用于制备聚碳酸酯树脂的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于制备聚碳酸酯树脂的方法。该方法包括：聚合芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯以制备聚碳酸酯预聚物；注入惰性气体并将其与制备的聚碳酸酯预聚物混合；以及，发泡并聚合与惰性气体混合的聚碳酸酯预聚物。该方法在聚碳酸酯树脂熔融聚合时可以防止或减少黄化。
【专利说明】用于制备聚碳酸酯树脂的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备聚碳酸酯树脂的方法。更具体地，本发明涉及一种在聚碳酸酯树脂熔融聚合时能够防止或减少聚碳酸酯树脂黄化的制备聚碳酸酯树脂的方法。
【背景技术】
[0002]聚碳酸酯树脂具有优良的机械强度、耐热性、抗冲击性、透明度等。因此，在办公自动化设备、磁盘、透明薄片、抗冲击性膜等的外部材料中广泛地使用聚碳酸酯树脂，并且对于聚碳酸酯树脂的需求不断地增加。
[0003]一般通过熔融聚合或者表面聚合反应来制备聚碳酸酯树脂。在低温下进行表面聚合反应，并且因此，通过表面聚合反应制备出的聚碳酸酯树脂具有诸如优良的颜色和树脂的分子量容易控制的优点，从而能够制备高粘性产品。然而，因为表面聚合反应使用氯溶剂和苛性钠，所以在最终产品中这种氯溶剂和苛性钠的存在影响产品的质量，这需要许多洗涤步骤。此外，因为将光气用作原材料，所以聚合反应造成环境问题。
[0004]因此，在近几年中，通过熔融聚合获得的聚碳酸酯树脂的应用增加。对于熔融聚合，使用双酚A、碳酸二苯基酯等作为聚碳酸酯树脂的原料。因为生成苯酚作为副产品，所以与表面聚合反应相比，熔融聚合对环境无害。
[0005]当通过熔融聚合制备聚碳酸酯树脂时，就树脂产率而言，有效去除在酯交换反应中生成的诸如酚类等的副产物是最根本的问题。因为聚碳酸酯树脂由于其分子量而具有高粘度，所以需要高温和 高真空以强化对作为副产物而生成的酚类的去除。因为真空泵的性能和高真空中反应器的密封影响酚类的去除，所以反应器和导管的温度的增加是一种去除酚类的简单方法。
[0006]然而，在熔融聚合中，如果在用于去除酚类等的高温和减压(例如，2000C至320°C以及0.3托至100托)的条件下存在催化剂和氧气或铁成分，则聚碳酸酯树脂可能通过副反应改性。这导致发色团的形成，由此与通过表面聚合反应制备出的聚碳酸酯树脂的颜色相比致使基础树脂的颜色黄化。
[0007]为了解决这些问题，日本专利公开第2003-246853和2004-091695号公开了一种在制备晶体预聚物之后在惰性气体存在下进行固相聚合的方法。然而，因为不能实现大规模生产所以此方法存在问题，因此仍然仅保持在发展阶段。此外，日本专利公开第2000-136240号公开了一种方法，该方法减少碱金属催化剂的量并使用在高温下分解的有机催化剂以抑制变色和造成残留在最终产品中的催化剂量减少的支链聚碳酸酯的形成。然而，因为由于在后来的聚合反应中催化活性的不足因而必须进一步增加反应温度，所以这种方法具有缺点。
【发明内容】
[0008]根据本发明的一方面，提供了一种制备聚碳酸酯树脂的方法，该方法可以在200°C至320°C的温度范围内在熔融聚合过程中防止或减少黄化，并且可以在280°C或更低的聚合反应条件下去除诸如酚类等的副产物。
[0009]与根据本发明的一方面一致，提供了一种制备聚碳酸酯树脂的方法。该方法包括:聚合芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯以制备聚碳酸酯预聚物；注入惰性气体并将其与制备的聚碳酸酯预聚物混合；以及发泡并聚合与惰性气体混合的聚碳酸酯预聚物。
[0010]在一个实施方式中，可以在160°C至300°C的温度范围和0.1托至100托的压力范围下进行制备聚碳酸酯预聚物的聚合反应。
[0011]在一个实施方式中，可以在240°C至300°C的温度范围和0.1MPa至4MPa的压力范围下进行惰性气体的注入和混合。
[0012]在一个实施方式中，可以在240°C至300°C的温度范围和0.1托至5托的压力范围下进行发泡和聚合。
[0013]在一个实施方式中，制备聚碳酸酯树脂的方法包括:在第一反应槽(bath)中聚合芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯以制备第一聚碳酸酯预聚物；在第二反应槽中聚合第一聚碳酸酯预聚物以制备第二聚碳酸酯预聚物；在第三反应槽中聚合第二聚碳酸酯预聚物以制备第三聚碳酸酯预聚物；将惰性气体注入第三聚碳酸酯预聚物并将惰性气体与第三聚碳酸酯预聚物混合；以及在第四反应槽中发泡并聚合与惰性气体混合的第三聚碳酸酯。
[0014]在一个实施方式中，芳香族二羟基化合物可以由式I表示:
[0015]
【权利要求】
1.一种制备聚碳酸酯树脂的方法，包括: 聚合芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯以制备聚碳酸酯预聚物； 注入惰性气体并将所述惰性气体与制备的所述聚碳酸酯预聚物混合；以及 发泡并聚合与所述惰性气体混合的制备的所述聚碳酸酯预聚物。
2.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，在160°C至300°C的温度和0.1托至100托的压力下进行聚合芳香族二羟基化合物和碳酸二芳基酯以制备聚碳酸酯预聚物的步骤。
3.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，在240°C至300°C的温度和0.1MPa至4MPa的压力下进行注入和混合惰性气体的步骤。
4.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，在240°C至300°C的温度和0.1托至5托的压力下进行发泡和聚合所述聚碳酸酯预聚物的步骤。
5.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，包括: 在第一反应槽中聚合所述芳香族二羟基化合物和所述碳酸二芳基酯以制备第一聚碳酸酯预聚物； 在第二反应槽中聚合所述第一聚碳酸酯预聚物以制备第二聚碳酸酯预聚物； 在第三反应槽中聚合所述 第二聚碳酸酯预聚物以制备第三聚碳酸酯预聚物； 将惰性气体注入所述第三聚碳酸酯预聚物中并将所述惰性气体与所述第三聚碳酸酯预聚物混合；以及 在第四反应槽中发泡并聚合与惰性气体混合的所述聚碳酸酯。
6.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，所述芳香族二羟基化合物由式I表示:
7.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，所述碳酸二芳基酯由式2表示:
8.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，所述芳香族二羟基化合物和所述碳酸二芳基酯以1:0.9至1.3的摩尔比(芳香族二羟基化合物:碳酸二芳基酯)存在。
9.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，所述惰性气体包括氮、氩、和氦中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，注入所述惰性气体的步骤包括，基于100重量份的所述芳香族二羟基化合物和所述碳酸二芳基酯，以0.1重量份至20重量份的量注入所述惰性气体。
11.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，所述聚碳酸酯预聚物具有在2，000g/mol至19，000g/mol范围内的重均分子量。
12.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，所述聚碳酸酯树脂具有在20，000g/mol至35，000g/mol范围内的重均分子量。
13.根据权利要求1所述的制备聚碳酸酯树脂的方法，其中，所述聚碳酸酯树脂具有3.5或更低的黄度指数(YI)。
【文档编号】C08G64/30GK103965456SQ201410042841
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2013年1月30日
【发明者】裴珍勇, 崔圭汎, 宋修正, 林虎燮, 张福男 申请人:第一毛织株式会社