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JPH0768334B2 - カーボネートオリゴマーの連続的製造方法 - Google Patents
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JPH0768334B2 - カーボネートオリゴマーの連続的製造方法 - Google Patents

カーボネートオリゴマーの連続的製造方法

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JPH0768334B2
JPH0768334B2 JP3233777A JP23377791A JPH0768334B2 JP H0768334 B2 JPH0768334 B2 JP H0768334B2 JP 3233777 A JP3233777 A JP 3233777A JP 23377791 A JP23377791 A JP 23377791A JP H0768334 B2 JPH0768334 B2 JP H0768334B2
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マーティン・ハーク・オイエバール
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/20General preparatory processes
    • C08G64/22General preparatory processes using carbonyl halides
    • C08G64/24General preparatory processes using carbonyl halides and phenols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1868Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement
    • B01J19/1881Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement externally, i.e. the mixture leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
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    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/2435Loop-type reactors

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、触媒の存在下で、塩基
を加えながらホスゲンによる芳香族ジヒドロキシ化合物
の界面オリゴマー化によりカーボネートオリゴマーを連
続的に製造する方法に関する。
【0001】芳香族カーボネートオリゴマーの製造の一
般的概念が、米国特許第4,737,573号明細書に
記載されており、そこでは、ポリカーボネートの製造が
2つの工程、即ち二価フェノールをホスゲンによりクロ
ロホルメートに転化し該ホルメートをその後オリゴマー
化する第1の工程と高分子量の最終ポリマーを製造する
第2の工程とに分れている。このクロロホルメートを経
由するオリゴマーの製造は、例えば最終ポリマー製品の
良好な品質、並びに改良された生産性及び安全性等のい
くつかの利点を有する。前記特許明細書によると、オリ
ゴマーの製造を、反応器として不連続かくはん式槽内及
び連続かくはん式槽内の両方で行なうことができる。前
記特許明細書及び以下において、連続かくはん式槽をC
STRと略記する。
【0002】米国特許第4,122,112号において
は、反応成分を最初に第1のホスゲン化が生起する管形
反応器内で混合し、その後この混合物をCSTR内で更
にオリゴマーに転化する。米国特許第3,974,12
6号明細書には、プラグ流れを伴なわない管形反応器内
でのオリゴマーの製造が開示されている。これら2件の
特許明細書の具体的実施例から明らかな様に、有機溶媒
より多量の水を使用する必要があり、これは好ましくな
い。
【0003】英国特許第1,455,976号明細書
に、反応成分の添加を、これらの集合体を輸送ポンプに
より混合しそして更に搬送する前に、行なう反応ループ
内でのカーボネートオリゴマーの製造が開示されてい
る。この場合、別個のミキサーは存在しない。またこの
場合、クロロベンゼンが溶媒としての役割を果たすが、
しかし水よりも少量で存在する。更に、この方法を70
℃以上の温度で行なう必要がある。
【0004】欧州特許公開第0304691号公報で
は、パイプラインと組合せて静的ミキサーを用いている
が、しかしオリゴマーの製造ではなく、4,000乃至
12,000の分子量を有するプレポリマーの製造に関
する。連鎖停止剤としてのp−tert−ブチルフェノ
ールが既に反応の開始時点で用いられているが、しかし
これは望ましくない副生物である炭酸ジフェニルの生成
をもたらす。更に具体的実施例から明らかな様に、不経
済な大過剰のホスゲンを使用している。
【0005】今回、本発明により、4,000未満の分
子量を有するオリゴマーを経済的に製造する方法を提供
する。
【0006】この目的のため、本発明により、触媒の存
在下で、塩基を加えながらホスゲンによるジヒドロキシ
化合物の界面オリゴマー化によりカーボネートオリゴマ
ーを連続的に製造する方法において、前記反応を、ルー
プ状反応器系内において、連鎖停止剤を存在させずに、
有機溶媒に対して200ppmまでの触媒を用いて、そ
して少なくとも1基の静的ミキサーとプラグ流れを、必
要に応じてかくはん式タンク型反応器と組合せて、用い
て行なうことを特徴とする方法を提供する。
【0007】本発明方法により、例えば低投資コスト、
炭酸ジアリール生成の防止、生成オリゴマーの一定した
品質、そして更に反応熱の効率的な除去、水と有機溶媒
の低い比率、単量体の高転化率及びホスゲンの極めて効
率的な使用、その結果として大過剰のホスゲンの不必要
などのいくつかの利点が得られる。
【0008】本発明により製造されるオリゴマーは、4
00乃至4,000の範囲内の分子量を有する。
【0009】本発明に係わるオリゴマー製造用の出発物
質は、ジヒドロキシ芳香族化合物である。ビスフェノー
ルAとしても知られる2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパンが最適である。しかし、他の何れのジ
ヒドロキシ芳香族化合物を使用することもでき、これに
関しては米国特許第4,737,573号明細書3欄4
1行乃至4欄38行を参照することができる。
【0010】前記反応において使用する他の成分は、従
来から使用されている物質であるが、しかし連鎖停止剤
は使用しない。ホスゲンを僅かに過剰、即ち出発化合物
1モルあたり1モル以上1.3モル以下の量で使用す
る。有機溶媒としてはジクロロメタンが従来から使用さ
れている。好適に使用される縮合触媒は、本発明におい
て有機溶媒に対して10乃至200ppmの量で使用さ
れるトリエチルアミンである。この方法は10乃至60
℃の温度で行ない、そして混合物のpHを8乃至11の
範囲内に保つ。ビスフェノールAを出発物質として使用
する場合、好ましくはジクロロメタン100万体積部あ
たり50乃至100体積部の量のトリエチルアミン、及
び30乃至50℃の温度を用いる。これらの条件下での
滞留時間は5乃至20分である。
【0011】本発明を添付した図面を参照して更に詳細
に説明する。図面は、適切な反応器ループの2つの態様
を示している。
【0012】図1は、静的ミキサーを含む反応器ループ
を示している。反応成分は、パイプ1、2、3及び4を
経由して加えられ、そして静的ミキサー5内で混合され
る。この混合物をポンプ6により循環し、そして搬送し
ている混合物の一部を7から連続的に取り出す。図2
は、かくはん式槽(CSTR)8を組み込んだループを
示している。この場合、出口7は前記CSTRの後に配
置される。 実施例1 6.0mmの直径の3個の静的ミキサーから成るブロッ
クを含む0.5リットルの反応器ループ内でオリゴマー
を調製した。温度を調節するために、反応器を水浴内に
浸漬した。COCl2 (0.1kg/時)、ジクロロメ
タン(2.1kg/時)及び5重量%のアルカリ液
(0.07リットル/時)を連続的に供給し、そして前
記成分をミキサーの直前でビスフェノールA(BPA)
1,040g、33重量%水酸化ナトリウム溶液808
ml及び水4,677mlの溶液1.15リットル/時
と混合した。この調製を25℃の温度で行ない、最終p
Hは10.0であり、再循環比は10を超えた。
【0013】有機相及び水性相における残留BPAの含
量は、夫々45ppm及び75ppmであり、従ってB
PAの転化率は99.9%を超えた。オリゴマー中のヒ
ドロキシル末端基とクロロホルメート末端基との比は、
0.5であった。 実施例2 全流速を2倍にした以外は実施例1に記載したのと同一
の方法を行なった。
【0014】有機相及び水性相における残留BPAの含
量は、夫々250ppm及び900ppmに増加し、こ
れはBPAの転化率が99.2%にすぎないことを意味
する。オリゴマー中のヒドロキシル末端基とクロロホル
メート末端基との比は、0.3に低下した。 実施例3 実施例2に記載したのと同一の方法を行なった。しか
し、今回は温度は40℃とした。その結果BPA転化率
は改善された。残留BPA含量は、水性相において90
ppmであり、そして有機相において390ppmであ
り、従ってBPAの転化率は99.6%であった。ヒド
ロキシル末端基とクロロホルメート末端基との比は、
0.4であった。
【0015】しかし、本実験においては、COCl2
加水分解が実施例1及び2におけるよりも可成り激しか
った。この加水分解は0.4モルCOCl2 /BPAモ
ルであり、実施例1及び2における前記加水分解は夫々
僅か0.11及び0.15であった。これら3実施例全
てについてのオリゴマーの数平均分子量は、400乃至
800の範囲内であった。 実施例4 本実施例においては、濃BPA溶液を用いた。この溶液
は、BPA3,000g、水酸化ナトリウム溶液(33
重量%)920ml及び水2,620mlから成ってい
た。COCl2 (0.27kg/時)、ジクロロメタン
(1.8kg/時)及び20重量%のアルカリ液(0.
46リットル/時)を連続的に加え、そしてこれらをミ
キサーの直前で1リットル/時のBPA溶液と混合し
た。反応温度は40℃であり、そして最終pHは9.5
であった。
【0016】有機相及び水性相における残留BPAの含
量は、夫々1,050ppm及び2ppmであり、これ
は99.6%のBPA転化率を意味した。COCl2
加水分解は、BPA1モルあたり僅かに0.04モルで
あった。オリゴマー中のヒドロキシル末端基とクロロホ
ルメート末端基との比は0.4であり、そしてオリゴマ
ーの数平均分子量は900であった。 実施例5 実施例4と同一の方法を行なった。しかし、今回はこれ
までの全ての実施例とは対照的に触媒、即ち50ppm
(重量/MeCl2 体積)の量のトリエチルアミン(T
EA)を添加し、入口流量は2倍にした。
【0017】反応器の操作が、TEAの存在下において
は前の実施例におけるよりも安定化したことが証明され
た。有機層及び水性層における残留BPAの含量は、夫
々1,000未満及び2,500未満であり、従ってB
PAの転化率は常に99%を超えていた。加水分解はC
OCl2 0.06乃至0.08モル/BPAモルであ
り、ヒドロキシル末端基とクロロホルメート末端基との
比は0.4乃至0.5であり、そしてオリゴマーの数平
均分子量は600乃至1,000の範囲内であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で使用する反応器ループの1つの態様を
示した説明図である。
【図2】本発明で使用する反応器ループの別の態様を示
した説明図である。
【符号の説明】
1、2、3及び4 パイプ 5 静的ミキサー 6 ポンプ 7 出口 8 かくはん式槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バート・シャン・ヘルド オランダ、4624、シー・ピー・べルゲン、 オー・ピー・ズーム、コメンテンラーン、 13番 (56)参考文献 特開 昭62−235322(JP,A)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 界面オリゴマー化によりカーボネートオ
    リゴマーを連続的に製造する方法であって、 該方法は、 ループ状反応器と、少なくとも1基の静的ミキサーと、
    プラグ流れと、必要に応じて組合せられたかくはん式タ
    ンク型反応器と、を備えて成る反応器系に於いて、 連鎖停止剤を存在させずに、塩基を加えながら、有機溶
    媒に対して200ppm未満の触媒の存在下で、少なく
    とも1種の芳香族ジヒドロキシ化合物をホスゲンと反応
    させる段階、 を含んで成る、カーボネートオリゴマーの連続的製造方
    法。
  2. 【請求項2】 前記反応系は、プラグ流れと1基又はそ
    れ以上の静的ミキサーのみを含む請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 前記反応系は、かくはん式タンク型反応
    器と組合せてプラグ流れと1基又はそれ以上の静的ミキ
    サーを含む反応器ループから成る請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記芳香族ジヒドロキシ化合物はビスフ
    ェノールAである、請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 有機溶媒ジクロロメタンであり、触媒
    50乃至100ppmの量のトリエチルアミンである
    請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記芳香族ジヒドロキシ化合物はビスフ
    ェノールAである、請求項2記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記芳香族ジヒドロキシ化合物はビスフ
    ェノールAである、請求項3記載の方法。
  8. 【請求項8】 触媒が存在する、請求項1記載の方法。
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