用于生产具有高质量和良好加工性的光学质量产品的聚碳酸酯组合物的制作方法_2

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是氢、Ci 12烷基、Ci 12环烷基、C712芳基烷基、Ci 12杂烷基、或环状C712杂芳 基烷基,或式_C( = IT)-的基团,其中IT是二价C112烃基。这种类型的基团包括亚甲基、 环己基亚甲基、乙叉基、新戊叉基、和异丙叉基、以及2-[2. 2. 1]-二环庚叉基、环己叉基、环 戊叉基、环十二烷叉基、和金刚烷叉基。
[0023] Xa可以是C11S亚烷基、C31S亚环烷基、稠合的C61S亚环烷基、或式- B^G-B2-的 基团,其中B1和B 2是相同或不同的C i 6亚烷基,以及G是C 3 12环烷叉基或C 6 16亚芳基。例 如,Xa可以是式⑷的取代的C3 18环烷叉基
[0025] 其中矿、Rp、Rq、和自独立地是氢、卤素、氧、或C i 12经基;Q是直接键、碳、或二 价氧、硫、或-N(Z)-,其中Z是氢、卤素、羟基、Q 12烷基、q 12烷氧基、或q 12酰基;r是0 至2,t是1或2,q是0或1,以及k是0至3,条件是矿、Rp、『、和f的至少两个一起是稠 合脂环族、芳族、或杂芳族环。应当理解的是,在稠环是芳族的情况下,如式(4)中所示的环 将具有不饱和碳-碳键,其中环是稠合的。当k是1以及i是0时,如式(4)中所示的环含 有4个碳原子,当k是2时,如式(4)中所示的环含有5个碳原子,以及当k是3时,环含有 6个碳原子。两个相邻基团(例如,RiPRt-起)可以形成芳族基团或Rq和1^一起可以 形成一个芳族基团,以及矿和Rp-起可以形成第二芳族基团。当Rq和R t-起形成芳族基 团时,Rp可以是双键氧原子,即,酮。
[0026] 其中Xf式⑷的取代的C3 18环烷叉基的双酚⑶可以用于制备包含式(la)的 苯并[c]吡咯酮碳酸酯单元的聚碳酸酯
[0028] 其中Ra、Rb、p、和q如在式⑶中,R3各自独立地是C i 6烷基,j是0至4,以及R4是Q 6烷基、苯基、或用高达5个C i 6烷基取代的苯基。苯并[c]吡咯酮碳酸酯单元可以具 有式(lb)
[0030] 其中R5是氢或C16烷基。R5可以是氢。其中R 5是氢的碳酸酯单元(la)可以衍 生自2-苯基-3, 3' -双(4-羟基苯基)苯并[c]吡咯酮(还被称为N-苯基酚酞双酚,或 "PPPBP")(还被称为3, 3-双(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮)。
[0031] 这种类型的其它双酚碳酸酯重复单元是式(lc)和(Id)的靛红碳酸酯单元
[0033] 其中Ra和Rb各自独立地是C i 12烷基,p和q各自独立地是0至4,以及R 1是C i 12烷基、用15个Q i。烷基可选取代的苯基、或用1至5个q i。烷基可选取代的苄基。RIP Rb可以各自是甲基,P和q可以各自独立地是〇或1,以及R1可以是C i 4烷基或苯基。
[0034] 衍生自其中Γ是取代或未取代的C3 18环烷叉基(4)的双酚(3)的双酚碳酸酯单 元的实例包括式(le)的环己叉基桥接的、烷基取代的双酚
[0036] 其中Ra和Rb各自独立地是C i 12烷基,R 8是C i 12烷基,p和q各自独立地是0至4, 以及t是0至10。每个Ra和Rb的至少一个可以与环己叉基桥连基间位排列。RIP Rb可以 各自独立地是Q 4烷基,Rg可以是C i 4烷基,p和q可以各自是0或1,以及t是0至5。Ra、 RbjPRg可以各自是甲基,r和s可以各自是0或1,以及t可以是0或3,具体地是0。
[0037] 衍生自其中Γ是取代或未取代的C3 18环烷叉基的双酚(3)的其它双酚碳酸酯单 元的实例包括金刚烷基单元(If)和单元(lg)
[0039] 其中Ra和Rb各自独立地是C i 12烷基,以及p和q各自独立地是1至4。每个R 3和 Rb的至少一个可以与环烷叉基桥连基间位排列。R 3和Rb可以各自独立地是C i 3烷基,以及 P和q可以各自是0或1。Ra、Rb可以各自是甲基,P和q可以各自是0或1。含碳酸酯的单 元(la)至(lg)可用于制备具有高玻璃化转变温度(Tg)和高热变形温度的聚碳酸酯。
[0040] 式HO-Ri-OH的其它可能的二羟基化合物包括式(5)的化合物
[0042] 其中每个Rh独立地是卤素原子、C i i。经基如C i i。烷基、卤素取代的C i i。烷基、C 6 10 芳基、或卤素取代的c6 i。芳基,以及η是0至4。卤素可以是溴。
[0043] 特定的芳族二羟基化合物(本文中还被称为二羟基反应物)的一些说明性实例 包括以下:4, 4'-二羟基联苯、1,6-二羟基萘、2, 6-二羟基萘、双(4-羟基苯基)甲烷、双 (4-羟基苯基)二苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷、1,2_双(4-羟基苯基)乙烷、 1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基 苯基)苯基甲烷、2, 2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1,1-双(羟基苯基)环戊烷、1,1-双 (4-羟基苯基)环已烷、1,1-双(4-羟基苯基)异丁烯、1,1-双(4-羟基苯基)环十二烷、 反式-2, 3-双(4-羟基苯基)-2_ 丁烯、2, 2-双(4-羟基苯基)金刚烷、α,α ' -双(4-羟 基苯基)甲苯、双(4-羟基苯基)乙腈、2, 2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2, 2-双 (3-乙基-4-羟基苯基)丙烷、2, 2-双(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷、2, 2-双(3-异丙 基_4_羟基苯基)丙烷、2, 2_双(3_仲丁基_4_羟基苯基)丙烷、2, 2_双(3_叔丁基_4_轻 基苯基)丙烷、2, 2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2, 2-双(3-烯丙基-4-羟基苯基) 丙烷、2, 2-双(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、2, 2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷、1,1-二 氣_2, 2_双(4_羟基苯基)乙稀、1,1_二漠_2, 2_双(4_羟基苯基)乙稀、1,1_二氣_2, 2_双 (5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯、4, 4'-二羟基二苯甲酮、3, 3-双(4-羟基苯基)-2-丁酮、 1,6_双(4-羟基苯基)-1,6-己二酮、乙二醇双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)醚、双 (4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、9, 9-双(4-羟基苯基) 芴、2, 7-二羟基芘、6,6'_二羟基-3, 3, 3',3'-四甲基螺(二)茚满("螺二茚满双酚")、 3, 3-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺、2, 6-二羟基二苯并-对二噁英、2, 6-二羟基噻 蒽、2, 7-二羟基酚黄素、2, 7-二羟基-9, 10-二甲基吩嗪、3, 6-二羟基二苯并呋喃、3, 6-二 羟基二苯并噻吩、和2, 7-二羟基咔唑、间苯二酚、取代的间苯二酚化合物如5-甲基间苯二 酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5- 丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯 二酚、5-枯基间苯二酚、2, 4, 5, 6-四氟间苯二酚、2, 4, 5, 6-四溴间苯二酚等;儿茶酚;氢醌; 取代的氢醌如2-甲基氢醌、2-乙基氢醌、2-丙基氢醌、2- 丁基氢醌、2-叔丁基氢醌、2-苯 基氢醌、2-枯基氢醌、2, 3, 5, 6-四甲基氢醌、2, 3, 5, 6-四叔丁基氢醌、2, 3, 5, 6-四氟氢醌、 2, 3, 5, 6-四溴氢醌等,或包含前述二羟基化合物的至少一种的组合。
[0044] 式⑶的双酚化合物的具体实例包括1,1-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)丙烷(下文"双酚A"或"BPA")、2, 2-双(4-羟基苯 基)丁烷、2, 2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯 基)正丁烷、2, 2-双(4-羟基-2-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、 3, 3-双(4-羟基苯基)苯并[c]吡咯酮、2-苯基-3, 3-双(4-羟基苯基)苯并[c]吡咯酮 (PPPBP)、和1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环已烷(DMBPC)。还可以使用包含前述二羟基 化合物的至少一种的组合。聚碳酸酯可以是衍生自双酚A的线性均聚物,其中每个A1和A 2可以是对亚苯基,以及Y1可以是在式(3)中的异丙叉基。
[0045] 碳酸二芳酯可以具有式(I)
[0047] 其中η是整数1至3以及每个私独立地是直链或支链、可选取代的q 34烷基(具体 地G 6烷基,更具体地c i 4烷基)、c i 34烷氧基(具体地c i 6烷氧基,更具体地c i 4烷氧基)、 C5 34环烷基、C 7 34烷基芳基、C 6 34芳基、卤素基团(具体地氯基团)、或-C( = 0)0R',其中 R'是H、直链或支链Q 34烷基(具体地C i 6烷基,更具体地C i 4烷基)、C i 34烷氧基(具体地 G 16烷氧基,具体地C i 4烷氧基)、C 5 34环烷基、C 7 34烷基芳基、或C 6 34芳基。
[0048] 碳酸二芳酯与二羟基化合物的摩尔比可以大于1,等于1,或小于1。当表达至至 少三位小数时,碳酸二芳酯与二羟基化合物的摩尔比可以小于1,例如0. 996或更小,具体 地0. 962至0. 996,更具体地,0. 968至0. 996,甚至更具体地,0. 971和0. 994。碳酸二芳酯 与二羟基化合物可以以2:1至1:2的摩尔比,具体地,1. 5:1至1:1. 5的摩尔比,更具体地, 1.05:1至1:1.05的摩尔比,甚至更具体地,1:1的摩尔比存在。
[0049] 如在本文中所使用的,"聚碳酸酯"进一步包括均聚碳酸酯(其中在聚合物中的每 个R1是相同的)、在碳酸酯中包含不同的R 1部分的共聚物("共聚碳酸酯")、包含碳酸酯单 元和其它类型的聚合物单元(如酯单元)的共聚物、以及包含均聚碳酸酯和/或共聚碳酸 酯的至少一种的组合。
[0050] 具体类型的共聚物是聚酯碳酸酯,还被称为聚酯-聚碳酸酯。除式(1)的重复碳 酸酯链单元以外,这种共聚物进一步包含式(7)的重复单元
[0051]
[0052] 其中J是衍生自二羟基化合物的二价基团,并且可以是例如C2 i。亚烷基、C 6 2。亚环 烷基、C6 2。亚芳基、或聚氧化亚烷基,其中亚烷基含有2至6个碳原子,具体地,2、3或4个 碳原子;以及T是衍生自二羧酸的二价基团,并且可以是例如C2 i。亚烷基、C6 2。亚环烷基或 C62。亚芳基。可以使用包含不同的T和/或J基团的组合的共聚酯。聚酯可以是支链或直 链的。
[0053] J可以是具有直链、支链、或环状(包括多环)结构的C2 3。亚烷基。J可以衍生自 以上式(3)的芳族二羟基化合物。J可以衍生自以上式(4)的芳族二羟基化合物。J可以 衍生自以上式(5)的芳族二羟基化合物。
[0054] 可以用来制备聚酯单元的芳族二羧酸包括间苯二酸或对苯二酸、1,2-二(对羧基 苯基)乙烷、4, 4'-二羧基二苯醚、4, 4'-二苯甲酸、或包含前述酸的至少一种的组合。还可 以存在含有稠环的酸,如在1,4_、1,5_、或2, 6-萘二羧酸中。具体二羧酸包括对苯二酸、间 苯二酸、萘二羧酸、环己烷二羧酸、或包含前述酸的至少一种的组合。具体二羧酸包含间苯 二酸和对苯二酸的组合,其中间苯二酸与对苯二酸的重量比是91:9至2:98。J可以是C2 6 亚烷基以及T可以是对亚苯基、间亚苯基、萘、二价脂环族基团、或它们的组合。这类聚酯包 括聚(对苯二酸亚烷基酯)。
[0055] 在共聚物中酯单元与碳酸酯单元的摩尔比可以广泛变化,例如1:99至99:1,具体 地,10:90至90:10,更具体地,25:75至75:25,其取决于最终组合物的所期望的性能。
[0056] 聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元可以衍生自间苯二酸和对苯二酸的组合(或它们的衍 生物)与间苯二酚的反应。聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元可以衍生自间苯二酸和对苯二酸的 组合与双酚A的反应。聚碳酸酯单元可以衍生自双酚A。聚碳酸酯单元可以衍生自间苯二 酚和双酚A,其中间苯二酚碳酸酯单元与双酚A碳酸酯单元的摩尔比为1:99至99:1。
[0057] 可以通过熔融聚合过程,通过在熔融状态下使单体如二羟基反应物和碳酸酯化合 物如光气或碳酸二苯酯共反应来制备聚碳酸酯。熔融聚合过程可以是间歇或连续熔融过 程。在任一情况下,使用的熔融聚合条件可以包括两个或更多不同的反应阶段,例如,第一 反应阶段,其中将初始芳族二羟基化合物和
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