專利名稱：聚碳酸酯基質的制作方法
本申請涉及具有高純度和極高透射率(尤其對短波長)的以1，1-雙-(4-羥基苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己酮和4，4-(間亞苯基二異丙基)二酚為基礎的聚碳酸酯的生產(chǎn)方法，以及這樣獲得的聚碳酸酯用于生產(chǎn)光學數(shù)據(jù)存儲器的用途和這樣生產(chǎn)的光學數(shù)據(jù)存儲器。
光學數(shù)據(jù)載體需要高純度聚碳酸酯，因為聚碳酸酯處于激光的光學輻射路徑中而且存儲在聚碳酸酯中的信息結構表現(xiàn)了微米或亞微米范圍的數(shù)量級。此外，存在著甚至進一步提純信息結構的趨勢-以創(chuàng)造更高的信息密度-和然后使用具有更短波長的激光，例如發(fā)射藍光的那些(＜420nm)。因此本發(fā)明的目的是開發(fā)在短波光線范圍顯示更高透射率的數(shù)據(jù)載體以及數(shù)據(jù)載體的生產(chǎn)方法。
作為獲得高存儲密度的另一個先決條件，所用聚碳酸酯必須具有低折射指數(shù)。這種聚碳酸酯以前在EP-A-691 361中描述過，它也提到了高透光率在聚碳酸酯中的重要性。然而，它給出的在整個波長范圍的積分量僅為＞85％。可是，該積分量沒有提及在有價值的短波范圍(390nm-450nm)中的透射性。
聚碳酸酯一般通過稱之為相界法的方法來生產(chǎn)，其中堿鹽形式的二羥基二芳基鏈烷烴與光氣在無機堿如氫氧化鈉溶液和有機溶劑的存在下在多相中反應，其中產(chǎn)物聚碳酸酯容易溶解。在反應過程中，水相在有機相中乳化，形成了各種尺寸的液滴。在反應后，含聚碳酸酯的有機相通常用含水液體洗滌幾次，并在各洗滌步驟之后盡可能徹底地從水相中分離。
含水液體如稀無機酸，尤其HCl或H3PO4用作分離催化劑的洗滌液，其中HCl或H3PO4在洗滌液中的濃度例如是0.5-1.0wt％，以及用完全脫鹽、超濾、低金屬含量水進一步純化。
本身已知的分離容器、相分離器、離心機或聚結器，或者這些設備的結合用作分離洗滌液的相分離設備。
對此，一般通過在減壓和高溫下蒸發(fā)溶劑，或通過噴霧干燥來回收聚碳酸酯。聚碳酸酯然后積聚成粉末。聚碳酸酯還能夠通過從有機溶液中沉淀出來，隨后干燥殘余物來獲得。用于蒸發(fā)和除去(殘余)溶劑的另一可行辦法是擠出，而擠出蒸發(fā)器技術代表了另一選擇方案。
本發(fā)明的目的是提供用于生產(chǎn)即使在短波光線下也高度透明的純聚碳酸酯的改進方法。
現(xiàn)在已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，聚碳酸酯的透光率與最終生產(chǎn)階段-溶劑的除去和蒸發(fā)-和進一步加工直接相關。尤其，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些工藝階段中的溫度對聚碳酸酯的短波長透光性能具有重要影響。
因此，本申請?zhí)峁┝松a(chǎn)和進一步加工以1，1-雙-(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己酮和4，4-(間亞苯基二異丙基)二酚為基礎的聚碳酸酯的方法，特征在于聚碳酸酯在不高于290℃，優(yōu)選不高于285℃的溫度下，尤其優(yōu)選240至尤其不高于280℃的溫度下加工和/或進一步加工。
聚碳酸酯可根據(jù)普遍已知的方法來生產(chǎn)。聚碳酸酯優(yōu)選通過相界法來生產(chǎn)，其中在溶劑分離階段應該不超過根據(jù)本發(fā)明的溫度，以及在任選后續(xù)加工階段也不超過該溫度。
在優(yōu)選實施方案中，在聚碳酸酯生產(chǎn)反應之后，直接過濾反應混合物和/或過濾和任選洗滌已經(jīng)獲得和分離的有機聚碳酸酯相和/或任選熱過濾從洗滌液中分離的有機聚碳酸酯相。
優(yōu)選進行這些過濾步驟的至少兩種，尤其所有三種。
在優(yōu)選的變型中，尤其在熱過濾的情況下，過濾步驟進行至少一次，優(yōu)選兩次，更優(yōu)選至少三次和特別是逐步過濾。逐步過濾用粗孔過濾器開始，然后換用細孔過濾器。在工藝階段中優(yōu)選用粗孔過濾器過濾兩相介質。
在工藝階段中，用小孔尺寸的過濾器進行熱過濾。為此重要的是，聚碳酸酯相盡可能以均勻溶液存在。這可以通過加熱有機聚碳酸酯相來實現(xiàn)，該有機聚碳酸酯相通常還含有含水洗滌液的殘余物。對此，洗滌液溶解在有機溶劑中，形成了透明溶液。先前溶解的雜質，尤其溶解的堿鹽沉淀出來，并且能夠過濾掉。
除了上述方法以外，還可以使用已知的凍熔方法，以獲得均勻溶液。
使用膜濾器和燒結金屬過濾器或袋式過濾器作為實施根據(jù)本發(fā)明的過濾的過濾器。過濾器的孔尺寸一般是0.05-5μm，優(yōu)選0.05-1.5μm，尤其大約0.2μm、0.6μm或大約1.0μm。這些過濾器例如可以從Pall GmbH公司，D-63363 Dreieich，和Krebsbge GmbH公司，D-42477 Radevormwald(型號SIKA-R CU1AS)商購。
用于本工藝的惰性有機溶劑的實例是二氯甲烷、各種二氯乙烷和氯丙烷化合物、氯苯和氯甲苯，二氯甲烷和二氯甲烷和氯苯的混合物是優(yōu)選使用的。
該反應能夠用催化劑如叔胺、N-烷基哌啶或鎓鹽來加速。三丁基胺、三乙基胺和N-乙基哌啶是優(yōu)選使用的。單官能酚，如苯酚、枯基酚、對叔丁基酚或4-(1，1，3，3-四甲基丁基)酚能夠用作鏈終止劑和分子量調(diào)節(jié)劑。靛紅雙甲酚例如能夠用作支化劑。
為了生產(chǎn)高純度聚碳酸酯，將雙酚溶解在含水堿相，優(yōu)選氫氧化鈉溶液中。將生產(chǎn)共聚碳酸酯任選需要的鏈終止劑以1.0-20.0mol％/mol雙酚的量溶解在含水堿相中，或者加入到在惰性有機相中大量存在的雙酚之中。然后將光氣引入到含有其它反應組分的混合機中，并進行聚合。
使用1，1-雙-(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己酮和4，4-(間亞苯基二異丙基)二酚(雙酚M)和任選的它們的混合物作為雙酚，其中1，1-雙-(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己酮總是以＞0.1mol％的量存在。優(yōu)選的1，1-雙-(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己酮濃度是在40和60mol％之間。根據(jù)本發(fā)明使用的雙酚化合物與碳酸化合物，尤其光氣反應。
任選使用的鏈終止劑包括單酚或單羧酸。適合的單酚包括苯酚本身、烷基酚如甲酚、對叔丁基酚、對枯基酚、對正辛基酚、對異辛基酚、對正壬基酚和對異壬基酚，鹵代酚如對氯酚、2，4-二氯酚、對溴酚和2，4，6-三溴酚和它們的混合物。
適合的單羧酸是苯甲酸、烷基苯甲酸和鹵代苯甲酸。
優(yōu)選的鏈終止劑是具有結構式(I)的酚類 其中R是氫、叔丁基、或支化或非支化C8和/或C9烷基。優(yōu)選的鏈終止劑是苯酚和對叔丁基酚。
鏈終止劑的用量是0.1-5mol％，相對于在各種情況下使用的雙酚。鏈終止劑可以在光氣化之前、之中或之后添加。
任選還可以向反應中加入支化劑。優(yōu)選的支化劑是聚碳酸酯化學中已知的三官能或三官能以上化合物，尤其具有三個或三個以上酚OH基的那些。
優(yōu)選的支化劑的實例還包括間苯三酚、4，6-二甲基-2，4，6-三(4-羥苯基)-2-庚烯、4，6-二甲基-2，4，6-三(4-羥苯基)庚烷、1，3，5-三(4-羥苯基)苯、1，1，1-三(4-羥苯基)乙烷、三(4-羥苯基)苯基甲烷、2，2-雙[4，4-雙(4-羥苯基)環(huán)己基]丙烷、2，4-雙(4-羥苯基異丙基)酚、2，6-雙(2-羥基-5’-甲基芐基)-4-甲基酚、2-(4-羥苯基)-2-(2，4-二羥苯基)丙烷、六-(4-(4-羥苯基異丙基)苯基)鄰對苯二甲酸酯、四-(4-羥苯基)甲烷、四-(4-(4-羥苯基異丙基)苯氧基)甲烷和1，4-雙(4’，4”-二羥基三苯基)甲基)苯以及2，4-二羥基苯甲酸、1，3，5-苯三酸、氰脲酰氯和3，3-雙(3-甲基-4-羥苯基)-2-氧代-2，3-二氫吲哚。
任選使用的支化劑的量是0.05mol％-2mol％，基于在各種情況下使用的雙酚摩爾數(shù)計。
支化劑可以與二元酚和鏈終止劑一起引入到含水堿相或者在光氣化之前溶解在有機溶劑中加入。
根據(jù)本發(fā)明的聚碳酸酯是共聚碳酸酯和它們的混合物。術語聚碳酸酯用來表示可通過根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的聚碳酸酯基質。
根據(jù)本發(fā)明的聚碳酸酯具有10,000-30,000，優(yōu)選12,000-25,000的平均分子量Mw(通過預先校準后的凝膠滲透色譜法測定)。
用根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的聚碳酸酯在波長為400nm時以超過86％，尤其超過88％的透射率為特征，透射率按ASTM E313(StandardPractice for Calculating Yellowness and Whiteness Indicesfrom Instrumentally Measured Color Coordinates，AmericanSociety for Testing and Materials，100 Barr Harbor Dr.，WestConehohochen，PA 19428；Designation E313-98)測定。
因此，本申請還提供了可通過本發(fā)明方法獲得的具有高純度和尤其在藍激光輻射下透射率特別高的聚碳酸酯。
本申請還提供了主要由以1，1-雙-(4-羥基苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己酮和4，4-(間亞苯基二異丙基)二酚為基礎的聚碳酸酯生產(chǎn)的光學數(shù)據(jù)存儲器，該聚碳酸酯特征在于在400nm的波長具有超過86％，尤其超過88％的透射率(根據(jù)ASTM E 313)。根據(jù)本發(fā)明的光學數(shù)據(jù)載體尤其是可讀、可寫或可多次重寫的那些，其中在讀或寫方法中使用激光束。使用激光束在390-500nm，尤其優(yōu)選395-450nm波長范圍內(nèi)寫或讀的光學數(shù)據(jù)載體是優(yōu)選的。對此，光學數(shù)據(jù)載體可以具有一個信息層/盤，如在音頻CD、DVD5或磁-光寫，如小型磁盤的情況中那樣，兩個信息層，如在DVD9、DVD10的情況中那樣，或者兩個以上信息層，如在例如DVD18的情況中那樣。光學數(shù)據(jù)載體通過已知方法，例如通過根據(jù)本發(fā)明的聚碳酸酯的注塑或注-壓塑法來生產(chǎn)。
以下實施例用來闡明本發(fā)明。本發(fā)明不受限于這些實施例。
這樣生產(chǎn)的聚碳酸酯在400nm顯示了87.7％的透射率(根據(jù)ASTM E313)。整個波長范圍的積分透射率是90.3％。
這樣生產(chǎn)的聚碳酸酯在400nm顯示了87.9％的透射率(根據(jù)ASTM E313)。整個波長范圍的積分透射率是90.3％。對比例1
與實施例1相同，只是產(chǎn)物在擠出機中的熔體溫度是245℃(當聚碳酸酯溶液進入擠出機時)到295℃(當離開擠出機時)。
這樣生產(chǎn)的聚碳酸酯在400nm顯示了85.2％的透射率(根據(jù)ASTM E313)。整個波長范圍的積分透射率是90.0％。對比例2與實施例1相同，只是產(chǎn)物在擠出機中的熔體溫度是265℃(當聚碳酸酯溶液進入擠出機時)到320℃(當離開擠出機時)。
這樣生產(chǎn)的聚碳酸酯在400nm顯示了83.2％的透射率(根據(jù)ASTM E313)。整個波長范圍的積分透射率是89.8％。
權利要求
1.生產(chǎn)和進一步加工以1，1-雙-(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己酮和4，4-(間亞苯基二異丙基)二酚為基礎的聚碳酸酯的方法，特征在于聚碳酸酯的加工和/或進一步加工在290℃以下的溫度下進行。
2.根據(jù)權利要求1的方法，特征在于聚碳酸酯的加工和進一步加工是在285℃以下的溫度下進行。
3.可通過權利要求1和2定義的方法獲得的聚碳酸酯。
4.以1，1-雙-(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己酮和4，4-(間亞苯基二異丙基)二酚為基礎的聚碳酸酯，特征在于在400nm的波長具有超過86％的根據(jù)ASTM E313測得的透射率。
5.在權利要求4中規(guī)定的聚碳酸酯用于生產(chǎn)光學數(shù)據(jù)載體的用途。
6.主要由以1，1-雙-(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己酮和4，4-(間亞苯基二異丙基)二酚為基礎的聚碳酸酯生產(chǎn)的光學數(shù)據(jù)載體，其中聚碳酸酯在400nm的波長具有超過86％的根據(jù)ASTM E313測得的透射率。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有高純度和尤其在短波長下具有極高透射率的聚碳酸酯的生產(chǎn)方法。本發(fā)明聚碳酸酯以1，1－雙－(4－羥苯基)－3，3，5－三甲基環(huán)己酮和4，4－(間亞苯基二異丙基)二酚為基礎生產(chǎn)。本發(fā)明還涉及所獲得的聚碳酸酯、它在光學存儲器的生產(chǎn)中的用途和根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的光學存儲器。
文檔編號G11B7/2534GK1395591SQ01803713
公開日2003年2月5日 申請日期2001年1月3日 優(yōu)先權日2000年1月13日
發(fā)明者T·范奧澤萊爾, S·屈林, P·維羅克斯, H·普洛姆彭, R·范桑特 申請人:拜爾公司, 拜爾安特衛(wèi)普有限公司