КАТАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
CATALYTIC SYSTEM

Настоящее изобретение относится к способу получения поликарбоната посредством реакции одного или более диарилкарбонатов с одним или более ароматическими гидроксисоединениями, причем в способе применяют комбинацию катализаторов. Кроме того, настоящее изобретение относится к комбинации катализаторов и к применению такой комбинации катализаторов в способе получения поликарбоната.
Ароматический поликарбонат из-за его очень хороших механических и оптических свойств является экономически интересным полимерным материалом с многочисленными применениями. Применения имеют место, например, в автомобильной отрасли, в медицинской технике, а также в упаковочной промышленности и во многих других областях.
Получение ароматического поликарбоната в промышленном масштабе в настоящее время реализовано либо поверхностным способом, либо способом переэтерификации в расплаве.
В так называемом поверхностном способе ароматическое гидроксисоединение в присутствии фосгена, водного раствора щелочи и растворителя преобразуют в поликарбонат за счет добавления катализатора. Поликарбонат, выпадающий в растворе в форме осадка, затем концентрируют в ходе нескольких стадий очистки.
В способе переэтерификации в расплаве осуществляют реакцию по меньшей мере одного ароматического гидроксисоединения, предпочтительно - бисфенола А, с по меньшей мере одним диарилкарбонатом, предпочтительно - с дифенилкарбонатом, с получением поликарбоната. Для этого потоки жидких сырьевых материалов смешивают и преобразуют в поликарбонат при добавлении катализаторов при повышенной температуре и пониженном давлении.
Получение поликарбонатов указанным способом переэтерификации в расплаве известно и описано, например, в публикациях Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol. 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964; D.C. Prevorsek, B.T. Debona and Y. Kersten, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation, Moristown, New Jersey 07960, "Synthesis of Poly(ester)carbonate Copolymers" in Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, Vol. 19, 75-90 (1980); D. Freitag, U. Grigo, P.R.  N. Nouvertne, BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymere Science and Engineering, Vol. 11, Second Edition, 1988, Seiten 648-718 и, наконец, в публикации Dres. U. Grigo, K. Kircher und P.R.  "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag  Wien 1992, Seiten 117-299.
Реакция, протекающая при получении поликарбонатов из бисфенолов и диарилкарбонатов, отображается следующим уравнением:
Из-за малого количества образующихся сточных вод и отсутствия потребности в токсичном фосгене способ переэтерификации в расплаве в настоящее время используют все чаще.
Однако для способа переэтерификации в расплаве огромное значение имеет применение высокочистых сырьевых материалов и подходящей каталитической системы, чтобы иметь возможность получать высококачественный поликарбонат.
Высококачественный поликарбонат преимущественно состоит из линейных цепей с желаемой длиной цепей. Отклонения от линейной структуры цепей и/или увеличение полидисперсности (Mw/Mn) приводят к измененным механическим и, в частности, реологическим свойствам, которые могут оказать негативное влияние при дальнейшей переработке.
Поэтому огромное значение для получения высококачественного поликарбоната имеет применение подходящей каталитической системы, которая обеспечивает оптимальную скорость реакции, позволяет высокую степень преобразования и имеет высокую селективность.
Существуют многочисленные различные варианты решения этой проблемы, основанные на более чем 30-летнем опыте промышленного производства ароматического поликарбоната способом переэтерификации в расплаве.
Общеизвестно то, что в качестве катализаторов в способе переэтерификации в расплаве применяют щелочноземельные и щелочные металлы, которые необходимо деактивировать (US 302272).
В публикации ЕР 0435124 описано применение солей щелочных металлов и соединений азота в качестве катализаторов в способе переэтерификации в расплаве с последующим добавлением кислоты.
В публикации US 3442854 описано применение четвертичных соединений азота и фосфора в качестве катализаторов трансэтерификации.
Недостатком ранее использованных вариантов решения является то, что правильный выбор катализатора очень сильно зависит от выбранного способа или структуры способа.
Кроме того, недостатком ранее использованных способов решения является то, что еще не найден оптимальный баланс между как можно более полным преобразованием исходных продуктов в поликарбонат, как можно меньшим образованием побочных продуктов и как можно более высокой стабильностью конечного продукта.
В основе настоящего изобретения лежала задача устранить указанные недостатки способов согласно предшествующему уровню техники.
Согласно настоящему изобретению эта задача решена за счет способа получения поликарбоната посредством реакции одного или более диарилкарбонатов с одним или более ароматическими гидроксисоединениями, причем в способе применяют комбинацию катализаторов, которая включает: первый компонент (Компонент 1), включающий одно или более четвертичных соединений азота, второй компонент (Компонент 2), включающий одно или более четвертичных соединений фосфора, третий компонент (Компонент 3), включающий одно или более соединений щелочных металлов, и четвертый компонент (Компонент 4), включающий одно или более серосодержащих органических соединений.
Неожиданно было обнаружено, что эта специфическая комбинация четвертичных соединений азота, четвертичных соединений фосфора, соединений щелочных металлов и серосодержащего органического соединения приводит к очень эффективному и рентабельному преобразованию исходных веществ в поликарбонат высокого качества и одновременно к высокой стабильности полученного поликарбоната.
4
+
-
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что первый компонент включает одно или более четвертичных соединений азота общей формулы [(R)-N][X], причем R обозначает независимые друг от друга одинаковые или различные алкильные и/или арильные группы, а X включает неорганические или органические анионы, в частности - гидроксид, сульфат, карбонат, формиат, бензоат, фенолят, причем первый компонент включает, в частности, одно или более из следующих соединений: тетраметиламмония гидроксид, тетраэтиламмония гидроксид, тетрабутиламмония гидроксид, тетраметиламмония формиат, тетраэтиламмония формиат, тетрабутиламмония формиат, тетраметиламмония ацетат, тетраэтиламмония ацетат, тетрабутиламмония ацетат, тетраметиламмония фторид, тетраэтиламмония фторид, тетрабутиламмония фторид.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения первый компонент включает тетраэтиламмония гидроксид.
4
+
-
В следующем особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что второй компонент включает одно или более четвертичных соединений фосфора общей формулы [(R)-P][X], причем R обозначает независимые друг от друга одинаковые или различные алкильные и/или арильные группы, а X включает неорганические или органические анионы, в частности - гидроксид, сульфат, карбонат, формиат, бензоат, фенолят, причем второй компонент включает, в частности, одно или более из следующих соединений: тетраметилфосфония гидроксид, тетраметилфосфония формиат, тетраметилфосфония ацетат, тетраметилфосфония бензоат, тетраэтилфосфония гидроксид, тетраэтилфосфония формиат, тетраэтилфосфония ацетат, тетраэтилфосфония бензоат, тетрабутилфосфония гидроксид, тетрабутилфосфония ацетат, тетрабутилфосфония бензоат, тетрафенилфосфония гидроксид, тетрафенилфосфония ацетат, тетрафенилфосфония фенолят, тетрабутилфосфония ацетат, тетраметилфосфония тетрафенилборогидрид, тетрафенилфосфония бромид, тетрафенилфосфония тетрафенилборат, тетра-(п-трет-бутилфенил)фосфония дифенилфосфат, трифенилбутилфосфония фенолят, трифенилбутилфосфония тетрафенилборат, тетрафенилфосфония хлорид, тетрафенилфосфония фторид.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения второй компонент включает тетрафенилфосфония фенолят.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что третий компонент включает одно или более соединений щелочных металлов: гидроксид щелочного металла, карбоновые кислоты и их соли, в том числе в форме нелетучих органических и неорганических кислот и их солей, фосфаты щелочных металлов, фосфиты щелочных металлов, сульфаты щелочных металлов, причем третий компонент, в частности, включает одно или более из следующих соединений: натрия гидроксид, калия гидроксид, лития гидроксид, натрия ацетат, калия ацетат, лития ацетат, натрия карбонат, калия карбонат, лития карбонат, натрия бикарбонат, калия бикарбонат, лития бикарбонат, натрия метанолят, калия метанолят, лития метанолят, натрия стеарат, калия стеарат, лития стеарат, натрия фенолят, калия фенолят, лития фенолят, натрия бисфенолят, калия бисфенолят, лития бисфенолят, динатрия бисфенолят, дикалия бисфенолят, дилития бисфенолят, натрия бензоат, калия бензоат, лития бензоат, натрия борогидрид, калия борогидрид, лития борогидрид, натрия амид, калия амид, лития амид, натрия фосфат, динатрия гидрофосфат, натрия дигидрофосфат, калия фосфат, дикалия гидрофосфат, калия дигидрофосфат, лития фосфат, дилития гидрофосфат, лития дигидрофосфат, натрия сульфат, натрия гидросульфат, натрия-калия фосфат, натрия станнат, калия станнат.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения третий компонент включает динатрия бисфенолят.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения третий компонент включает дикалия бисфенолят.
Особо предпочтительно, чтобы третий компонент включал динатрия бисфенолят и дикалия бисфенолят.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что четвертый компонент включает одно или более из следующих серосодержащих органических соединений: бутил-п-толуолсульфонат, бензолсульфокислоту, бензолсульфонат, п-толуолсульфокислоту, п-толуолсульфонат, метилбензолсульфокислоту, метилбензолсульфонат, этилбензолсульфонат, этилбензолсульфокуслоту, н-бутилбензолсульфонат, н-бутилбензолсульфокислоту, фенилбензолсульфонат, фенилбензолсульфокислоту, метил-п-толуолсульфокислоту, метил-п-толуолсульфонат, этил-п-толуолсульфонат, этил-п-толуолсульфокислоту, н-бутил-п-толуолсульфонат, н-бутил-толуолсульфокислоту, октил-п-толуолсульфокислоту, октил-п-толуолсульфонат, фенил-п-толуолсульфонат, фенил-п-толуолсульфокислоту, трифторметансульфонат, трифторметансульфокислоту, нафталинсульфонат, нафталинсульфокислоту, диметилсульфонат, диметилсульфокислоту, диэтилсульфонат, диэтилсульфокислоту.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения четвертый компонент включает бутил-п-толуолсульфонат.
Особенно хорошие результаты получают, если способ по настоящему изобретению осуществлен так, что первый компонент включает тетраэтиламмония гидроксид, второй компонент включает тетрафенилфосфония фенолят, третий компонент включает динатрия бисфенолят, и четвертый компонент включает бутил-п-толуолсульфонат.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения первый компонент состоит из тетраэтиламмония гидроксида, второй компонент состоит из тетрафенилфосфония фенолята, третий компонент состоит из динатрия бисфенолята, и четвертый компонент состоит из бутил-п-толуолсульфоната.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что первый компонент включает тетраэтиламмония гидроксид, второй компонент включает тетрафенилфосфония фенолят, третий компонент включает соединение натрия и соединение калия, и четвертый компонент включает бутил-п-толуолсульфонат.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что первый компонент включает тетраэтиламмония гидроксид, второй компонент включает тетрафенилфосфония фенолят, третий компонент включает дикалия бисфенолят, и четвертый компонент включает бутил-п-толуолсульфонат.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что первый компонент включает тетраэтиламмония гидроксид, второй компонент включает тетрафенилфосфония фенолят, третий компонент включает динатрия бисфенолят и дикалия бисфенолят, и четвертый компонент включает бутил-п-толуолсульфонат.
2
5
4
2
Тетраэтиламмония гидроксид (ТЕАН; от англ.: tetraethylammonium hydroxide) имеет формулу [(CH)N(OH)]+НO и CAS №77-98-5. Компонент предпочтительно используют в форме раствора на основе метанола (25 масс. % ТЕАН в МеОН). Первый компонент каталитической системы, предпочтительно - тетраэтиламмония гидроксид, предпочтительно используют в таком количестве, что целевая концентрация компонента, в пересчете на массу конечного полимера, лежит в диапазоне от примерно 10 частей/млн до примерно 1000 частей/млн, в частности - в диапазоне от примерно 50 частей/млн до примерно 250 частей/млн, более предпочтительно - от примерно 100 частей/млн до примерно 180 частей/млн, еще более предпочтительно - от примерно 120 частей/млн до примерно 150 частей/млн (в пересчете на массу).
30
25
В случае второго компонента каталитической системы речь предпочтительно идет о тетрафенилфосфония феноляте (Т-РРР; от англ.: tetraphenylphosphonium phenolate). Т-РРР имеет общую формулу СНОР и CAS №15464-47-8. Соединение предпочтительно растворяют в дифенилкарбонате и добавляют в реакционную смесь в жидкой форме. Второй компонент каталитической системы, в частности - в форме тетрафенилфосфония фенолята, предпочтительно используют в таком количестве, что целевая концентрация компонента, в пересчете на массу конечного полимера, лежит в диапазоне от примерно 0,2 частей/млн до примерно 50 частей/млн, в частности - в диапазоне от примерно 1 части/млн до примерно 15 частей/млн, более предпочтительно - от примерно 2 частей/млн до примерно 12 частей/млн, еще более предпочтительно - от примерно 4 частей/млн до примерно 10 частей/млн (в пересчете на массу).
15
14
2
2
Третий компонент каталитической системы предпочтительно является динатрия бисфенолятом. Динатрия бисфенолят имеет общую формулу CHONa и CAS №2444-90-8. Динатрия бисфенолят предпочтительно растворяют в дифенилкарбонате и добавляют в реакцию в жидкой форме. Третий компонент каталитической системы, предпочтительно - динатрия бисфенолят, предпочтительно используют в таком количестве, что он содержится в целевой концентрации компонента, в пересчете на массу конечного полимера и щелочного металла, лежащей в диапазоне от примерно 0,005 части/млн до примерно 2 частей/млн, в частности - в диапазоне от примерно 0,05 части/млн до примерно 1 части/млн, предпочтительно - от примерно 0,05 части/млн до примерно 0,7 части/млн, более предпочтительно - от примерно 0,09 части/млн до примерно 0,3 части/млн (в пересчете на массу).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, в котором третий компонент включает динатрия бисфенолят и дикалия бисфенолят, динатрия бисфенолят предпочтительно используют в таком количестве, что его концентрация в целевой концентрации компонента, в пересчете на массу конечного полимера и щелочного металла, лежит в диапазоне от примерно 0,005 частей/млн до примерно 2 частей/млн, в частности - в диапазоне от примерно 0,01 частей/млн до примерно 1 части/млн, предпочтительно - от примерно 0,01 частей/млн до 0,7 частей/млн, более предпочтительно - от примерно 0,01 частей/млн до примерно 0,1 частей/млн (в пересчете на массу), а дикалия бисфенолят предпочтительно используют в таком количестве, что его концентрация в целевой концентрации компонента, в пересчете на массу конечного полимера и щелочного металла, лежит в диапазоне от примерно 0,005 частей/млн до примерно 2 частей/млн, в частности - в диапазоне от примерно 0,01 частей/млн до примерно 1 части/млн, предпочтительно - от примерно 0,02 частей/млн до 0,7 частей/млн, более предпочтительно - от примерно 0,03 частей/млн до примерно 0,5 частей/млн (в пересчете на массу).
11
16
3
Четвертым компонентом каталитической системы предпочтительно является бутил-п-толуолсульфонат. Бутил-п-толуолсульфонат имеет общую формулу CHOS и имеет CAS №778-28-9. Четвертый компонент каталитической системы, предпочтительно - бутил-п-толуолсульфонат, предпочтительно используют в таком количестве, что молярное отношение количества четвертого компонента к использованному количеству третьего компонента лежит в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 3, в частности - от примерно 1,5 до примерно 2. Таким образом, молярное отношение содержания серосодержащего органического соединения, использованного в качестве четвертого компонента, к содержанию щелочного металла, использованного в качестве третьего компонента, в частности - в форме натрия, предпочтительно лежит в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 3, в частности - от примерно 1,5 до примерно 2.
Особенно выгодно, если способ по настоящему изобретению осуществляют так, что добавление отдельных компонентов комбинации катализаторов производят во время различных стадий реакции, и в частности - в различные реакторы.
Особенно хорошие результаты получают, если способ по настоящему изобретению осуществляют так, что вначале добавляют первый компонент, в более поздний момент времени одновременно добавляют второй и третий компоненты, и в еще более поздний момент времени добавляют четвертый компонент.
При получении поликарбонатов способом переэтерификации в расплаве в характерном случае различают три стадии реакции, а именно - стадию переэтерификации, стадию предполиконденсации и стадию поликонденсации.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что способ содержит по меньшей мере следующие стадии:
a) стадию переэтерификации одного или более диарилкарбонатов с одним или более ароматическими гидроксисоединениями в по меньшей мере одном реакторе переэтерификации,
b) стадию предполиконденсации продукта реакции переэтерификации в по меньшем мере одном реакторе предполиконденсации,
c) стадию поликонденсации продукта реакции предполиконденсации в по меньшей мере одном реакторе поликонденсации.
В ходе переэтерификации диарилкарбонат и ароматическое гидроксисоединение преимущественно должны быть преобразованы в молекулу с как можно более короткой цепью (длина цепи = 1).
В ходе предполиконденсации продукт должен быть преобразован в олигомеры или полимеры, которые имеют длину цепи, которая не соответствует желаемой конечной длине цепи.
В ходе поликонденсации продукт предполиконденсации преобразуется в продукт с желаемой конечной длиной цепи или в конечный поликарбонат.
В связи с тремя различными стадиями реакции и связанными с этим соответствующими различными требованиями к реакции предпочтительны также различные соответствующим образом подобранные катализаторы.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что первый компонент добавляют до или во время переэтерификации (стадия а)), второй и третий компоненты добавляют после стадии а) и до или во время предполиконденсации (стадия b)), а четвертый компонент добавляют после стадии b) и до или во время поликонденсации (стадия с)).
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что первый и второй компоненты добавляют до получения степени преобразования ароматического гидроксисоединения, равной 99%, а третий компонент добавляют, начиная со степени преобразования ароматического гидроксисоединения, превышающей 99%.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что к продукту реакции поликонденсации добавляют добавки.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что первый компонент добавляют до или во время переэтерификации (стадия а)), второй и третий компоненты добавляют после стадии а) и до или во время предполиконденсации (стадия b)), и четвертый компонент добавляют после стадии b) и до или во время добавления добавок.
В качестве исходных материалов для способа по настоящему изобретению в принципе допустимы все подходящие ароматические гидроксисоединения и все диарилкарбонаты.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что в качестве ароматического гидроксисоединения используют дигидроксидиарилалканы формулы HO-Z-OH, причем Z является двухвалентным органическим остатком, содержащим от 6 до 30 атомов углерода, который содержит одну или более ароматических групп.
6
14
В следующем особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что в качестве диарилкарбоната используют сложный ди-C-C-ариловый эфир карбоновой кислоты.
Особенно хорошие результаты получают, если в качестве ароматического гидроксисоединения используют бисфенол А, а в качестве диарилкарбоната используют дифенилкарбонат.
В следующем особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что к продукту реакции поликонденсации добавляют добавки, чтобы повлиять на конечные свойства продукта. Эти добавки могут включать: УФ-стабилизаторы, стабилизаторы, повышающие устойчивость к гидролизу, стабилизаторы, препятствующие окислительному разложению, термостабилизаторы, технологические добавки, средства, повышающие текучесть, антистатические средства, красящие вещества, пигменты, огнезащитные средства, модификаторы ударной вязкости, пластификаторы, смазочные материалы, блокаторы концевых функциональных групп, наполнители, упрочняющие средства и т.п.
Стабилизаторы: сюда относятся, например, стерически затрудненные фенолы, вторичные ароматические и стерически затрудненные амины, а также фосфиты, фосфониты, тиоэфиры и соли металлов, 2-гидроксибензофенон, оксаланилиды, 2-гидроксифенилбензотриазол, салицилаты, формамидины, сложные эфиры коричной кислоты, комплексные соединения никеля, затрудненные амины, 4-гидроксибензоаты, например - бутилгидрокситолуол, ариламины, октадецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропаноат, [3-[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропаноилокси]-2,2-бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропаноилоксиметил]пропил]-3-(3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)пропаноат, 2-[3,3-бис(3-трет-бутил-4-гидроксифенил)бутаноилокси]этил-3,3-бис(3-трет-бутил-4-гидроксифенил)бутаноат, [2-[3-[1-[3-трет-бутил-4-гидрокси-5-метилфенил)пропаноилокси]-2-метилпропан-2-ил]-2,4,8,10-тетраоксаспиро[5.5]ундекан-9-ил]-2-метилпропил]-3-(3-трет-бутил-4-гидрокси-5-метилфенил)пропаноат, 1,3,5-трис[(4-трет-бутил-3-гидрокси-2,6-диметилфенил)метил]-1,3,5-триазинан-2,4,6-трион, 1,3,5-трис[(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)метил]-1,3,5-триазинан-2,4,6-трион, (2R)-2,5,7,8-тетраметил-2-[(4R,8R)-4,8,12-триметилтридецил]-3,4-дигидрохромен-6-ол, 4-(2-фенилпропан-2-ил)-N-[4-(2-фенилпроан-2-ил)фенил]анилин, 3,4-дибутил-5-(2,4-диметилфенил)-3H-1-бензофуран-2-он, N,N-диоктадецилгидроксиламин, трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит, [4-[4-бис(2,4-ди-трет-бутилфенокси)фосфанилфенил]фенил]-бис-(2,4-ди-трет-бутил-фенокси)фосфан, 3,9-бис(2,4-ди-трет-бутилфенокси)-2,4,8,10-тетраокса-3,9-ди-фосфаспиро[5.5]ундекан, октадецил-3-(3-октадецокси-3-оксопропил)сульфанилпропаноат, 1-(октадецилдисульфанил)октадекан, (2-гидрокси-4-октоксифенил)-фенил-метанон, 2-(бензотриазол-2-ил)-4,6-бис(2-метилбутан-2-ил)фенол, 2-трет-бутил-6-(5-хлорбензотриазол-2-ил)-4-метилфенол, 2,4-ди-трет-бутил-6-(5-хлорбензотриазол-2-ил)фенол, 2-(бензотриазол-2-ил)-4-метилфенол, 2-(бензотриазол-2-ил)-4-метил-6-[2-метил-3-[метил-бис(триметилсиилокси)силил]пропил]фенол, 2-(бензотриазол-2-ил)-4,6-бис(2-фенилпропан-2-ил)фенол, 6-[2,6-бис(2,4-диметилфенил)-1Н-1,3,5-триазин-4-илиден]-3-октоксициклогекса-2,4-диен-1-он, (6Z)-6-(4,6-дифенил-1Н-1,3,5-триазин-2-илиден)-3-гексоксициклогекса-2,4-диен-1-он, бутан-1-амин; никель(2+); 2-[2-оксидо-5-(2,4,4-триметилпентан-2-ил)фенил]сульфанил-4-(2,4,4-триметилпентан-2-ил)фенолят, бис(2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)декандиоат, (2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)октадеканоат, N-[6-[формил-(2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)амино]гексил]-N-(2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)формамид, 2-(4-метокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-ил)этил-4-оксопентаноат, 2-N-(2,2,6,6-тетраметипиперидин-4-ил)-2-N-[6-[(2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)амино]гексил]-4-N-(2,4,4-триметилпентан-2-ил)-1,3,5-триазин-2,4-диамин, N,N'-бис(2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)гексан-1,6-диамин; 4-(4,6-дихлор-1,3,5-триазин-2-ил)морфолин, 6-N-[3-[[4,6-бис[бутил-(1,2,2,6,6-пентаметилпиперидин-4-ил)амино]-1,3,5-триазин-2-ил]-[2-[[4,6-бис[бутил-(1,2,2,6,6-пентаметилпиперидин-4-ил)амино]-1,3,5-триазин-2-ил]-[3-[[4,6-бис[бутил-(1,2,2,6,6-пентаметилпиперидин-4-ил)амино]-1,3,5-триазин-2-ил]амино]пропил]амино]этил]амино]пропил]-2-N,4-N-ди-бутил-2-N,4-N-бис(1,2,2,6,6-пентаметилпиперидин-4-ил)-1,3,5-триазин-2,4,6-триамин, 2-оксогексаметиленимин, 1,4-бис(2-метиламино)антрацен-9,10-дион, [4-[4-бис(2,4-ди-трет-бутилфенокси)фосфанилфенил]фенил]-бис(2,4-ди-трет-бутилфенокси)фосфан, фталоцианин, диуретана диметакрилат, 1,4-бис(мезитиламино)антрахинон, тетраэтил-2,2'-(1,4-фенилендиметилиден)дималонат, 2-(4,6-дифенил-1,3,5-триазин-2-ил)-5-(гексилокси)фенол, 2,2-бис(((2-циано-3,3-дифениоакрилоил)окси)метил)пропан-1,3-диил-бис(2-циано-3,3-дифенилакрилат),
5-трет-бутил-2-[5-(5-трет-бутил-1,3-бензоксазол-2-ил)тиофен-2-ил]-1,3-бензоксазол, 1,2-бис(4-(бензо[d]оксазол-2-ил)фенил)этен, диоксид титана, оксид железа, оксид цинка, бис(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидил)себакат, фенилтриазин, оксаланилид, бензотриазол, бензофенон, 2,2,6,6-тетраметилпиперидин, 2-(2Н-бензотриазол-2-ил)-4,6-бис(1-метил-1-фенилэтил)фенол, органофосфиты, октадецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропаноат.
Огнезащитные средства: сюда относятся неорганические и органические соединения, например - алюминия тригидроксид, магния гидроксид, сурьмы триоксид, сурьмы пентоксид, натрия антимонат, цинка борат, аммония полифосфат, железа оксид, бромированный полистирол, тетрабромбисфенол А (ТВВРА; от англ.: tetrabromobisphenol А), фосфора тригидрид, диметилметилфосфонат, пентабромдифенилоксид, дифенилдецилфосфат, тетрабромбисфенол А, соли ароматических сульфокислот, сложные эфиры фосфорной кислоты, 9,10-дигидро-9-окса-10-фосфофенантрен-10-оксид, трифенилфосфат, резорцинола фосфат, бисфенол А-бис(дифенил)фосфат.
Красящие вещества: сюда относятся неорганические и органические вещества, например - титана диоксид, железа оксид, хрома оксид, ультрамариновый синий, никеля(II) фталоцианин, бис[4-(диметиламино)фенил]-[4-(N-метиланилино)нафталин-1-ил]метанол, меди фталоцианин, меди(II) фталоцианин, 1,4-бис(мезитиламино)антрахинон.
Средства, повышающие текучесть: сюда относятся стеариновая, 12-гидроксистеариновая, пальмитиновая, бегеновая кислоты, цетиловый спирт, стеариловый спирт, стеараты металлов, бутилстеарат, тридецилстеарат, глицерола моностеарат, глицерола монорицинолат, глицерола моноолеат, глицерола тристеарат, глицерола три-12-гидроксистеарат, триметилолпропана тристеарат, пентаэритритола тетрастеарат, жирные кислоты и сложные эфиры жирных кислот, изостеарамид, олеамид, эрукамид, этиленбисстеариламид, дистеариладипат, дистеарилфталат, цетилпальмитат, цетилстеарат, стеарилстеарат, бифенилбегенат, например - октадекан-1-ол, 1,1,1-трис(4-гидроксифенил)этан, 2-октилдодецилоктадеканоат, стеариновая кислота, 2-октилдодецилоктадеканоат, пентаэритритола тетрастеарат.
Специалисту в данной области техники должно быть известно, что все добавки можно выбрать из общеизвестных и обычно используемых в данных отраслях промышленности доступных на рынке веществ, которые описаны, например, в публикации Wolf, R. And Kaul, B.L. 2000. Plastics, Additives. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. [DOI: 10.1002/14356007.a20_459].
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что одну или более добавок добавляют в основной поток поликарбоната.
В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ по настоящему изобретению осуществлен так, что одну или более добавок добавляют в побочный поток поликарбоната.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения добавление добавки осуществляют с использованием экструдера.
Настоящее изобретение также относится к комбинации катализаторов, в частности - для применения в способе получения поликарбоната, которая включает: первый компонент (Компонент 1), включающий одно или более четвертичных соединений азота, второй компонент (Компонент 2), включающий одно или более четвертичных соединений фосфора, третий компонент (Компонент 3), включающий одно или более соединений щелочных металлов, и четвертый компонент (Компонент 4), включающий одно или более серосодержащих органических соединений.
4
+
-
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения комбинация катализаторов по настоящему изобретению осуществлена так, что первый компонент включает одно или более четвертичных соединений азота общей формулы [(R)-N][X], причем R обозначает независимые друг от друга одинаковые или различные алкильные и/или арильные группы, а X включает неорганические или органические анионы, в частности - гидроксид, сульфат, карбонат, формиат, бензоат, фенолят, причем первый компонент включает, в частности, одно или более из следующих соединений: тетраметиламмония гидроксид, тетраэтиламмония гидроксид, тетрабутиламмония гидроксид, тетраметиламмония формиат, тетраэтиламмония формиат, тетрабутиламмония формиат, тетраметиламмония ацетат, тетраэтиламмония ацетат, тетрабутиламмония ацетат, тетраметиламмония фторид, тетраэтиламмония фторид, тетрабутиламмония фторид.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения первый компонент включает тетраэтиламмония гидроксид.
4
+
-
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения комбинация катализаторов по настоящему изобретению осуществлена так, что второй компонент включает одно или более четвертичных соединений фосфора общей формулы [(R)-P][X], причем R обозначает независимые друг от друга одинаковые или различные алкильные и/или арильные группы, а X включает неорганические или органические анионы, в частности - гидроксид, сульфат, карбонат, формиат, бензоат, фенолят, причем второй компонент включает, в частности, одно или более из следующих соединений: тетраметилфосфония гидроксид, тетраметилфосфония формиат, тетраметилфосфония ацетат, тетраметилфосфония бензоат, тетраэтилфосфония гидроксид, тетраэтилфосфония формиат, тетраэтилфосфония ацетат, тетраэтилфосфония бензоат, тетрабутилфосфония гидроксид, тетрабутилфосфония ацетат, тетрабутилфосфония бензоат, тетрафенилфосфония гидроксид, тетрафенилфосфония ацетат, тетрафенилфосфония фенолят, тетрабутилфосфония ацетат, тетраметилфосфония тетрафенилборогидрид, тетрафенилфосфония бромид, тетрафенилфосфония тетрафенилборат, тетра-(п-трет-бутилфенил)фосфония дифенилфосфат, трифенилбутилфосфония фенолят, трифенилбутилфосфония тетрафенилборат, тетрафенилфосфония хлорид, тетрафенилфосфония фторид.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения второй компонент включает тетрафенилфосфония фенолят.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения комбинация катализаторов по настоящему изобретению осуществлена так, что третий компонент включает одно или более из следующих соединений щелочных металлов: гидроксид щелочного металла, карбоновые кислоты и их соли, в том числе в форме нелетучих органических и неорганических кислот и их солей, фосфаты щелочных металлов, фосфиты щелочных металлов, сульфаты щелочных металлов, причем третий компонент, в частности, включает одно или более из следующих соединений: натрия гидроксид, калия гидроксид, лития гидроксид, натрия ацетат, калия ацетат, лития ацетат, натрия карбонат, калия карбонат, лития карбонат, натрия бикарбонат, калия бикарбонат, лития бикарбонат, натрия метанолят, калия метанолят, лития метанолят, натрия стеарат, калия стеарат, лития стеарат, натрия фенолят, калия фенолят, лития фенолят, натрия бисфенолят, калия бисфенолят, лития бисфенолят, динатрия бисфенолят, дикалия бисфенолят, дилития бисфенолят, натрия бензоат, калия бензоат, лития бензоат, натрия борогидрид, калия борогидрид, лития борогидрид, натрия амид, калия амид, лития амид, натрия фосфат, динатрия гидрофосфат, натрия дигидрофосфат, калия фосфат, дикалия гидрофосфат, калия дигидрофосфат, лития фосфат, дилития гидрофосфат, лития дигидрофосфат, натрия сульфат, натрия гидросульфат, натрия-калия фосфат, натрия станнат, калия станнат.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения третий компонент включает динатрия бисфенолят.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения третий компонент включает дикалия бисфенолят.
Особо предпочтительно, чтобы третий компонент включал динатрия бисфенолят и дикалия бисфенолят.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения комбинация катализаторов по настоящему изобретению осуществлена так, что четвертый компонент включает одно или более из следующих серосодержащих органических соединений: бутил-п-толуолсульфонат, бензолсульфокислоту, бензолсульфонат, п-толуолсульфокислоту, п-толуолсульфонат, метилбензолсульфокислоту, метилбензолсульфонат, этилбензолсульфонат, этилбензолсульфокуслоту, н-бутилбензолсульфонат, н-бутилбензолсульфокислоту, фенилбензолсульфонат, фенилбензолсульфокислоту, метил-п-толуолсульфокислоту, метил-п-толуолсульфонат, этил-п-толуолсульфонат, этил-п-толуолсульфокислоту, н-бутил-п-толуолсульфонат, н-бутил-толуолсульфокислоту, октил-п-толуолсульфокислоту, октил-п-толуолсульфонат, фенил-п-толуолсульфонат, фенил-п-толуолсульфокислоту, трифторметансульфонат, трифторметансульфокислоту, нафталинсульфонат, нафталинсульфокислоту, диметилсульфонат, диметилсульфокислоту, диэтилсульфонат, диэтилсульфокислоту.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения четвертый компонент состоит из бутил-п-толуолсульфоната.
Особенно хорошие результаты получают, если комбинация катализаторов по настоящему изобретению осуществлена так, что первый компонент включает тетраэтиламмония гидроксид, второй компонент включает тетрафенилфосфония фенолят, третий компонент включает динатрия бисфенолят, и четвертый компонент включает бутил-п-толуолсульфонат.
В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения комбинация катализаторов по настоящему изобретению осуществлена так, что первый компонент состоит из тетраэтиламмония гидроксида, второй компонент состоит из тетрафенилфосфония фенолята, третий компонент состоит из динатрия бисфенолята, и четвертый компонент состоит из бутил-п-толуолсульфоната.
Кроме того, способ по настоящему изобретению относится к применению описанной комбинации катализаторов в способе получения поликарбоната.
Фиг. 1 демонстрирует схематическое изображение способа по настоящему изобретению, в котором добавление отдельных компонентов комбинации катализаторов осуществляют во время отдельных стадий реакции.
Особо предпочтительный вариант осуществления способа по настоящему изобретению представлен на Фиг. 2.
Потоки (50) и (51) сырьевых материалов в определенном молярном отношении дифенилкарбоната (DPC) к бисфенолу А (ВРА) объединяют и смешивают и хранят в резервуаре (60) для смеси сырьевых материалов при температуре, не превышающей 170°С. Смесь сырьевых материалов из резервуара для смеси сырьевых материалов перекачивают насосом в первый реактор (61) переэтерификации.
Сырьевые материалы преобразуют в присутствии первого компонента (52) при температуре, лежащей в диапазоне от 180°С до 260°С, и давлении, лежащем в диапазоне от 300 кПа (абс) до 5 кПа (абс).
Затем промежуточный продукт из реактора 1 (61) переэтерификации перемещают в реактор 2 (62) переэтерификации и при температуре, лежащей в диапазоне от 180°С до 260°С, которая выше температуры в предыдущем реакторе, и при давлении, лежащем в диапазоне от 300 кПа (абс) до 5 кПа (абс), которое ниже давления в предыдущем реакторе, подвергают дальнейшему преобразованию.
Затем промежуточный продукт из реактора 2 (62) переэтерификации перемещают в реактор 3 (63) переэтерификации и при температуре, лежащей в диапазоне от 180°С до 260°С, которая выше температуры в предыдущем реакторе, и при давлении, лежащем в диапазоне от 300 кПа (абс) до 5 кПа (абс), которое ниже давления в предыдущем реакторе, подвергают дальнейшему преобразованию.
Продукт переэтерификации из реактора 3 (63) переэтерификации перемещают на следующую стадию реакции или в реактор 1 (64) предполиконденсации. Кроме того, добавляют второй компонент (53) и третий компонент (54). Реакцию проводят при температуре, лежащей в диапазоне от 210°С до 260°С, и давлении, лежащем в диапазоне от 10 кПа (абс) до 1 кПа (абс).
Промежуточный продукт из реактора 1 (64) предполиконденсации делят на части в зависимости от числа последующих технологических линий и проводят дальнейшую реакцию в реакторе 2 (65) или (67) предполиконденсации. Реакцию проводят при температуре, лежащей в диапазоне от 250°С до 300°С, и давлении, лежащем в диапазоне от 1 кПа (абс) до 0,1 кПа (абс).
Затем промежуточный продукт из реактора 2 (65) или (67) предполиконденсации направляют в реактор (66) или (68) поликонденсации и добавляют четвертый компонент (57) или (58). Промежуточный продукт преобразуют при температуре, лежащей в диапазоне от 280°С до 310°С, и давлении, лежащем в диапазоне от 1 кПа (абс) до 0,01 кПа (абс), до желаемой конечной длины цепи.
В выходящий из реактора поликонденсации поток (55) или (56)поликарбоната на следующей стадии добавляют добавки и/или гранулируют его.