JP5464166B2 - Method for purifying carbonic acid diester and method for producing polycarbonate resin - Google Patents
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Description
本発明は炭酸ジエステル組成物等に関し、より詳しくは、ポリカーボネート樹脂の製造に使用する炭酸ジエステル組成物等に関する。 The present invention relates to a carbonic acid diester composition and the like, and more particularly, to a carbonic acid diester composition used for production of a polycarbonate resin.
従来、芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法としては、ビスフェノール類とホスゲンとを直接反応させる界面法と、ビスフェノール類と炭酸ジエステルとをエステル交換反応により重縮合反応させる溶融法が知られている。中でも、エステル交換反応による溶融法は、界面法と比較して安価に芳香族ポリカーボネート樹脂を製造することができるという利点を有している。 Conventionally, as a method for producing an aromatic polycarbonate resin, an interface method in which bisphenols and phosgene are directly reacted and a melting method in which a bisphenol and a carbonic acid diester are polycondensed by an ester exchange reaction are known. Among them, the melting method by transesterification has an advantage that an aromatic polycarbonate resin can be produced at a lower cost than the interface method.
溶融法においては、ビスフェノール類と炭酸ジエステルとのエステル交換反応の際に、フェノール等の副生物が多量に生じる。また、未反応炭酸ジエステルも、所定の操作により回収する必要が生じる。このため、特許文献1では、未反応炭酸ジエステルを高純度で回収する方法について報告されている。
In the melting method, a large amount of by-products such as phenol is produced during the transesterification reaction between the bisphenols and the carbonic acid diester. Moreover, it is necessary to recover unreacted carbonic acid diester by a predetermined operation. For this reason,
ところで、溶融法においては、副生フェノールの他に、例えば、イソプロペニルフェノール等のアルキルフェノールも副生物として生じる。このようなイソプロペニルフェノールは、ポリカーボネート樹脂の色調を悪化させる原因となりやすいため、低減する必要がある。
また、未反応炭酸ジエステルは、ポリカーボネート樹脂の製造工程において副生フェノールと同伴して留出することから、効率よく精製し、ポリカーボネート樹脂の製造工程に循環供給する必要がある。
By the way, in the melting method, in addition to byproduct phenol, for example, alkylphenol such as isopropenylphenol is also produced as a byproduct. Such isopropenylphenol is likely to cause the color tone of the polycarbonate resin to deteriorate, so it needs to be reduced.
Further, since the unreacted carbonic acid diester is distilled together with by-product phenol in the production process of the polycarbonate resin, it is necessary to purify it efficiently and to circulate and supply it to the production process of the polycarbonate resin.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、ポリカーボネート樹脂の製造工程における未反応炭酸ジエステルを効率よくリサイクルし、原料の消費と廃棄物とを低減し、且つ、色調良好なポリカーボネート樹脂を得るポリカーボネート樹脂の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-described problems.
That is, an object of the present invention is to provide a method for producing a polycarbonate resin that efficiently recycles unreacted carbonic acid diesters in the production process of polycarbonate resin, reduces consumption of raw materials and waste, and obtains a polycarbonate resin with good color tone. It is to provide.
かくして本発明によれば、以下の(1)〜(13)が提供される。
(1) ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応によるポリカーボネート製造工程において、前記ポリカーボネート製造工程から、主に副生モノヒドロキシ化合物を含有する留出液を蒸留により分離し、且つ、炭素数1〜炭素数5のアルキル基を有するアルキルフェノールの含有量が100重量ppm以下であることを特徴とする炭酸ジエステル組成物。
(2) 前記アルキルフェノールがイソプロペニルフェノールであることを特徴とする前記(1)に記載の炭酸ジエステル組成物。
Thus, according to the present invention, the following (1) to (13) are provided.
(1) In a polycarbonate production process by transesterification of a dihydroxy compound and a carbonic acid diester, a distillate containing mainly a by-product monohydroxy compound is separated from the polycarbonate production process by distillation, and a carbon number of 1 to A carbonic acid diester composition, wherein the content of an alkylphenol having an alkyl group having 5 carbon atoms is 100 ppm by weight or less.
(2) The carbonic acid diester composition as described in (1) above, wherein the alkylphenol is isopropenylphenol.
(3) ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応によりポリカーボネートを製造するポリカーボネート製造工程と、前記ポリカーボネート製造工程において副生する主に副生モノヒドロキシ化合物を含有する留出液を蒸留する副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程と、を有し、前記副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程において前記留出液から分離し、且つ炭素数1〜炭素数5のアルキル基を有するアルキルフェノールの含有量が100重量ppm以下である炭酸ジエステルを前記ポリカーボネート製造工程にリサイクルすることを特徴とするポリカーボネート樹脂の製造方法。
(4) 前記ポリカーボネート製造工程にリサイクルする前記炭酸ジエステルの組成物と、モノヒドロキシ化合物及びカルボニル化合物を用いて製造する炭酸ジエステルと、の混合物を、当該ポリカーボネート製造工程の原料として使用することを特徴とする前記(3)に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
(5) 前記混合物は、炭素数1〜炭素数5のアルキル基を有するアルキルフェノールの含有量が30重量ppm以下であることを特徴とする前記(4)に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法。
(3) A polycarbonate production process for producing a polycarbonate by a transesterification reaction between a dihydroxy compound and a carbonic acid diester, and a by-product mono product that distills a distillate mainly containing a by-product monohydroxy compound by-produced in the polycarbonate production process. A hydroxy compound distillation step, wherein the content of the alkylphenol separated from the distillate in the by-product monohydroxy compound distillation step and having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is 100 ppm by weight or less A method for producing a polycarbonate resin, comprising recycling a carbonic acid diester to the polycarbonate production process.
(4) A mixture of the carbonic acid diester composition recycled to the polycarbonate production process and a carbonic acid diester produced using a monohydroxy compound and a carbonyl compound is used as a raw material for the polycarbonate production process. The manufacturing method of the polycarbonate resin as described in said (3).
(5) The method for producing a polycarbonate resin according to the above (4), wherein the mixture has a content of alkylphenol having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of 30 ppm by weight or less.
(6) ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応によるポリカーボネート製造工程と、前記ポリカーボネート製造工程において副生する主に副生モノヒドロキシ化合物を含有する留出液を蒸留する副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程と、を有し、前記副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程は、前記副生モノヒドロキシ化合物を蒸留する第一蒸留工程と、前記第一蒸留工程で得られる蒸留残渣中に含まれる炭酸ジエステルを留出する第二蒸留工程とを、有し、前記第二蒸留工程において、前記第一蒸留工程で得られる前記蒸留残渣量の90重量%分を蒸留塔頂から留出することを特徴とする炭酸ジエステルの精製方法。
(7) 前記第二蒸留工程において、前記第一蒸留工程の前記蒸留残渣量の5重量%分を蒸留塔頂より抜き出し、且つ、10重量%分を蒸留塔底から抜き出し、残りを精製物とすることを特徴とする前記(6)に記載の炭酸ジエステルの精製方法。
(8) 前記第二蒸留工程において塩基性物質を添加することを特徴とする前記(6)に記載の炭酸ジエステルの精製方法。
(6) Polycarbonate production process by transesterification reaction of dihydroxy compound and carbonic acid diester, and by-product monohydroxy compound distillation process of distilling distillate mainly containing by-product monohydroxy compound by-produced in the polycarbonate production process And the by-product monohydroxy compound distillation step includes a first distillation step of distilling the by-product monohydroxy compound, and distilling a carbonic acid diester contained in the distillation residue obtained in the first distillation step. A second distilling step, wherein in the second distilling step, 90% by weight of the amount of the distillation residue obtained in the first distilling step is distilled from the top of the distillation column. Purification method.
(7) In the second distillation step, 5% by weight of the distillation residue amount in the first distillation step is withdrawn from the top of the distillation column, and 10% by weight is withdrawn from the bottom of the distillation column, and the remainder is purified product. The method for purifying a carbonic acid diester as described in (6) above.
(8) The method for purifying a carbonic acid diester according to (6), wherein a basic substance is added in the second distillation step.
(9) 前記塩基性物質は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び/又はこれらの酸化物、水酸化物、炭酸塩から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする前記(8)に記載の炭酸ジエステルの精製方法。
(10) 前記塩基性物質は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムであることを特徴とする前記(8)又は前記(9)に記載の炭酸ジエステルの精製方法。
(11) 前記ジヒドロキシ化合物がビスフェノール類であることを特徴とする前記(6)乃至前記(10)のいずれか1項に記載の炭酸ジエステルの精製方法。
(9) The basic substance is at least one selected from alkali metals, alkaline earth metals, and / or oxides, hydroxides, and carbonates thereof. Of carbonic acid diester.
(10) The method for purifying a carbonic acid diester according to (8) or (9) above, wherein the basic substance is sodium hydroxide or potassium hydroxide.
(11) The method for purifying a carbonic acid diester according to any one of (6) to (10), wherein the dihydroxy compound is a bisphenol.
(12) 前記(6)乃至前記(11)のいずれか1つに記載の炭酸ジエステルの精製方法で得られる炭酸ジエステルを、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応によるポリカーボネート製造工程にリサイクルすることを特徴とするポリカーボネート樹脂の製造方法。
(13)前記(6)乃至前記(11)のいずれか1つに記載の炭酸ジエステルの精製方法で得られる炭酸ジエステルとモノヒドロキシ化合物及びカルボニル化合物から製造される炭酸ジエステルとの混合物を、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応によるポリカーボネート製造工程の原料として使用することを特徴とするポリカーボネート樹脂の製造方法。
(12) Recycling the carbonic acid diester obtained by the carbonic acid diester purification method according to any one of (6) to (11) above to a polycarbonate production process by an ester exchange reaction between a dihydroxy compound and a carbonic acid diester. A process for producing a polycarbonate resin characterized by the above.
(13) A mixture of a carbonic acid diester obtained by the carbonic acid diester purification method according to any one of (6) to (11) above and a carbonic acid diester produced from a monohydroxy compound and a carbonyl compound, A method for producing a polycarbonate resin, characterized in that the polycarbonate resin is used as a raw material in a polycarbonate production process by transesterification of a diester with a carbonic acid diester.
本発明によれば、ポリカーボネート樹脂の製造工程における未反応炭酸ジエステルを効率よくリサイクルし、原料の消費と廃棄物とを低減し、色調良好なポリカーボネート樹脂が得られる。 According to the present invention, an unreacted carbonic acid diester in a polycarbonate resin production process can be efficiently recycled, consumption of raw materials and waste can be reduced, and a polycarbonate resin having a good color tone can be obtained.
以下、本発明を実施するための形態(以下、発明の実施の形態)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter, embodiments of the present invention) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention. The drawings used are for explaining the present embodiment and do not represent the actual size.
(ポリカーボネート樹脂)
本実施の形態において使用するポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応により製造する。
ここで、ジヒドロキシ化合物としては、芳香族ジヒドロキシ化合物が好ましい化合物として挙げられる。また、ポリカーボネート樹脂としては、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応に基づく溶融重縮合により製造する芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましい。
以下、原料として芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを用い、エステル交換触媒の存在下、連続的に溶融重縮合反応を行うことにより、芳香族ポリカーボネート樹脂を製造する方法(溶融法)について説明する。
(Polycarbonate resin)
The polycarbonate resin used in the present embodiment is produced by a transesterification reaction between a dihydroxy compound and a carbonic acid diester.
Here, an aromatic dihydroxy compound is mentioned as a preferable compound as a dihydroxy compound. The polycarbonate resin is preferably an aromatic polycarbonate resin produced by melt polycondensation based on a transesterification reaction between an aromatic dihydroxy compound and a carbonic acid diester.
Hereinafter, a method (melting method) for producing an aromatic polycarbonate resin by continuously performing a melt polycondensation reaction in the presence of an ester exchange catalyst using an aromatic dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw materials will be described.
(芳香族ジヒドロキシ化合物)
本実施の形態において使用する芳香族ジヒドロキシ化合物としては、下記一般式(1)で示される化合物が挙げられる。
(Aromatic dihydroxy compounds)
Examples of the aromatic dihydroxy compound used in the present embodiment include compounds represented by the following general formula (1).
ここで、一般式(1)において、Aは、単結合または置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状若しくは環状の2価の炭化水素基、又は、−O−、−S−、−CO−若しくは−SO2−で示される2価の基である。X及びYは、ハロゲン原子又は炭素数1〜6の炭化水素基である。p及びqは、0又は1の整数である。尚、XとY及びpとqは、それぞれ、同一でも相互に異なるものでもよい。 Here, in the general formula (1), A is a single bond or an optionally substituted linear, branched or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or -O-, A divalent group represented by —S—, —CO— or —SO 2 —. X and Y are a halogen atom or a C1-C6 hydrocarbon group. p and q are integers of 0 or 1. X and Y and p and q may be the same or different from each other.
芳香族ジヒドロキシ化合物の具体例としては、例えば、ビス(4−ヒドロキシジフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等のビスフェノール類;4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のビフェノ−ル類;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン等が挙げられる。
これらの中でも、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(「ビスフェノールA」、以下、BPAと略記することがある。)が好ましい。これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
Specific examples of the aromatic dihydroxy compound include, for example, bis (4-hydroxydiphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, and 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane. 2,2-bis (4-hydroxy-3-tert-butylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3) , 5-dibromophenyl) propane, 4,4-bis (4-hydroxyphenyl) heptane, bisphenols such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane; 4,4′-dihydroxybiphenyl, 3,3 ′ , 5,5'-tetramethyl-4,4'-dihydroxybiphenyl and the like; bis (4-hydroxyphenyl) sulfo Bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis (4-hydroxyphenyl) ketone and the like.
Among these, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (“bisphenol A”, hereinafter sometimes abbreviated as BPA) is preferable. These aromatic dihydroxy compounds can be used alone or in admixture of two or more.
(炭酸ジエステル)
本実施の形態において使用する炭酸ジエステルとしては、下記一般式(2)で示される化合物が挙げられる。
(Carbonated diester)
Examples of the carbonic acid diester used in the present embodiment include compounds represented by the following general formula (2).
ここで、一般式(2)中、A’は、置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の1価の炭化水素基である。2つのA’は、同一でも相互に異なるものでもよい。
なお、A’上の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜炭素数10のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、ビニル基、シアノ基、エステル基、アミド基、ニトロ基等が例示される。
Here, in general formula (2), A 'is a C1-C10 linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group which may be substituted. Two A ′ may be the same or different from each other.
In addition, as a substituent on A ′, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, a phenoxy group, a vinyl group, a cyano group, an ester group, an amide Examples thereof include a group and a nitro group.
炭酸ジエステルの具体例としては、例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−t−ブチルカーボネート等のジアルキルカーボネートが挙げられる。
これらの中でも、ジフェニルカーボネート(以下、DPCと略記することがある。)、置換ジフェニルカーボネートが好ましい。これらの炭酸ジエステルは、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
Specific examples of the carbonic acid diester include substituted diphenyl carbonates such as diphenyl carbonate and ditolyl carbonate, and dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-t-butyl carbonate.
Among these, diphenyl carbonate (hereinafter sometimes abbreviated as DPC) and substituted diphenyl carbonate are preferable. These carbonic acid diesters can be used alone or in admixture of two or more.
また、上記の炭酸ジエステルは、好ましくはその50モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下の量を、ジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換してもよい。
代表的なジカルボン酸又はジカルボン酸エステルとしては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル等が挙げられる。このようなジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。
Moreover, said carbonic acid diester may substitute the quantity of the 50 mol% or less preferably 30 mol% or less with the dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester preferably.
Typical dicarboxylic acids or dicarboxylic acid esters include terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl terephthalate, diphenyl isophthalate, and the like. When substituted with such a dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester, a polyester carbonate is obtained.
これら炭酸ジエステル(上記の置換したジカルボン酸又はジカルボン酸エステルを含む。以下同じ。)は、芳香族ジヒドロキシ化合物に対して過剰に用いられる。
即ち、芳香族ジヒドロキシ化合物に対して、通常、炭酸ジエステル1.01〜1.30、好ましくは1.02〜1.20のモル比で用いられる。モル比が過度に小さいと、得られる芳香族ポリカーボネートの末端OH基が多くなり、樹脂の熱安定性が悪化する傾向となる。また、モル比が過度に大きいと、エステル交換の反応速度が低下し、所望の分子量を有する芳香族ポリカーボネートの生産が困難となる傾向となる他、樹脂中の炭酸ジエステルの残存量が多くなり、成形加工時や成形品としたときの臭気の原因となることがあり、好ましくない。
These carbonic acid diesters (including the above-mentioned substituted dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester; the same shall apply hereinafter) are used in excess with respect to the aromatic dihydroxy compound.
That is, it is usually used in a molar ratio of carbonic acid diester 1.01-1.30, preferably 1.02-1.20, relative to the aromatic dihydroxy compound. When the molar ratio is excessively small, the terminal OH groups of the resulting aromatic polycarbonate increase, and the thermal stability of the resin tends to deteriorate. In addition, when the molar ratio is excessively large, the transesterification reaction rate decreases, and it becomes difficult to produce an aromatic polycarbonate having a desired molecular weight, and the residual amount of carbonic acid diester in the resin increases. This may cause odors during molding or when formed into a molded product, which is not preferable.
(炭酸ジエステルの製造工程)
上述した炭酸ジエステルは、通常、フェノール等の芳香族モノヒドロキシ化合物及びカルボニル化合物を原料としてアルカリ系触媒の存在下の合成反応により製造する。
カルボニル化合物としては、炭酸ジエステルのカルボニル基を形成するものであれば特に限定されず、例えば、塩化カルボニル(ホスゲン)、一酸化炭素、炭酸ジアルキル等が挙げられる。中でも塩化カルボニル(ホスゲン)が好ましい。
また、アルカリ系触媒としては、ピリジン等が挙げられる。
(Manufacturing process of carbonic acid diester)
The above-mentioned carbonic acid diester is usually produced by a synthetic reaction using an aromatic monohydroxy compound such as phenol and a carbonyl compound as raw materials in the presence of an alkaline catalyst.
The carbonyl compound is not particularly limited as long as it forms a carbonyl group of a carbonic acid diester, and examples thereof include carbonyl chloride (phosgene), carbon monoxide, and dialkyl carbonate. Of these, carbonyl chloride (phosgene) is preferred.
Moreover, pyridine etc. are mentioned as an alkaline catalyst.
合成反応の条件は特に限定されないが、芳香族モノヒドロキシ化合物としてフェノールを使用する場合は、常圧下でフェノールが溶融状態にある50℃〜180℃が好ましい。また、芳香族モノヒドロキシ化合物とカルボニル化合物との混合比(モル比)は、芳香族モノヒドロキシ化合物1モルに対して、通常、カルボニル化合物0.40モル〜0.49モルが好ましい。
本実施の形態で使用する炭酸ジエステルは、上述したように芳香族モノヒドロキシ化合物及びカルボニル化合物を原料としてアルカリ系触媒存在下の合成反応を行う反応工程後、反応液を脱塩酸処理及び除去しきれない塩酸をアルカリ性水溶液により中和処理して水洗する洗浄工程と、さらに、蒸留工程を経て製造する。
The conditions for the synthesis reaction are not particularly limited, but when phenol is used as the aromatic monohydroxy compound, it is preferably 50 ° C. to 180 ° C. at which phenol is in a molten state under normal pressure. Moreover, the mixing ratio (molar ratio) of the aromatic monohydroxy compound and the carbonyl compound is usually preferably 0.40 mol to 0.49 mol with respect to 1 mol of the aromatic monohydroxy compound.
As described above, the carbonic acid diester used in the present embodiment can be subjected to dehydrochlorination treatment and removal after the reaction step of carrying out the synthesis reaction in the presence of an alkaline catalyst using aromatic monohydroxy compound and carbonyl compound as raw materials. It is produced through a washing step of neutralizing a non-hydrochloric acid with an alkaline aqueous solution and washing with water, and further a distillation step.
(エステル交換触媒)
本実施の形態において使用するエステル交換触媒としては、通常、エステル交換法によりポリカーボネートを製造する際に用いられる触媒が挙げられ、特に限定されない。一般的には、例えば、アルカリ金属化合物、ベリリウム化合物又はマグネシウム化合物、アルカリ土類金属化合物、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物又はアミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられる。
これらのエステル交換触媒の中でも、実用的にはアルカリ金属化合物が望ましい。これらのエステル交換触媒は、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
エステル交換触媒の使用量は、通常、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対して1×10−9〜1×10−1モル、好ましくは1×10−7〜1×10−2モルの範囲で用いられる。
(Transesterification catalyst)
The transesterification catalyst used in the present embodiment is not particularly limited, and is usually a catalyst used when producing polycarbonate by the transesterification method. In general, for example, basic compounds such as alkali metal compounds, beryllium compounds or magnesium compounds, alkaline earth metal compounds, basic boron compounds, basic phosphorus compounds, basic ammonium compounds, and amine compounds can be used.
Among these transesterification catalysts, an alkali metal compound is practically desirable. These transesterification catalysts may be used alone or in combination of two or more.
The transesterification catalyst is generally used in an amount of 1 × 10 −9 to 1 × 10 −1 mol, preferably 1 × 10 −7 to 1 × 10 −2 mol, relative to 1 mol of the aromatic dihydroxy compound. It is done.
アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素化合物等の無機アルカリ金属化合物;アルカリ金属のアルコール類、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等の有機アルカリ金属化合物等が挙げられる。ここで、アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられる。
これらのアルカリ金属化合物の中でも、セシウム化合物が好ましく、特に、炭酸セシウム、炭酸水素セシウム、水酸化セシウムが好ましい。
Examples of the alkali metal compound include inorganic alkali metal compounds such as alkali metal hydroxides, carbonates and hydrogencarbonate compounds; organic alkali metal compounds such as salts with alkali metal alcohols, phenols and organic carboxylic acids. It is done. Here, examples of the alkali metal include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium.
Among these alkali metal compounds, cesium compounds are preferable, and cesium carbonate, cesium hydrogen carbonate, and cesium hydroxide are particularly preferable.
ベリリウム化合物又はマグネシウム化合物としては、例えば、ベリリウム又はマグネシウムの水酸化物、炭酸塩等の無機化合物;ベリリウム又はマグネシウムのアルコール類、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等が挙げられる。 Examples of the beryllium compound or magnesium compound include inorganic compounds such as beryllium or magnesium hydroxide and carbonates; salts of beryllium or magnesium with alcohols, phenols, and organic carboxylic acids.
アルカリ土類金属化合物としては、例えば、アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩等の無機アルカリ土類金属化合物;アルカリ土類金属のアルコール類、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等が挙げられる。ここで、アルカリ土類金属としては、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられる。 Examples of the alkaline earth metal compound include inorganic alkaline earth metal compounds such as alkaline earth metal hydroxides and carbonates; alkaline earth metal alcohols, phenols, salts with organic carboxylic acids, and the like. It is done. Here, examples of the alkaline earth metal include calcium, strontium, and barium.
塩基性ホウ素化合物としては、ホウ素化合物のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩、ストロンチウム塩等が挙げられる。ここで、ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、テトラプロピルホウ素、テトラブチルホウ素、トリメチルエチルホウ素、トリメチルベンジルホウ素、トリメチルフェニルホウ素、トリエチルメチルホウ素、トリエチルベンジルホウ素、トリエチルフェニルホウ素、トリブチルベンジルホウ素、トリブチルフェニルホウ素、テトラフェニルホウ素、ベンジルトリフェニルホウ素、メチルトリフェニルホウ素、ブチルトリフェニルホウ素等が挙げられる。 Examples of basic boron compounds include sodium salts, potassium salts, lithium salts, calcium salts, magnesium salts, barium salts, strontium salts, and the like of boron compounds. Here, as the boron compound, for example, tetramethylboron, tetraethylboron, tetrapropylboron, tetrabutylboron, trimethylethylboron, trimethylbenzylboron, trimethylphenylboron, triethylmethylboron, triethylbenzylboron, triethylphenylboron, tributyl Examples include benzylboron, tributylphenylboron, tetraphenylboron, benzyltriphenylboron, methyltriphenylboron, and butyltriphenylboron.
塩基性リン化合物としては、例えば、トリエチルホスフィン、トリ−n−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の3価のリン化合物、又はこれらの化合物から誘導される4級ホスホニウム塩等が挙げられる。 Examples of the basic phosphorus compound include trivalent phosphine compounds such as triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, triisopropylphosphine, tri-n-butylphosphine, triphenylphosphine, and tributylphosphine, or derivatives thereof. And quaternary phosphonium salts.
塩基性アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。 Examples of the basic ammonium compound include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide, Triethylmethylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, triethylphenylammonium hydroxide, tributylbenzylammonium hydroxide, tributylphenylammonium hydroxide, tetraphenylammonium hydroxide, benzyltriphenylammonium hydroxide, methyltriphenylammonium hydroxide Sid, butyl triphenyl ammonium hydroxide, and the like.
アミン系化合物としては、例えば、4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、4−ジエチルアミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メトキシピリジン、4−メトキシピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メトキシイミダゾール、イミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、2−メチルイミダゾール、アミノキノリン等が挙げられる。 Examples of the amine compound include 4-aminopyridine, 2-aminopyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, 4-diethylaminopyridine, 2-hydroxypyridine, 2-methoxypyridine, 4-methoxypyridine, 2 -Dimethylaminoimidazole, 2-methoxyimidazole, imidazole, 2-mercaptoimidazole, 2-methylimidazole, aminoquinoline and the like.
(芳香族ポリカーボネートの製造方法)
次に、本実施の形態が適用されるポリカーボネートの製造方法について、芳香族ポリカーボネートの製造方法を例に挙げて説明する。
図1は、ポリカーボネート製造方法の製造工程フロー図である。ここでは、ポリカーボネート樹脂を製造するポリカーボネート製造工程と原料の炭酸ジエステルを製造する炭酸ジエステル製造工程とが併設されている場合の工程フローについて説明する。
(Method for producing aromatic polycarbonate)
Next, a method for producing a polycarbonate to which the present embodiment is applied will be described by taking an example of a method for producing an aromatic polycarbonate.
FIG. 1 is a manufacturing process flow chart of a polycarbonate manufacturing method. Here, a process flow in the case where a polycarbonate manufacturing process for manufacturing a polycarbonate resin and a carbonic acid diester manufacturing process for manufacturing a raw material carbonic acid diester are provided together will be described.
図1に示すように、所定の芳香族ジヒドロキシ化合物製造工程において、芳香族ポリカーボネートの原料として使用する芳香族ジヒドロキシ化合物を製造する(ステップ101:図1では、S101と表示する。以下、同様。)。また、本実施の形態では、所定の炭酸ジエステル製造工程により炭酸ジエステル化合物を製造し(ステップ102)、所定の炭酸ジエステル精製工程を経て精製する(ステップ103)。
次に、これらの原料を用いて芳香族ポリカーボネートを製造する(ポリカーボネート製造工程:ステップ104)。
As shown in FIG. 1, in a predetermined aromatic dihydroxy compound manufacturing process, an aromatic dihydroxy compound used as a raw material for an aromatic polycarbonate is manufactured (step 101: indicated as S101 in FIG. 1, hereinafter the same). . Moreover, in this Embodiment, a carbonic acid diester compound is manufactured by a predetermined carbonic acid diester manufacturing process (step 102), and it refine | purifies through a predetermined carbonic acid diester refinement | purification process (step 103).
Next, an aromatic polycarbonate is produced using these raw materials (polycarbonate production process: step 104).
芳香族ポリカーボネートの製造は、原料である芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステル化合物の原料混合溶融液を調製し(原調工程)、これらの化合物を、エステル交換反応触媒の存在下、溶融状態で複数の反応器を用いて多段階で重縮合反応をさせる(重縮合工程)ことにより行う。反応方式は、バッチ式、連続式、又はバッチ式と連続式の組合せのいずれでもよい。反応器は、複数基の竪型撹拌反応器及びこれに続く少なくとも1基の横型撹拌反応器を用いる。通常、これらの反応器を直列に設置し、連続的に処理を行う。
重縮合工程後、反応を停止し、重合反応液中の未反応原料や反応副生物を脱揮除去する工程や、熱安定剤、離型剤、色剤等を添加する工程、芳香族ポリカーボネートを所定の粒径のペレットに形成する工程等を適宜追加してもよい。
次に、ポリカーボネート製造工程の各工程について説明する。
In the production of aromatic polycarbonate, a raw material mixed melt of raw material aromatic dihydroxy compound and carbonic acid diester compound is prepared (primary process), and these compounds are melted in the presence of a transesterification catalyst in a molten state. It is carried out by carrying out polycondensation reaction in multiple stages using a reactor (polycondensation step). The reaction system may be any of a batch system, a continuous system, or a combination of a batch system and a continuous system. The reactor uses a plurality of vertical stirring reactors followed by at least one horizontal stirring reactor. Usually, these reactors are installed in series and processed continuously.
After the polycondensation step, stop the reaction, devolatilize and remove unreacted raw materials and reaction by-products in the polymerization reaction solution, add a heat stabilizer, mold release agent, colorant, etc., aromatic polycarbonate You may add suitably the process etc. which form in the pellet of a predetermined particle size.
Next, each process of a polycarbonate manufacturing process is demonstrated.
(原調工程)
芳香族ポリカーボネートの原料として使用する芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとは、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気下、バッチ式、半回分式または連続式の撹拌槽型の装置を用いて、原料混合溶融液として調製する。溶融混合の温度は、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物としてビスフェノールAを用い、炭酸ジエステルとしてジフェニルカーボネートを用いる場合は、通常20℃〜180℃、好ましくは125℃〜160℃の範囲から選択する。
この際、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの割合は、炭酸ジエステルが過剰になるように調整し、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対して、炭酸ジエステルは通常1.01モル〜1.30モル、好ましくは1.02モル〜1.20モルの割合になるように調整する。
(Primary process)
The aromatic dihydroxy compound and carbonic acid diester used as the raw material for the aromatic polycarbonate are usually used in a batch, semi-batch or continuous stirring tank type apparatus in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. Prepared as a raw material mixed melt. For example, when bisphenol A is used as the aromatic dihydroxy compound and diphenyl carbonate is used as the carbonic acid diester, the melt mixing temperature is usually selected from the range of 20 ° C. to 180 ° C., preferably 125 ° C. to 160 ° C.
At this time, the ratio of the aromatic dihydroxy compound and the carbonic acid diester is adjusted so that the carbonic acid diester becomes excessive, and the carbonic acid diester is usually 1.01 mol to 1.30 mol with respect to 1 mol of the aromatic dihydroxy compound. Preferably, it adjusts so that it may become a ratio of 1.02 mol-1.20 mol.
(重縮合工程)
芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物とのエステル交換反応による重縮合は、通常、2段階以上、好ましくは3段〜7段の多段方式で連続的に行う。具体的な反応条件としては、温度:150℃〜320℃、圧力:常圧〜0.01Torr(1.3Pa)、平均滞留時間:5分〜150分の範囲である。
多段方式の各反応器においては、重縮合反応の進行とともに副生するフェノールをより効果的に系外に除去するために、上記の反応条件内で、段階的により高温、より高真空に設定する。尚、製造する芳香族ポリカーボネートの色相等の品質低下を防止するためには、できるだけ低温、短滞留時間の設定が好ましい。
(Polycondensation process)
The polycondensation by the transesterification reaction between the aromatic dihydroxy compound and the carbonic acid diester compound is usually carried out continuously in a multistage system of two or more stages, preferably 3 to 7 stages. Specific reaction conditions are temperature: 150 ° C. to 320 ° C., pressure: normal pressure to 0.01 Torr (1.3 Pa), and average residence time: 5 minutes to 150 minutes.
In each multi-stage reactor, in order to more effectively remove by-product phenol out of the system as the polycondensation reaction proceeds, the temperature is set to higher temperature and higher vacuum stepwise within the above reaction conditions. . In order to prevent quality degradation such as hue of the aromatic polycarbonate to be produced, it is preferable to set a low temperature and a short residence time as much as possible.
重縮合工程を多段方式で行う場合は、通常、竪型撹拌反応器を含む複数基の反応器を設けて、ポリカーボネート樹脂の平均分子量を増大させる。反応器は通常3基〜6基、好ましくは4基〜5基設置する。
ここで、反応器としては、例えば、撹拌槽型反応器、薄膜反応器、遠心式薄膜蒸発反応器、表面更新型二軸混練反応器、二軸横型撹拌反応器、濡れ壁式反応器、自由落下させながら重合する多孔板型反応器、ワイヤーに沿わせて落下させながら重合するワイヤー付き多孔板型反応器等を用いる。
When the polycondensation step is performed in a multistage manner, usually, a plurality of reactors including a vertical stirring reactor are provided to increase the average molecular weight of the polycarbonate resin. Usually 3 to 6 reactors, preferably 4 to 5 reactors are installed.
Here, as a reactor, for example, a stirred tank reactor, a thin film reactor, a centrifugal thin film evaporation reactor, a surface renewal type biaxial kneading reactor, a biaxial horizontal type stirring reactor, a wet wall reactor, a free reactor A perforated plate reactor that polymerizes while dropping, a perforated plate reactor with wire that polymerizes while dropping along a wire, or the like is used.
竪型撹拌反応器の撹拌翼の形式としては、例えば、タービン翼、パドル翼、ファウドラー翼、アンカー翼、フルゾーン翼(神鋼パンテック(株)製)、サンメラー翼(三菱重工業(株)製)、マックスブレンド翼(住友重機械工業(株)製)、ヘリカルリボン翼、ねじり格子翼(日立製作所(株)製)等が挙げられる。 Examples of the types of the stirring blades of the vertical stirring reactor include turbine blades, paddle blades, fiddler blades, anchor blades, full zone blades (manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd.), Sun Meller blades (manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.), Max blend blades (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.), helical ribbon blades, twisted lattice blades (manufactured by Hitachi, Ltd.), and the like.
また、横型撹拌反応器とは、撹拌翼の回転軸が横型(水平方向)であるものをいう。横型撹拌反応器の撹拌翼としては、例えば、円板型、パドル型等の一軸タイプの撹拌翼やHVR、SCR、N−SCR(三菱重工業(株)製)、バイボラック(住友重機械工業(株)製)、あるいはメガネ翼、格子翼(日立製作所(株)製)等の二軸タイプの撹拌翼が挙げられる。 Moreover, a horizontal stirring reactor means that the rotating shaft of a stirring blade is a horizontal type (horizontal direction). As a stirring blade of a horizontal stirring reactor, for example, a uniaxial stirring blade such as a disk type or a paddle type, HVR, SCR, N-SCR (manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.), Vivolak (Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) )), Or biaxial stirring blades such as spectacle blades and lattice blades (manufactured by Hitachi, Ltd.).
尚、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物との重縮合に使用するエステル交換触媒は、通常、予め水溶液として準備する。触媒水溶液の濃度は特に限定されず、触媒の水に対する溶解度に応じて任意の濃度に調整する。また、水に代えて、アセトン、アルコール、トルエン、フェノール等の他の溶媒を選択することもできる。
触媒の溶解に使用する水の性状は、含有する不純物の種類ならびに濃度が一定であれば特に限定されないが、通常、蒸留水や脱イオン水等が好ましい。
In addition, the transesterification catalyst used for the polycondensation of the aromatic dihydroxy compound and the carbonic acid diester compound is usually prepared in advance as an aqueous solution. The concentration of the catalyst aqueous solution is not particularly limited, and is adjusted to an arbitrary concentration according to the solubility of the catalyst in water. Moreover, it can replace with water and other solvents, such as acetone, alcohol, toluene, and phenol, can also be selected.
The nature of the water used for dissolving the catalyst is not particularly limited as long as the type and concentration of impurities contained are constant, but usually distilled water, deionized water, and the like are preferable.
(副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程)
次に、副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程について説明する。
上述したポリカーボネート製造工程における重縮合反応の進行とともに、副生モノヒドロキシ化合物を系外に除去する。
本実施の形態において、副生モノヒドロキシ化合物は、先ず、第一蒸留工程(ステップ105)で、主留のモノヒドロキシ化合物を蒸留塔の塔頂から抜き出し炭酸ジエステル製造工程及び/又は芳香族ジヒドロキシ化合物製造工程にリサイクルする(ステップ106)。また、モノヒドロキシ化合物と分離した高沸分を蒸留塔釜残留成分として抜き出し、第二蒸留工程に送る。
第二蒸留工程(ステップ107)では、先ず、第一蒸留工程で分離された高沸分の5重量%未満(初留)を抜き出す。続いて、高沸分の5重量%〜90重量%を蒸留し、炭素数1〜炭素数5のアルキル基を有するアルキルフェノールの含有量が100重量ppm以下である炭酸ジエステルを蒸留塔の塔頂から抜き出す。また、残りは蒸留残渣として処理する。尚、この蒸留工程は回分式でも連続式でもよい。
(By-product monohydroxy compound distillation process)
Next, the byproduct monohydroxy compound distillation step will be described.
As the polycondensation reaction proceeds in the polycarbonate production process described above, the by-product monohydroxy compound is removed from the system.
In the present embodiment, the by-product monohydroxy compound is first extracted from the top of the distillation column in the first distillation step (step 105), and the carbonic acid diester production step and / or the aromatic dihydroxy compound. Recycle to the manufacturing process (step 106). Further, the high boiling point component separated from the monohydroxy compound is extracted as a residual component in the distillation column and sent to the second distillation step.
In the second distillation step (step 107), first, less than 5% by weight (initial distillation) of the high-boiling fraction separated in the first distillation step is extracted. Subsequently, 5% to 90% by weight of a high-boiling fraction is distilled, and a carbonic acid diester having an alkylphenol having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is not more than 100 ppm by weight from the top of the distillation column. Extract. The remainder is treated as a distillation residue. In addition, this distillation process may be a batch type or a continuous type.
第二蒸留工程で得た炭酸ジエステルは、炭酸ジエステル精製工程に循環供給し(炭酸ジエステルリサイクル工程:ステップ108)、所定の蒸留操作を経てポリカーボネート製造工程の原料として使用する。
ここで、第一蒸留工程の条件は特に限定されないが、通常、炭酸ジエステルがジフェニルカーボネートである場合、塔頂温度100℃〜150℃、圧力100Torr〜300Torrである。また、第二蒸留工程の条件は特に限定されないが、通常、塔頂温度80℃〜120℃、圧力30Torr〜80Torrである。
The carbonic acid diester obtained in the second distillation process is circulated and supplied to the carbonic acid diester purification process (carbonic acid diester recycling process: step 108), and is used as a raw material for the polycarbonate production process through a predetermined distillation operation.
Here, the conditions for the first distillation step are not particularly limited. Usually, when the carbonic acid diester is diphenyl carbonate, the column top temperature is 100 ° C. to 150 ° C., and the pressure is 100 Torr to 300 Torr. The conditions for the second distillation step are not particularly limited, but are usually a tower top temperature of 80 ° C to 120 ° C and a pressure of 30 Torr to 80 Torr.
このように、第二蒸留工程で5重量%未満の留出分を除去することにより、第一蒸留工程で得られる高沸物中に含まれる炭酸ジエステル以外の成分の大部分を除去することができる。
第一蒸留工程で得られる高沸物中に含まれる炭酸ジエステル以外の成分としては、例えば、フェノールや炭素数1〜炭素数5のアルキル基を有するアルキルフェノールが挙げられる。アルキルフェノールの具体的としては、イソプロペニルフェノール等が挙げられる。
Thus, by removing less than 5% by weight of distillate in the second distillation step, it is possible to remove most of the components other than the carbonic acid diester contained in the high-boiling product obtained in the first distillation step. it can.
Examples of components other than the carbonic acid diester contained in the high-boiling product obtained in the first distillation step include phenol and alkylphenol having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Specific examples of the alkylphenol include isopropenylphenol.
本実施の形態では、上述した蒸留操作により、炭素数1〜炭素数5のアルキル基を有するアルキルフェノールの含有量が、100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下、さらに好ましくは30重量ppm以下である炭酸ジエステルを得ることができる。
特に、イソプロペニルフェノールの含有量が100重量ppm以下に低減した炭酸ジエステルをポリカーボネート製造工程における原料として使用することにより、得られるポリカーボネート樹脂の色調低下を防止することができる。
In the present embodiment, the content of the alkylphenol having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is 100 ppm by weight or less, preferably 50 ppm by weight or less, more preferably 30 ppm by weight or less by the distillation operation described above. Certain carbonic acid diesters can be obtained.
In particular, by using a carbonic acid diester having a content of isopropenylphenol reduced to 100 ppm by weight or less as a raw material in the polycarbonate production process, it is possible to prevent the color tone of the obtained polycarbonate resin from being lowered.
次に、ポリカーボネート製造工程と炭酸ジエステル製造工程とが併設されていない場合の工程フローについて説明する。
図2は、ポリカーボネート製造方法の他の製造工程フロー図である。図2に示すように、芳香族ジヒドロキシ化合物は、前述したように所定の製造工程(芳香族ジヒドロキシ化合物製造工程)において製造する(ステップ201:図2では、S201と表示する。以下、同様。)。又、本実施の形態では、炭酸ジエステル化合物は、他炭酸ジエステル製造工程により製造する(ステップ202)。次に、これらの原料を用いて芳香族ポリカーボネートを製造する(ポリカーボネート製造工程:ステップ203)。
一方、重縮合反応の進行とともに副生モノヒドロキシ化合物を系外に除去する。副生モノヒドロキシ化合物は、副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程において、第一蒸留工程(ステップ204)で、モノヒドロキシ化合物を蒸留塔の塔頂から抜き出し芳香族ジヒドロキシ化合物製造工程及び/又は他炭酸ジエステル製造工程にリサイクルする(ステップ205)。また、モノヒドロキシ化合物と分離した高沸分を第二蒸留工程に送る。
第二蒸留工程(ステップ206)では、先ず、第一蒸留工程で分離された高沸分の5重量%未満(初留)を抜き出す。続いて、高沸分の5重量%〜90重量%を蒸留し、炭素数1〜炭素数5のアルキル基を有するアルキルフェノールの含有量が100重量ppm以下である炭酸ジエステルを蒸留塔の塔頂から抜き出す。尚、残りは蒸留残渣として処理する。尚、この蒸留工程は回分式でも連続式でもよい。
Next, the process flow when the polycarbonate production process and the carbonic acid diester production process are not provided will be described.
FIG. 2 is a flowchart of another manufacturing process of the polycarbonate manufacturing method. As shown in FIG. 2, the aromatic dihydroxy compound is produced in a predetermined production process (aromatic dihydroxy compound production process) as described above (step 201: indicated as S201 in FIG. 2, the same applies hereinafter). . Moreover, in this Embodiment, a carbonic acid diester compound is manufactured by another carbonic acid diester manufacturing process (step 202). Next, an aromatic polycarbonate is produced using these raw materials (polycarbonate production process: step 203).
On the other hand, the by-product monohydroxy compound is removed out of the system as the polycondensation reaction proceeds. In the byproduct monohydroxy compound distillation step, the byproduct monohydroxy compound is extracted from the top of the distillation column in the first distillation step (step 204), and the aromatic dihydroxy compound production step and / or other carbonic acid diester production is produced. Recycle to process (step 205). Moreover, the high boiling point component separated from the monohydroxy compound is sent to the second distillation step.
In the second distillation step (step 206), first, less than 5% by weight (initial distillation) of the high-boiling fraction separated in the first distillation step is extracted. Subsequently, 5% to 90% by weight of a high-boiling fraction is distilled, and a carbonic acid diester having an alkylphenol having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is not more than 100 ppm by weight from the top of the distillation column. Extract. The remainder is treated as a distillation residue. In addition, this distillation process may be a batch type or a continuous type.
本実施の形態において、第二蒸留工程で蒸留塔の塔頂から抜き出した炭酸ジエステルは、前述したポリカーボネート製造工程における原料として循環供給する(炭酸ジエステルリサイクル工程:ステップ207)。
このようなリサイクルする炭酸ジエステルと、予め他炭酸ジエステル製造工程で製造した合成炭酸ジエステルとの混合物は、炭酸ジエステル以外の成分の含有量が大幅に低減された原料としてポリカーボネート製造工程で使用することができる。
このとき、また、ポリカーボネート製造工程に用いるリサイクル炭酸ジエステルと、予め他炭酸ジエステル製造工程で製造した合成炭酸ジエステルとの混合物中に含まれるアルキルフェノールの含有量は特に限定されないが、炭酸ジエステルに対し30重量ppm以下、好ましくは20重量ppm以下である。
特に、イソプロペニルフェノールの含有量が30重量ppm以下に低減した炭酸ジエステル混合物を原料として使用することにより、ポリカーボネートの色調低下を防止することができる。
In the present embodiment, the carbonic acid diester extracted from the top of the distillation column in the second distillation process is circulated and supplied as a raw material in the above-described polycarbonate production process (carbonic acid diester recycling process: step 207).
A mixture of such a carbonic acid diester to be recycled and a synthetic carbonic acid diester previously produced in another carbonic acid diester production process can be used in the polycarbonate production process as a raw material in which the content of components other than the carbonic acid diester is greatly reduced. it can.
At this time, the content of the alkylphenol contained in the mixture of the recycled carbonic acid diester used in the polycarbonate production process and the synthetic carbonic acid diester previously produced in the other carbonic acid diester production process is not particularly limited, but is 30% by weight with respect to the carbonic acid diester. ppm or less, preferably 20 ppm by weight or less.
In particular, by using a carbonic acid diester mixture in which the content of isopropenylphenol is reduced to 30 ppm by weight or less as a raw material, it is possible to prevent the color tone of the polycarbonate from being lowered.
本実施の形態では、副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程において塩基性物質を添加し、副生モノヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを分離することが好ましい。
ここで、塩基性物質としては特に限定されないが、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びこれらの酸化物、水酸化物、炭酸塩等が挙げられる。これらの中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。これらの塩基性物質は、それぞれ単独で使用することができ、また、複数の塩基性物質を用いることができる。
副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程における塩基性物質の添加量は、特に限定されないが、通常0.1重量ppm〜1重量%、好ましくは、1重量ppm〜1000重量ppm、より好ましくは、10重量ppm〜200重量ppmである。
In the present embodiment, it is preferable to add a basic substance in the byproduct monohydroxy compound distillation step to separate the byproduct monohydroxy compound and the carbonic acid diester.
Here, although it does not specifically limit as a basic substance, For example, an alkali metal, alkaline-earth metal, these oxides, hydroxide, carbonate etc. are mentioned. Among these, sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferable. Each of these basic substances can be used alone, or a plurality of basic substances can be used.
The addition amount of the basic substance in the by-product monohydroxy compound distillation step is not particularly limited, but is usually 0.1 ppm to 1% by weight, preferably 1 ppm to 1000 ppm, more preferably 10 ppm by weight. -200 ppm by weight.
(製造装置)
次に、図面に基づき、本実施の形態が適用される芳香族ポリカーボネートの製造方法の一例を具体的に説明する。
図3は、芳香族ポリカーボネートの製造装置の一例を示す図である。図3に示す製造装置において、芳香族ポリカーボネートは、原料の芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステル化合物を調製する原調工程と、これらの原料を溶融状態で複数の反応器を用いて重縮合反応する重縮合工程とを経て製造する。
その後、反応を停止させ重合反応液中の未反応原料や反応副生物を脱揮除去する工程(図示せず)や、熱安定剤、離型剤、色剤等を添加する工程(図示せず)、芳香族ポリカーボネートを所定の粒径のペレットに形成する工程(図示せず)を経て、芳香族ポリカーボネートのペレットを成形する。
(manufacturing device)
Next, an example of a method for producing an aromatic polycarbonate to which the exemplary embodiment is applied will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a diagram showing an example of an apparatus for producing an aromatic polycarbonate. In the production apparatus shown in FIG. 3, the aromatic polycarbonate is a raw material process for preparing raw material aromatic dihydroxy compounds and carbonic acid diester compounds, and a polycondensation reaction of these raw materials in a molten state using a plurality of reactors. It manufactures through a condensation process.
Thereafter, the step of stopping the reaction and devolatilizing and removing unreacted raw materials and reaction byproducts in the polymerization reaction solution (not shown), and the step of adding a thermal stabilizer, a release agent, a colorant and the like (not shown) ), An aromatic polycarbonate pellet is formed through a step (not shown) of forming the aromatic polycarbonate into a pellet having a predetermined particle diameter.
原調工程においては、直列に接続した第1原料混合槽2a及び第2原料混合槽2bと、調製した原料を重縮合工程に供給するための原料供給ポンプ4aとを設けている。第1原料混合槽2aと第2原料混合槽2bとには、例えばアンカー型撹拌翼3a,3bをそれぞれ設けている。
また、第1原料混合槽2aには、DPC供給口1a−1から、炭酸ジエステルであるジフェニルカーボネート(以下、DPCと記載することがある。)を溶融状態で供給し、BPA供給口1bからは、芳香族ジヒドロキシ化合物であるビスフェノールA(以下、BPAと記載することがある。)を粉末状態で供給し、溶融したジフェニルカーボネートにビスフェノールAを溶解する。
In the raw material process, a first raw material mixing tank 2a and a second raw
Further, diphenyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as DPC), which is a carbonic acid diester, is supplied in a molten state from the DPC supply port 1a-1 to the first raw material mixing tank 2a, and from the
次に、重縮合工程においては、直列に接続した第1竪型反応器6a、第2竪型反応器6b及び第3竪型反応器6cと、第3竪型反応器6cの後段に直列に接続した第4横型反応器9aとを設けている。第1竪型反応器6a、第2竪型反応器6b及び第3竪型反応器6cには、マックスブレンド翼7a,7b,7cがそれぞれ設け、また、第4横型反応器9aには、撹拌翼10aを設けている。
また、4基の反応器には、それぞれ重縮合反応により生成する副生物等を排出するための留出管8a,8b,8c,8dを取り付けている。
さらに、留出管8a,8b,8c,8dを経由して留出した副生フェノール等を精製するための、第1蒸留塔91aと第2蒸留塔91b、及び、第2蒸留塔91bの蒸留塔釜残留成分を蒸留する第3蒸留塔91cが設けている。
Next, in the polycondensation step, the first vertical reactor 6a, the second vertical reactor 6b and the third vertical reactor 6c connected in series, and the subsequent stage of the third vertical reactor 6c are connected in series. A connected fourth
The four reactors are equipped with
Further, the distillation of the
図3に示す芳香族ポリカーボネートの製造装置において、窒素ガス雰囲気下、所定の温度で調製したDPC溶融液と、窒素ガス雰囲気下で計量したBPA粉末とを、それぞれDPC供給口1a−1とBPA供給口1bから第1原料混合槽2aに連続的に供給する。第1原料混合槽2aの液面が移送配管中の最高位と同じ高さを超えると、原料混合物が第2原料混合槽2bに移送される。
In the apparatus for producing aromatic polycarbonate shown in FIG. 3, a DPC melt prepared at a predetermined temperature in a nitrogen gas atmosphere and a BPA powder weighed in a nitrogen gas atmosphere are supplied to a DPC supply port 1a-1 and a BPA supply, respectively. It is continuously supplied from the
次に、原料混合物を、原料供給ポンプ4aを経由して第1竪型反応器6aに連続的に供給する。また触媒として、水溶液状の炭酸セシウムを、原料混合物の移送配管途中の触媒供給口5aから連続的に供給する。
第1竪型反応器6aでは、窒素雰囲気下、例えば、温度220℃、圧力13.33kPa(100Torr)、撹拌翼の回転数を160rpmに保持し、副生したフェノールを留出管8aから留出させながら平均滞留時間60分になるように液面レベルを一定に保ち、重縮合反応を行う。
Next, the raw material mixture is continuously supplied to the first vertical reactor 6a via the raw
In the first vertical reactor 6a, under a nitrogen atmosphere, for example, a temperature of 220 ° C., a pressure of 13.33 kPa (100 Torr), a rotating speed of a stirring blade is maintained at 160 rpm, and by-produced phenol is distilled from the distillation pipe 8a. The polycondensation reaction is carried out while keeping the liquid level constant so that the average residence time is 60 minutes.
次に、第1竪型反応器6aより排出した重合反応液を、引き続き、第2竪型反応器6b、第3竪型反応器6c、第4横型反応器9aに順次連続供給し、重縮合反応を進行させる。各反応器における反応条件は、重縮合反応の進行とともに高温、高真空、低撹拌速度となるようにそれぞれ設定する。重縮合反応の間、各反応器における平均滞留時間は、例えば、60分程度になるように液面レベルを制御する。また各反応器においては、副生するフェノールが留出管8b,8c,8dから留出する。
Next, the polymerization reaction liquid discharged from the first vertical reactor 6a is continuously continuously supplied to the second vertical reactor 6b, the third vertical reactor 6c, and the fourth
本実施の形態においては、第1竪型反応器6a〜第4横型反応器9aにそれぞれ取り付けた留出管8b,8c,8dから、重縮合反応において副生するフェノールが留出する。
副生フェノールは、第一蒸留工程において、2基の蒸留塔(第1蒸留塔91a,第2蒸留塔91b)を使用して主留(フェノール)と高沸分(略、DPC)とを分離する。即ち、副生フェノールは、先ず、第1蒸留塔91aにて塔頂配管92aから初留を抜き出す。次に、第1蒸留塔91aで所流を抜き出した残りの留分は、塔底配管93aを介して引き続き第2蒸留塔91bに送られ、第2蒸留塔91bの塔頂配管92bから主留(フェノール)を抜き出し、塔底配管93bから高沸分(略、DPC)を蒸留塔釜残留成分として抜き出す。
In the present embodiment, phenol produced as a by-product in the polycondensation reaction is distilled from the
In the first distillation step, by-product phenol is separated from main distillate (phenol) and high boiling point (substantially DPC) using two distillation columns (
次に、第二蒸留工程において、2基の蒸留塔(第3蒸留塔91c,第4蒸留塔91d)を使用して炭酸ジエステル(DPC)を蒸留する。即ち、先ず、第3蒸留塔91cで、第2蒸留塔91bの塔底配管93bから抜き出した高沸分(略、DPC)の5重量%未満(初留)を塔頂配管92cから抜き出す。
続いて、第4蒸留塔91dで、塔底配管93cを介して送られた高沸分の5重量%〜90重量%を蒸留し、塔頂配管92dから、炭素数1〜炭素数5のアルキル基を有するアルキルフェノールの含有量が100重量ppm以下である炭酸ジエステルを抜き出す。尚、残りは塔底配管93dから蒸留残渣として排出する。第4蒸留塔91dの塔頂から留出した炭酸ジエステル(DPC)は、塔頂配管92dにより、DPC供給口1a−1を経て、第1原料混合槽2aに循環供給する。
Next, in the second distillation step, the carbonic acid diester (DPC) is distilled using two distillation columns (the
Subsequently, in the
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。尚、得られるポリカーボネート樹脂の物性は、下記の方法により測定する。
(1)粘度平均分子量(Mv)
ポリカーボネート樹脂をジクロロメタンに溶解し、濃度(C)600g/Lの溶液を調製する。次に、ウベローデ型毛細管粘度計を用いて、温度20℃に設定する恒温水槽中で、溶媒(ジクロロメタン)の流下速度(t0)と試料溶液の流下速度(t)を測定し、以下の式に従い、粘度平均分子量(Mv)を求める。
ηsp=(t/t0)−1
a=0.28×ηsp+1
b=10×(ηsp/C)
[η]=b/a
Mv=51400×[η]exp1.205
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded. In addition, the physical property of the obtained polycarbonate resin is measured by the following method.
(1) Viscosity average molecular weight (Mv)
A polycarbonate resin is dissolved in dichloromethane to prepare a solution having a concentration (C) of 600 g / L. Next, using a Ubbelohde capillary viscometer, the flow rate (t 0 ) of the solvent (dichloromethane) and the flow rate (t) of the sample solution are measured in a constant temperature water bath set at a temperature of 20 ° C. To determine the viscosity average molecular weight (Mv).
η sp = (t / t 0 ) −1
a = 0.28 × η sp +1
b = 10 × (η sp / C)
[Η] = b / a
Mv = 51400 × [η] exp 1.205
(2)初期色相(YI)の測定
ポリカーボネート樹脂を窒素雰囲気下、120℃で6時間の乾燥後、射出成形機(株式会社日本製鋼所製J−100)により360℃で調製した3mm厚の射出成形片について、カラーテスター(スガ試験機株式会社製SC−1−CH)を用いてYI値を測定する。YI値が大きいほど着色していることを示す。
(2) Measurement of initial hue (YI) A polycarbonate resin was dried at 120 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere, and then 3 mm thick injection prepared at 360 ° C. by an injection molding machine (J-100, manufactured by Nippon Steel). About a molded piece, a YI value is measured using a color tester (SC-1-CH manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). The larger the YI value, the more colored it is.
(3)イソプロペニルフェノール(IPP)量
ジフェニルカーボネート組成物に含まれるイソプロペニルフェノール(IPP)量は、液体クロマトグラフィーで定量分析し、ジフェニルカーボネート組成物に対する重量比で表す。
(3) Amount of isopropenylphenol (IPP) The amount of isopropenylphenol (IPP) contained in the diphenyl carbonate composition is quantitatively analyzed by liquid chromatography and expressed as a weight ratio to the diphenyl carbonate composition.
(4)ポリカーボネート樹脂製造装置の運転
図3に示す製造装置において、ジフェニルカーボネート(DPC)とビスフェノールA(BPA)とを窒素ガス雰囲気下、(DPC/BPA)0.977重量比で溶融混合し原料混合物を得る。次に、この原料混合物を窒素雰囲気下、210℃、100Torrに制御した第1縦型反応器6a内に連続供給し、平均滞留時間が60分になるように槽底部のポリマー排出ラインに設けられたバルブ開度を制御しつつ液面レベルを一定に保つ。
また、第1縦型反応器6a内に原料混合物の供給を開始すると同時に、触媒として炭酸セシウム水溶液をビスフェノールA1モルに対し、0.5×10−6モルの流量で連続供給する。
(4) Operation of polycarbonate resin production apparatus In the production apparatus shown in Fig. 3, diphenyl carbonate (DPC) and bisphenol A (BPA) are melt-mixed in a nitrogen gas atmosphere at a (DPC / BPA) 0.977 weight ratio. A mixture is obtained. Next, this raw material mixture is continuously supplied into the first vertical reactor 6a controlled at 210 ° C. and 100 Torr under a nitrogen atmosphere, and provided in the polymer discharge line at the bottom of the tank so that the average residence time is 60 minutes. The liquid level is kept constant while controlling the valve opening.
At the same time as the supply of the raw material mixture into the first vertical reactor 6a is started, an aqueous cesium carbonate solution is continuously supplied as a catalyst at a flow rate of 0.5 × 10 −6 mol to 1 mol of bisphenol A.
第1縦型反応器6aの槽底から排出した重合反応液を、引き続き第2縦型反応器6b、第3縦型反応器6c並びに第4横型反応器9aに逐次連続供給する。重合反応の間、各反応器の平均滞留時間が60分になるように液面レベルを制御し、また同時に副生するフェノールの留去も行う。
反応器より蒸発するガスは、それぞれ多段凝縮器で凝縮液化され、一部を各反応器に還流し、残りを副生フェノールタンクに回収する。各反応器の重合条件は以下の通りである。
(第1縦型反応器6a)210℃、100Torr
(第2縦型反応器6b)240℃、15Torr
(第3縦型反応器6c)260℃、0.5Torr
(第4横型反応器9a)280℃、0.5Torr
The polymerization reaction liquid discharged from the bottom of the first vertical reactor 6a is successively continuously supplied to the second vertical reactor 6b, the third vertical reactor 6c, and the fourth
The gas evaporating from the reactor is condensed and liquefied by a multistage condenser, a part is refluxed to each reactor, and the rest is recovered in a byproduct phenol tank. The polymerization conditions for each reactor are as follows.
(First vertical reactor 6a) 210 ° C., 100 Torr
(Second vertical reactor 6b) 240 ° C., 15 Torr
(Third vertical reactor 6c) 260 ° C., 0.5 Torr
(Fourth
第4横型反応器9aの槽底から抜き出した溶融状態のポリマーを2軸の押出機(株式会社神戸製鋼所製、スクリュー径0.046m、L/D=40.2)に導入し、ポリカーボネート当たり5重量ppm相当のp−トルエンスルホン酸ブチルを連続的に添加しながらペレット化する。
得られたポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量Mvは21,000であり、初期YIは1.7である。
The molten polymer extracted from the bottom of the fourth
The resulting polycarbonate resin has a viscosity average molecular weight Mv of 21,000 and an initial YI of 1.7.
上述したポリカーボネート樹脂の製造工程にて回収する副生フェノールを第1蒸留塔91a(塔頂温度140℃、圧力200Torr)にて低沸点成分(主として水分)を除いた後、第2蒸留塔91b(塔頂温度105℃、圧力50Torr)にてフェノールを塔頂から抜き出し、蒸留塔釜残留成分を得る。
この蒸留塔釜残留成分の組成は、フェノール1.9重量%、ビスフェノールA1.3重量%、ジフェニルカーボネート90.4重量%、その他6.4重量%である。
The by-product phenol recovered in the polycarbonate resin production process described above is removed from the low-boiling components (mainly water) in the
The composition of the distillation column residual component is 1.9% by weight of phenol, 1.3% by weight of bisphenol A, 90.4% by weight of diphenyl carbonate, and 6.4% by weight of other components.
(参考例1)
上述したポリカーボネート樹脂の製造工程において、第2蒸留塔91bにて得られた蒸留塔釜残留成分約5,300gを、スルーザーパッキング(住友重機工業株式会社製)を充填した理論段数8段の蒸留塔釜部に仕込み、バッチ式で蒸留精製を行う。
蒸留精製は、真空度20Torr〜15Torr、還流比1の条件で徐々に熱媒温度を上昇させる。初期留出分から全重量の30%(1,500g)を分取する。
この分取した留出分中のジフェニルカーボネート純度は87.44%であり、イソプロペニルフェノールは36重量ppmである。
( Reference Example 1)
In the above-described polycarbonate resin production process, about 5,300 g of the distillation column residual component obtained in the
In distillation purification, the temperature of the heating medium is gradually increased under the conditions of a vacuum degree of 20 Torr to 15 Torr and a reflux ratio of 1. 30% (1,500 g) of the total weight is taken from the initial distillate.
The diphenyl carbonate purity in this fractionated distillate is 87.44%, and isopropenylphenol is 36 ppm by weight.
前述の留出分(ジフェニルカーボネート87.44%、イソプロペニルフェノール36重量ppm)とジフェニルカーボネート・フレーク(三菱化学株式会社製)とを混合し、重量比が45/55であるDPC混合物を調製する。このDPC混合物30.7molと、炭酸セシウム水溶液(触媒:炭酸セシウム0.5(μmol/ビスフェノールA−mol))とを、100℃に制御した40L第1反応器に供給し、次いで、ビスフェノールA(三菱化学株式会社製)29.3molを供給する。
40L第1反応器内を10torrにし、次いで、窒素で大気圧にする操作を5回繰り返し、内部を窒素置換する。次に、温度230℃の熱媒を通じて昇温し、前述のDPC混合物を溶解させた後、300rpmで撹拌し、内温を220℃に保ちながら、40分間かけて40L第1反応器内の圧力を760torrから100torrに減圧する。
The above-mentioned distillate (diphenyl carbonate 87.44%, isopropenyl phenol 36 wt ppm) and diphenyl carbonate flakes (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) are mixed to prepare a DPC mixture having a weight ratio of 45/55. . 30.7 mol of this DPC mixture and an aqueous cesium carbonate solution (catalyst: cesium carbonate 0.5 (μmol / bisphenol A-mol)) were supplied to a 40 L first reactor controlled at 100 ° C., and then bisphenol A ( 29.3 mol of Mitsubishi Chemical Corporation) is supplied.
The operation of bringing the inside of the 40 L first reactor to 10 torr and then bringing it to atmospheric pressure with nitrogen is repeated 5 times to replace the inside with nitrogen. Next, the temperature is raised through a heating medium having a temperature of 230 ° C. to dissolve the above-mentioned DPC mixture, and then stirred at 300 rpm. While maintaining the internal temperature at 220 ° C., the pressure in the 40 L first reactor is increased over 40 minutes. Is reduced from 760 torr to 100 torr.
続いて、40L第1反応器内の圧力を100torrに保持したまま、フェノールを留去させながら80分オリゴマー化反応を行う。オリゴマー化終了後、系内を窒素で0.2MPaに復圧し、このオリゴマーを、300℃に制御した40L第2反応器(大気圧)に圧送する。
続いて、この40L第2反応器内を大気圧にまで放圧し、38rpmで撹拌しながら、系内を減圧にする。40L第2反応器内の圧力が0.5torrに到達後、0.5torrを保持したまま90分間縮合反応を行い、重合反応を行う。40L第2反応器内の最終的な内部温度は280℃である。
重合反応終了後、40L第2反応器内を窒素で復圧し、槽底からポリカーボネートポリマーをストランド状で抜き出し、回転式カッターでペレット化する。
得られるポリカーボネートの粘度平均分子量Mvは20,700であり、初期YIは1.83である。
Subsequently, the oligomerization reaction is performed for 80 minutes while distilling off phenol while maintaining the pressure in the 40 L first reactor at 100 torr. After completion of the oligomerization, the pressure in the system is restored to 0.2 MPa with nitrogen, and this oligomer is pumped to a 40 L second reactor (atmospheric pressure) controlled at 300 ° C.
Subsequently, the inside of the 40L second reactor is released to atmospheric pressure, and the inside of the system is decompressed while stirring at 38 rpm. After the pressure in the 40 L second reactor reaches 0.5 torr, a condensation reaction is carried out for 90 minutes while maintaining 0.5 torr to carry out a polymerization reaction. The final internal temperature in the 40L second reactor is 280 ° C.
After the completion of the polymerization reaction, the pressure in the second reactor of 40 L is restored with nitrogen, and the polycarbonate polymer is extracted in a strand form from the bottom of the tank and pelletized with a rotary cutter.
The resulting polycarbonate has a viscosity average molecular weight Mv of 20,700 and an initial YI of 1.83.
(参考例2)
参考例1において、釜残留成分のバッチ式蒸留精製を行い、初期留出分から全重量の30%〜85%を分取し、それ以外は参考例1と同様の条件で操作を行い、ポリカーボネートを製造する。
( Reference Example 2)
In Reference Example 1, batch distillation purification of the residual components in the kettle was performed, and 30% to 85% of the total weight was fractionated from the initial distillate. Otherwise, the operation was performed under the same conditions as in Reference Example 1, To manufacture.
(実施例3)
参考例1において、全還流状態で、1N水酸化ナトリウム水溶液13mLを蒸留塔頂に供給し、それ以外は参考例1と同様の操作を行って蒸留塔釜残留成分のバッチ式蒸留精製を行い、初期留出分から全重量の30%(1,500g)までの留出分を分取する。
この分取した留出分のジフェニルカーボネート純度は87.01%であり、イソプロペニルフェノールは未検出である。このジフェニルカーボネートを用いて、参考例1と同様の方法でポリカーボネートを製造する。
得られるポリカーボネートの粘度平均分子量Mvは21,400、YIは1.76である。
(Example 3)
In Reference Example 1, 13 mL of 1N sodium hydroxide aqueous solution was supplied to the top of the distillation column in the total reflux state, and the batch distillation purification of the distillation column kettle residue was performed by performing the same operation as in Reference Example 1 except for the following. The fraction from the initial distillate to 30% (1,500 g) of the total weight is fractionated.
The diphenyl carbonate purity of this fractionated distillate is 87.01%, and isopropenylphenol is not detected. A polycarbonate is produced in the same manner as in Reference Example 1 using this diphenyl carbonate.
The resulting polycarbonate has a viscosity average molecular weight Mv of 21,400 and YI of 1.76.
(実施例4)
参考例1において、全還流状態で、1N水酸化ナトリウム水溶液13mLを蒸留塔頂に供給し、それ以外は参考例1と同様の操作を行って蒸留塔釜残留成分のバッチ式蒸留精製を行い、初期留出分から全重量の87%までの留出分を分取し、それ以外は参考例1と同様の条件で操作を行い、ポリカーボネートを製造する。
参考例1〜参考例2、実施例3〜実施例4の結果の中、ジフェニルカーボネート(DPC)中のイソプロペニルフェノール(IPP)量を表1に示す。
Example 4
In Reference Example 1, 13 mL of 1N sodium hydroxide aqueous solution was supplied to the top of the distillation column in the total reflux state, and the batch distillation purification of the distillation column kettle residue was performed by performing the same operation as in Reference Example 1 except for the following. A distillate from the initial distillate to 87% of the total weight is collected, and other operations are performed under the same conditions as in Reference Example 1 to produce polycarbonate.
Table 1 shows the amount of isopropenylphenol (IPP) in diphenyl carbonate (DPC) among the results of Reference Examples 1 to 2 and Examples 3 to 4.
表1に示す結果から、副生フェノールから分離され、イソプロペニルフェノール(IPP)の含有量が100重量ppm以下であるジフェニルカーボネート(DPC)を原料として得られるポリカーボネート樹脂は、初期色相(YI)値が小さく、色調が良好であることが分かる。 From the results shown in Table 1, the polycarbonate resin obtained from diphenyl carbonate (DPC), which is separated from by-product phenol and has an isopropenyl phenol (IPP) content of 100 ppm by weight or less, has an initial hue (YI) value. Is small and it can be seen that the color tone is good.
(比較例1〜比較例6)
参考例1において、全還流状態で、1N水酸化ナトリウム水溶液を供給せず、それ以外は参考例1と同様の操作を行って蒸留塔釜残留成分のバッチ式蒸留精製を行い、初期留出分から表2に示す留出分をそれぞれ分取する。
このジフェニルカーボネートと予め他のジフェニルカーボネート精製工程により得られたジフェニルカーボネートとを、表2に示す割合で混合し、それ以外は、参考例1と同様の方法でポリカーボネートを製造する。
比較例1〜比較例6にけるジフェニルカーボネート(DPC)中のイソプロペニルフェノール(IPP)量を表2に示す。
(Comparative Examples 1 to 6)
In Reference Example 1, 1N sodium hydroxide aqueous solution was not supplied in the total reflux state, and the batch distillation purification of the distillation column kettle was performed by performing the same operation as in Reference Example 1 except that, and from the initial distillate. Each distillate shown in Table 2 is collected.
This diphenyl carbonate and diphenyl carbonate obtained in advance by another diphenyl carbonate purification step are mixed at a ratio shown in Table 2, and a polycarbonate is produced in the same manner as in Reference Example 1 except that.
Table 2 shows the amount of isopropenylphenol (IPP) in diphenyl carbonate (DPC) in Comparative Examples 1 to 6.
表2に示す結果から、副生フェノールから分離され、イソプロペニルフェノール(IPP)の含有量が100重量ppmを超えるジフェニルカーボネート(DPC)と、予め他のジフェニルカーボネート精製工程により得られたジフェニルカーボネートとの混合物を原料として得られるポリカーボネート樹脂は、初期色相(YI)値が大きく、色調が劣ることが分かる。 From the results shown in Table 2, diphenyl carbonate (DPC) separated from by-product phenol and having an isopropenyl phenol (IPP) content of more than 100 ppm by weight, and diphenyl carbonate previously obtained by another diphenyl carbonate purification step, It can be seen that the polycarbonate resin obtained from the above mixture has a large initial hue (YI) value and poor color tone.
以上詳述したように、本実施の形態では、未反応炭酸ジエステルを効率よくリサイクルし、且つ、色調良好なポリカーボネート樹脂が得られることが分かる。
本実施の形態において得られるポリカーボネート樹脂は、例えば、光ディスク基板、ICやLEDの精密電子部材の搬送容器、電子機器のハウジング等に使用する樹脂剤として有用である。
As described above in detail, in the present embodiment, it is understood that a polycarbonate resin having a good color tone can be obtained by efficiently recycling the unreacted carbonic acid diester.
The polycarbonate resin obtained in the present embodiment is useful as a resin agent used for, for example, an optical disk substrate, a transport container for precision electronic members of ICs and LEDs, a housing for electronic devices, and the like.
2a…第1原料混合槽、2b…第2原料混合槽、3a,3b…アンカー型撹拌翼、4a…原料供給ポンプ、5a…触媒供給口、6a…第1竪型反応器、6b…第2竪型反応器、6c…第3竪型反応器、7a,7b,7c…マックスブレンド翼、8a,8b,8c,8d…留出管、9a…第4横型反応器、10a…撹拌翼、91a…第1蒸留塔、91b…第2蒸留塔、91c…第3蒸留塔、91d…第4蒸留塔 2a ... 1st raw material mixing tank, 2b ... 2nd raw material mixing tank, 3a, 3b ... Anchor type stirring blade, 4a ... Raw material supply pump, 5a ... Catalyst supply port, 6a ... 1st vertical reactor, 6b ... 2nd Vertical reactor, 6c ... 3rd vertical reactor, 7a, 7b, 7c ... Max blend blade, 8a, 8b, 8c, 8d ... Distillation tube, 9a ... Fourth horizontal reactor, 10a ... Stirring blade, 91a ... 1st distillation column, 91b ... 2nd distillation column, 91c ... 3rd distillation column, 91d ... 4th distillation column
Claims (8)
前記ポリカーボネート製造工程において副生する主に副生モノヒドロキシ化合物を含有する留出液を蒸留する副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程と、を有し、
前記副生モノヒドロキシ化合物蒸留工程は、
前記副生モノヒドロキシ化合物を蒸留する第一蒸留工程と、
前記第一蒸留工程で得られる蒸留残渣中に含まれる炭酸ジエステルを留出する第二蒸留工程とを、有し、
前記第二蒸留工程において、塩基性物質を添加し、前記第一蒸留工程で得られる前記蒸留残渣量の5重量%分〜90重量%分を蒸留塔頂から留出させて、炭素数1〜炭素数5のアルキル基を有するアルキルフェノールの含有量が100重量ppm以下の炭酸ジエステルを得ることを特徴とする炭酸ジエステルの精製方法。 Polycarbonate production process by transesterification of dihydroxy compound and carbonic acid diester;
A by-product monohydroxy compound distillation step for distilling a distillate mainly containing a by-product monohydroxy compound by-produced in the polycarbonate production process,
The by-product monohydroxy compound distillation step includes:
A first distillation step of distilling the by-product monohydroxy compound;
A second distillation step of distilling the carbonic acid diester contained in the distillation residue obtained in the first distillation step,
In the second distillation step, a basic substance is added, by distillation of the 5 wt% amount to 90 wt% of the said distillation residual amount obtained in the first distillation step from the top of the distillation column, 1 carbon atoms A method for purifying a carbonic acid diester comprising obtaining a carbonic acid diester having a content of alkylphenol having an alkyl group having 5 carbon atoms of 100 ppm by weight or less .
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