[发明专利]制备高温聚碳酸酯的方法

说明书

具有受控进料比率和受控反应pH水平的催化界面光气化方法允许形成具有高负荷的双(4‑羟基苯基)‑2‑苯基异吲哚啉‑1‑酮(“PPPBP”)或结构相关的共聚单体的高温聚碳酸酯无规共聚物。所述方法产生具有改善的水解稳定性的聚碳酸酯共聚物。

技术领域

本公开涉及制备高温聚碳酸酯组合物的方法，并且特别是制备高温聚碳酸酯共聚物组合物的方法。

背景技术

由于聚碳酸酯优异的抗冲击性、透明度以及在高温下良好的耐热变形性，它们广泛地用于热塑性聚合物。大多数商业的聚碳酸酯是双酚A(“BPA”)的均聚碳酸酯并且具有在135至155℃范围内的玻璃化转变温度。所述高温聚碳酸酯包括BPA和3,3-双(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮(“PPPBP”)的共聚物，其具有高于BPA的均聚碳酸酯的玻璃化转变温度。

为了改善聚碳酸酯的玻璃化转变温度，可以制成BPA聚碳酸酯与包含衍生自PPPBP的单元的共聚物的共混物。由于这些材料为与BPA聚碳酸酯共混以生产中间组合物来提供最大的柔性，因此对于制备具有相对高水平的PPPBP单元的共聚物存在期望。

已经报道了用于合成无规PPPBP/BPA共聚物的一些合成路线，但是没有对所有组合物操作最佳的单一方法。PPPBP/BPA共聚物不如BPA聚碳酸酯水解稳定，并且随着PPPBP负荷的增加水解不稳定性增加。具有70摩尔％以上的PPPBP的组合物的共聚物是特别不稳定的。

基于碳酸二苯基酯(“DPC”)的PPPBP/BPA共聚物的熔融聚合路线在高温下需要较长停留时间并且会导致颜色更深。随着PPPBP负荷增加，这些聚合变得甚至更加困难。当PPPBP含量超过30摩尔％时，由于所需的反应温度可能接近产物聚合物的分解温度，因此使用DPC作为碳酸酯源的PPPBP/BPA共聚碳酸酯的熔融聚合是特别地不利。

使用双(水杨酸甲酯)碳酸酯(“BMSC”)作为碳酸酯源的熔融聚合降低在高温下所需的停留时间，并且允许生产具有>30摩尔％PPPBP的共聚物，但是在大规模下BMSC是不可获得的并且不是可行的商业选择。所得聚合物的较深颜色仍是一个问题。

界面聚碳酸酯聚合是低温方法并且对于高温聚碳酸酯的合成是特别有利的。PPPBP/BPA共聚物的界面聚合产生较浅颜色的聚合物并且对于PPPBP/BPA共聚物是商业上优选的路线，但是甚至PPPBP/BPA共聚物的界面聚合可能具有加工问题。标准的界面聚碳酸酯制备方法使用一连串离心机(centrifuge trains)以从有机聚合物流股中分离含水的杂质。PPPBP/BPA共聚物的界面聚合可能产生从含水流股中较差分离的聚合物溶液。在剪切下这些有机的和含水的流股的混合可能导致乳化作用(emulsification)(称为“乳化(creaming)”)，这导致产率损失和较低纯度的聚合物。在聚合物中存在的残留杂质可能产生降低的水解稳定性。

在相对低的(<30摩尔％)PPPBP负荷下发现了对于无规PPPBP/BPA共聚物最有效的一种已知的界面二氯甲酸酯路线。由于PPPBP共聚物的二氯甲酸酯路线通常产生较低的通量速度(throughput rates)，从经济学观点上看它们是不够坚固(robust)、更加昂贵、并且效率低的，所以PPPBP共聚物的二氯甲酸酯路线不是优选地用于大规模制备。二氯甲酸酯路线对ppm水平的属于烷基胺家族的剩余催化剂是高度灵敏的，并且可能产生较高的多分散性，尤其在高pH下。

已经报道了基于使用光气作为碳酸酯源和胺催化的铵盐相转移催化界面方法用于PPPBP/BPA共聚碳酸酯的界面路线。这些路线产生了无规PPPBP/BPA共聚物，但是具有所得聚合物各种量的离心乳化以及并不最理想的水解稳定性。

因此，在本领域对于用于生产具有高负荷的PPPBP，例如约30至约70摩尔％PPPBP(具有低乳化并且产生具有改善的水解稳定性的聚合物)的无规PPPBP/BPA共聚物的坚固、有效、且经济合算的方法存在需要。