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Dokumentenidentifikation DE60007965T2 21.10.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001155737
Titel Vorrichtung zur Herstellung von Polycarbonaten
Anmelder General Electric Co., Schenectady, N.Y., US
Erfinder Kimura, Takato, Ichihara-Shi, 299-0124 Chiba-ken, JP;
Omori, Satoshi, Ichihara City, 299-0124 Chiba Pref., JP;
Tamada, Ken, Ichihara City, 299-0125 Chiba Pref., JP;
Kenezawa, Akio, Sodegaura City, Chiba Prefecture, JP
Vertreter Luderschmidt, Schüler & Partner, 65189 Wiesbaden
DE-Aktenzeichen 60007965
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.05.2000
EP-Aktenzeichen 003041688
EP-Offenlegungsdatum 21.11.2001
EP date of grant 28.01.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.10.2004
IPC-Hauptklasse B01J 19/02
IPC-Nebenklasse C08G 64/20   C08G 64/30   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reaktionsvorrichtung, mit welcher es möglich ist, ein Polycarbonat herzustellen, das nicht durch Schwefelverbindungen zersetzt wird, welche in winzigen Mengen in den Rohmaterialien zur Polycarbonatherstellung vorhanden sind, das einen geringen Gehalt Fremdstoffe aufweist und das eine hervorragende Einfärbung besitzt.

Wegen ihrer hervorragenden Schlagzähigkeit und anderer mechanischer Eigenschaften, wie auch ihrer Wärmewiderstandsfähigkeit, Transparenz usw., werden Polycarbonate weithin in verschiedenen Maschinenteilen, optischen Disks, Automobilteilen und anderen derartigen Anwendungen verwendet. Sie sind insbesondere vielversprechend für optische Anwendungen, wie optischen Disks zur Speicherverwendung, optischen Fasern und Linsen, und die Forschung an diesen Materialien ist sehr aktiv.

Bekannte Verfahren zur Herstellung dieser Polycarbonate umfassen ein Verfahren, in dem Bisphenol, wie Bisphenol A, direkt mit Phosgen umgesetzt wird (Grenzflächenverfahren) und ein Verfahren, in welchem ein Bisphenol, wie Bisphenol A, und ein Kohlensäurediester, wie Diphenylcarbonat, der Schmelz-Polykondensation (Umesterung) unterzogen werden.

Von diesen wird das Grenzflächenverfahren, in dem Phosgen verwendet wird, zur Zeit am häufigsten verwendet. Indessen hat das Schmelz-Polykondensationsverfahren den Vorteil, dass das Polycarbonat weniger teuer als mit dem Grenzflächenverfahren hergestellt werden kann, und weil es nicht die Verwendung einer giftigen Substanz, wie Phosgen, beinhaltet, ist es als Polycarbonat-Herstellungsmethode sehr vielversprechend.

Wenn ein Polycarbonat durch dieses Schmelz-Polykondensationsverfahren hergestellt wird, werden Bisphenol A (Schmelzpunkt: 156°C) und Diphenylcarbonat (Schmelzpunkt: 80°C) erhitzt und geschmolzen, entweder getrennt oder nachdem sie vermischt wurden, und ein Katalysator wird zu der Mischung dieser zwei Verbindungen gegeben, wonach das System auf die Reaktionstemperatur erhitzt und einer Polykondensationsreaktion unterzogen wird.

Weil bei diesem Schmelz-Polykondensationsverfahren die Rohstoffe und das Produktpolymer für eine längere Zeitdauer einer hohen Temperatur ausgesetzt werden, stößt man auf das Problem, dass das erhaltene Polycarbonat empfindlich gegen Verfärbung ist, und eine Verbesserung wird diesbezüglich insbesondere bei Polycarbonaten für die optische Verwendung benötigt, weil sie nur geringe Vergilbung und eine hervorragende Transparenz besitzen müssen.

Es gibt einen Vorschlag für ein Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonats durch Ausführung der Umesterung in einer Reaktionsvorrichtung, deren Oberflächen, die in Kontakt mit den Rohmaterialien kommen, aus Nickel oder dergleichen aufgebaut sind, um die Verfärbung des Polycarbonats zu unterdrücken (siehe US Patent 4,383,092).

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ebenso an der Entwicklung eines Polycarbonatmaterials durch Umesterung gearbeitet, bei der eine aus Nickel hergestellte Reaktionsvorrichtung verwendet wird, aber festgestellt, dass ein Teil der Reaktionsvorrichtung korrodiert wird, wenn die Polykondensation eines Polycarbonats kontinuierlich über eine längere Zeitdauer durchgeführt wird. Ein weiteres Problem, dem sie begegneten, war, dass die durch diese Korrosion produzierten metallischen Mikropartikel die Menge an Fremdstoff in dem fertigen Produkt erhöhen und Verfärbungen bewirken.

Als Ergebnis sorgfältiger Forschung, die angesichts der obigen Probleme durchgeführt wurde, stellten die Erfinder fest, dass der Grund für die Korrosion der Nickelkontaktoberflächen in einer Polycarbonat-Reaktionsvorrichtung eine Reaktion zwischen dem Nickel und den Schwefelverbindungen, wie 3-Mercaptopropionsäure, ist, die als Hilfskatalysator während der Herstellung verwendet werden und in extrem geringen Mengen im Rohstoff Bisphenol A enthalten sind.

Aufgrund weiterer Forschung stellten die Erfinder fest, dass bei 250°C oder geringer die Nickelkontaktoberflächen weniger empfindlich für Korrosion sind, weil die Reaktion zwischen den Schwefelverbindungen und dem Nickel langsamer voranschreitet, aber wenn die Temperatur oberhalb 250°C ist, schreitet die Reaktion zwischen den Schwefelverbindungen und dem Nickel sehr viel schneller voran, wie auch die Korrosion der Nickelkontaktoberflächen, und die Gerätschaft, wie z. B. ein Wärmetauscher, wird in ihrem Inneren schwer korrodiert.

Als Ergebnis weiterer Forschung, die auf Basis des obigen Wissens durchgeführt wurde, schlossen die Erfinder die vorliegende Erfindung durch die Feststellung ab, dass bei Herstellung der Reaktionsgeräteoberflächen, die bei einer Temperatur über 250°C in Kontakt mit den geschmolzenen Rohstoffen und dem Reaktionsprodukt (einem Polycarbonat) kommen, aus rostfreiem Stahl mit einem Nickelgehalt von 5 bis 15% und einem Chromgehalt von 10 bis 20% diese Oberflächen durch Schwefelverbindungskorrosion unbeeinflusst bleiben, und dass weiterhin die Verfärbung des fertigen Produkts Polycarbonat unterdrückt werden kann.

Die vorliegende Erfindung wurde aufgrund der obigen Probleme konzipiert und einer ihrer Gegenstände ist die Bereitstellung einer Herstellungsvorrichtung, mit der es möglich ist, ein Polycarbonat herzustellen, das eine überlegene Verweilstabilität, wie z. B. Farbstabilität, besitzt und einen geringen Gehalt Fremdstoff besitzt.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Polycarbonats durch die Schmelz-Polykondensation eines Bisphenols und eines Kohlensäurediesters, wobei die Vorrichtung zur Herstellung eines Polycarbonats dadurch gekennzeichnet ist, dass:

  • (1) die Geräteoberflächen, die bei 250°C oder weniger in Kontakt mit den geschmolzenen Rohstoffen und deren Reaktionsprodukt kommen, aus Nickel hergestellt sind, und
  • (2) die Geräteoberflächen, die oberhalb von 250°C in Kontakt mit den geschmolzenen Rohstoffen und deren Reaktionsprodukt kommen, aus Edelstahl mit einem Nickelgehalt von 5 bis 15% und einem Chromgehalt von 10 bis 20% hergestellt sind.

Es ist bevorzugt, dass das oben erwähnte Bisphenol Bisphenol A ist.

Die Polycarbonat-Herstellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.

Die zu der vorliegenden Erfindung gehörige Polycarbonat-Herstellvorrichtung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Polycarbonats durch Schmelz-Polykondensation eines Bisphenols und eines Kohlensäurediesters, wobei die Geräteoberflächen, die bei 250°C oder niedriger mit den geschmolzenen Rohstoffen und deren Reaktionsprodukt in Kontakt kommen und die Geräteoberflächen, die mit selbigen oberhalb 250°C in Kontakt kommen, beide spezifiziert sind.

Diese Polycarbonat-Herstellvorrichtung kann entweder ein kontinuierlicher Typ, ein halb-kontinuierlicher Typ oder ein Batch-Typ sein, aber ein kontinuierlicher Typ einer Herstellvorrichtung ist bevorzugt.

Herstellvorrichtung

Bei der Herstellung eines Polycarbonats ist es im Allgemeinen bevorzugt, im frühen Polymerisationsstadium, wenn die Viskosität des Reaktionsprodukts noch gering ist, und im späteren Polymerisationsstadium, wenn die Viskosität des Reaktionsprodukts höher ist, Reaktoren mit verschiedenen Rührsystemen zu verwenden.

Beispiele dieser Reaktoren umfassen einen vertikal gerührten Polymerisationstank, einen Dünnfilm-Verdampfungs-Polymerisationstank, einen Vakuumkammer-Polymerisationstank, einen horizontal gerührten Polymerisationstank und einen entlüfteten Doppelschneckenextruder.

Es ist bevorzugt, zwei oder mehrere dieser Reaktoren in Serie kombiniert zu verwenden, und bei einer besonders günstigen Kombination ist mindestens einer der Reaktoren ein horizontaler Reaktor, wie ein horizontal gerührter Polymerisationstank. Spezielle Beispiele solcher Kombinationen umfassen einen vertikal gerührten Polymerisationstank und einen horizontal gerührten Polymerisationstank, einen horizontal gerührten Polymerisationstank und einen vertikal gerührten Polymerisationstank, einen horizontal gerührten Polymerisationstank und einen horizontal gerührten Polymerisationstank, einen vertikal gerührten Polymerisationstank und einen Vakuumpolymerisationstank und einen horizontal gerührten Polymerisationstank, und einen Dünnfilm-Verdampfungspolymerisationstank und zwei horizontal gerührte Polymerisationstanks.

Wenn eine Kombination von zwei oder mehr Reaktoren verwendet wird, ist es sogar besser, wenn drei oder mehr Reaktoren in Serie verwendet werden, wobei es in diesem Fall bevorzugt ist, wenn mindestens einer der Reaktoren ein horizontaler Reaktor ist, wie z. B. ein horizontal gerührter Polymerisationstank. Spezielle Beispiele zur Verwendung von drei oder mehr Reaktoren in Serie beinhalten zwei oder mehr vertikal gerührte Polymerisationstanks und einen horizontal gerührten Polymerisationstank, einen oder mehrere vertikal gerührte Polymerisationstanks und einen Dünnfilm-Verdampfungspolymerisationstank und einen horizontal gerührten Polymerisationstank, und einen oder mehrere vertikal gerührte Polymerisationstanks und zwei oder mehrere horizontal gerührte Polymerisationstanks.

Die Polykondensationsreaktion kann somit durch Verwendung einer Kombination von mindestens zwei Reaktoren in Serie effizienter geführt werden.

Material für die Herstellvorrichtung

Die zu der vorliegenden Erfindung gehörige Polycarbonat-Herstellvorrichtung ist derart, dass die Reaktionsgeräteoberflächen, die bei 250°C oder weniger mit dem geschmolzenen Rohstoff oder dem Reaktionsprodukt davon in Kontakt kommen, aus Nickel hergestellt sind.

Das hergestellte Oligomer ist bei einer Reaktionstemperatur unterhalb 250°C empfindlich gegenüber Verfärbung, aber die Verfärbung des Oligomers kann durch Verwendung von Nickel für die Reaktionsgeräteoberflächen, die bei 250°C oder weniger in Kontakt mit dem Reaktionsprodukt kommen, unterdrückt werden. Das hier verwendete Nickel sollte eine Nickelreinheit von mindestens 95% aufweisen, wobei Beispiele davon Nickel 200, Nickel 201 und Nickel 210 umfassen.

Bei der zu der vorliegenden Erfindung gehörigen Polycarbonat-Herstellvorrichtung sind die Reaktionsgeräteoberflächen, die bei oberhalb 250°C mit dem Reaktionsprodukt in Kontakt kommen, aus Edelstahl mit einem Nickelgehalt von 5–15% und einem Cromgehalt von 10–20% hergestellt.

Die Wirkung der Korrosion durch Schwefelverbindungen ist oberhalb 250°C ausgeprägter, aber die Verwendung des oben erwähnten Edelstahls unterdrückt die Korrosion der Reaktionsgeräte, was eine Verminderung der Polycarbonatverfärbung und der durch die Korrosion bewirkten Fremdstoffzumischung ermöglicht. Der Effekt der Vermeidung der Verfärbung des geschmolzenen Polycarbonats ist schwach, wenn der Nickelgehalt unterhalb 5% ist, aber wenn der Gehalt oberhalb 15% ist, wird das Material der Sulfidierung durch die Schwefelverbindungen bei hohen Temperaturen unterworfen und neigt mehr zur Korrosion. Wenn indessen der Cromgehalt unterhalb 10% ist, ist die Verbesserung in der Säureresistenz und Korrosionsresistenz bei hohen Temperaturen nicht zufriedenstellend, wenn er aber über 20% ist, fehlt es dem Produkt an mechanischer Festigkeit, wie Duktilität und Hochtemperaturfestigkeit.

Eine geringe Menge Molybdän, Titan, Stickstoff, Kupfer, Aluminium oder derartiges kann dem oben erwähnten Edelstahlmaterial, sofern benötigt, zugegeben werden, um seine Widerstandsfähigkeit gegen Rostfraß und Säuren zu erhöhen.

Spezielle Beispiele solcher Edelstahlmaterialien umfassen SUS 304, SUS 304L, SUS 304N, SUS 304LN, SUS 316, SUS 316L, SUS 316N und SUS 316LN, wobei SUS 316 insbesondere bevorzugt ist. Die Zusammensetzungen dieser Legierungen sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.

Die Reaktionsgeräteoberflächen sollten aus Nickel oder einem Edelstahlmaterial gebildet sein. Insbesondere kann das gesamte Reaktionsgerät aus Nickel oder einem Edelstahlmaterial gebildet sein, oder nur die Oberflächen des Reaktionsgeräts können mit Nickel oder dem oben erwähnten Edelstahlmaterial beschichtet sein.

Beispiele der Reaktionsgeräte, die die zu der vorliegenden Erfindung gehörende Herstellvorrichtung ausmachen, umfassen den Reaktor (Reaktionstank), den Rührimpeller, die Rohrleitung und den Vorerhitzer.

Passivierungsbehandlung

Bei der erfindungsgemäßen Polycarbonat-Herstellvorrichtung ist es günstig, wenn die Reaktionsvorrichtungsoberflächen, die aus dem oben erwähnten Edelstahlmaterial gebildet sind, vor der Benutzung einer Passivierungsbehandlung unterzogen werden. Ein passiver Zustand ist ein Zustand, in dem die Metalloberfläche mit einem Oxidfilm überzogen ist, was eine feste, stabile Schutzbeschichtung bildet und das Metall vor seiner Umgebung schützt. Beispiele von Passivierungsbehandlungen für Edelstahl umfassen (1) ein Verfahren, worin ein Metall mit einer Passivierungsbehandlungslösung, die Salpetersäure oder ein anderes kräftiges Oxidationsmittel enthält, besprüht wird oder darin eingetaucht wird, (2) ein Verfahren, das das Erhitzen bei geringer Temperatur in Sauerstoff oder reiner Luft beinhaltet und (3) ein Verfahren, das die anodische Polarisation in einer Lösung beinhaltet, welche ein Oxidationsmittel enthält.

Das Verfahren (1), das von einer Passivierungsbehandlungslösung Gebrauch macht, kann im allgemeinen sehr vorteilhaft verwendet werden. Wenn eine Passivierungsbehandlung wie diese durchgeführt wird, tritt keine Verfärbung aufgrund von Metallionen aus der Herstellvorrichtung auf, was die Herstellung eines Polycarbonats mit überragender Farbstabilität und Wärmewiderstandsfähigkeit ermöglicht.

Bisphenole

Das Bisphenol, das in der zu der vorliegenden Erfindung gehörigen Polycarbonat-Herstellvorrichtung verwendet wird, ist nicht speziell beschränkt, aber diejenigen, die durch die nachfolgende Formel [I] dargestellt sind, können beispielhaft verwendet werden.

(worin Ra und Rb gleich oder verschieden sind und jeweils ein Halogenatom oder eine univalente Kohlenwasserstoffgruppe sind. p und q sind ganze Zahlen von 0 bis 4. X ist
Rc und Rd sind jeweils ein Wasserstoffatom oder eine univalente Kohlenwasserstoffgruppe, und Rc und Rd können eine Ringstruktur bilden, und Re ist eine divalente Kohlenwasserstoffgruppe.) Spezielle Beispiele der durch die obige Formel (I) ausgedrückten Bisphenole umfassen Bis(hydroxyaryl)alkane, sowie 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxy-phenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (nachfolgend bezeichnet als Bisphenol A), 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-butan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)octan, 1,1-Bis(4-hydroxy-phenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)n-butan, Bis(4-hydroxyphenyl)phenyl-methan, 2,2-Bis(4-hydroxy-1-methylphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxy-t-butylphenyl)propan und 2,2-Bis(4-hydroxy-3-bromphenyl)propan; und Bis-(hydroxyaryl)cycloalkane, wie 1,1-Bis(hydroxyphenyl)cyclopentan und 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan.

Andere Bisphenole, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind solche, bei denen X in der obigen Formel -O-, -S-, -SO- oder -SO2- ist.

Die durch die nachfolgenden Formeln (II) und (III) dargestellten Verbindungen können ebenso als Bisphenol verwendet werden.

In Formel [II] ist Rf ein Halogenatom oder eine C1 bis C10 Kohlenwasserstoffgruppe oder eine halogensubstituierte Kohlenwasserstoffgruppe und n ist eine ganze Zahl von 0 bis 4. Wenn n gleich oder größer als 2 ist, können die Rf Gruppen gleich oder verschieden sein.

Von diesen ist die Verwendung von Bisphenol A besonders vorteilhaft.

Kohlensäurediester

Spezielle Beispiele der Kohlensäurediester, die verwendet werden können, umfassen Diphenylcarbonat, Ditolylcarbonat, Bis(chlorphenyl)carbonat, m-Cresylcarboant, Dinaphtylcarbonat, Bis(diphenyl)carbonat, Diethylcarbonat, Dimethylcarbonat, Dibutylcarbonat und Dicyclohexylcarbonat. Zwei oder mehrere dieser Verbindungen können auch zusammen verwendet werden. Von diesen ist die Verwendung von Diphenylcarbonat besonders vorteilhaft.

Diese Diestercarbonate können Dicarbonsäuren oder Dicarbonsäureester enthalten. Präzise ausgedrückt enthält der Kohlensäurediester vorzugsweise nicht mehr als 50 Mol-% und am meisten bevorzugt nicht mehr als 30 Mol-% Dicarbonsäuren oder Dicarbonsäureester.

Der zuvor erwähnte Kohlensäurediester und das Bisphenol sind üblicherweise derart vermischt, dass 1,00 bis 1,30 Mol und vorzugsweise 1,01 bis 1,20 Mol Kohlensäurediester pro Mol Bisphenol vorliegen.

Ein bekanntes Kettenabschlussreagenz kann ebenso zusammen mit dem oben erwähnten Bisphenol und dem Kohlensäurediester enthalten sein.

Schmelzpolykondensationskatalysator

Ein Schmelzpolykondensationskatalysator wird üblicherweise der Mischung von dem oben erwähnten Kohlensäurediester und dem Bisphenol zugegeben.

Der Schmelzpolykondensationskatalysator ist üblicherweise eine Alkalimetallverbindung und/oder eine Erdalkalimetallverbindung (a) (nachfolgend auch als Alkali(Erdalkali)metallverbindung (a) bezeichnet).

Salze organischer Säuren, Salze anorganischer Säuren, Oxide, Hydroxide, Hydride, Alkoholate und ähnliches von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen können vorteilhaft als Alkali(Erdalkali)metallverbindung (a) verwendet werden.

Spezielle Beispiele von Alkalimetallverbindungen umfassen Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Lithiumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Lithiumcarbonat, Natriumacetat, Kaliumacetat, Lithiumacetat, Natriumstearat, Kaliumstearat, Lithiumstearat, Natriumborhydrid, Lithiumborhydrid, Natriumborphenylat, Natriumbenzoat, Kaliumbenzoat, Lithiumbenzoat, Dinatriumhydrogenphosphat, Dikaliumhydrogenphosphat, Dilithiumhydrogenphosphat, die Dinatrium-, Dikalium- und Dilithiumsalze von Bisphenol A und die Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze von Phenol, und Beispiele der Erdalkalimetallverbindungen umfassen Kalziumhydroxid, Bariumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Strontiumhydroxid, Kalziumhydrogencarbonat, Bariumhydrogencarbonat, Magnesiumhydrogencarbonat, Strontiumhydrogencarbonat, Kalziumcarbonat, Bariumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Strontiumcarbonat, Kalziumacetat, Bariumacetat, Magnesiumacetat, Strontiumacetat, Kalziumstearat, Bariumstearat, Magnesiumstearat und Strontiumstearat. Zwei oder mehr Typen dieser Verbindungen können ebenso zusammen verwendet werden.

Die Alkali(Erdalkali)metallverbindung ist in der Schmelzpolykondensationsreaktion vorzugsweise in einer Menge von 1 × 10–8 bis 1 × 10–3 Mol, und mehr bevorzugt 1 × 10–7 bis 2 × 10–6 Mol, und insbesondere bevorzugt 1 × 10–7 bis 8 × 10–7 Mol pro Mol des Bisphenols enthalten. Wenn eine Alkali(Erdalkali)Metallverbindung vorzeitig in dem als Rohmaterial für die Schmelzpolykondensationsreaktion verwendeten Bisphenol enthalten ist, ist es bevorzugt, die zugegebene Menge so zu kontrollieren, dass die Menge von Alkali(Erdalkali)metallverbindung, die während der Schmelzpolykondensationsreaktion vorhanden ist, innerhalb des oben erwähnten Bereichs pro Mol des Bisphenols liegt.

Eine basische Verbindung (b) kann ebenso zusätzlich zu der oben erwähnten Alkali(Erdalkali)metallverbindung (a) als Schmelzpolykondensationskatalysator verwendet werden.

Beispiele der basischen Verbindung (b) umfassen stickstoffhaltige basische Verbindungen, die flüchtig sind oder bei hohen Temperaturen leicht zersetzen, wie zum Beispiel Tetraalkylammoniumhydroxide.

Die zuvor erwähnte stickstoffhaltige basische Verbindung (b) kann in einer Menge 1 × 10–6 bis 1 × 10–1 Mol, und vorzugsweise 1 × 10–5 bis 1 × 10–2 Mol pro Mol Bisphenol verwendet werden.

Eine Borsäureverbindung (c) kann ebenso als Katalysator verwendet werden. Beispiele dieser Borsäureverbindung (c) umfassen Borsäure und Borsäureester.

Diese Borsäure oder der Borsäureester (c) kann in einer Menge von 1 × 10–8 bis 1 × 10–1 Mol, und vorzugsweise 1 × 10–7 bis 1 × 10–2 Mol, und noch mehr bevorzugt 1 × 10–6 bis 1 × 10–4 Mol pro Mol Bisphenol verwendet werden.

Wenn eine Kombination der Alkali(Erdalkali)metallverbindung (a), der stickstoffhaltigen basischen Verbindung (b) und der Borsäure oder des Borsäureesters (c) in den obigen Mengen verwendet wird, läuft die Polykondensationsreaktion in einer geeigneten Geschwindigkeit ab und ein Polycarbonat mit einem hohen Molekulargewicht kann bei einer hohen Polymerisationsaktivität hergestellt werden.

Da die zu der vorliegenden Erfindung gehörige Polycarbonat-Herstellvorrichtung derart ist, dass:

  • (1) die Geräteoberflächen, die bei 250°C oder weniger in Kontakt mit den geschmolzenen Rohstoffen und deren Reaktionsprodukt kommen, aus Nickel hergestellt sind, und
  • (2) die Geräteoberflächen, die oberhalb von 250°C in Kontakt mit den geschmolzenen Rohstoffen und deren Reaktionsprodukt kommen, aus Edelstahl mit einem Nickelgehalt von 5 bis 15% und einem Chromgehalt von 10 bis 20% hergestellt sind,
tritt keine Verfärbung des Polycarbonatoligomers während der Reaktion auf, korrodieren die Oberflächen der Reaktionsvorrichtung während der Reaktion nicht und bewirken keine Zumischung metallischer Mikropartikel als Fremdkörper in das Polycarbonat, und ein Polycarbonat mit hervorragender Farbstabilität kann erhalten werden.

Die vorliegende Erfindung erlaubt die effiziente Herstellung eines Polycarbonats, das eine hervorragende Verweilstabilität wie auch eine hervorragende Farbstabilität und thermische Stabilität während dem Schmelzen besitzt, und das einen geringen Gehalt an Fremdstoffen besitzt. Ein derart erhaltenes Polycarbonat kann vorteilhaft in Verkleidungs- und anderen Konstruktionsmaterialien, Automobil-Scheinwerferabdeckungen, Augengläsern und anderen solchen optischen Linsen, und optischen Disks und anderen solchen optischen Speichermaterialien verwendet werden.

Ausführungsbeispiele

Die vorliegende Erfindung wird nun durch Ausführungsbeispiele beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf oder durch diese Beispiele beschränkt.

In der vorliegenden Erfindung wurden die Mikropartikelauszählung, die Verfärbung (YI-Wert) und die MFR (melt flow rate) des in den Ausführungsbeispielen hergestellten Polycarbonats wie folgt gemessen.

Mikropartikelauszählung

Das Polycarbonat wurde mit Chloroform, das durch eine 0,2 &mgr;m Membran gefiltert wurde, verdünnt und die 0,5 bis 1,0 &mgr;m Mikropartikelauszählung wurde mit einem Mikropartikelmesser (KL-20, hergestellt von Rion) gemessen. Die Ergebnisse sind als die Anzahl pro Gramm Polycarbonat angegeben.

Verfärbung (YI)

Unter Verwendung des erhaltenen Polycarbonats wurde bei einer Zylindertemperatur von 290°C, einem Einspritzdruck von 1000 kg/cm, einer Zykluslänge von 45 Sekunden und einer Schmelztemperatur von 100°C eine spritzgegossene Folie mit einer Dicke von 3 mm geformt. Die X-, Y- und Z-Werte wurden mit der Transmissionsmethode gemessen, unter Verwendung eines Farb- und Farb-Differenzmessers ND-1001 DP, hergestellt von Nihon Denshoku Kogyo, und der Vergilbungsindex (YI) wurde mit der folgenden Formel ermittelt. YI = 100(1,277X – 1,060Z)/Y

MFR

Diese wurde gemäß JIS K 7210 bei einer Temperatur von 250°C und einer Beladung von 1,2 kg gemessen.

Ausführungsbeispiel 1 – Polymerisation von Polycarbonat

Ein Rührtank zur Mischung der Rohmaterialien, zwei Vorpolymerisationstanks, zwei horizontale Polymerisationstanks und ein Doppelschneckenextruder wurden bei der Polymerisation des Polycarbonats eingesetzt.

Die Materialien der verschiedenen Reaktionsvorrichtungen und die verschiedenen Reaktionsbedingungen sind nachfolgend angegeben.

Tabelle 1

Ein Vorerhitzer aus Nickel wurde zwischen dem Rührtank und dem Vorpolymerisationstank A und zwischen den Vorpolymerisationstanks A und B vorgesehen, und ein Vorerhitzer aus SUS 316 war zwischen dem Vorpolymerisationstank B und dem horizontalen Polymerisationstank A vorgesehen.

Geschmolzenes Bisphenol A (Zuführgeschwindigkeit: 36,0 kg/h) und geschmolzenes Diphenylcarbonat (Zuführgeschwindigkeit: 34,7 kg/h), letzteres durch eine Direktrohrleitung nach der Destillation gepumpt, wurden dem Rührtank 1 kontinuierlich zugeführt, der für die Mischung des Rohmaterials verwendet wurde und bei der oben erwähnten Temperatur gehalten wurde. 0,11 Mol (2,5 × 10–4 Mol pro Mol Bisphenol A) Tetramethylammoniumhydroxid und 0,00044 Mol (1,0 × 10–6 Mol pro Mol von Bisphenol A) Natriumhydroxid wurden als Katalysatoren zugegeben und eine gleichförmige Lösung wurde hergestellt.

Als nächstes wurde die zuvor hergestellte gleichförmige Lösung kontinuierlich in die Vorpolymerisationstanks und horizontalen Polymerisationstanks eingeführt, und ein Polycarbonat wurde unter den obigen Reaktionsbedingungen polykondensiert. Der Druck des horizontalen Polymerisationstanks A und horizontalen Polymerisationstanks B wurde eingestellt, während die MFR, die alle zwei Stunden gemessen wurde, aufgezeichnet wurde, und die Reaktion wurde derart geführt, dass von der als Ziel gesetzten MFR (11,0 g/10 Minuten) so wenig wie möglich abgewichen wurde. Ein Phosphor(III)säureester wurde als Stabilisator zugegeben und Glycidylmonostearat wurde zugegeben und in einem Doppelschneckenextruder geknetet, wonach die Mischung pelletisiert wurde.

Die Mikropartikelauszählung und der YI-Wert des wie oben hergestellten Polycarbonats wurde über sechs Monate aufgezeichnet. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Vergleichsbeispiel 1

Pellets wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Ausführungsbeispiel 1 erhalten, außer dass das Material des horizontalen Polymerisationstanks A und horizontalen Polymerisationstank B, das in dem Arbeitsbeispiel 1 verwendet wurde, durch Nickel ausgetauscht wurde. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Vergleichsbeispiel 2

Pellets wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Ausführungsbeispiel 1 erhalten, außer dass das Material des Rührtanks, des Vorpolymerisationstanks A und des Vorpolymerisationstanks B, das im Ausführungsbeispiel 1 verwendet wurde, durch SUS 316 ausgetauscht wurde. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Herstellung eines Polycarbonats durch Schmelz-Polykondensation eines Bisphenols und eines Kohlensäurediesters, wobei die Vorrichtung zur Herstellung eines Polycarbonats eine Vielzahl Geräteoberflächen besitzt und

    (1) die Geräteoberflächen, die bei 250°C oder weniger in Kontakt mit den geschmolzenen Rohstoffen und deren Reaktionsprodukt kommen, aus Nickel hergestellt sind, und

    (2) die Geräteoberflächen, die oberhalb von 250°C in Kontakt mit den geschmolzenen Rohstoffen und deren Reaktionsprodukt kommen, aus Edelstahl mit einem Nickelgehalt von 5 bis 15% und einem Chromgehalt von 10 bis 20% hergestellt sind.
  2. Verfahren zur Herstellung von Polycarbonat, das die Schmelzpolymerisation eines Bisphenols und eines Kohlensäurediesters in einer Herstellvorrichtung umfasst, die Geräteoberflächen besitzt, wobei:

    (1) die Geräteoberflächen, die bei 250°C oder weniger in Kontakt mit den geschmolzenen Rohstoffen und deren Reaktionsprodukt kommen, aus Nickel hergestellt sind, und

    (2) die Geräteoberflächen, die oberhalb von 250°C in Kontakt mit den geschmolzenen Rohstoffen und deren Reaktionsprodukt kommen, aus Edelstahl mit einem Nickelgehalt von 5 bis 15% und einem Chromgehalt von 10 bis 20% hergestellt sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei es sich bei dem Bisphenol um Bisphenol A handelt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, worin der Kohlensäurediester Diphenylcarbonat ist.
Es folgt kein Blatt Zeichnungen






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