[发明专利]产生(共)聚碳酸酯的方法

说明书

本发明涉及用于生产无色高分子量(共)聚碳酸酯的方法，该聚碳酸酯是在酯基转移作用催化剂存在下由二羟化合物与碳酸二酯缩聚得到的。

具有高分子量的聚碳酸酯是一种用于各种领域的通用工程热塑性塑料，尤其是作为注射成型材料或用于窗玻璃的替代片材。这就是说聚碳酸酯具有优良的耐热性，透明性和抗冲击性。

用于生产聚碳酸酯的一般已知方法包括；例如；光气法和酯基转移法。在光气法中，二羟化合物通过界面缩聚与光气反应，在酯基转移法中，二羟化合物在熔融状态与碳酸二酯反应。

一个代表性的酯基转移法(例如见US4,345,062)包括在酯基转移作用催化剂存在下将二元酚在加热和减压下与碳酸二酯反应，同时蒸馏出所形成的酚，以制备一预聚物，然后在最终加热至290℃或更高下在高真空状态反应预聚物同时蒸馏出所形成的酚，以获得具有高分子量的聚碳酸酯。

已知在酯基转移方法中，在反应的初始阶段，预聚物在一个具有搅拌浆叶的普通罐式反应器中制备，然后缩聚反应在例如排气式水平挤出机中进行，以便有效地进行反应，由此获得具有高分子量的聚碳酸酯。

但是，这种酯基转移方法具有这样的问题，高分子量的聚碳酸酯具有如此不同于其它工程塑料的超高熔融粘度以至反应需要高至280℃或更高的温度，并且需要高真空(133.3至1.33Pa)用于馏去所形成的高沸点单羟基化合物，这使得从设备观点看该方法的工业化是困难的。这样酯基转移方法的另一问题是高反应温度等对色彩、耐热性、在成型机中的滞留稳定性、耐水性和所形成的聚碳酸酯的耐候性产生不利影响。

在“聚碳酸酯树脂”第三版、64页(由Nikkan Kogyo ShimbunLtd.公开)描述了当使用碱性催化剂时，作为单体的双酚A分解，由此形成有色物质和树脂物质，在此还描述当在高温下有碱存在制备聚碳酸酯时，类似Kolbe-Schmitt反应的付反应出现，形成支链或交联产品。

在这种情况下，迫切需要开发一种生产具有高分子量和优良耐热性、色彩和抗冲击性的由二羟基化合物与碳酸二酯在酯基转移作用催化剂存在下缩聚反应得到的聚碳酸酯的方法。

本发明人证实在酯转移催化剂存在下，在二元酚与作为形成碳酸酯键化合物的碳酸二酯的缩聚反应中，当第一步缩聚反应获得的预聚物通过加热保持在熔融态直至送入第二步缩聚反应时，付反应在这一期间逐渐发生，使树脂着色，还给所要聚合物的色彩，耐热性、在成型机中的滞留稳定性、耐水性、耐候性等产生不利影响。

在第一缩聚反应步骤中，预聚物通过在具有搅拌浆叶的普通罐式反应器中的生产聚合物的初始步骤反应制备，在第二缩聚反应步骤中，缩聚反应在例如一个排气式挤出机中进行，以获得具有高分子量的聚碳酸酯。通常在第一缩聚反应步骤中反应是不连续进行的，在第二缩聚反应步骤中是连续进行的，由此增加了聚合物生产能力，因此，在现有技术中，必须通过加热保持第一缩聚反应步骤中所获得的预聚物在熔融状态，直到送入第二缩聚反应步骤。

本发明人已经证实，当预聚物在高温下在低真空或在环境压力下保持时，由碳酸酯化合物(即：作为单体的碳酸二酯和所形成的预聚物)热分解产生的Co₂不能从系统中排出，而仍保留在其里，结果，Co₂由类似于Kolbe-Schmitt反应的付反应消耗，并在所得的树脂上产生不利影响(例如着色)。本发明人还确认，当第一缩聚反应器的树脂出口用管子连接到第二缩聚反应器的树脂入口以便将熔融态的树脂输送时，在管子中由碳酸酯化合物热分解形成的Co₂不能从系统中除去，对所得的树脂以如上所述的同样方式产生不利影响(例如着色)。

本发明人发现，当所形成的预聚物通过将它冷却至其玻璃转变温度或更低而固化(为了防止将预聚物保持在加热的熔融态并转送熔融的预聚物，由此整体地减少了预聚物曝露在高温下的时间)时，可抑制热分解反应的进程，并且在所要的聚合物的色彩、耐热性、在成型机上的滞留稳定性、耐水性、耐候性等上不会有不利的影响作用。而本发明正是这个基础上完成的。

因此，本发明涉及生产(共)聚碳酸的方法，该方法包含；在酯基转移催化剂存在下在罐式反应器中将作为单体的二羟基化合物与碳酸二酯进行熔融缩聚，同时除去由熔融缩聚形成的单羟基化合物，由此获得一种包含熔融态的预聚物的反应混合物(第一步)，冷却第一步得到的熔融反应混合物以便固化它(第二步)，在一卧式缩聚反应器中进行包含预聚物的反应混合物的熔融缩聚，由此得到含有高分子量(共)聚碳酸酯的反应混合物(第三步)。