirred tank, and the atmosphere was replaced with nitrogen. Next, the pressure is reduced to 2 Torr while gradually increasing the temperature to 260 ° C., and phenol produced as a by-product is distilled off. After about 4 hours, a polycarbonate prepolymer having a viscosity average molecular weight of 13,000 was obtained.
Next, the obtained polycarbonate prepolymer was 280
A paddle type self-cleaning twin-screw extruder (L / D = 8.9, paddle rotation diameter 50 mm, shaft length 445.5 mm) controlled at 0.2 ° C. and 0.2 Torr, and a gear pump so that the residence time is 35 minutes. At 10
Discharged at 30 g / Hr. The viscosity average molecular weight of the obtained polymer was 28,000, and the hue was A 380 -A
580 = 0.08. The clearance (liquid thickness) of the twin-screw extruder is about 0.5 mm. Here, as a method of measuring the viscosity average molecular weight, the intrinsic viscosity [η] of the methylene chloride solution at 20 ° C. was measured using an Ubbelohde viscometer, and the viscosity average molecular weight (v) was calculated using the following equation.
【0026】[0026]
【数1】 (Equation 1)
【0027】また、色相の評価はポリカーボネートを1
0%塩化メチレン溶液として、UV測定装置で380μ
mと580μmの波長領域での吸光度の差を測定し、表
示したものであり、値が大きいほど着色していることを
示す。The evaluation of hue was based on the evaluation of polycarbonate as 1
As a 0% methylene chloride solution, 380μ with a UV measurement device
The difference between the absorbance in the wavelength range of m and 580 μm is measured and displayed, and the larger the value, the more the color is colored.
【0028】[0028]
【実施例2】ビスフェノールA4566g(20.0モ
ル),ジフェニルカーボネート4392g(20.5モ
ル)と4−メチルアミノピリジン0.489g(0.0
04モル)及び酢酸カリウム0.078g(0.000
8モル)を20l槽型撹拌槽に仕込み、窒素置換した
後、180℃まで昇温し溶解した。次に260℃まで徐
々に昇温しながら2Torrまで減圧にし、副生するフ
ェノールを留去していく。約4時間後、粘度平均分子量
16,000のポリカーボネートプレポリマーを得た。
次に得られたポリカーボネートプレポリマーを280
℃,0.2Torrにコントロールされたパドル形セル
フクリーニング二軸押出機に送り込み、滞留時間が55
分になるように、ギヤポンプにて655g/Hrで排出
した。得られたポリマーの粘度平均分子量は、34,0
00であり色相は、A380−A580=0.09であ
った。Example 2 4566 g (20.0 mol) of bisphenol A, 4392 g (20.5 mol) of diphenyl carbonate and 0.489 g (0.089 g) of 4-methylaminopyridine
04 mol) and 0.078 g (0.000 g) of potassium acetate
8 mol) was charged into a 20-liter stirred tank, and the atmosphere was replaced with nitrogen. Next, the pressure is reduced to 2 Torr while gradually increasing the temperature to 260 ° C., and phenol produced as a by-product is distilled off. After about 4 hours, a polycarbonate prepolymer having a viscosity average molecular weight of 16,000 was obtained.
Next, the obtained polycarbonate prepolymer was 280
C., a paddle type self-cleaning twin-screw extruder controlled at 0.2 Torr and a residence time of 55
And discharged at 655 g / Hr with a gear pump. The viscosity average molecular weight of the obtained polymer is 34.0
00, and the hue was A 380 −A 580 = 0.09.
【0029】[0029]
【比較例1】実施例1と同様な条件で、得られたポリカ
ーボネートプレポリマーを280℃、0.2Torrに
コントロールされた横形二軸重合機に送り込み、滞留時
間が120分になるようにギヤポンプにて排出した。得
られたポリマーの粘度平均分子量は18,000であり
色相は、A380−A580=0.65であった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 Under the same conditions as in Example 1, the obtained polycarbonate prepolymer was fed into a horizontal biaxial polymerization machine controlled at 280 ° C. and 0.2 Torr, and was fed to a gear pump so that the residence time was 120 minutes. Discharged. The viscosity average molecular weight of the obtained polymer was 18,000, and the hue was A 380 −A 580 = 0.65.
【0030】[0030]
【比較例2】実施例1と同様な条件で、得られたポリカ
ーボネートプレポリマーを280℃、0.2Torrに
コントロールされたスクリュー蒸発器に送り込み、滞留
時間が12分になるようにギヤポンプにて排出した。得
られたポリマーの粘度平均分子量は16,000であり
色相は、A380−A580=0.45であった。Comparative Example 2 Under the same conditions as in Example 1, the obtained polycarbonate prepolymer was fed into a screw evaporator controlled at 280 ° C. and 0.2 Torr, and discharged with a gear pump so that the residence time was 12 minutes. did. The viscosity average molecular weight of the obtained polymer was 16,000, and the hue was A 380 −A 580 = 0.45.
【0031】[0031]
【比較例3】実施例1と同様な条件で、得られたポリカ
ーボネートプレポリマーを280℃、0.2Torrに
コントロールされた二軸押出機に送り込み、滞留時間が
180℃になるようギヤポンプで調整し、排出を行っ
た。得られたポリマーの粘度平均分子量は35,000
であったが色相は、A380−A580=1.20で一
部黒色のコゲ状のものが見受けられた。Comparative Example 3 Under the same conditions as in Example 1, the obtained polycarbonate prepolymer was fed into a twin screw extruder controlled at 280 ° C. and 0.2 Torr, and adjusted with a gear pump so that the residence time was 180 ° C. , Was discharged. The viscosity average molecular weight of the obtained polymer is 35,000.
However, the hue was A 380 −A 580 = 1.20, and a partially black kogation was observed.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、無色透明で高分子量の
ポリカーボネートを工業的に効率よく製造することがで
きる。According to the present invention, a colorless, transparent, high-molecular-weight polycarbonate can be industrially efficiently produced.
Claims (3)
ーボネートをエステル交換法により溶融重縮合させ、ポ
リカーボネートを製造する方法において、粘度平均分子
量が5,000〜20,000のポリカーボネートを後
縮合工程において、反応温度180〜350℃、反応圧
力10Torr以下で、滞留時間が15分以上55分以下の
範囲で、二軸押出機にて重縮合反応を行うことを特徴と
するポリカーボネートの製造法。1. A divalent hydroxy compound and bisaryl carbonate melt polycondensation by transesterification method, Po
In a method for producing a carbonate , a polycarbonate having a viscosity average molecular weight of 5,000 to 20,000 is subjected to a reaction temperature of 180 to 350 ° C.
A method for producing a polycarbonate, comprising conducting a polycondensation reaction with a twin-screw extruder at a force of 10 Torr or less and a residence time of 15 to 55 minutes .
おける反応液の液厚みに相当する二軸押出機の二つの攪
拌手段のクリアランスが0.1mm〜50mmの範囲で
重縮合反応を行うことを特徴とするポリカーボネートの
製造法。2. The two-screw extruder according to claim 1, which corresponds to the thickness of the reaction solution in the reaction section in the post-condensation step.
A method for producing a polycarbonate, wherein a polycondensation reaction is performed in a clearance of a stirring means in a range of 0.1 mm to 50 mm.
表されるいずれかの化合物である請求項1又は2記載の
ポリカーボネートの製造法。 【化1】 (R1,R2,R3,R4はそれぞれ水素原子、炭素数1〜
8の直鎖又は枝分れを含むアルキル基、又はフェニル基
を表し、Xはハロゲン原子でn=0〜4,m=1〜4で
ある。)3. The method for producing a polycarbonate according to claim 1, wherein the divalent hydroxy compound is any compound represented by the following general formula . Embedded image (R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 each represent a hydrogen atom,
8 represents a straight-chain or branched alkyl group or a phenyl group, and X is a halogen atom, wherein n = 0 to 4, and m = 1 to 4. )
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US07/946,335 US5418314A (en) | 1991-03-13 | 1992-02-28 | Process for producing polycarbonate |
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