发明名称 制造聚碳酸酯之方法
摘要 与共触媒(诸如氢氧化四甲基铵(TMAH))组合之磷酸的混合硷金属盐类为优良的酯基交换作用触媒,其可用于自双酚A与碳酸二苯酯制备聚碳酸酯。该些混合的硷金属磷酸盐可由动力学测量(其可在由对-三级辛基酚与碳酸双(对-枯基苯基)酯所组成之模型系统中制得)显示出较包含单一硷金属离子的磷酸盐类更固有地为强效性触媒。除了提供较高的聚合反应速率外,相对于由知的触媒系统(诸如氢氧化钠与TMAH共触媒一起)所催化之聚合反应,此新型的触媒显示出可提供包含减低程度的弗莱斯(Fries)重组产物之聚碳酸酯类。
申请公布号 TWI293966 申请公布日期 2008.03.01
申请号 TW092115108 申请日期 2003.06.03
申请人 奇异电器公司 发明人 派屈克 约瑟夫 麦克罗斯基;威伦 威廉 瑞利;布莱恩 詹姆士 葛利蒙
分类号 C08G64/20(2006.01) 主分类号 C08G64/20(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种制造聚碳酸酯之方法,该方法包括于酯基交 换作用触媒的存在下,在熔融聚合反应条件中,让 至少一种二羟基芳香族化合物与至少一种碳酸二 芳酯反应,该酯基交换作用触媒包含至少一种磷酸 的混合硷金属盐及至少一种共触媒,该共触媒包含 四级铵盐、四级鏻盐或其混合物。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中该混合的硷金 属盐包含至少二种选自于由铯、钠及钾硷金属离 子所组成之群的硷金属离子。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中该盐其每磷酸 当量包含在约0.85至约1.0当量间的铯与在约0.1至约 0.6当量间的钠。 4.如申请专利范围第1项之方法,其中该混合的硷金 属盐包含钾及钠离子。 5.如申请专利范围第4项之方法,其中该盐其每磷酸 当量包含在约0.85至约1当量间的钾及在约0.1至约1. 0当量间的钠。 6.如申请专利范围第1项之方法,其中该磷酸的混合 硷金属盐之使用量与每莫耳的二羟基芳香族化合 物为在110-8至110-3莫耳间的磷酸混合硷金属盐相 符合。 7.如申请专利范围第1项之方法,其中该二羟基芳香 族化合物为具有结构I的双酚: 其中R1在每个事件中各自独立地为卤素原子、硝 基、氰基、C1-C20烷基、C4-C20环烷基或C6-C20芳基;n 及m各自独立地为整数0-4;及W为键结、氧原子、硫 原子、SO2基团、C1-C20脂肪族基团、C6-C20芳香族基 团、C6-C20环脂族基团或下列基团 其中R2及R3各自独立地为氢原子、C1-C20烷基、C4-C20 环烷基或C4-C20芳基;或R2与R3一起形成C4-C20环脂族 环,且其可选择性地由一或多个C1-C20烷基、C6-C20芳 基、C5-C21芳烷基、C5-C20环烷基或其组合取代。 8.如申请专利范围第7项之方法,其中该双酚选自于 由下列所组成之群:双酚A;2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基 )丙烷;2,2-双(3-氯-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3-溴-4-羟 基苯基)丙烷;2,2-双(4-羟基-3-异丙基苯基)丙烷;1,1- 双(4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环 己烷;及1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷。 9.如申请专利范围第1项之方法,其中该碳酸二芳酯 具有结构II 其中R4在每个事件中各自独立地为卤素原子、硝 基、氰基、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基羰基、C4-C20环 烷基或C6-C20芳基;及t及v各自独立地为整数0-5。 10.如申请专利范围第9项之方法,其中该碳酸二芳 酯可选自于由下列所组成之群:碳酸二苯酯、碳酸 双(4-甲基苯基)酯、碳酸双(4-氯苯基)酯、碳酸双(4 -氟苯基)酯、碳酸双(2-氯苯基)酯、碳酸双(2,4-二 氟苯基)酯、碳酸双(4-硝基苯基)酯、碳酸双(2-硝 基苯基)酯及碳酸双(甲基水杨基)酯。 11.如申请专利范围第1项之方法,其中该四级铵化 合物具有结构III 其中R5-R8各自独立地为C1-C20烷基、C4-C20环烷基或C4 -C20芳基;及X-为有机或无机阴离子。 12.如申请专利范围第11项之方法,其中该阴离子可 选自于由氢氧化物、卤化物、羧酸盐、苯酚盐、 磺酸盐、硫酸盐、碳酸盐及碳酸氢盐所组成之群 。 13.如申请专利范围第11项之方法,其中该四级铵化 合物为氢氧化四甲基铵。 14.如申请专利范围第1项之方法,其中该鏻离子化 合物具有结构IV 其中R9-R12各自独立地为C1-C20烷基、C4-C20环烷基或C 4-C20芳基;及X-为有机或无机阴离子。 15.如申请专利范围第14项之方法,其中该阴离子可 选自于由氢氧化物、卤化物、羧酸盐、苯酚盐、 磺酸盐、硫酸盐、碳酸盐及碳酸氢盐所组成之群 。 16.如申请专利范围第14项之方法,其中该四级鏻离 子化合物为氢氧化四丁基鏻。 17.如申请专利范围第1项之方法,其中该反应于酯 基交换作用触媒的存在下,在熔融聚合反应条件中 ,于一或多种分枝剂的存在下,由至少一种二羟基 芳香族化合物与至少一种碳酸二芳酯来进行。 18.如申请专利范围第17项之方法,其中该分枝剂为1 ,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷。 19.如申请专利范围第1项之方法,其中该反应于酯 基交换作用触媒的存在下,在熔融聚合反应条件中 ,于至少一种封端剂的存在下,由至少一种二羟基 芳香族化合物与至少一种碳酸二芳酯来进行。 20.如申请专利范围第19项之方法,其中该封端剂为 羟基芳香族化合物。 21.如申请专利范围第20项之方法,其中该羟基芳香 族化合物可选自于由酚、对-三级丁基酚、对-枯 基酚及豆蔻醇所组成之群。 22.如申请专利范围第1项之方法,其中该聚碳酸酯 产物包含每百万少于约1000份的弗莱斯产物。 23.如申请专利范围第1项之方法,其为连续制程。 24.如申请专利范围第1项之方法,其为批次制程。 25.一种制造聚碳酸酯之方法,该方法包括在熔融聚 合反应条件中,于酯基交换作用触媒之存在下,让 至少一种二羟基芳香族化合物与至少一种碳酸二 芳酯接触,该酯基交换作用触媒包含至少一种磷酸 的混合硷金属盐及至少一种共触媒,该共触媒包含 四级铵盐、四级鏻盐或其混合物,该接触以至少二 个阶段进行。 26.如申请专利范围第25项之方法,其中该二阶段由 寡聚反应阶段(其可提供一数均分子量从约1000至 约7500道耳吞的寡聚性聚碳酸酯)及随后至少一个 聚合反应阶段(其中该寡聚性聚碳酸酯会转换成具 有数均分子量从约8000至约25000道耳吞的高分子量 聚碳酸酯)所组成。 27.如申请专利范围第26项之方法,其中该混合的硷 金属盐包含至少二种选自于由铯、钠及钾硷金属 离子所组成之群的硷金属离子。 28.如申请专利范围第27项之方法,其中该盐其每磷 酸当量包含在约0.85至约1.0当量间的铯及在约0.1至 约0.6当量间的钠。 29.如申请专利范围第28项之方法,其中该混合的硷 金属盐之使用量与每莫耳的二羟基芳香族化合物 为在110-8至110-3莫耳间的混合硷金属盐触媒相符 合。 30.如申请专利范围第26项之方法,其中该碳酸二苯 酯的使用量与每莫耳之二羟基芳香族化合物为在 约0.95莫耳至约1.1莫耳间之碳酸二芳酯相符合。 31.如申请专利范围第26项之方法,其中该二羟基芳 香族化合物为具有结构I的双酚 其中R1在每个事件中各自独立地为卤素原子、硝 基、氰基、C1-C20烷基、C4-C20环烷基或C6-C20芳基;n 及m各自独立地为整数0-4;及W为键结、氧原子、硫 原子、SO2基团、C1-C20脂肪族基团、C6-C20芳香族基 团、C6-C20环脂族基团或下列基团 其中R2及R3各自独立地为氢原子、C1-C20烷基、C4-C20 环烷基或C4-C20芳基;或R2及R3可一起形成C4-C20环脂 族环,且其可选择性地由一或多个C1-C20烷基、C6-C20 芳基、C5-C21芳烷基、C5-C20环烷基或其组合取代。 32.如申请专利范围第31项之方法,其中该双酚可选 自于由下列所组成之群:双酚A;2,2-双(4-羟基-3-甲基 苯基)丙烷;2,2-双(3-氯-4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(3-溴- 4-羟基苯基)丙烷;2,2-双(4-羟基-3-异丙基苯基)丙烷; 1,1-双(4-羟基苯基)环己烷;1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基 )环己烷;及1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷 。 33.如申请专利范围第26项之方法,其中该碳酸二芳 酯具有结构II 其中R4在每个事件中各自独立地为卤素原子、硝 基、氰基、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基羰基、C4-C20环 烷基或C6-C20芳基;及t及v各自独立地为整数0-5。 34.如申请专利范围第33项之方法,其中该碳酸二芳 酯可选自于由下列所组成之群:碳酸二苯酯、碳酸 双(4-甲基苯基)酯、碳酸双(4-氯苯基)酯、碳酸双(4 -氟苯基)酯、碳酸双(2-氯苯基)酯、碳酸双(2,4-二 氟苯基)酯、碳酸双(4-硝基苯基)酯、碳酸双(2-硝 基苯基)酯及碳酸双(甲基水杨基)酯。 35.如申请专利范围第26项之方法,其中该聚碳酸酯 产物包含每百万少于约1000份的弗莱斯产物。 36.如申请专利范围第26项之方法,其中该碳酸二芳 酯为碳酸二苯酯,且该二羟基芳香族化合物为双酚 A。 37.一种制造聚碳酸酯之方法,该方法包括于酯基交 换作用触媒之存在下,在约180℃至约310℃的温度范 围间及在约760至约1托耳的压力范围间,让碳酸二 苯酯与双酚A接触以获得双酚A聚碳酸酯产物,该酯 基交换作用触媒包含至少一种磷酸的混合硷金属 盐及至少一种共触媒,该共触媒包含四级铵盐、四 级鏻盐或其混合物。 38.如申请专利范围第37项之方法,其中该混合的硷 金属盐包含至少二种选自于由铯、钠及钾硷金属 离子所组成之群的硷金属离子。 39.如申请专利范围第38项之方法,其中该盐其每磷 酸当量包含在约0.85至约1.0当量间的铯及在约0.1至 约0.6当量间的钠。 40.如申请专利范围第37项之方法,其中该混合的硷 金属盐包含钾及钠离子。 41.如申请专利范围第40项之方法,其中该盐其每磷 酸当量包含在约0.85至约1当量间的钾及在约0.1至 约1.0当量间的钠。 42.如申请专利范围第37项之方法,其中该混合的硷 金属盐之使用量与每莫耳的双酚A为在110-8至1.010 -3莫耳间的混合硷金属盐触媒相符合。 43.如申请专利范围第31项之方法,其中该接触在第 一与第二阶段中进行,该第一阶段为寡聚反应阶段 ,其可获得一具有数均分子量从约1000至约7500道耳 吞的寡聚性聚碳酸酯;该第二阶段包括将在该第一 阶段中所形成之寡聚性聚碳酸酯转换成具有数均 分子量从约8000至约25000道耳吞的高分子量聚碳酸 酯。
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