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聚碳酸酯聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法.pdf

  • 上传人:a***
  • 文档编号:4665578
  • 上传时间:2018-10-26
  • 格式:PDF
  • 页数:23
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201280058919.5

    申请日:

    2012.11.16

    公开号:

    CN103958564A

    公开日:

    2014.07.30

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08G 64/38申请日:20121116|||公开

    IPC分类号:

    C08G64/38

    主分类号:

    C08G64/38

    申请人:

    出光兴产株式会社

    发明人:

    石川康弘; 茂木广明; 长尾幸子

    地址:

    日本国东京都

    优先权:

    2011.12.02 JP 2011-265163

    专利代理机构:

    中科专利商标代理有限责任公司 11021

    代理人:

    蒋亭

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    内容摘要

    本发明提供-种经济并且稳定地制造聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的方法。具体来说,提供如下的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其具有连续地或断续地从反应器中抽取将二元酚系化合物、碳酸酯前体及聚有机硅氧烷在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下聚合而得的聚合反应液的工序(A);将工序(A)中抽取的聚合反应液分离为水相和非水溶性有机溶剂相的工序(B);以及将工序(B)中分离出的非水溶性有机溶剂相用酸性水溶液清洗后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相的工序(C),对工序(C)中分离出的水相进行非水溶性有机溶剂萃取,以使所得的萃取液中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的含量为2质量%以下的方式进行控制,并且将该萃取液的一部分或全部再利用于工序(A)中。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其具有如下工序,即,
    工序(A),连续地或间歇地从反应器中抽取聚合反应液,所述聚合反应液是将以下述通式(1)表示的二元酚系化合物、碳酸酯前体及以下述通式(2)表示的聚有机硅氧烷在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下聚合而得的;
    工序(B),将工序(A)中抽取的聚合反应液分离为水相和非水溶性有机溶剂相;以及
    工序(C),在将工序(B)中分离出的非水溶性有机溶剂相用酸性水溶液洗涤后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相,其中,
    对工序(C)中分离出的水相进行非水溶性有机溶剂萃取,以使所得的萃取液中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的含量为2质量%以下的方式进行控制,并且将该萃取液的一部分或全部在工序(A)中再利用;

    式(1)中,R1及R2各自独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基;X表示单键、碳数1~8的亚烷基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环亚烷基、碳数5~15的环烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-;a及b各自独立地表示0~4的整数;

    式(2)中、R3~R6各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基;Y表示单键、包含脂肪族或芳香族的有机残基;n是平均重复数;Z表示卤素原子、-R7OH、 -R7-Z′-R8-OH、-R7COOH、-R7NH2、-COOH或-SH,所述R7表示取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的环亚烷基、或取代或未取代的亚芳基;所述R8表示成环碳数6~12的亚芳基,所述Z′表示碳数1~8的亚烷基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~10的环亚烷基、碳数5~10的环烷叉基;m表示0或1。

    2.  根据权利要求1所述的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其中,
    在工序(B)中,将分离出的非水溶性有机溶剂相再用碱水溶液洗涤后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相。

    3.  根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其中,
    在工序(C)中,将分离出的非水溶性有机溶剂相再用水洗涤后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相,对工序(C)中分离出的水相进行非水溶性有机溶剂萃取,以使所得的萃取液中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的含量为2质量%以下的方式进行控制,并且将该萃取液的一部分或全部在工序(A)中再利用。

    4.  根据权利要求1~3中任一项所述的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其中,
    在工序(C)中,将洗涤温度设为37℃以下。

    5.  根据权利要求1~4中任一项所述的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其中,
    工序(A)包含下述工序(a-1)及工序(a-2),将所述工序(a-1)中得到的反应混合液分离为水相和非水溶性有机溶剂相,将所得的水相与所述工序(C)中用酸性水溶液洗涤后分离而得的水相混合,对所得的水相进行非水溶性有机溶剂萃取,以使所得的萃取液中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的含量为2质量%以下的方式进行控制,并且将该萃取液在工序(A)中再利用;
    工序(a-1):通过使以所述通式(1)表示的二元酚系化合物与碳酸酯前体在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下反应而制造具有以下述通式(I)表示的重复单元的聚碳酸酯低聚物的工序;
    工序(a-2):连续地或间歇地从反应器中抽取聚合反应液的工序,所述聚合反应液是将所述二元酚系化合物、工序(a-1)中得到的聚碳酸酯低聚物、以所述通式(2)表示的聚有机硅氧烷在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下聚合而得的;

    式(I)中,R1、R2、X、a及b如前述定义所示。

    说明书

    说明书聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法
    技术领域
    本发明涉及一种聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法。
    背景技术
    聚碳酸酯系树脂是透明性、耐热性、抗冲击性优异的聚合物,目前被作为工程塑料在工业领域中广泛地使用。
    作为该聚碳酸酯系树脂的制造方法,使双酚A等芳香族二羟基化合物与碳酰氯直接反应的方法(界面聚合法)作为制造高品质的聚碳酸酯的方法为人所知。
    作为借助界面缩聚法的聚碳酸酯的工业化制造方法,可以采用如下的方法,即,向双酚类的碱水溶液中吹入碳酰氯而生成具有反应性的氯甲酸酯基的聚碳酸酯低聚物,与该聚碳酸酯低聚物的生成同时地或者逐步地进一步使聚碳酸酯低聚物与双酚类在叔胺等聚合催化剂及碱水溶液的存在下进行缩合反应(聚合反应)。作为该非水溶性有机溶剂,从溶解度或处置性等观点考虑,在工业上主要使用二氯甲烷。
    反应工序中使用的二氯甲烷通常被回收而再利用于反应工序中(参照专利文献1)。另外,聚合反应后的废水、清洗工序中产生的废水、造粒工序中产生的废水包含氯化钠等无机物、酚类、聚碳酸酯等有机物。为了将该有机物从水相中除去而净化废水,使用有机溶剂,优选使用与二氯甲烷等在聚碳酸酯制造工序中使用的有机溶剂相同的非水溶性有机溶剂,从废水中将有机物萃取除去。萃取除去的含有酚类、聚合物的非水溶性有机溶剂被再利用于聚合反应工序中(参照专利文献2)。
    而且,聚碳酸酯系树脂当中,聚碳酸酯-聚有机硅氧烷聚合物(以下有时称作“PC-POS”。)由于具有高抗冲击性、耐药品性及阻燃性而受到关注,有望在电气·电子设备领域、汽车领域等各种领域中广泛地利用。作为该PC-POS的制造方法,已知有如下的方法,即,使二元酚系 化合物与碳酰氯反应而制造聚碳酸酯低聚物,使该聚碳酸酯低聚物与聚有机硅氧烷在二氯甲烷、碱性化合物水溶液、二元酚系化合物及聚合催化剂的存在下聚合(参照专利文献3)。
    现有技术文献
    专利文献
    专利文献1:日本特开2009-132756号公报
    专利文献2:日本特开2009-285533号公报
    专利文献3:日本特开平6-329781号公报
    发明内容
    发明所要解决的问题
    在制造PC-POS的情况下,与以往的通常的聚碳酸酯系树脂的制造相同,使用与二氯甲烷等在聚碳酸酯制造工序中使用的有机溶剂相同的非水溶性有机溶剂从废水中将有机物(二元酚系化合物或PC-POS)萃取除去,从经济的及环境的观点考虑,优选将如此得到的包含二元酚系化合物、PC-POS的二氯甲烷再利用。
    但是,根据本发明人等的研究明确了:在制造PC-POS的情况下,会有发生回收到的二氯甲烷中的PC-POS浓度变高这样的在通常的聚碳酸酯系树脂的制造中不会发生的现象的趋势。在意图将PC-POS浓度高的非水溶性有机溶剂再利用于反应工序中的情况下,会因在用于除去非水溶性有机溶剂中的二氧化碳的脱挥塔内产生起泡、或在连在其前方的泵或反应器等的旋转机中产生气穴,而难以稳定地生产。
    所以,本发明的目的在于,提供一种经济地并且稳定地制造聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的方法。
    用于解决问题的方法
    本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过将再利用的二氯甲烷中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物浓度控制为一定值以下,就不会产生所述脱挥塔内的起泡、泵或反应器等的旋转机中的气穴,可以稳定地制造聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物。
    即,本发明涉及下述[1]~[5]。
    [1]一种聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其具有如下工序,即,
    工序(A),连续地或断续地从反应器中抽取将以下述通式(1)表示的二元酚系化合物、碳酸酯前体及以下述通式(2)表示的聚有机硅氧烷在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下聚合而得的聚合反应液;
    工序(B),将工序(A)中抽取的聚合反应液分离为水相和非水溶性有机溶剂相;以及
    工序(C),将工序(B)中分离出的非水溶性有机溶剂相用酸性水溶液清洗后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相,其中,
    对工序(C)中分离出的水相进行非水溶性有机溶剂萃取,以使所得的萃取液中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的含量为2质量%以下的方式进行控制,并且将该萃取液的一部分或全部再利用于工序(A)中。
    [化1]

    式中,R1及R2各自独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基。X表示单键、碳数1~8的亚烷基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环亚烷基、碳数5~15的环烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-。a及b各自独立地表示0~4的整数。
    [化2]

    式中,R3~R6各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基。Y表示单键、包含脂肪族或芳 香族的有机残基。n是平均重复数。Z表示卤素原子、-R7OH、-R7-Z′-R8-OH、-R7COOH、-R7NH2、-COOH或-SH,所述R7表示取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的环亚烷基、或取代或未取代的亚芳基。所述R8表示成环碳数6~12的亚芳基,所述Z′表示碳数1~8的亚烷基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~10的环亚烷基、碳数5~10的环烷叉基。m表示0或1。
    [2]根据上述[1]中记载的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其中,在工序(B)中,将分离出的非水溶性有机溶剂相再用碱水溶液清洗后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相。
    [3]根据上述[1]或[2]中记载的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其中,在工序(C)中,将分离出的非水溶性有机溶剂相再用水清洗后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相,对工序(C)中分离出的水相进行非水溶性有机溶剂萃取,以使所得的萃取液中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的含量为2质量%以下的方式进行控制,并且将该萃取液的一部分或全部再利用于工序(A)中。
    [4]根据上述[1]~[3]的任一项中记载的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其中,在工序(C)中,将清洗温度设为37℃以下。
    [5]根据上述[1]~[4]的任一项中记载的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其中,工序(A)包含下述工序(a-1)及工序(a-2),将所述工序(a-1)中得到的反应混合液分离为水相和非水溶性有机溶剂相,将所得的水相与在所述工序(C)中用酸性水溶液清洗后分离而得的水相混合,对所得的水相进行非水溶性有机溶剂萃取,以使所得的萃取液中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的含量为2质量%以下的方式进行控制,并且将该萃取液再利用于工序(A)中。
    工序(a-1):通过使以所述通式(1)表示的二元酚系化合物与碳酸酯前体在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下反应而制造具有以下述通式(I)表示重复单元的聚碳酸酯低聚物的工序。
    工序(a-2):连续地或断续地从反应器中抽取将所述二元酚系化合物、工序(a-1)中得到的聚碳酸酯低聚物、和以所述通式(2)表示的 聚有机硅氧烷在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下聚合而得的聚合反应液的工序。
    [化3]

    式中,R1、R2、X、a及b如前述定义所示。
    发明的效果
    根据本发明,可以抑制在用于除去非水溶性有机溶剂中的二氧化碳的脱挥塔内产生起泡、或在连在其前方的泵或反应器等的旋转机中产生气穴等,可以提供经济地并且稳定地制造聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的方法。
    附图说明
    图1是试验例中使用的验证实验装置的概略图。
    具体实施方式
    本发明提供一种聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的连续的制造方法,其具有如下工序,即,
    工序(A),连续地或断续地从反应器中抽取将以下述通式(1)表示的二元酚系化合物、碳酸酯前体及以下述通式(2)表示的聚有机硅氧烷在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下聚合而得的聚合反应液;
    工序(B),将工序(A)中抽取的聚合反应液分离为水相和非水溶性有机溶剂相;以及
    工序(C),将工序(B)中分离出的非水溶性有机溶剂相用酸性水溶液清洗后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相,其中,
    对工序(C)中分离出的水相进行非水溶性有机溶剂萃取,以使所得的萃取液中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的含量为2质量%以下的方式进行控制,并且将该萃取液的一部分或全部再利用于工序(A)中。
    [化4]

    式中,R1及R2各自独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基。X表示单键、碳数1~8的亚烷基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环亚烷基、碳数5~15的环烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-。a及b各自独立地表示0~4的整数。
    [化5]

    式中,R3~R6各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基。Y表示单键、包含脂肪族或芳香族的有机残基。n是平均重复数。Z表示卤素原子、-R7OH、-R7-Z′-R8-OH、-R7COOH、-R7NH2、-COOH或-SH,所述R7表示取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的环亚烷基、或取代或未取代的亚芳基。所述R8表示成环碳数6~12的亚芳基,所述Z′表示碳数1~8的亚烷基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~10的环亚烷基、碳数5~10的环烷叉基。m表示0或1。
    通式(1)中,作为R1及R2各自独立地表示的卤素原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
    作为R1及R2各自独立地表示的烷基,可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基(所谓“各种”是指包括直链状及所有的支链状的基团,以下相同。)、各种戊基、各种己基。作为R1及R2各自独立地表示的烷氧基,可以举出烷基部位为所述烷基的情况。
    作为X所表示的亚烷基,例如可以举出亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基等,优选碳数1~5的亚烷基。作为X所表示的烷叉基,可以举出乙叉基、异丙叉基等。作为X所表示的环亚烷基,可以举出环戊烷二基或环己烷二基、环辛烷二基等,优选碳数5~10的环亚烷基。作为X所表示的环烷叉基,例如可以举出环己叉基、3,5,5-三甲基环己叉基、2-金刚烷叉基等,优选碳数5~10的环烷叉基,更优选碳数5~8的环烷叉基。
    a及b各自独立地表示0~4的整数,优选为0~2,更优选为0或1。
    通式(2)中,作为R3~R6各自独立地表示的卤素原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。作为R3~R6各自独立地表示的烷基、烷氧基,可以举出与R1及R2的情况相同的例子。作为R3~R6各自独立地表示的芳基,可以举出苯基、萘基等。
    作为Y所表示的包含脂肪族的有机残基,例如可以举出碳数1~10(优选碳数1~6、更优选碳数1~3)的亚烷基等。另外,作为Y所表示的包含芳香族的有机残基,例如可以举出亚苯基、亚萘基、联苯二基等成环碳数6~12的亚芳基等。
    通式(2)中,作为Z所表示的卤素原子,例如可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。它们当中优选氯原子。
    作为Z所表示的-R7OH、-R7-Z′-R8-OH、-R7COOH、-R7NH2中的R7所表示的亚烷基,例如可以举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、五亚甲基等碳数1~10(优选1~5)的亚烷基。另外,作为R7所表示的环亚烷基,例如可以举出环亚戊基、环亚己基等成环碳数3~10(优选4~8)的环亚烷基。作为R7所表示的亚芳基,例如可以举出亚苯基、亚萘基、联苯二基等成环碳数6~12的亚芳基。
    R7也可以由碳数1~5的烷基、碳数1~5的烷氧基、成环碳数6~12的芳基等取代。作为该烷基,可以举出甲基、乙基、丙基、各种丁基等。 作为该烷氧基,可以举出烷基部位为所述烷基的例子。作为该芳基,可以举出苯基等。
    作为Z′所表示的亚烷基、烷叉基、环亚烷基、环烷叉基,可以举出与X的情况相同的例子。作为Z′,优选碳数2~8的烷叉基,更优选异丙叉基。
    这里,作为以通式(1)表示的二元酚系化合物,例如可以举出2,2-双(4-羟基苯基)丙烷〔通称:双酚A〕、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)萘基甲烷、1,1-双(4-羟基叔丁基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-四甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)丙烷等双(羟基芳基)烷烃类;1,1-双(4-羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,5,5-三甲基环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)降冰片烷、1,1-双(4-羟基苯基)环十二烷等双(羟基芳基)环烷烃类;4,4’-二羟基苯基醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基苯基醚等二羟基芳基醚类;4,4’-二羟基二苯基硫醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基硫醚等二羟基二芳基硫醚类;4,4’-二羟基二苯基亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基亚砜等二羟基二芳基亚砜类;4,4’-二羟基二苯基砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基砜等二羟基二芳基砜类;4,4’-二羟基联苯等二羟基联苯类;9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等二羟基二芳基芴类;双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、1,3-双(4-羟基苯基)金刚烷、2,2-双(4-羟基苯基)金刚烷、1,3-双(4-羟基苯基)-5,7-二甲基金刚烷等二羟基二芳基金刚烷类;4,4’-[1,3-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双酚、10,10-双(4-羟基苯基)-9-蒽酮、1,5-双(4-羟基苯硫基)-2,3-二氧杂戊烯等。它们当中优选2,2-双(4-羟基苯基)丙烷〔通称:双酚A〕。
    这些二元酚系化合物既可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
    作为碳酸酯前体,例如可以举出酰卤、碳酸二酯、卤甲酸酯等,具体来说,可以举出碳酰氯、碳酸二苯酯、二元酚系化合物的二卤甲酸酯等。它们当中,优选碳酰氯。
    另外,以通式(2)表示的聚有机硅氧烷可以通过使具有烯属不饱和碳碳键的酚类(优选乙烯基苯酚、烯丙基苯酚、丁香油酚、异丙烯基苯酚等)与具有规定的聚合度n的聚有机硅氧烷链的末端进行氢化硅烷化反应而容易地制造。上述酚类更优选为烯丙基苯酚或丁香油酚。该情况下,通式(2)中的Y就是来自于烯丙基苯酚或丁香油酚的有机残基。
    作为以通式(2)表示的聚有机硅氧烷,例如可以举出以下的例子。
    [化6]

    所述通式(3)~(11)中,R3~R6与通式(1)中的R3~R6相同。n与通式(2)中的n相同。另外,c表示正的整数,优选为1~6的整数,更优选为1~3的整数,进一步优选为3。
    它们当中,从聚合容易性的观点考虑,优选通式(3)中所示的酚改性聚有机硅氧烷。此外从获取容易性的观点考虑,优选作为通式(4)中所示的化合物中的一种的α,ω-双[3-(邻羟基苯基)丙基]聚二甲基 硅氧烷、或作为通式(5)中所示的化合物中的一种的α,ω-双[3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙基]聚二甲基硅氧烷。
    上述酚改性聚有机硅氧烷可以利用公知的方法制造。作为公知的制造方法,例如有如下所示的方法。
    使环三硅氧烷与二硅氧烷在酸性催化剂存在下反应,合成α,ω-二氢有机聚硅氧烷。此时,可以通过改变环三硅氧烷与二硅氧烷的进料比而合成出具有所需的平均重复单元的α,ω-二氢有机聚硅氧烷。然后,通过在氢化硅烷化反应用催化剂的存在下,使烯丙基苯酚或丁香油酚等具有不饱和脂肪族烃基的酚化合物与该α,ω-二氢有机聚硅氧烷进行加成反应,来制造具有所需的平均重复单元的酚改性聚有机硅氧烷。
    另外,在该阶段中,由于低分子量的环状聚有机硅氧烷或过量的上述酚化合物作为杂质残留下来,因此在减压下加热,蒸馏除去这些低分子化合物。
    (聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物:PC-POS)
    利用本发明的制造方法得到的PC-POS具有以下述通式(I)表示的重复单元及以下述通式(II)表示的构成单元。
    [化7]

    式中,R1~R6、X、Y、a、b及n如前述定义所示。
    PC-POS的以上述通式(II)表示的构成单元的含量没有特别限制,然而优选为1~25质量%,更优选为2~10质量%。如果是1质量%以上,则抗冲击性优异,另外如果是25质量%以下,则耐热性良好。
    另外,在PC-POS中,以上述通式(II)表示的构成单元的平均重复数n优选为25~120,更优选为30~90,进一步优选为30~60。在PC-POS中,如果n为25以上,则抗冲击性优异,如果为120以下,则透明性良好。
    对于PC-POS的粘均分子量(Mv)没有特别限制,然而优选为10,000~30,000,更优选为13,000~25,000,进一步优选为15,000~23,000,特别优选为15,000~21,000。如果PC-POS的粘均分子量为该范围,则成形品的强度充分,共聚物的粘度不会过大,制造时的生产性稳定。
    [聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的制造方法]
    本发明的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(PC-POS)的制造方法如前所述,具有工序(A)~工序(C)。
    (工序(A))
    工序(A)是连续地或断续地从反应器中抽取将以所述通式(1)表示的二元酚系化合物、碳酸酯前体及以所述通式(2)表示的聚有机硅氧烷在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下聚合而得的聚合反应液的工序。工序(A)中,根据需要也可以在聚合催化剂或分子量调节剂的存在下聚合。对于碱性化合物水溶液、非水溶性有机溶剂、聚合催化剂及分子量调节剂将在后面叙述。
    虽然没有特别限制,然而从提高PC-POS的透明性的观点考虑,该工序(A)优选包含下述工序(a-1)及工序(a-2)。
    工序(a-1):通过使以通式(1)表示的二元酚系化合物与碳酸酯前体在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下反应而制造具有以通式(I)表示的重复单元的聚碳酸酯低聚物的工序。
    工序(a-2):连续地或断续地从反应器中抽取将所述二元酚系化合物、工序(a-1)中得到的聚碳酸酯低聚物、和以通式(2)表示的聚有机硅氧烷在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下聚合而得的聚合反应液的工序。
    (工序(a-1))
    工序(a-1)中,二元酚系化合物与碳酸酯前体的反应没有特别限制,可以采用公知的方法,优选在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下利用界面聚合法实施。根据需要,也可以在聚合催化剂的存在下反应,另外,优选如此实施。
    作为碱性化合物,例如可以举出氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物;氢氧化镁、氢氧化钙等碱土金属氢氧化物等。它们当中,优选碱金属氢氧化物,更优选氢氧化钠。而且,优选将二元酚系化合物与该碱性化合物水溶液混合使用。
    作为非水溶性有机溶剂,例如优选二氯甲烷、氯苯、氯仿等卤化烃,更优选二氯甲烷。
    作为聚合催化剂,可以举出叔胺、季铵盐。作为叔胺,例如可以举出三甲胺、三乙胺、三丙胺等。作为季铵盐,例如可以举出三甲基苄基氯化铵、三乙基氯化铵等。作为聚合催化剂,优选叔胺,更优选三乙胺。
    工序(a-1)中,根据需要也可以添加分子量调节剂。作为分子量调节剂,只要是一元酚,就没有特别限制,例如可以举出苯酚、邻正丁基苯酚、间正丁基苯酚、对正丁基苯酚、邻异丁基苯酚、间异丁基苯酚、对异丁基苯酚、邻叔丁基苯酚、间叔丁基苯酚、对叔丁基苯酚、邻正戊基苯酚、间正戊基苯酚、对正戊基苯酚、邻正己基苯酚、间正己基苯酚、对正己基苯酚、对叔辛基苯酚、邻环己基苯酚、间环己基苯酚、对环己基苯酚、邻苯基苯酚、间苯基苯酚、对苯基苯酚、邻正壬基苯酚、间壬基苯酚、对正壬基苯酚、邻枯基苯酚、间枯基苯酚、对枯基苯酚、邻萘基苯酚、间萘基苯酚、对萘基苯酚、2,5-二叔丁基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、3,5-二叔丁基苯酚、2,5-二枯基苯酚、3,5-二枯基苯酚、对甲酚、溴酚、三溴苯酚、在邻位、间位或对位具有平均碳数12~35的直链状或支链状的烷基的单烷基苯酚、9-(4-羟基苯基)-9-(4-甲氧基苯基)芴、9-(4-羟基-3-甲基苯基)-9-(4-甲氧基-3-甲基苯基)芴、4-(1-金刚烷基)苯酚等。它们当中,优选对叔丁基苯酚、对枯基苯酚、对苯基苯酚,更优选对叔丁基苯酚。
    而且,优选将分子量调节剂溶解于非水溶性有机溶剂中,将浓度优选设为2~20质量%、更优选设为4~15质量%、进一步优选设为4~12 质量%而使用。作为该非水溶性有机溶剂,可以举出与前述相同的例子,它们当中,优选二氯甲烷。
    反应的实施方式没有特别限制,然而优选如下的方法,即,将二元酚系化合物的碱性化合物水溶液、非水溶性有机溶剂、碳酸酯前体向反应器连续地或断续地供给,在将反应液的温度保持为40℃以下的同时,向其中根据需要添加聚合催化剂水溶液而使之反应。
    如此得到的聚碳酸酯低聚物的重均分子量(Mw)优选为500~3,000,更优选为700~2,000,进一步优选为800~1,500。
    将工序(a-1)中得到的反应混合液分离为水相和非水溶性有机溶剂相,含有聚碳酸酯低聚物的非水溶性有机溶剂相被用于工序(a-2)中。另一方面,有时在水相中也混入了聚碳酸酯低聚物或二元酚系化合物。所以,对于水相,优选用非水溶性有机溶剂萃取这些有机物,将所得的萃取液作为工序(a-2)中使用的非水溶性有机溶剂的一部分或全部来利用。萃取操作优选将该水相与后述的工序(C)中的借助酸性水溶液的清洗后分离而得的水相混合后进行。而且,本说明书中,有时将像这样用非水溶性有机溶剂萃取水相的操作称作废水处理。
    (工序(a-2))
    工序(a-2)是连续地或断续地从反应器中抽取将所述二元酚系化合物、工序(a-1)中得到的聚碳酸酯低聚物、和以所述通式(2)表示的聚有机硅氧烷在碱性化合物水溶液及非水溶性有机溶剂的存在下聚合而得的聚合反应液的工序。根据需要,也可以在聚合催化剂的存在下使之反应,另外,优选如此实施。
    工序(a-2)中的聚合反应的实施方式没有特别限制,可以采用公知的方法,然而例如从尽可能地减少未反应的聚有机硅氧烷量(POS量;特别是在聚二甲基硅氧烷量的情况下称作PDMS量。)的观点考虑,优选如下所示地分为预聚合工序和正式聚合工序。
    (预聚合工序)
    其是连续地或断续地供给具有以所述通式(I)表示的重复单元的聚碳酸酯低聚物及非水溶性有机溶剂、以所述通式(2)表示的聚有机硅氧 烷、非水溶性有机溶剂、以及碱性化合物水溶液而使之反应的工序。根据需要,也可以在聚合催化剂的存在下使之反应,另外,优选如此实施。
    本工序中,优选如下的操作步骤,即,供给具有以所述通式(I)表示的重复单元的聚碳酸酯低聚物及非水溶性有机溶剂、以所述通式(2)表示的聚有机硅氧烷而混合,其后,根据需要供给聚合催化剂,然后供给碱性化合物水溶液而混合。
    (正式聚合工序)
    其是将预聚合工序中得到的预聚合液冷却到25℃以下后,向其中连续地或断续地供给以所述通式(1)表示的二元酚系化合物的碱性化合物水溶液、以及分子量调节剂而混合来进行正式聚合,连续地或断续地从反应器中抽取所得的聚合反应液的工序。根据需要,也可以在聚合催化剂的存在下进行正式聚合,另外,优选如此实施。
    在预聚合工序中,优选将聚有机硅氧烷及与聚有机硅氧烷混合时的聚碳酸酯低聚物分别先溶解或混合到非水溶性有机溶剂中。该情况下,聚有机硅氧烷的浓度优选为10~30质量%,更优选为15~25质量%。将聚碳酸酯低聚物溶液的固体成分浓度优选设为300g/L以下,更优选设为170~250g/L,进一步优选设为180~240g/L。通过如此设置,就可以提高聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的透明性。这是因为,聚有机硅氧烷与聚碳酸酯低聚物的相溶性低,因此如果聚有机硅氧烷浓度或聚碳酸酯低聚物浓度(固体成分浓度)过高,则聚有机硅氧烷就会有以分散状态存在于聚碳酸酯低聚物中的趋势,通过将聚有机硅氧烷浓度设为10~30质量%,将聚碳酸酯低聚物浓度设为300g/L以下,就容易将聚有机硅氧烷迅速、充分地溶解于聚碳酸酯低聚物溶液中,因此聚合反应的均匀性提高,其结果是,有获得透明性优异的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的趋势。
    所述聚碳酸酯低聚物的供给速度与所述聚有机硅氧烷的供给速度的供给比率[聚碳酸酯低聚物:聚有机硅氧烷]只要考虑所制造的PC-POS的组成适当地设定即可。
    在预聚合工序中,从提高反应的均匀性、提高所得的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的透明性的观点考虑,优选将聚合催化剂作为非水溶性有机溶剂的溶液使用。作为该非水溶性有机溶剂,可以举出与前述相同的例 子,它们当中,从提高聚合催化剂的分散性的观点考虑,优选二氯甲烷。作为聚合催化剂溶液中的聚合催化剂的浓度,优选为0.05~5质量%,更优选为0.1~5质量%。
    在预聚合工序中,碱性化合物优选作为碱性化合物水溶液使用。另外,该情况下,优选将碱性化合物水溶液的浓度(碱浓度)设为2~15质量%。在预聚合时,碱性化合物被消耗在(1)聚碳酸酯低聚物与聚有机硅氧烷的反应、(2)聚碳酸酯低聚物的氯甲酸酯基与羟基的反应、(3)聚碳酸酯低聚物的氯甲酸酯基的分解反应这3个反应中。如果所供给的碱性化合物水溶液的碱浓度为15质量%以下,则从反应速度方面可以抑制所述(3)的反应的进行,可以抑制未反应的聚有机硅氧烷量的增加。对于预聚合时所供给的碱性化合物水溶液的碱浓度,从聚有机硅氧烷的反应效率及聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的透明性的观点考虑,优选为3~15质量%,更优选为3~12质量%。
    而且,利用界面聚合反应实施预聚合。通常来说,在界面聚合反应的情况下,有将连续相设为水相的情况和设为非水溶性有机溶剂相的情这2种情况,然而为了获得透明性优异的PC-POS,优选将非水溶性有机溶剂相设为连续相。为了表现出透明性,要提高聚有机硅氧烷与聚碳酸酯低聚物的反应的均匀性,由于聚有机硅氧烷及聚碳酸酯低聚物都存在于非水溶性有机溶剂相中,因此通过将非水溶性有机溶剂相设为连续相进行搅拌,可以提高两者的均匀性。
    正式聚合工序中,优选将预聚合工序中得到的预聚合液暂时冷却到25℃以下(优选为15~20℃左右)。其后,连续地或断续地供给以所述通式(1)表示的二元酚系化合物的碱性化合物水溶液、以及分子量调节剂(封端剂)、以及根据需要使用的聚合催化剂而混合,进行正式聚合。
    对于碱性化合物、分子量调节剂(封端剂)及聚合催化剂,可以举出与前述的相同的例子,优选的例子也相同。而且,优选将分子量调节剂溶解于非水溶性有机溶剂中,将浓度优选设为2~20质量%、更优选设为4~15质量%、进一步优选设为4~12质量%而使用。作为该非水溶性有机溶剂,可以举出与前述相同的例子,它们当中,优选二氯甲烷。
    连续地或断续地从反应器中抽取如此得到的聚合反应液,转移到工序(B)。
    (工序(B))
    工序(B)是将工序(A)中抽取的聚合反应液(其中,在工序(A)包含工序(a-1)及工序(a-2)的情况下,是指工序(a-2)后抽取的聚合反应液。)分离为水相和非水溶性有机溶剂相的工序。分离的方法没有特别限制,也可以是静置分离,然而从使水相与非水溶性有机溶剂相的分离状态良好的观点考虑,优选进行离心分离。离心分离条件没有特别限制,然而通常来说转速优选为1000~3000rpm左右。
    由于上述分离后得到的非水溶性有机溶剂相经常含有微量的二元酚性化合物,因此优选将该非水溶性有机溶剂相用碱水溶液清洗(以下有时称作碱清洗。)。碱水溶液中所用的碱性化合物可以举出与工序(A)中使用的相同的例子,优选使用相同的碱性化合物。在用碱水溶液清洗后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相。此时,分离的方法也没有特别限制,也可以是静置分离,然而从使水相与非水溶性有机溶剂相的分离状态良好的观点考虑,优选以所述转速进行离心分离。清洗中使用的碱水溶液的量没有特别限制,然而从清洗效果和减少废水产生量的观点考虑,优选为全部液体中的5~40体积%左右,更优选为5~30体积%,进一步优选为10~20体积%。如果是40体积%以下,则不用将连续相从有机相转换为水相,可以将从有机相中的萃取效率维持得较高。
    在工序(B)中得到的水相中,含有二元酚性化合物或碱性化合物,因此从制造成本的观点考虑,优选将该水相再利用于工序(A)中,特别是再利用于所述工序(a-1)中。
    (工序(C))
    工序(C)是将工序(B)中分离出的非水溶性有机溶剂相用酸性水溶液清洗(以下有时称作酸清洗。)后、分离为水相和非水溶性有机溶剂相的工序。利用该酸清洗,可以除去有时包含于工序(B)中分离出的非水溶性有机溶剂相中的聚合催化剂、微量的碱性化合物。而且,分离的方法没有特别限制,也可以是静置分离。作为酸性水溶液的制备中所用的酸,例如可以举出盐酸、磷酸等,优选盐酸,然而并不特别限定于它们。
    由于在利用上述分离得到的非水溶性有机溶剂相中存在含有清洗中所用的酸、无机物的趋势,因此优选用水清洗(以下有时称作水洗。)1次以上。这里,非水溶性有机溶剂相的洁净度可以通过清洗后的水相的电导率来评价。作为目标的电导率优选为1mS/m以下,更优选为0.5mS/m以下。用水清洗后,分离为水相和非水溶性有机溶剂相。此时,分离的方法也没有特别限制,也可以是静置分离。
    由于在工序(C)中分离出的水相(也包括水洗后的水相。)中,含有PC-POS、根据情况含有的聚合催化剂等,因此用非水溶性有机溶剂对其进行萃取,将萃取液的一部分或全部适当地经过用于除去二氧化碳的脱挥工序、蒸馏精制工序后,再利用于工序(A)中,特别是再利用于所述工序(a-2)中。对于脱挥工序,可以采用日本特开2005-60599号公报中记载的方法。将萃取中所用的非水溶性有机溶剂再利用时,通常来说,用送液泵来运送非水溶性有机溶剂,因此从抑制该送液泵中的气穴的产生等观点及稳定地实施脱挥操作的观点考虑,将再利用的非水溶性有机溶剂总量中的PC-POS浓度设为2质量%以下(优选为1.5质量%以下、更优选为1质量%以下)。另外,成为用非水溶性有机溶剂萃取的对象的水相有酸清洗后的水相和水洗后的水相,而在各自的萃取中所用的非水溶性有机溶剂中,分别优选使PC-POS浓度为2质量%以下(更优选为1.5质量%以下,进一步优选为1质量%以下)。为此,有效的做法是预先将合并工序(C)中所得的水相后的水相中的PC-POS浓度控制为2质量%以下,优选控制为1.5质量%以下,更优选控制为1质量%以下。另外,在工序(C)中,有效的做法是,在酸清洗后得到的水相、水洗后得到的水相中,分别将水相中的PC-POS浓度优选设为2质量%以下,更优选设为1.5质量%以下,进一步优选设为1质量%以下。
    此外,本发明中,优选将所述工序(a-1)中得到的反应混合液分离为水相和非水溶性有机溶剂相,将所得的水相与本工序(C)中用酸性水溶液清洗后分离而得的水相混合,对所得的水相进行非水溶性有机溶剂萃取,以使所得的萃取液中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的含量为2质量%以下(优选为1.5质量%以下,更优选为1质量%以下)的方式进行控制,并且将该萃取液的一部分或全部再利用于工序(A)中。
    虽然详细的理由尚不清楚,然而根据本发明人等的观察的结果,可以推定,在清洗工序中搅拌含有PC-POS的非水溶性有机溶剂和清洗水时非水溶性有机溶剂相卷入气体,该卷入了气体的非水溶性有机溶剂相在静置分离时伴随着气体在水相中浮起而成为容易滞留在水相中的状态,由此可知,水相中的PC-POS浓度升高,进而使萃取中所用的非水溶性有机溶剂中的PC-POS浓度升高。该现象是PC-POS所特有的现象,是通常的聚碳酸酯系树脂(具有以通式(I)表示的重复单元、不具有以通式(II)表示的构成单元的聚碳酸酯树脂)中不会发生的现象。例如,通过将进行清洗时的清洗温度维持为37℃以下(优选为36℃以下,更优选为34℃以下,进一步优选为30℃以下,更进一步优选为29℃以下,特别优选为28℃以下),就会减少该现象,容易将工序(C)中得到的水相中的PC-POS浓度控制为所述优选的范围,其结果是,容易将非水溶性有机溶剂中的PC-POS浓度设为所述规定值以下。由于还有搅拌热、对设备、管道的日照所造成的辐射热的影响,因此根据需要以达到上述规定值以下的方式进行冷却。另外,遮蔽日照也是有效的做法。清洗温度的下限值通常为5℃左右(优选为10℃)。而且,在PC-POS以外的通常的聚碳酸酯树脂(具有以通式(I)表示的重复单元、不具有以通式(II)表示的构成单元的聚碳酸酯树脂)的情况下,如果清洗温度高,则水相与非水溶性有机溶剂相的分离速度加快,因此优选,通常优选在不超过作为非水溶性有机溶剂使用的二氯甲烷的沸点40℃的范围中设为较高的温度,在这一点上与本发明不同。
    除此以外,为了将再利用的非水溶性有机溶剂中的PC-POS浓度设为所述规定值以下,采取在静置分离槽内设置分离板的方法、或离心分离、膜分离等方法,预先减少被分离出的水相中的PC-POS浓度也是有效的做法。
    通过将经过了工序(C)的非水溶性有机溶剂相浓缩[浓缩工序]、粉碎[粉碎工序]、干燥[干燥工序],或者再进行造粒[造粒工序],就可以得到PC-POS。优选将浓缩工序中被除去的非水溶性有机溶剂再利用于工序(A)中,或作为从清洗工序中分离出的水相中萃取PC-POS 等有机物的溶剂而再利用。干燥工序中,通常优选在减压下在80~160℃左右干燥。
    而且,浓缩工序中得到的非水溶性有机溶剂相也优选再利用于工序(A)中,该非水溶性有机溶剂相中的PC-POS浓度也基于所述相同的理由优选控制为2质量%以下,更优选为1.5质量%以下,进一步优选为1质量%以下。
    而且,本说明书中,记载为“优选”的内容可以分别任意地组合,可以说更优选记载为“优选”的内容之间的组合。
    实施例
    对本发明的实施例进一步进行说明。而且,本发明不受这些例子的任何限定。这里,在各例中,聚二甲基硅氧烷(PDMS)残基的量、粘度数、粘均分子量(Mv)、未反应PDMS量、以及PDMS的反应率利用以下的方法求出。
    而且,下述实施例中,为了方便,采取了利用间歇式的制造确认本发明的效果的途径。
    (1.聚二甲基硅氧烷(PDMS)残基的量)
    利用NMR测定,着眼于PDMS的甲基的质子而求出。
    (2.粘度数)
    依照ISO1628-4(1999)测定出粘度数。
    (3.粘均分子量(Mv)的测定方法)
    利用乌氏粘度计,测定20℃下的二氯甲烷溶液的特性粘度〔η〕,利用下面的关系式(Schnell公式)计算。
    〔η〕=1.23×10-5×Mv0.83
    (4.未反应PDMS量的算出方法)
    (i)向在二氯甲烷50ml中溶解了各例中得到的聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物6g的溶液中,添加丙酮50ml及正己烷150ml而混合后,静置30分钟。
    (ii)使用滤纸(No.5A)通过抽滤回收滤液,将回收的滤液浓缩干固,测定出所得的干固物的重量。将所得的干固物溶解于重氯仿中,进行了1H-NMR测定。根据未反应的酚改性聚二甲基硅氧烷的羟基的邻位的 质子(δ6.7ppm)的积分值x、归属于亚甲基链的质子(δ0.6ppm)的积分值y,利用下式,算出未反应PDMS的比例z(%)。
    z=2×x÷y×100
    (iii)另一方面,另外准备向聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物中添加了150~2,000ppm的酚改性聚二甲基硅氧烷的标准试样,通过进行上述相同的操作,求出z与未反应PDMS量(ppm,=酚改性聚二甲基硅氧烷添加量)的关系式。
    根据所述(ii)中求出的z与所述(iii)中求出的关系式,算出未反应PDMS量(ppm)。
    (5.PDMS的反应率)
    依照下述计算式算出PDMS的反应率。
    PDMS的反应率(质量%)=(1-未反应PDMS量(质量%)÷PDMS残基的量(质量%))×100
    <合成例1>聚碳酸酯低聚物溶液的制造(工序(A)-工序(a-1))
    向5.6质量%氢氧化钠水溶液中,对于后面要溶解的双酚A,加入2000质量ppm的连二亚硫酸钠,将双酚A溶解于其中,使得双酚A浓度为13.5质量%,制备出双酚A的氢氧化钠水溶液。
    将该双酚A的氢氧化钠水溶液以40L/hr的流量、二氯甲烷以15L/hr的流量、碳酰氯以4.0kg/hr的流量在内径6mm、管长30m的管型反应器中连续地通过。管型反应器具有夹套部分,在夹套中通入冷却水而将反应液的温度保持为40℃以下。
    流出管型反应器的反应液被连续地导入具备后退翼的内容积40L的带有隔板的槽型反应器,向其中再以2.8L/hr的流量添加双酚A的氢氧化钠水溶液、以0.07L/hr的流量添加25质量%氢氧化钠水溶液、以17L/hr的流量添加水、以0.64L/hr的流量添加1质量%三乙胺水溶液而进行反应。连续地抽出从槽型反应器中溢出的反应液,通过静置而分离除去水相,采集二氯甲烷相。
    如此得到的聚碳酸酯低聚物溶液(二氯甲烷溶液)的浓度为318g/L,氯甲酸酯基浓度为0.75mol/L。另外,聚碳酸酯低聚物的重均分子量(Mw)为1,190。
    而且,重均分子量(Mw)是作为展开溶剂使用THF(四氢呋喃)、利用GPC〔色谱柱:TOSOH TSK-GEL MULTIPORE HXL-M(2本)+Shodex KF801(1根)、温度40℃、流速1.0ml/分钟、检测器:RI〕作为标准聚苯乙烯换算分子量(重均分子量:Mw)测定。
    <实施例1~2及比较例1>PC-PDMS-1的制造
    (工序(A)-工序(a-2))
    向具备挡板、桨型搅拌叶片的内容积1L的槽型反应器中,加入合成例1中制造的聚碳酸酯低聚物(PCO)溶液377mL、二氯甲烷(MC)222mL、二甲基硅氧烷单元的重复数n为40的烯丙基苯酚末端改性聚二甲基硅氧烷(PDMS-1)9.87g及三乙胺220μL,一边搅拌一边加入6.4质量%氢氧化钠水溶液35.4g,进行10分钟的聚碳酸酯低聚物与烯丙基苯酚末端改性PDMS的反应(预聚合)。
    向所得的聚合液中,添加对叔丁基苯酚(PTBP)的二氯甲烷溶液(在二氯甲烷20mL中溶解了PTBP3.49g的溶液。)及双酚A的氢氧化钠水溶液(在水215mL中溶解了氢氧化钠14.7g和连二亚硫酸钠58mg的水溶液中溶解了双酚A19.0g的溶液。),进行50分钟的聚合反应(正式聚合)。
    (工序(B):分离工序、碱清洗工序)
    向工序(A)中得到的聚合液中加入二氯甲烷120ml稀释并搅拌10分钟后,离心分离为含有聚碳酸酯的二氯甲烷相和含有过量的双酚A及氢氧化钠的水相,分离出二氯甲烷相。
    然后,在与聚合反应中使用的反应器相同的槽型反应器中,向分离出的二氯甲烷相720ml中加入0.03mol/L氢氧化钠水溶液127ml,以500rpm搅拌10分钟后,离心分离为含有聚碳酸酯的二氯甲烷相和水相,分离出二氯甲烷相。
    (工序(C):酸清洗工序、水洗工序)
    将分离出的二氯甲烷相700ml、和0.2mol/L盐酸124ml分别调整为表1中所示的温度。
    向与聚合反应中使用的反应器相同的槽型反应器中加入两液,在保持为表1中所示的温度的同时,以500rpm搅拌10分钟后,停止搅拌,静 置20分钟后,回收悬浮在水相上面的含有二氯甲烷相的水相(1),测定出该水相(1)中的聚合物浓度。将结果表示于表1中。
    在将除去悬浮在水相上面的有机相和水相后残留的二氯甲烷相650ml、纯水115ml分别调整为表1中所示的温度后,向相同的1L槽型反应器中加入调整了温度的两液,在保持为表1中所示的温度的同时,以500rpm搅拌10分钟后,停止搅拌,静置20分钟后,回收悬浮在水相上面的含有二氯甲烷相的水相(2),测定出该水相(2)中的聚合物浓度。将结果表示于表1中。
    而且,在比较例1的情况下,虽然二氯甲烷相与水相分离,然而确认二氯甲烷相的一部分上浮到水相上面的比例多。
    (废水处理)
    在具备挡板、桨型搅拌叶片的1L搅拌槽中,准备了所述水相(1)及水相(2)的两种废水。向其中加入与工序(A)中使用的量相当的二氯甲烷222ml,以240rpm搅拌10分钟后,停止搅拌。静置分离60分钟后,分离出二氯甲烷相。测定分离出的二氯甲烷相(3)中的PC-PDMS浓度。将结果表示于表1中。
    (PC-PDMS的回收)
    为了确认聚合物性状,对除去悬浮在水相上面的二氯甲烷相和水相后残留的二氯甲烷相用相对于该溶液为15体积%的水清洗,直至清洗后的水相中的电导率为0.1mS/m以下。将通过清洗得到的PC-PDMS的二氯甲烷溶液浓缩并粉碎,将所得的薄片在减压下在120℃下干燥。
    如上所述地得到的聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS-1)的聚二甲基硅氧烷残基的量为6.3质量%,粘度数为47.0,粘均分子量(Mv)为17,500。另外,未反应的PDMS-1的量为150ppm以下,PDMS-1的反应率为99.5%以上。
    <实施例3>PC-PDMS-2的制造
    除了在实施例2中,将二甲基硅氧基单元的重复数为40的2-烯丙基苯酚末端改性PDMS(PDMS-1)的使用量设为5.76g以外,同样地进行操作,进行了聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS-2)的制造。
    所得的聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS-2)的聚二甲基硅氧烷残基的量为3.5质量%,粘度数为47.5,粘均分子量(Mv)为17,700。另外,未反应的PDMS-1的量为150ppm以下,PDMS-1的反应率为99.5%以上。
    <比较例2>PC-PDMS-2的制造
    除了在实施例3中,将酸清洗温度及水洗温度变更为表1中记载的温度以外,同样地进行操作,进行了聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS-2)的制造。
    所得的PC-PDMS-2的聚二甲基硅氧烷残基的量为3.5质量%,粘度数为47.5,粘均分子量(Mv)为17,700。另外,未反应的PDMS-1的量为150ppm以下,PDMS-1的反应率为99.5%以上。
    而且,比较例2的清洗工序中,虽然二氯甲烷相与水相分离,然而确认二氯甲烷相的一部分上浮到水相上面的比例多。
    <实施例4>PC-PDMS-3的制造
    除了在实施例2中,代替二甲基硅氧基单元的重复数为40的2-烯丙基苯酚末端改性PDMS(PDMS-1)而使用了二甲基硅氧基单元的重复数为50的2-烯丙基苯酚末端改性PDMS(PDMS-2)以外,同样地进行操作,进行了聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS-3)的制造。
    所得的PC-PDMS-3的聚二甲基硅氧烷残基的量为6.1质量%,粘度数为47.3,粘均分子量(Mv)为17,600。另外,未反应的PDMS-1的量为150ppm以下,PDMS-1的反应率为99.5%以上。
    <实施例5>PC-PDMS-4的制造
    除了在实施例2中,代替二甲基硅氧基单元的重复数为40的2-烯丙基苯酚末端改性PDMS(PDMS-1)而使用了二甲基硅氧基单元的重复数为30的2-烯丙基苯酚末端改性PDMS(PDMS-3)以外,同样地实施了聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS-4)的聚合工序、清洗工序、聚合物回收工序。
    所得的PC-PDMS-4的聚二甲基硅氧烷残基的量为6.0质量%,粘度数为47.5,粘均分子量(Mv)为17,700。另外,未反应的PDMS-1的量为150ppm以下,PDMS-1的反应率为99.5%以上。
    <比较例3>PC-PDMS-4的制造
    除了在实施例5中,将酸清洗温度及水洗温度变更为表1中记载的温度以外,同样地进行操作,实施了聚碳酸酯聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS-4)的聚合工序、清洗工序、聚合物回收工序。
    而且,比较例3的清洗工序中,虽然二氯甲烷相与水相分离,然而确认二氯甲烷相的一部分容易上浮到水相上面。
    所得的PC-PDMS-4的聚二甲基硅氧烷残基的量为6.0质量%,粘度数为47.5,粘均分子量(Mv)为17,700。另外,未反应的PDMS-1的量为150ppm以下,PDMS-1的反应率为99.5%以上。
    <实施例6>PC-PDMS-5的制造
    除了在实施例2中,将对叔丁基苯酚(PTBP)的使用量从3.49g变为3.03g以外,同样地进行操作,进行了聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS-5)的制造。
    所得的PC-PDMS-5的聚二甲基硅氧烷残基的量为6.0质量%,粘度数为51.6,粘均分子量(Mv)为19,500。另外,未反应的PDMS-1的量为150ppm以下,PDMS-1的反应率为99.5%以上。
    <参考例1>BPA-PC的制造
    向具备挡板、桨型搅拌叶片的内容积1L的槽型反应器中,加入合成例1中制造的聚碳酸酯低聚物溶液377mL、二氯甲烷222mL、对叔丁基苯酚(PTBP)3.49g及三乙胺40μL,在搅拌下向其中添加双酚A的氢氧化钠水溶液[在水232mL中溶解了氢氧化钠15.8g和连二亚硫酸钠58mg的水溶液中溶解了双酚A29.0g的溶液],实施了50分钟的聚合反应。
    以后的工序与实施例1相同地实施,制造出使用了双酚A的聚碳酸酯系树脂(BPA-PC)。
    [表1]
    表1

    对表1中的注释说明如下。
    *1:Mv=17,500的PC-PDMS(n=40、PDMS残基的量=6.3质量%)
    *2:Mv=17,700的PC-PDMS(n=40、PDMS残基的量=3.5质量%)
    *3:Mv=17,600的PC-PDMS(n=50、PDMS残基的量=6.1质量%)
    *4:Mv=17,700的PC-PDMS(n=30、PDMS残基的量=6.0质量%)
    *5:Mv=19,500的PC-PDMS(n=40、PDMS残基的量=6.0质量%)
    *6:Mv=17,700的BPA-PC
    *7:酸清洗温度与水洗温度相同。
    *8:小于0.01质量%
    <试验例1~6、比较试验例1~3、参考试验例1>废水处理中产生的二氯甲烷相(3)在工序(A)中的再利用
    设想将所述各例的废水处理中产生的二氯甲烷相(3)再利用于工序(A)中,进行了以下的验证实验。该验证实验中,对于脱挥塔的运转稳定性、从脱挥塔到聚合工序的连续的二氯甲烷的供给稳定性,依照下述评价基准进行了评价。
    良:圆底烧瓶内的二氯甲烷透明,也未发生起泡,从烧瓶内稳定地抽出二氯甲烷。
    不良:随着时间的经过在二氯甲烷中夹杂气体而白浊,使得二氯甲烷从烧瓶内的稳定抽出变得困难。
    而且,由于验证实验中需要比较大量的二氯甲烷相(3),因此制备出以下的模型溶液(Model solution)(4)来进行。
    (模型溶液(4)的制备)
    将所述聚合物回收中得到的各PC-PDMS溶解于二氯甲烷中。制备时的配合量和PC-PDMS浓度如表2中所示。而且,参考试验例1中,有意地将二氯甲烷中的BPA-PC浓度设定得较高。
    (验证实验)
    准备如图1所示的装置来进行验证实验。填充塔的内径为30mm,填充层的高度为1070mm,填充物使用了直径3mm的“Dixon Packing SUS304”(竹中金网株式会社制)。
    将所制备的模型溶液(4)在20℃、常压、18L/hr的条件下从上部向填充塔供给。从填充塔的下部以1.7NL/min的流量供给氮气,使之与二氯甲烷对流接触。在填充塔下部,设置有预先加入了二氯甲烷的圆底烧瓶,以使液位恒定的方式用日本精密科学株式会社制“隔膜泵NP-GX-400U”连续地抽出二氯甲烷。
    [表2]
    表2

    使用相当于实施例1~6及参考例1的模型溶液(4)时(试验例1~6及参考试验例1),圆底烧瓶内的二氯甲烷都是透明的,并且也没有产生起泡等。另外,抽出流量稳定在18L/hr左右。
    然而另一方面,使用相当于比较例1~3的模型溶液(4)时(比较试验例1~3),随着时间的经过,在圆底烧瓶内的液面上部产生起泡,并且在二氯甲烷中夹杂气体而开始白浊。其后,抽出流量从18L/hr急剧降低至4L/hr左右,圆底烧瓶内的液位开始升高,烧瓶内的二氯甲烷的稳定抽出变得困难,因而中止了实验。对于抽出流量的降低,认为是因为在泵内夹杂了气体,使得逆止阀运作不良。
    而且,如参考试验例1所表示的那样,在BPA-PC的情况下,没有像PC-PDMS的情况那样的聚合物浓度的影响。
    产业上的可利用性
    利用本发明得到的聚有机硅氧烷-聚碳酸酯共聚物有望在电气电子设备领域、汽车领域等各种领域中得到广泛的利用。特别是也可以作为手机、移动PC、数码相机、摄像机、电动工具等的壳体的材料、其他的日用品的材料等利用。

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    聚碳酸酯 有机硅 共聚物 连续 制造 方法
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