发明名称 制备聚酯碳酸酯的方法
摘要 一种制备聚酯碳酸酯的方法,其中一种包含至少一种活化二芳基碳酸酯之混合物在熔化聚合条件下与至少一种二羟基芳族化合物和至少一种二元酸一起反应。获得一种具有至高约10莫耳百比二羧酸残基(以衍生自芳族二羟基化合物之结构单元总量为基准)之聚酯碳酸酯。该方法提供高程度之二羧酸并入聚酯碳酸酯主链中及高程度之聚合物封端。
申请公布号 TWI289574 申请公布日期 2007.11.11
申请号 TW092107283 申请日期 2003.03.31
申请人 通用电机股份有限公司 发明人 派崔克.麦克劳斯基;保罗.史密杰奇
分类号 C08G64/20(2006.01) 主分类号 C08G64/20(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种制备聚酯碳酸酯的方法,该方法包含制备混 合物,该混合物包含至少一种经活化的二芳基碳酸 酯、至少一种二羟基芳族化合物、至少一种二羧 酸、至少一种熔化聚合催化剂和任选之一或多种 共催化剂,和在熔化聚合条件下加热,以提供产物 聚酯碳酸酯,该产物聚酯碳酸酯的封端%大于75%,该 产物聚酯碳酸酯中并入至少90%的二羧酸起始物。 2.如申请专利范围第1项的方法,其中该经活化的二 芳基碳酸酯系选自双(2-乙醯苯基)碳酸酯、双(4-乙 醯苯基)碳酸酯、双(2-三甲基乙醯基苯基)碳酸酯 、双(4-三甲基乙醯基苯基)碳酸酯、双(2-氰苯基) 碳酸酯、双(4-氰苯基)碳酸酯、双(2-氯苯基)碳酸 酯、双(4-氯苯基)碳酸酯、双(2,4-二氯苯基)碳酸酯 、双(2,4,6-三氯苯基)碳酸酯、双(2-硝苯基)碳酸酯 、双(4-硝苯基)碳酸酯、双(2-氟苯基)碳酸酯、双(2 ,4-二氟苯基)碳酸酯、双(2,4,6-三氟苯基)碳酸酯、 双(2-三氟甲基苯基)碳酸酯、双(4-三氟甲基苯基) 碳酸酯、双(2-氯基-4-三氟甲基苯基)碳酸酯及其混 合物。 3.如申请专利范围第1项的方法,其中该经活化的二 芳基碳酸酯具有结构I, 其中R1和R2独立地为C1-C20烷基,C4-C20环烷基或C4-C20 芳基,R3和R4在各情形中独立为卤素原子、氰基、 硝基、C1-C20烷基、C4-C20环烷基、C4-C20芳基、C1-C20 烷氧基、C4-C20环烷氧基、C4-C20芳氧基、C1-C20烷硫 基、C4-C20环烷硫基、C4-C20芳硫基、C1-C20烷基亚磺 醯基、C4-C20环烷基亚磺醯基、C4-C20芳基亚磺醯基 、C1-C20烷磺醯基、C4-C20环烷基磺醯基、C4-C20芳基 磺醯基、C1-C20烷氧羰基、C4-C20环烷氧羰基、C4-C20 芳氧羰基、C2-C60烷胺基、C6-C60环烷胺基、C5-C60芳 基胺基、C1-C40烷胺羰基、C4-C40环烷胺羰基、C4-C40 芳胺羰基、和C1-C20醯胺基;及b和c独立为0-4的整数 。 4.如申请专利范围第3项的方法,其中该经活化的二 芳基碳酸酯系选自双(甲基水杨酸基)碳酸酯、双( 乙基水杨酸基)碳酸酯、双(丙基水杨酸基)碳酸酯 、双(丁基水杨酸基)碳酸酯、双(苯甲基水杨酸基) 碳酸酯、和双(甲基4-氯水杨酸基)碳酸酯。 5.如申请专利范围第1项的方法,其中该二羟基芳族 化合物系选自具有结构II之双酚, 其中R5-R12独立为氢原子、卤素原子、硝基、氰基 、C1-C20烷基C4-C20环烷基、或C6-C20芳基;W为一键、 氧原子、硫原子、SO2基、C6-C20芳基、C6-C20环脂族 基或基, 其中R13和R14独立为氢原子、C1-C20烷基、C4-C20环烷 基、或C4-C20芳基;或R13和R14一起形成C4-C20环脂族环 ,其任意地被一或多个C1-C20烷基、C6-C20芳基、C5-C21 芳烷基、C5-C20环烷基或其组合所取代;具有结构III 之二羟基苯, 其中R15在各情形中独立为卤素原子、硝基、氰基 、C1-C20烷基、C4-C20环烷基C4-C20芳基;和d为从0到4之 整数;和具有结构IV和V之二羟基, 其中R16、R17、R18和R19在各情形中独立为卤素原子 、硝基、氰基、C1-C20烷基、C4-C20环烷基C4-C20芳基; e和f为从0到3之整数,g为从0到4之整数、和h从0到2 之整数。 6.如申请专利范围第5项的方法,其中该具有结构II 之双酚系选自2,2-双(4-羟苯基)丙烷(双酚A)、2,2-双( 3-甲基-4-羟苯基)丙烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1, 1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,3-双(2-(4-羟 苯基)-2-丙基)苯、1,4-双(2-(4-羟苯基)-2-丙基)苯和1, 4-双(2-(4-羟基-3-甲苯基)-2-丙基)苯。 7.如申请专利范围第5项的方法,其中该具有结构III 之二羟基苯系选自氢、间苯二酚、甲基氢、 苯基氢、4-苯基间苯二酚和4-甲基间苯二酚。 8.如申请专利范围第5项的方法,其中该具有结构IV 之二羟基系选自2,6-二羟基、2,6-二羟基-3-甲 基、2,6-二羟基-3-苯基和2,8-二羟基。 9.如申请专利范围第5项的方法,其中该具有结构V 之二羟基系选自1,4-二羟基、1,4-二羟基-2-甲 基、1,4-二羟基-2-苯基和1,3-二羟基。 10.如申请专利范围第1项的方法,其中该二元酸具 有结构VI, 其中R20为C4-C30芳基、C1-C40脂族基或C5-C30环脂族基 。 11.如申请专利范围第10项的方法,其中该具有结构 VI之二元酸系选自对苯二甲酸、异苯二甲酸、1,4- 环己烷二羧酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二 烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸 、顺式9-辛烯二酸、-十九烯二酸、-辛基十一 烷二酸、和氢化二聚物酸。 12.如申请专利范围第1项的方法,其中该熔化聚合 催化剂为至少一种选自硷金属氢氧化物、硷土金 属氢氧化物和其混合物之金属氢氧化物。 13.如申请专利范围第12项的方法,其中该熔化聚合 催化剂系选自氢氧化钠、氢氧化钾、和其混合物 。 14.如申请专利范围第1项的方法,其中该熔化聚合 催化剂系选自羧酸的硷金属盐、羧酸的金硷土属 盐和其混合物。 15.如申请专利范围第14项的方法,其中该熔化聚合 催化剂为乙二胺四羧酸二钠镁。 16.如申请专利范围第1项的方法,其中该熔化聚合 催化剂为至少一种选自亚磷酸盐的硷金属盐、亚 磷酸盐的硷土金属盐、磷酸盐的硷金属盐、磷酸 盐的硷土金属盐、硫酸盐的硷金属盐、硫酸盐的 硷土金属盐、金属含氧酸的硷金属盐、金属含氧 酸的硷土金属盐和其混合物的非挥发性酸之盐。 17.如申请专利范围第16项的方法,其中该非挥发性 酸熔化聚合催化剂之盐系选自NaH2PO3、NaH2PO4、Na2H2 PO3、KH2PO4、CsH2PO4、Cs2H2PO4、Na2SO4、NaHSO4、NaSbO3、 LiSbO3、KsbO3、Mg(SbO3)2、Na2GeO3、K2GeO3、Li2GeO3、MgGeO3 、Mg2GeO3及其混合物。 18.如申请专利范围第1项的方法,其中熔化聚合催 化剂存在量为等于约1.0 x 10-8和约1.0 x 10-3莫耳之 间的熔化聚合催化剂/莫耳二羟芳族化合物。 19.如申请专利范围第1项的方法,其中该共催化剂 为一种具有结构VII之四级铵盐, 其中R21-R24独立地为C1-C20烷基、C4-C20环烷基或C4-C20 芳基,及X-为一种有机或无机阴离子。 20.如申请专利范围第19项的方法,其中该阴离子系 选自氢氧化物、卤化物、羧酸盐、酚盐、磺酸盐 、硫酸盐、碳酸盐、和碳酸氢盐的阴离子。 21.如申请专利范围第20项的方法,其中该四级铵鏻 盐共催化剂之存在量为致使所使用之共催化剂的 莫耳数相当于存在之熔化聚合催化剂的莫耳数之 约10到约250倍之间。 22.如申请专利范围第1项的方法,其中该共催化剂 为一种具有结构VIII之四级鏻共催化剂, 其中R25-R28独立为C1-C20烷基、C4-C20环烷基或C4-C20芳 基,及X-为一种有机或无机阴离子。 23.如申请专利范围第22项的方法,其中该阴离子系 选自氢氧化物、卤化物、羧酸盐、酚盐、磺酸盐 、硫酸盐、碳酸盐、和碳酸氢盐。 24.如申请专利范围第23项的方法,其中该四级鏻盐 共催化剂之存在量为致使所使用之共催化剂的莫 耳数相当于存在之熔化聚合催化剂的莫耳数之约 10到约250倍之间。 25.一种制备聚酯碳酸酯的方法,该方法包含在约大 气压和约0.01托范围之间的压力下,加热混合物到 约150℃和约250℃范围之间的温度,该混合物包含双 (甲基水杨酸基)碳酸酯、双酚A、存在量相当于在 约1.0 x 10-8和约1.0 x 10-3莫耳之间的熔化聚合催化 剂/莫耳双酚A的熔化聚合催化剂、存在量相当于 熔化聚合催化剂的莫耳数之约10到约250倍之间的 共催化剂及具有结构VI之二羧酸, 其中R20为C4-C30芳基、C1-C40脂族基或C5-C30环脂族基, 以提供产物聚酯碳酸酯,该产物聚酯碳酸酯的封端 %大于75%,该产物聚酯碳酸酯中并入至少90%的二羧 酸起始物。 26.如申请专利范围第25项的方法,其中该双(甲基水 杨酸基)碳酸酯存在量相当于约1.01和约1.2莫耳之 间的双(甲基水杨酸基)碳酸酯/莫耳双酚,及其中该 二羧酸VI存在量相当于约0.01和约0.10莫耳之间的二 羧酸/莫耳双酚。 27.如申请专利范围第26项的方法,其中该熔化聚合 催化剂为乙二胺四羧酸二钠镁,及该共催化剂四丁 基鏻乙酸盐。 28.一种制备聚酯碳酸酯的方法,该方法包含在约大 气压和约0.01托范围之间的压力下,加热混合物到 约150℃和约250℃范围之间的温度,该混合物包含双 (甲基水杨酸基)碳酸酯、双酚A和氢氧化钠(该氢氧 化钠之存在量相当于在约1.0x10-8和约1.0x10-3莫耳之 间的氢氧化钠/莫耳双酚A)、四丁基鏻乙酸盐共催 化剂(该共催化剂之存在量相当于氢氧化钠的莫耳 数之约10到约250倍之间)、十二烷二酸(该十二烷二 酸的存在量相当于约0.01莫耳/莫耳双酚A和约0.10莫 耳/莫耳双酚A之间),以提供产物聚酯碳酸酯,该产 物聚酯碳酸酯的封端%大于75%,该产物聚酯碳酸酯 中并入至少90%的二羧酸起始物。
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