[发明专利]制备聚碳酸酯的方法

说明书

背景技术

本发明涉及制备聚碳酸酯的方法。

聚碳酸酯通常是由以下两类方法之一制备的：界面法或熔融酯交换法。 在熔融酯交换法中，使二羟基化合物如双酚A与碳酸二酯反应。出于多种 目的，碳酸二酯可以是碳酸二芳酯如碳酸二苯酯。

也已知使用采用活化碳酸二芳酯的熔融酯交换法。例如，美国专利 4,323,668描述了一种聚碳酸酯酯交换法，其包括在酯交换反应条件下使(邻 -烷氧基羰基芳基)碳酸酯与二元酚进行反应。在其具体实例中，美国专利 4,323,668使用双-水杨酸甲酯碳酸酯(BMSC)作为碳酸二芳酯。使用活化碳 酸二芳酯也记载于美国专利US 6,420,512、US 6,506,871、US 6,548,623、US 6,790,929、US 6,518,391、US 2003/0139529和US 2003/0149223中。当使用 这些活化碳酸酯时，来源于该活化碳酸二芳酯的内部残基和端基引入到最 终的聚合物中。参见，美国专利公开号20030050427和20030149223。

发明内容

申请人目前已经发现，含有来源于酯取代的活化碳酸酯的碳酸酯端基 (例如来源于使用BMSC作为酯交换法的活化碳酸酯的水杨酸甲酯碳酸酯端 基)的聚碳酸酯，具有关于色泽、水解稳定性和热稳定性的不利性能，尤其 是当含有这种端基的聚碳酸酯被模塑时。本申请提供了用于降低在聚碳酸 酯的熔融酯交换形成期间所形成的活化碳酸酯端基的数量的方法，而不需 要牺牲使用活化碳酸二芳酯的优点，并且不需要使用分离反应或另外的添 加剂。

根据本发明的方法，聚碳酸酯通过以下过程来制备：在单官能链终止 剂和酯交换催化剂存在下，使包括二羟基化合物的二羟基反应组分与包括 活化碳酸二芳酯的碳酸酯反应组分进行反应。在本发明的一些实施方式中， 该链终止剂为单羟基链终止剂，例如下式的酚类链终止剂：

其中取代基R各自独立地选自含有1～30个碳单元的烷基、芳基、烷基芳基； x为1～5的整数；但是取代基R不是酯或其它强活化的或吸电子取代基。在 本发明的其它实施方式中，单官能链终止剂为单酸(例如etaric acid)、单酯(例 如硬脂酸的苯基酯)或单-活化的、不对称的碳酸酯。

链终止剂可以在反应的任何点加入，例如加入到初始单体混合物中， 或者在低聚或聚合阶段期间加入。为获得在如上所述的来源于活化碳酸酯 的端基和内酯连接基的降低，对时间和温度的反应条件以及所用的链终止 剂的量进行选择，以获得含有来源于单官能链终止剂的端基的量为全部端 基35～65mol％的聚合物。在另外的优选实施方式中，最终聚合物具有来源 于活化碳酸二芳酯的端基和来源于链终止剂的端基，两者的总含量为全部 端基的40～60％。

在本发明方法的实施方式中，这可以通过以下过程来实现：使用碳酸 酯反应组分同二羟基反应组分加上1/2链终止剂之和的摩尔比小于1(当表 示到至少小数点后第三位时)，例如0.996或更小。在具体的实施方式中， 该比例为0.962～0.996，例如为0.968～0.996。在另一具体的实施方式中， 该比例为0.971～0.994。

根据本发明方法制备的聚碳酸酯具有通常并不在根据其它先前已知的 方法制备的聚碳酸酯中所发现的理想性能，并且结构上也不同于该聚碳酸 酯。根据本发明的实施方式制备的聚碳酸酯结构式类似于使用同时提交的 美国专利申请号11/427,861的方法制备的聚碳酸酯，将该美国专利申请并 入本申请作为参考。因此，根据本申请的实施方式所制备的聚碳酸酯同时 含有低含量的酯取代的碳酸酯端基，例如小于0.5mol％，非水杨酸酯OH 与碳酸酯端基的比例为至少0.1，和低含量的Fries重排反应产物，例如低 于1000ppm。此外，所得到的聚碳酸酯含有低含量的自由水杨酸酯残基， 例如低于500ppm。结果，所得到的聚碳酸酯组合物适宜于模塑应用，因为 当其经受升高的模塑温度时它保留透明性且不会变色。不过，此外，本发 明的聚碳酸酯也包括来源于在制备它们时所用的链终止剂的端基残基。

附图说明

图1A-I示出了当使用双酚A和活化碳酸酯形成聚碳酸酯(PC)时可以形 成的各种端基。

图1J示出了当酯取代的碳酸二芳酯BMSC用于与双酚A反应时可以 形成的内酯连接基的结构。

图2示出了在使用二羟基化合物和作为酯取代的碳酸二芳酯的BMSC 制备聚碳酸酯中正常所需的反应。