[发明专利]用于聚碳酸酯生产的催化剂及生产聚碳酸酯的方法

说明书

本申请是申请日为2004年5月26日、申请号为200480014562.6、发明名称为“用于聚碳酸酯生产的催化剂及生产聚碳酸酯的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于生产聚碳酸酯的催化剂及生产聚碳酸酯的方法，特别是在注重环保的同时，用于高效生产高品质的聚碳酸酯的催化剂及生产聚碳酸酯的方法，所述聚碳酸酯可用作电的和电子领域、汽车领域、光学零件领域和结构材料领域的树脂材料。

背景技术

通常，在碱存在下芳族二羟基化合物(例如双酚A)与光气反应的方法(溶液方法)为已知的生产聚碳酸酯的方法。该方法涉及的问题是使用剧毒的光气并作为副产物产生化学计量的碱盐。

另外，还已知这样的方法(熔融方法)，其中使用碳酸二酯(例如碳酸二苯酯)作为羰基来源，并且通过加热熔融随后反应。在这种熔融方法中，需要加热用于生产和熔融碳酸二酯，由于要在高温下加热，所带来的问题是所得到的聚碳酸酯是有颜色的。

使用钯/氧化还原剂/卤代鎓盐催化剂通过氧化羰基化反应的方法是提议的一种生产聚碳酸酯的新方法(日本专利申请公开68744/1978)。但是，该反应的速率不令人满意，并且只得到了具有低聚合度的聚碳酸酯。

为了解决以上的问题，可用的方法是其中氧化羰基化反应在以下的催化剂体系下进行：钯化合物/无机氧化还原催化剂/有机氧化还原催化剂/卤代鎓类化合物/脱水剂，以产生聚碳酸酯低聚物，随后通过酯交换反应得到聚碳酸酯(日本专利申请公开297148/2000)。

虽然得到了具有高聚合度的聚碳酸酯，但是以上的方法需要两步反应。另外，钯化合物溶于溶剂中(均相催化剂)，因此很可能形成钯(0)的簇以钝化该催化剂。同时，很难分离催化剂，金属组分易残留在聚碳酸酯中。

发明内容

本发明的一个目标为解决在上述生产聚碳酸酯的方法中存在的问题，并提供易于从聚碳酸酯中分离并可重复使用的用于生产聚碳酸酯的催化剂。另外，使用上述催化剂可高效生产高品质的聚碳酸酯，而无需使用认为对环境产生不利影响的有害的氯气和光气以及卤代有机溶剂(例如二氯甲烷和氯仿)。

本发明者通过反复细致的研究，发现通过含氮或磷的催化剂载体与钯化合物和具有氧化还原催化能力的金属化合物反应制得的催化剂易于从聚碳酸酯中分离并可重复使用，并且使用上述催化剂可在注重环保的同时高效生产高品质的聚碳酸酯。因此，这种催化剂为本发明所用。

也就是说，本发明提供了用于生产聚碳酸酯的催化剂及生产聚碳酸酯的方法，分别描述如下：

(1)用于生产聚碳酸酯的催化剂，所述催化剂包含通过(a)含氮或磷的催化剂载体与(b)钯化合物和(c)具有氧化还原催化能力的金属化合物反应得到的反应产物。

(2)如第(1)条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，其中所述含氮或磷的催化剂载体为用下式(I)表示的乙烯基吡啶聚合物：

其中R为具有1-20个碳原子的烷基、具有1-20个碳原子的烷氧基、具有6-20个碳原子的芳基或具有7-20个碳原子的芳烷基；p为0-4；n为5-10000。

(3)如第(1)条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，其中所述含氮或磷的催化剂载体(a)为选自聚乙烯吡咯烷酮和二苯基膦基-聚苯乙烯的催化剂载体。

(4)如第(1)条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，其中所述含氮或磷的催化剂载体(a)为通过使用卤代烷部分季铵化含在有机载体或无机载体中的氮或磷得到的化合物。

(5)如第(4)条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，其中(a)中的所述有机载体为至少一种选自二苯基膦基-聚苯乙烯、聚(4-乙烯基吡啶)或聚(2-乙烯基吡啶)的有机载体。

(6)如第(1)条-第(3)条中任一条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，所述催化剂还包含(d)鎓盐。

(7)如第(1)条-第(6)条中任一条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，所述催化剂还包含(e)有机氧化还原剂。

(8)如第(1)条-第(7)条中任一条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，所述催化剂还包含(f)脱水剂。

(9)如第(1)条-第(8)条中任一条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，其中所述具有氧化还原催化能力的金属化合物(c)为钴化合物。