説明

ポリカーボネート−ULTEMブロックコポリマー

本発明は、ヒドロキシ末端ポリエーテルイミド又はポリイミドに由来する残基、ジヒドロキシ化合物に由来する残基、及び活性化カーボネートに由来する残基を含む新規なブロックコポリカーボネートを提供する。本発明の好ましい実施形態では、ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックは高いMを示し、一方得られるブロックコポリカーボネートは単一のTを示す。本発明の新規なブロックコポリカーボネートは活性化カーボネート源の存在下溶融重合条件下で製造される。

【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
他のポリマーのセグメントを含むポリカーボネートのブロックコポリマーは公知である。例えば、ポリアルキレングリコールから誘導されたセグメントを含むビスフェノール−Aカーボネートのブロックコポリマーを開示するGoldbergの米国特許第3030335号、Adelmannらの米国特許第4252922号、及びBehnkeらの米国特許第4436839号を参照されたい。Schreckenbergらの米国特許第4217437号では、ポリアルキレングリコールが、例えばジフェノールカーボネートで末端官能化されていて有利である。かかるブロックコポリマーは、他のポリマーのセグメントによりポリカーボネートに授与される強靱性のために、それ自体がフィルム形成剤及び成形品として有用である。また、ブロックコポリマーはポリカーボネート樹脂、並びに多くの他の熱可塑性付加及び縮合ポリマーとブレンドして熱可塑性付加及び縮合ポリマーを提供して、ブレンドしてない樹脂と比較して顕著に改良された弾性特性を示す熱可塑性成形用組成物を提供することもできる。
【0002】
極めて有用な一群の耐熱性熱可塑性ポリマーは、ビスエーテル無水物を芳香族ジアミンと反応させることによって作成されるポリエーテルイミド樹脂からなる。例えば、2,2−ビス[4−2,3−ジカルボキシフェノキシフェニル]プロパン二無水物(BPA−DA)とメタフェニレンジアミンとの反応生成物を開示しているHeath及びWirthの米国特許第3847867号を参照されたい。この線状ポリマーは、アミノ基を末端とし、非常に高い分子量と高い融点(T、通例=216EC)を有する。かかる材料は芳香族ポリカーボネートと容易にブレンドすることができない。というのは、1つはポリエーテルイミド樹脂、もう1つはポリカーボネートに対応する2つのTを有する混合物が得られるからである。その上、アミノ末端基があるために、ポリエーテルイミドは、芳香族ポリカーボネートセグメントを有するコポリマー中のブロックとして、ポリエーテルとの場合のようにうまく使用することができない。
【0003】
米国特許第4611048号は、ヒドロキシル基で末端官能化された低分子量のポリエーテルイミドの製造方法を開示している。かかるポリエーテルイミドを多価フェノール及びカーボネート前駆体と反応させると、驚くべきことに、ただ一つのガラス転移温度Tを示すブロックコポリマーが得られる。かかる低分子量ポリエーテルイミドコポリマーはまた高い固有粘度を示し、そのためエンジニアリング熱可塑性材料として有用であり、しかも驚くべきことに他の樹脂と相溶性であって、多くの新しい成形用組成物を提供し得る。
【0004】
上記低分子量ポリエーテルイミドブロックコポリカーボネートを製造するための界面法は米国特許第4657977号に開示されている。このプロセスは、ポリカーボネートとの共重合の前にポリエーテルイミドオリゴマーを配合及び単離することを開示している。この方法には幾つかの不都合が伴う。例えば、そのブロックコポリカーボネートを製造するには度を超えた数の段階が必要とされること、並びにその製造には度を超えた数のプロセス用機器の部品が必要とされることである。さらに、このブロックコポリカーボネートを作成するための界面法は、ジヒドロキシ及びポリエーテルイミドオリゴマーの遅い反応速度及び/又は異なる反応性のために、得られるコポリマー内にブロックの不均一な分布を生じると考えられる。かかる不均一な分布の故に、コポリカーボネート内のブロックのランダムさを促進し、得られるコポリカーボネートの単一のT又は一相系を推進するために、ポリエーテルイミドブロックを低分子量に維持する必要があった。コポリカーボネートが高分子量のポリエーテルイミドブロックを有している一方で得られるコポリカーボネートの単一の相を維持する、コポリカーボネートを提供する方法を見出すことが有利であろう。
【特許文献1】米国特許第3030335号明細書
【特許文献2】米国特許第4252922号明細書
【特許文献3】米国特許第4436839号明細書
【特許文献4】米国特許第4217437号明細書
【特許文献5】米国特許第3847867号明細書
【特許文献6】米国特許第4611048号明細書
【特許文献7】米国特許第4657977号明細書
【特許文献8】米国特許出願公開第2002/0132957号明細書
【特許文献9】米国特許出願公開第2004/0068086号明細書
【特許文献10】米国特許出願公開第2004/0087756号明細書
【特許文献11】米国特許第4323668号明細書
【特許文献12】米国特許第5091591号明細書
【特許文献13】米国特許第5151491号明細書
【特許文献14】米国特許第5276129号明細書
【特許文献15】米国特許第5525701号明細書
【特許文献16】米国特許第5696222号明細書
【特許文献17】米国特許第6177536号明細書
【特許文献18】米国特許第6252036号明細書
【特許文献19】米国特許第6300459号明細書
【特許文献20】米国特許第6303734号明細書
【特許文献21】米国特許第6399739号明細書
【特許文献22】米国特許第6403754号明細書
【特許文献23】米国特許第6410777号明細書
【特許文献24】米国特許第6417291号明細書
【特許文献25】米国特許第6420512号明細書
【特許文献26】米国特許第6420588号明細書
【特許文献27】米国特許第6469192号明細書
【特許文献28】特開平10−101786号公報
【特許文献29】特開平10−101787号公報
【特許文献30】特開平11−302228号公報
【特許文献31】特開2002−309015号公報
【特許文献32】特開平5−9282号公報
【特許文献33】国際公開第03/040208号パンフレット
【特許文献34】国際公開第03/106149号パンフレット
【特許文献35】特開昭63−6271号公報
【特許文献36】特開平4−77550号公報
【特許文献37】欧州特許出願公開第0383977号明細書
【特許文献38】米国特許第6500914号明細書
【特許文献39】米国特許第6506871号明細書
【特許文献40】米国特許第6518391号明細書
【特許文献41】米国特許第6525163号明細書
【特許文献42】米国特許第6548623号明細書
【特許文献43】米国特許第6590068号明細書
【特許文献44】米国特許第6600004号明細書
【特許文献45】米国特許第6653434号明細書
【特許文献46】米国特許第6706846号明細書
【特許文献47】米国特許第6710156号明細書
【特許文献48】米国特許第6723823号明細書
【特許文献49】米国特許第6734277号明細書
【特許文献50】米国特許第6747119号明細書
【特許文献51】米国特許第4387193号明細書
【特許文献52】米国特許第5229482号明細書
【特許文献53】米国特許第4673708号明細書
【特許文献54】米国特許第4548997号明細書
【特許文献55】米国特許第4250279号明細書
【特許文献56】米国特許第3946090号明細書
【特許文献57】米国特許第4225687号明細書
【特許文献58】米国特許第4387193号明細書
【特許文献59】米国特許第4430484号明細書
【特許文献60】米国特許第6235866号明細書
【特許文献61】米国特許第2465319号明細書
【特許文献62】米国特許第2901466号明細書
【特許文献63】米国特許第3018272号明細書
【特許文献64】米国特許第3047539号明細書
【特許文献65】米国特許第3546008号明細書
【特許文献66】米国特許第3803085号明細書
【特許文献67】米国特許第3850885号明細書
【特許文献68】米国特許第3852242号明細書
【特許文献69】米国特許第3855178号明細書
【特許文献70】米国特許第3884882号明細書
【特許文献71】米国特許第3905942号明細書
【特許文献72】米国特許第3972902号明細書
【特許文献73】米国特許第3983093号明細書
【特許文献74】米国特許第4097446号明細書
【特許文献75】米国特許第4141927号明細書
【特許文献76】米国特許第4147740号明細書
【特許文献77】米国特許第4174358号明細書
【特許文献78】米国特許第4251644号明細書
【特許文献79】米国特許第4259458号明細書
【特許文献80】米国特許第4315086号明細書
【特許文献81】米国特許第4346194号明細書
【特許文献82】米国特許第4443591号明細書
【特許文献83】米国特許第4455410号明細書
【特許文献84】米国特許第4474927号明細書
【特許文献85】米国特許第4659760号明細書
【特許文献86】米国特許第4732938号明細書
【特許文献87】米国特許第4755566号明細書
【特許文献88】米国特許第4877848号明細書
【特許文献89】米国特許第4908277号明細書
【特許文献90】米国特許第4957980号明細書
【特許文献91】米国特許第5037900号明細書
【特許文献92】米国特許第5300332号明細書
【特許文献93】米国特許第5300572号明細書
【特許文献94】米国特許第4539370号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、ポリエーテルイミドとポリイミドのブロックコポリカーボネートの新しい製造方法を提供することによって従来技術の問題を解決する。単一のTを示す高分子量のポリエーテルイミド及びポリイミドブロックコポリカーボネートを製造できることが判明した。さらに、本発明の方法は、溶融重合において活性化されたジアリールカーボネートを用いることにより、ポリエーテルイミド又はポリイミドオリゴマーを単離することなく実施できることが判明した。本発明はさらに、ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックが7000より大きい平均Mを有する新規なポリエーテルイミド及びポリイミドブロックコポリカーボネートを提供する。
【0006】
一実施形態では、本発明は、ブロックコポリマーの製造方法を提供し、この方法は以下の段階を含んでいる。
(i)ヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーブロック又はポリイミドオリゴマーブロックを含む第1の反応混合物を形成し、
(ii)第1の反応混合物に活性化カーボネート及びジヒドロキシ組成物を添加することにより第2の反応混合物を形成し、
(iii)第2の反応混合物を反応させることによりブロックコポリカーボネートを形成する。
【0007】
本発明の別の局面は、ポリエーテルイミドブロックコポリカーボネートを提供することであり、このポリエーテルイミドブロックコポリカーボネートは上記方法で製造することができ、ここでブロックコポリマーは、
(i)ヒドロキシ末端ポリエーテルイミド又はポリイミドに由来する残基、
(ii)(i)とは異なるジヒドロキシ化合物に由来する残基、及び
(iii)活性化カーボネートに由来する残基
からなる。
【0008】
さらに別の実施形態では、本発明は、上記方法で製造することができるブロックコポリマーを提供し、ここでブロックコポリマーは以下のブロックを含んでなる。
(i)ポリエーテルイミド又はポリイミド(このブロックは7000以上の平均Mを有する)、及び
(ii)ポリカーボネート。
ここで、当該ブロックコポリマーに対する(i)のブロックの重量比は0.10〜0.90である。
【0009】
本発明は、ポリエーテルイミド又はポリイミドとポリカーボネートの相溶化されたブレンドを形成することを始めとして多くの用途に有用な新規なブロックコポリマーを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明は、ポリエーテルイミド及びポリイミドブロックコポリカーボネートを製造するための新規な方法を提供することによって、従来技術の問題を解決する。本発明により、溶融重合プロセスでカーボネート源として活性化されたジアリールカーボネートを用いることによって、ポリエーテルイミド又はポリイミドオリゴマーを単離することなく有利にポリエーテルイミド及びポリイミドブロックコポリカーボネートを製造できることが判明した。また、本発明の方法は、単一の値のTを示すブロックコポリカーボネート中に高分子量のポリイミド及びポリエーテルイミドブロックを提供することも判明した。
【0011】
本発明の好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明及びその後の実施例を参照することにより、本発明がより容易に理解できるであろう。本明細書及び特許請求の範囲では多くの用語を使用するが、以下の意味をもつものとして定義される。
【0012】
単数形態は、前後関係から明らかに他の意味を示さない限り、複数も含む。
【0013】
「任意」又は「場合により」とは、以後に記載される事象又は状況が起こってもよいし起こらなくてもよいことを意味し、その記載はその事象が起こる場合と起こらない場合とを包含することを意味している。
【0014】
本明細書で使用する場合、用語「溶媒」とは、単一の溶媒又は溶媒の混合物を指すことができる。
【0015】
本明細書で使用する場合、用語「溶融ポリカーボネート」とは、ジアリールカーボネート(炭酸ジアリール)とジヒドロキシ化合物のエステル交換によって作成されたポリカーボネートをいう。
【0016】
「BPA」は、本明細書中では、ビスフェノールA又は2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンと定義される。
【0017】
「ポリカーボネート」とは、1種以上のジヒドロキシ芳香族化合物から誘導された繰返し単位を有するポリカーボネートをいい、コポリエステルカーボネート、例えばレゾルシノール、ビスフェノールA、及びドデカン二酸から誘導された繰返し単位を含むポリカーボネートを包含する。本願明細書及び特許請求の範囲のいかなる記載も、前後関係で明瞭に限定されない限り、ポリカーボネートを唯一種のジヒドロキシ残基に限定するものではない。従って、本出願は、2、3、4、又はそれ以上のタイプのジヒドロキシ化合物の残基を含むコポリカーボネートを包含する。
【0018】
「ポリカーボネートブロック」とは、コポリマー内のポリエーテルイミドブロック間のポリカーボネート結合をいう。これらのポリカーボネートブロックは、一般に統計的性質を有しており、本発明のあらゆる所与のコポリカーボネート内で長さが百〜数百のカーボネート単位の範囲であり得る。
【0019】
ポリカーボネートとポリエーテルイミド又はポリイミドの「相溶化されたブレンド」とは、そのブレンドが単一のTを示すことを意味する。
【0020】
用語Mは、数平均分子量と理解され、g/molで測定される。
【0021】
本願明細書及び特許請求の範囲の数値は平均値である。また、これらの数値は、同じ数の有効数字に換算した時に同じになる数値及び本出願でその値を決定するのに用いた測定技術の実験誤差未満だけ表示した値とは異なる数値を含むものと了解されたい。
【0022】
はガラス転移温度である。
【0023】
本発明の一実施形態は、以下のブロックを含むブロックコポリマーを提供する。
(i)7000以上の平均Mを有するポリエーテルイミド又はポリイミドブロック。
(ii)ポリカーボネートブロック。
ただし、このブロックコポリマーに対するブロック(i)の重量比は0.10〜0.90である。
【0024】
本発明のポリエーテルイミドブロックコポリカーボネートを製造するのに使用するヒドロキシ−末端ポリエーテルイミドブロックは通例次式のものである。
【0025】
【化1】

式中、nは12以上の整数であり、−O−T基は次式のものからなる群から選択される。
【0026】
【化2】

ここで、Rは水素、低級アルキル又は低級アルコキシである。また、前記式中のZは次式のもの及び下記一般式の二価有機基からなる群のいずれかである。
【0027】
【化3】

【0028】
【化4】

式中、Yは次式の二価基からなる群から選択されるものである。
【0029】
【化5】

また、qは0又は1であり、yは1〜5の整数である。なお、前記式中のRは、(1)6〜20個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基及びそのハロゲン化誘導体、(2)2〜20個の炭素原子を有するアルキレン基及びシクロアルキレン基、C(2−8)アルキレン末端ポリジオルガノシロキサン、並びに(3)下記式に包含される二価基からなる群から選択される二価有機基である。
【0030】
【化6】

式中、Qは次式のものからなる群から選択されるものである。
【0031】
【化7】

式中のxは1〜5の整数である。また、前記式中のRは上記Rに対して定義されたものである。
【0032】
好ましい特徴において、ヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーは次式のもの、殊に−O−Z−O−基の二価結合が3,3’位、3,4’位、4,3’位、又は4,4’位にあるものである。
【0033】
【化8】

また、Zが次式のものである上記定義のオリゴマーも製造される。
【0034】
【化9】

好ましいオリゴマーは上記第1の式で定義され、RとRが独立して次式のものから選択されるものである。
【0035】
【化10】

特に、Rが次式のものであり、Rがその次の式のものであるオリゴマーがある。
【0036】
【化11】

【0037】
【化12】

一実施形態では、nの数値は12より大きく、ここで12より大きいn値はポリエーテルイミドブロックについて7000より大きい平均M値に対応する。
【0038】
本発明で記載するポリカーボネートブロックは特に限定されることはない。これらのブロックは統計的に分布しており、すなわち、長さが1〜数百単位までのいずれであってもよい。さらに、これらのブロックはポリエーテルイミドブロック組成物とは異なる1種以上のジヒドロキシ組成物から誘導され得、これらの異なるジヒドロキシ組成物はブロック全体に統計的に分布している。本発明の特に好ましいブロックコポリマーとしては、ポリカーボネートブロックが次の一般式のものであるブロックコポリマーがある。
【0039】
【化13】

式中、Xは結合、C〜Cアルキレン、C〜Cアルキリデン、C〜C15シクロアルキレン、C〜C15シクロアルキリデン、SO、SO、O、CO及び次式のものからなる群から選択される。
【0040】
【化14】

例えば、Xは2,2−イソプロピリデンである。Rは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、C〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、又はC〜C20アリール基を表し、mは0〜4の整数である。好ましくは、Rは3’又は5’位の水素原子又はメチル基であり、mは2である。
【0041】
別の好ましい実施形態では、ポリカーボネートブロックは次の一般式のものである。
【0042】
【化15】

式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、C〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、又はC〜C20アリール基を表し、mは0〜4の整数である。ポリカーボネートブロックはヒドロキノン、レゾルシノール、メチルヒドロキノン、ブチルヒドロキノン、フェニルヒドロキノン、4−フェニルレゾルシノール及び4−メチルレゾルシノールからなる群から誘導され得る。
【0043】
本発明で記載したポリカーボネートブロックは通例ジヒドロキシ組成物から誘導される。ジヒドロキシ組成物は芳香族ジヒドロキシ化合物に限定されるものではない。しかし、かかるジヒドロキシ芳香族化合物はこれらのタイプの用途に使用するのに好ましいことが多い。ジヒドロキシ化合物は脂肪族ジオール及び/又は酸からなることが考えられる。以下に、かかる化合物の非限定リストを挙げる。
【0044】
脂肪族ジオール
イソソルビド:1,4:3,6−ジアンヒドロ−D−ソルビトール、トリシクロデカン−ジメタノール(TCDDM)、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロデカン、テトラメチルシクロブタンジオール(TMCBD)、2,2,4,4−テトラメチルシクロブタン−1,3−ジオール、混合異性体、cis/trans−1,4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM)、cis/trans−1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、シクロヘキサ−1,4−イレンジメタノール、trans−1,4−シクロヘキサンジメタノール(tCHDM)、trans−1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、cis−1,4−シクロヘキサンジメタノール(cCHDM)、cis−1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、cis−1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,1’−ビ(シクロヘキシル)−4,4’−ジオール、ジシクロヘキシル−4,4’−ジオール、4,4’−ジヒドロキシビシクロヘキシル、及びポリ(エチレングリコール)。
【0045】
酸:
1,10−ドデカン二酸(DDDA)、アジピン酸、ヘキサン二酸、イソフタル酸、1,3−ベンゼンジカルボン酸、テレフタル酸、1,4−ベンゼンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、3−ヒドロキシ安息香酸(mHBA)、及び4−ヒドロキシ安息香酸(pHBA)。
【0046】
さらに、ジヒドロキシ組成物はジヒドロキシ芳香族化合物を含むことが考えられる。本発明の好ましいジヒドロキシ芳香族組成物はビスフェノールA(BPA)である。しかし、本発明の他のジヒドロキシ芳香族化合物も使用することができ、次式の構造を有するビスフェノール、下記式の構造を有するジヒドロキシベンゼン、及び下記式の構造を有するジヒドロキシナフタレンからなる群から選択される。
【0047】
【化16】

式中、R〜R10は独立して水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、C〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、又はC〜C20Cアリール基であり、Wは結合、酸素原子、イオウ原子、SO基、C〜C20脂肪族基、C〜C20芳香族基、C〜C20環式脂肪族基、又は次式の基である。
【0048】
【化17】

式中、R11とR12は独立して水素原子、C〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、又はC〜C20アリール基であるか、又はR11とR12は一緒になって、場合により1以上のC〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C21アラルキル、C〜C20シクロアルキル基、若しくはこれらの組合せによって置換されていてもよいC〜C20環式脂肪族環を形成する。
【0049】
【化18】

式中、R15は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、C〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、又はC〜C20アリール基であり、dは0〜4の整数である。
【0050】
【化19】

式中、R16、R17、R18及びR19は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、C〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、又はC〜C20アリール基であり、eとfは0〜3の整数であり、gは0〜4の整数であり、hは0〜2の整数である。
【0051】
適切なビスフェノールを以下に例示する。
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)、
2,2−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−ブロモ−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−イソプロピルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)−プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシ−5−イソプロピルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシ−5−イソプロピルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−t−ブチル−5−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−ブロモ−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−クロロ−5−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−ブロモ−5−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジイソプロピル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3,5−ジフェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラクロロフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラブロモフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラメチルフェニル)プロパン、
2,2−ビス(2,6−ジクロロ−3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(2,6−ジブロモ−3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−イソプロピルフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシ−5−イソプロピルフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシ−5−イソプロピルフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−t−ブチル−5−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−クロロ−5−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−5−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジイソプロピル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジフェニル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラクロロフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラブロモフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラメチルフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(2,6−ジクロロ−3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(2,6−ジブロモ−3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−イソプロピルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−クロロ−4−ヒドロキシ−5−イソプロピルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシ−5−イソプロピルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−t−ブチル−5−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
ビス(3−クロロ−5−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3−ブロモ−5−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジイソプロピル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(3,5−ジフェニル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラクロロフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラブロモフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラメチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(2,6−ジクロロ−3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(2,6−ジブロモ−3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
4,4’−ジヒドロキシ−1,1−ビフェニル、
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチル−1,1−ビフェニル、
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジオクチル−1,1−ビフェニル、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルチオエーテル、
1,3−ビス(2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、
1,3−ビス(2−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、
1,4−ビス(2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)ベンゼン、及び
1,4−ビス(2−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−2−プロピル)ベンゼン。
【0052】
適切なジヒドロキシベンゼンは、ヒドロキノン、レゾルシノール、メチルヒドロキノン、ブチルヒドロキノン、フェニルヒドロキノン、4−フェニルレゾルシノール及び4−メチルレゾルシノールで例示される。
【0053】
適切なジヒドロキシナフタレンは、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシ−3−メチルナフタレン、及び2,6−ジヒドロキシ−3−フェニルナフタレンで例示される。
【0054】
適切なジヒドロキシナフタレンは、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシ−2−メチルナフタレン、1,4−ジヒドロキシ−2−フェニルナフタレン及び1,3−ジヒドロキシナフタレンで例示される。
【0055】
本発明に従って使用するジヒドロキシ組成物の相対量と選択は、得られるポリエーテルイミドブロックコポリマーの目的とする組成と特性に基づいて選択される。
【0056】
本発明のブロックコポリカーボネートは、ブロックコポリマーに対するポリエーテルイミド又はポリイミドブロックの重量比0.10〜0.90で、より好ましくは重量比0.20〜0.80で、コポリカーボネート中にポリエーテルイミド又はポリイミドブロックを含んでいる。
【0057】
本発明の特に好ましい実施形態では、ブロックコポリカーボネートは単一のTを有する。このTは好ましくは130EC以上、より好ましくは150EC以上である。
【0058】
特に、本発明のブロックコポリカーボネートは、ポリカーボネートとポリエーテルイミド又はポリイミドのブレンド中の相溶化剤として有用であることが判明している。これらの組成物は、ニーダー及びスクリュー押出機のような慣用の混合装置で、又は成分の溶液を混合した後揮発分除去押出機を介して組成物を単離することによって製造することができる。
【0059】
本明細書及び特許請求の範囲で使用する場合、「相溶性」とは、成分ポリマーが加工処理中又はその後成分の層化を回避するようなポリマーのブレンド又は組成物をいう。相溶性は異なる樹脂の混和物にとって非常に重要である。というのは、それにより、均一性、及び性質の単一性が確保され、そのために組成物のその後の加工処理と使用が大幅に容易になるからである。不相溶性ブレンドは、主としてそれ自身の別個の成分を含有する相に分離し、従って不混和性であると考えることができる。この特性が、低いことが多い相境界を横切る物理的引力と相俟って、通常、不混和性/不相溶性ブレンド系は機械的性質が悪くなり、従って有用なポリマーブレンドの製造が妨げられる。2種のポリマーのブレンドが単一のガラス転移温度(T)を示す場合、一般に、その樹脂成分が相溶性であることを意味する。しかし、単一のTは相溶性ブレンドの必要条件ではない。
【0060】
一旦形成されたら、生成物の組成物は任意の慣用法で使用する(又はさらに加工処理する)ことができる。その用途としては、例えば、包装に有用な強靱なフィルムがある。また、射出成形又は押し出して各種の有用な熱可塑性物品を製造することもできる。
【0061】
2種以上のポリマー性成分に加えて、本組成物は、任意の慣用の添加剤をその公知の目的で含有していてもよい。これらの添加剤としては、難燃剤、衝撃改良剤、顔料、着色剤、ガラス繊維のような強化材、酸化防止剤などがある。これらは溶融混合の前又は後に組成物と組み合わせて混合することができる。
【0062】
本発明はさらにブロックコポリカーボネートを製造するための新規な方法を提供する。ポリイミド又はポリエーテルイミドブロックが7000より大きい平均Mを有するポリエーテルイミド又はポリイミドブロックコポリマーが本発明の方法により製造されるのが好ましい。しかし、本発明の方法は、ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックが7000より大きい平均Mを有するブロックポリマーの製造に限定されるものではない。界面法としては、米国特許第4657977号(援用により本明細書の内容の一部をなす)に開示されているものがあり、そこに開示されているポリエーテルイミドブロックコポリカーボネートの作成方法は一般に、ホスゲンの存在下におけるポリカーボネートとの界面共重合に先立ってポリエーテルイミドオリゴマーを単離する段階を含んでいる。ポリエーテルイミドを単離したら、その後ポリカーボネートと共重合させる。本発明により、ジヒドロキシ組成物との共重合に先立つポリエーテルイミドブロックの単離段階が不要であることが判明した。ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックを、カーボネート源としての活性化されたジアリールカーボネートの存在下で、ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックとは異なるジヒドロキシ組成物と溶融共重合させることにより、ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックとポリカーボネートブロックとの間の結合反応速度が大いに増大する。ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックを活性化カーボネートの存在下ジヒドロキシ組成物と反応させることにより、本発明は、反応に必要な時間を短縮し、かつブロックコポリカーボネート内のブロックの分布のランダムさを増大させるという利点を有する。これは、ブロックコポリマー内のポリエーテルイミド又はポリイミド及びポリカーボネートのより均一な分布を提供することにより、単一のT値を示すことが判明したより高分子量のブロックコポリカーボネートを提供するという効果を有する。さらに、ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックを単離する段階を排除することにより、この反応を完了させるのに必要なプロセス用機器の量が低減する。
【0063】
本発明は、ジヒドロキシ組成物との共重合に先立ってヒドロキシ末端ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックを単離する段階を回避する。しかし、本発明に従って、ポリエーテルイミド又はポリイミドブロックを単離した後に、カーボネート源として活性化カーボネートを用いてポリカーボネートと共重合させてもよい。
【0064】
本発明の一実施形態は、
(i)ヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーブロック又はポリイミドオリゴマーブロックを含む第1の反応混合物を形成し、
(ii)この第1の反応混合物に活性化カーボネート及びジヒドロキシ組成物を添加することにより、第2の反応混合物を形成し、
(iii)この第2の反応混合物を反応させることにより、ブロックコポリカーボネートを形成する
段階を含んでなる、ブロックコポリカーボネートを形成する方法を提供する。
【0065】
一般的にいって、本発明の方法によって製造されるブロックコポリマーは活性化ジアリールカーボネートに由来する残基を含む。従って、本発明は、
(i)ヒドロキシ末端ポリエーテルイミド又はポリイミドに由来する残基、
(ii)(i)とは異なるジヒドロキシ化合物に由来する残基、及び
(iii)活性化カーボネートに由来する残基
を含むブロックコポリマーを提供する。
【0066】
本発明のコポリマーは単一のTを示すのが好ましい。
【0067】
ヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーブロック:
本発明の方法に使用するヒドロキシ末端ポリイミド又はポリエーテルイミドブロックを製造する方法は特に限定されるものではない。米国特許第4657977号及び同第4611048号は、上記ブロックの製造方法を開示しており、援用により本明細書の内容の一部をなす。ヒドロキシ末端ポリエーテルイミドブロックは、下記式のビスエーテル無水物を、下記式のジアミン、及び下記式のアミノアルコールと反応させることからなる方法によって製造することができる。
【0068】
【化20】

式中、TとZは上で定義した通りである。
【0069】
【化21】

式中、Rは上で定義した通りである。
【0070】
【化22】

式中、Rは上で定義した通りであり、前記ビスエーテル無水物対前記ジアミン対前記アミノアルコールのモル比は約0.4〜0.5:0.2〜0.423:0.4〜0.077の範囲である。
【0071】
この局面の好ましい特徴において、前記ビスエーテル無水物対前記ジアミン対前記アミノアルコールのモル比は1+b:b:2であり、ここでbは約2〜約12の整数である。
【0072】
ポリエーテルイミドを製造するのに使用するビスエーテル無水物は公知であるか、又は当業者が容易に製造することができる。例えば、Heathらの米国特許第3847867号を参照されたい。一般に、二価フェノールの二ナトリウム塩をC−O−C結合が形成される条件下でニトロアリールイミドと反応させてビスイミドを得、これをビス無水物に変換する。
【0073】
芳香族ビス(エーテル無水物)としては、例えば、2,2−ビス[4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]−プロパン二無水物、4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物、1,3−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、1,4−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ベンゾフェノン二無水物、4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゾフェノン二無水物、4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)−4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニル−2,2−プロパン二無水物、など及びかかる二無水物の混合物がある。
【0074】
適切な有機ジアミンとしては、例えば、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ベンジジン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,5−ジアミノナフタレン、3,3’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、2,4−ビス(β−アミノ−t−ブチル)トルエン、ビス(p−β−アミノ−t−ブチルフェニル)エーテル、ビス(p−β−メチル−o−アミノペンチル)ベンゼン、1,3−ジアミノ−4−イソプロピルベンゼン、1,2−ビス(3−アミノプロポキシ)エタン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、3−メチルヘプタメチレンジアミン、4,4−ジメチルヘプタメチレンジアミン、2,11−ドデカンジアミン、2,2−ジメチルプロピレンジアミン、オクタメチレンジアミン、3−メトキシヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘプタメチレンジアミン、3−メチルヘプタメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,12−オクタデカンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)スルフィド、N−メチル−ビス(3−アミノプロピル)アミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、などがある。
【0075】
適切な芳香族アミノアルコールはその種類が非常に広範囲に変化し得る。一般に、p−アミノフェノール、m−アミノフェノール、4−ヒドロキシ−4’−アミノジフェニルプロパン、4−ヒドロキシ−4’−アミノジフェニルメタン、アミノヒドロキシジフェニルスルホン、4−ヒドロキシ−4’−アミノジフェニルエーテル、2−ヒドロキシ−4−アミノトルエン、及び以上挙げたジアミンのあらゆる類似体を使用することができる。
【0076】
一般に、この反応は、二無水物とジアミンの相互作用が起こる周知の溶媒、例えばo−ジクロロベンゼン、m−クレゾール/トルエン、などを用いて約100〜約250ECの温度で有利に実施することができる。また、ポリエーテルイミドは、上記二無水物のいずれかと上記ジアミノ化合物のいずれかの溶融重合により、成分の混合物を高温に加熱すると同時に混合しながら製造することができる。一般に、溶融重合温度は約200〜400ECであり、好ましくは230〜300ECを使用することができる。反応の条件及び成分の割合は目的とする分子量、固有粘度、及び耐溶剤性に応じて広く変化することができる。この局面の好ましい特徴において、前記ビスエーテル無水物対前記ジアミン対前記アミノアルコールのモル比は1+b:b:2であり、ここでbは約2〜約12の整数である。ジアミン対アミノアルコールのモル比は変化し得るが、通常は33〜83モル%のジアミン対67〜17%のアミノアルコールの範囲である。好ましいモル比は0.4〜0.5のビスエーテル無水物対0.2〜0.423のジアミン対0.4〜0.077のアミノアルコールである。一般に、有用なヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーは、クロロホルム中25ECで測定したときに0.05デシリットル/グラムより大きい、好ましくは0.15〜0.30デシリットル/グラムの固有粘度を有する。ポリエーテルイミドブロックのその他の作成方法も考えられ、本発明の範囲から外れるものではない。
【0077】
活性化カーボネート:
活性化カーボネートは、活性化されたジアリールジカーボネート、又は活性化されたジアリールカーボネートとジフェニルカーボネートとの混合物から誘導されたものが好ましい。本発明の好ましい活性化ジアリールカーボネートはビスメチルサリチルカーボネート(BMSC)のような活性化されたジアリールカーボネートである。しかし、本明細書で使用する場合、用語「活性化(された)ジアリールカーボネート」とは、エステル交換反応に対する反応性がジフェニルカーボネートより高いジアリールカーボネートと定義される。かかる活性化カーボネートは次の一般式のものである。
【0078】
【化23】

式中、Arは6〜30個の炭素原子を有する置換芳香族基である。好ましい活性化カーボネートはより具体的な次の一般式を有する。
【0079】
【化24】

式中、QとQ’は各々独立して活性化(用の)基である。AとA’は各々独立して、その置換基の数と位置に応じて同じでも異なっていてもよい芳香環であり、n又はn’はゼロから芳香環AとA’上で置換された置換可能な水素基の数に等しい最大値までの整数であり、n+n’は1以上である。RとR’は各々独立してアルキル、置換アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリール、アルキルアリール、シアノ、ニトロ、ハロゲン、及びカルボアルコキシのような置換基である。R基の数は整数であり、0から、芳香環A上の置換可能な水素基の数からnを引いた数に等しい最大値までであることができる。R’基の数は整数であり、0から、芳香環A上の置換可能な水素基の数からn’を引いた数に等しい最大値までであることができる。芳香環上の置換基RとR’の数、タイプ、及び位置は、そのカーボネートを失活させて、ジフェニルカーボネートより反応性の低いカーボネートにしてしまうことがない限り、限定されることはない。
【0080】
活性化基QとQ’の非限定例は、アルコキシカルボニル基、ハロゲン、ニトロ基、アミド基、スルホン基、スルホキシド基、又はイミン基であり、以下に示す構造を有する。
【0081】
【化25】

【0082】
【化26】

式中、Q=ハロゲン又はNOである。
【0083】
【化27】

式中、Y=C、N、S、SOであり、Z=O、Nであり、M=N−ジアルキル、アルキル、アリール、アリールオキシ、アルコキシであり、R1=アルキル又はアリールである。
【0084】
活性化カーボネートの具体的な非限定例としては、ビス(o−メトキシカルボニルフェニル)カーボネート、ビス(o−クロロフェニル)カーボネート、ビス(o−ニトロフェニル)カーボネート、ビス(o−アセチルフェニル)カーボネート、ビス(o−フェニルケトンフェニル)カーボネート、ビス(o−ホルミルフェニル)カーボネートがある。これらの構造で、A及びA’上の置換の数とタイプが異なる非対称の組合せも本発明で使用することができる。活性化カーボネートの好ましい構造は次式の構造を有するエステル−置換ジアリールカーボネートである。
【0085】
【化28】

式中、Rは各々独立してC〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、又はC〜C20芳香族基であり、Rは各々独立してハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、C〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、C〜C20芳香族基、C〜C20アルコキシ基、C〜C20シクロアルコキシ基、C〜C20アリールオキシ基、C〜C20アルキルチオ基、C〜C20シクロアルキルチオ基、C〜C20アリールチオ基、C〜C20アルキルスルフィニル基、C〜C20シクロアルキルスルフィニル基、C〜C20アリールスルフィニル基、C〜C20アルキルスルホニル基、C〜C20シクロアルキルスルホニル基、C〜C20アリールスルホニル基、C〜C20アルコキシカルボニル基、C〜C20シクロアルコキシカルボニル基、C〜C20アリールオキシカルボニル基、C〜C60アルキルアミノ基、C〜C60シクロアルキルアミノ基、C〜C60アリールアミノ基、C〜C40アルキルアミノカルボニル基、C〜C40シクロアルキルアミノカルボニル基、C〜C40アリールアミノカルボニル基、又はC〜C20アシルアミノ基であり、bは各々独立して0〜4の整数である。1以上の置換基COがカーボネート基に対してオルト位に結合しているのが好ましいる。
【0086】
好ましいエステル−置換ジアリールカーボネートの例としては、限定されることはないが、ビス(メチルサリチル)カーボネート(CAS登録No.82091−12−1)、ビス(エチルサリチル)カーボネート、ビス(プロピルサリチル)カーボネート、ビス(ブチルサリチル)カーボネート、ビス(ベンジルサリチル)カーボネート、ビス(メチル4−クロロサリチル)カーボネートなどがある。通例、BMSCが、その分子量が低めで蒸気圧が高めであるため、溶融ポリカーボネート合成に使用するのに好ましい。
【0087】
あるジアリールカーボネートが活性化されているのか活性化されていないのかを決定する1つの方法は、そのジアリールカーボネートとp−(1,1,3,3−テトラメチル)ブチルフェノールのようなフェノールとのモデルエステル交換反応を実施することである。このフェノールは、1つだけ反応部位をもっており、揮発性が低く、かつビスフェノール−Aと同様な反応性を有しているので好ましい。このモデルエステル交換反応は、そのジアリールカーボネート及びp−(1,1,3,3−テトラメチル)ブチルフェノールの融点より高い温度で、通常水酸化ナトリウム又はナトリウムフェノキシドの水溶液であるエステル交換触媒の存在下で実施した。エステル交換触媒の好ましい濃度は、フェノール又はジアリールカーボネートのモル数を基準にして約0.001モル%である。好ましい反応温度は200ECである。しかし、条件及び触媒濃度の選択は、反応体の反応性及び反応体の融点に応じて調節して、都合がよい反応速度が得られるようにすることができる。反応温度に関する唯一の制限は、その温度が反応体の分解温度より低くなければならないことだけである。反応温度により反応体が揮発して反応体のモルバランスに影響する場合には密封管を使用することができる。反応体の平衡濃度の決定は、反応進行中に反応の試料を採取してHPLC(高圧液体クロマトグラフィー)のような当業者に周知の検出方法を用いて反応混合物を分析することによって行われる。反応容器から試料を取り出した後にも反応が継続しないように特別な注意が必要である。これは、試料を氷浴で冷却することにより、またHPLC溶媒系の水相内に酢酸のような反応停止用の酸を使用することにより達成される。また、反応混合物を冷却することに加えて反応停止用の酸を直接反応試料中に導入するのも望ましいであろう。HPLC溶媒系の水相中の酢酸の好ましい濃度は0.05%(v/v)である。平衡定数は、平衡に達したときの反応体と生成物の濃度から決定された。反応混合物中の成分の濃度が反応混合物の試料採取の際に殆ど又は全く変化しなくなったときに、平衡に達したと仮定される。平衡定数は、平衡時の反応体と生成物の濃度から当業者に周知の方法によって決定することができる。相対平衡定数(Ktest/KDPC)が1より大きいジアリールカーボネートはジフェニルカーボネートより有利な平衡を有すると考えられ、活性化カーボネートであるが、1以下の平衡定数を有するジアリールカーボネートは、ジフェニルカーボネートと同程度以下の有利な平衡を有すると考えられ、活性化されていないと考えられる。一般に、エステル交換反応を行う際には、ジフェニルカーボネートと比較して非常に高い反応性を有する活性化カーボネートを使用するのが好ましい。ジアリールカーボネートより10倍以上大きい平衡定数を有する活性化カーボネートが好ましい。
【0088】
カーボネート基に対してオルト位に存在する場合活性化カーボネートを生じると考えられない非活性化基の幾つかの非限定例はアルキル、シクロアルキル又はシアノ基である。非活性化カーボネートの幾つかの特定の非限定例はビス(o−メチルフェニル)カーボネート、ビス(p−クミルフェニル)カーボネート、ビス(p−(1,1,3,3−テトラメチル)ブチルフェニル)カーボネート及びビス(o−シアノフェニル)カーボネートである。これらの構造の非対称の組合せも非活性化カーボネートを生じると考えられる。
【0089】
一方のアリール基が活性化されており、一方のアリールが非活性化又は失活されている非対称ジアリールカーボネートも、その活性化基によりそのジアリールカーボネートがジフェニルカーボネートより反応性が高くなっていれば、本発明に有用であろう。
【0090】
また、カーボネートは、ジカルボン酸、ジカルボン酸エステル、又はジカルボン酸ハロゲン化物から誘導されてもよい。かかる構成繰返し単位は通例ポリエステル−ポリカーボネート単位である。ジカルボン酸の非限定例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸、などがある。ジカルボン酸エステルの非限定例としては、セバシン酸ジフェニル、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル、デカン二酸ジフェニル、ドデカン二酸ジフェニル、などがある。ジカルボン酸ハロゲン化物の非限定例としては、塩化テレフタロイル、塩化イソフタロイル、塩化セバコイル、塩化デカンジオイル、塩化ドデカンジオイル、などがある。かかるポリエステル−ポリカーボネート単位は、本発明の共重合したポリカーボネート中に50モル%以下、好ましくは30モル%以下の割合で存在し得る。
【0091】
平衡容器内の反応の理論的化学量論では、ジヒドロキシ化合物対ジアリールカーボネート組成物のモル比が1:1であることが要求される。しかし、本発明を実施する際に、平衡容器内のモル比は、0.25:1〜3:1、より好ましくは1:0.95〜1:1.05、より好ましくは1:0.98〜1:1.02が適切である。
【0092】
ジヒドロキシ:
既に記載したように、本発明のジヒドロキシ化合物は特に限定されることはない。ジヒドロキシ化合物は、共重合されるポリイミド又はポリエーテルイミドブロックとは異なるように選択される。
【0093】
触媒:
本発明の方法に従って使用する典型的な触媒系は、塩基からなり、好ましくは1種以上のアルカリ土類イオン又はアルカリ金属イオン源、及び/又は1種以上の第四アンモニウム化合物、第四ホスホニウム化合物又はこれらの混合物を含む。アルカリ土類イオン又はアルカリ金属イオン源は、反応混合物中に存在するアルカリ土類又はアルカリ金属イオンの量が、使用するジヒドロキシ化合物1モル当たり10−5〜10−8モルのアルカリ土類又はアルカリ金属イオンの範囲になるような量で使用する。
【0094】
第四アンモニウム化合物は次式の構造を有する有機アンモニウム化合物の群から選択される。
【0095】
【化29】

式中、R20〜R23は独立してC〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、又はC〜C20アリール基であり、Xは有機又は無機陰イオンである。本発明の一実施形態では、陰イオンXは水酸化物、ハロゲン化物、カルボン酸イオン、スルホン酸イオン、硫酸イオン、ギ酸イオン、炭酸イオン、及び重炭酸イオンからなる群から選択される。
【0096】
適切な有機第四アンモニウム化合物の非限定例は、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、酢酸テトラメチルアンモニウム、ギ酸テトラメチルアンモニウム及び酢酸テトラブチルアンモニウムである。水酸化テトラメチルアンモニウムが好ましいことが多い。
【0097】
第四ホスホニウム化合物は次式の構造を有する有機ホスホニウム化合物の群から選択される。
【0098】
【化30】

式中、R24〜R27は独立してC〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、又はC〜C20アリール基であり、Xは有機又は無機陰イオンである。本発明の一実施形態では、陰イオンXは水酸化物、ハロゲン化物、カルボン酸イオン、スルホン酸イオン、硫酸イオン、ギ酸イオン、炭酸イオン、及び重炭酸イオンからなる群から選択される陰イオンである。適切な有機第四ホスホニウム化合物の例は、水酸化テトラメチルホスホニウム、酢酸テトラメチルホスホニウム、ギ酸テトラメチルホスホニウム、水酸化テトラブチルホスホニウム、及び酢酸テトラブチルホスホニウム(TBPA)である。TBPAが好ましいことが多い。
【0099】
が炭酸イオン又は硫酸イオンのような多価陰イオンである場合、第四アンモニウム及びホスホニウム構造の正又は負の電荷は適切に相殺されるものと了解されたい。例えば、R20〜R23が各々メチル基で、Xが炭酸イオンである場合、Xは1/2(CO−2)を表すものと理解される。
【0100】
適切なアルカリ土類イオン源としては、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムのようなアルカリ土類水酸化物がある。適切なアルカリ金属イオン源としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムにより例示されるアルカリ金属水酸化物がある。他のアルカリ土類及びアルカリ金属イオン源としては、酢酸ナトリウムのようなカルボン酸の塩、並びにエチレンジアミン四酢酸(EDTA)四ナトリウム塩、及びEDTAマグネシウム二ナトリウム塩のようなEDTAの誘導体がある。水酸化ナトリウムが好ましいことが多い。
【0101】
使用する触媒の量は通例重合反応に使用するジヒドロキシ化合物の総モル数を基準とする。触媒、例えばホスホニウム塩と重合反応に使用する全てのジヒドロキシ化合物との比についていう場合、ジヒドロキシ化合物のモル当たりのホスホニウム塩のモル数、すなわち、ホスホニウム塩のモル数を反応混合物中に存在する個々のジヒドロキシ化合物のモル数の合計で割った数を使用するのが便利である。使用する有機アンモニウム又はホスホニウム塩の量は通例、第1及び第2のジヒドロキシ化合物の合計の1モル当たり1×10−2〜1×10−5、好ましくは1×10−3〜1×10−4モルの範囲である。無機金属水酸化物触媒は通例、第1及び第2のジヒドロキシ化合物の合計1モル当たり1×10−4〜1×10−8、好ましくは1×10−4〜1×10−7モルの金属水酸化物に相当する量で使用する。
【0102】
本発明の方法による第3の触媒系では、アルカリ金属水酸化物を単独で使用できる。既に述べたように、アルカリ金属水酸化物は水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、及び水酸化カリウムで例示される。比較的低いコストのため、水酸化ナトリウムが好ましいことが多い。
【0103】
手順:
本発明の方法は、ポリイミド又はポリエーテルイミドオリゴマーを活性化ジアリールカーボネートの存在下溶融重合条件下でジヒドロキシ組成物と接触させることからなる。ヒドロキシ末端ポリイミド又はポリエーテルイミドブロックを含む第1の反応混合物を製造する。既に述べたように、第1の反応混合物は、上記成分を反応させて目的とする分子量のポリイミド又はポリエーテルイミドブロックを形成させてもよいし、又はポリイミド又はポリエーテルイミドブロックを予め形成し、その後溶媒中に溶解させて第1の反応混合物を形成してもよい。
【0104】
活性化カーボネートとジヒドロキシ組成物を第1の反応混合物中に導入して第2の反応混合物を形成する。この第2の反応混合物を、ポリイミド又はポリエーテルイミドブロックの遊離のヒドロキシル末端基とジヒドロキシ組成物が結合するのに充分な溶融重合条件下に維持してブロックコポリマーを生成させる。
【0105】
本発明の一実施形態では、この方法で生成して得られるブロックコポリカーボネートはC=O結合に加えて活性化カーボネートに由来する残基を含有する。この残基は通例、次式の構造を有するエステル置換フェノールである。
【0106】
【化31】

式中、RはC〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基又はC〜C20芳香族基であり、Rは各々独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、C〜C20アルキル基、C〜C20シクロアルキル基、C〜C20芳香族基、C〜C20アルコキシ基、C〜C20シクロアルコキシ基、C〜C20アリールオキシ基、C〜C20アルキルチオ基、C〜C20シクロアルキルチオ基、C〜C20アリールチオ基、C〜C20アルキルスルフィニル基、C〜C20シクロアルキルスルフィニル基、C〜C20アリールスルフィニル基、C〜C20アルキルスルホニル基、C〜C20シクロアルキルスルホニル基、C〜C20アリールスルホニル基、C〜C20アルコキシカルボニル基、C〜C20シクロアルコキシカルボニル基、C〜C20アリールオキシカルボニル基、C〜C60アルキルアミノ基、C〜C60シクロアルキルアミノ基、C〜C60アリールアミノ基、C〜C40アルキルアミノカルボニル基、C〜C40シクロアルキルアミノカルボニル基、C〜C40アリールアミノカルボニル基、及びC〜C20アシルアミノ基であり、bは0〜4の整数である。エステル−置換フェノールは通例、サリチル酸メチル、サリチル酸エチル、サリチル酸イソプロピル及びサリチル酸ベンジルのいずれか又は組合せである。
【実施例】
【0107】
本発明を詳細に説明して来たが、以下に実施例を挙げる。これらの実施例は本発明の範囲を限定するものではなく、単に本発明の代表例を例示するものである。
【0108】
以下の実施例では、幾つかの用語を使用するが、以下の意味わ有する。
MABPA:モノアミノBPA(例えば4−NH2,4’−OH、イソプロピリデンジフェノールともいう)、
BPADA:2,2−ビス[4−2,3−ジカルボキシフェノキシフェニル]プロパン二無水物、
MPD:メタフェニレンジアミン、
O−DCB:o−ジクロロ−ベンゼン、
HQ:ヒドロキノン、
BP:4,4−ビフェノール、
PEI:ポリエーテルイミド、
BPAPC:ビスフェノールAポリカーボネート、
4−AP:4−アミノフェノール、
3−AP:3−アミノフェノール、
BMSC:ビスメチルサリチレート、
BPA:ビスフェノールA。
【0109】
分子量は、GPCでポリスチレン標準に対して測定した。
【0110】
実施例1〜6:
実施例1〜6は、ヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーを形成し(段階(I))、これを単離した後、活性化ジアリールカーボネートの存在下ヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーのものとは異なるジヒドロキシ化合物と共重合させる(段階(II))という方法によってブロックコポリカーボネートを製造することができるということを立証する。
【0111】
I.ヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーの調製:
(A):表1:試薬I(A)
【0112】
【表1】

o−DCB中のBPADAの混合物を、メカニカルスターラー、及び窒素バイパス付きのDean−Starkトラップ/凝縮器を備えた500mlの三首丸底フラスコに入れた。この混合物を165ECに予熱した油浴に浸した。澄んだ黄色い溶液が得られた後、融解したMPDをその溶液に滴下して加え、このプロセスで形成された水をo−DCBと共に蒸留し、Dean−Starkトラップに集めた。MPD添加の終了時に、およそ5.8mlの水が集まった。温度を175ECに上げ、蒸留を10〜15min継続した。合計で6.0mlの水が集まった。次に、この溶液に〜55mlのo−DCBを加え、温度を200ECに上げた。Dean−Starkトラップから〜10mlずつ約50mlのo−DCBを集めて、水の生成が終了したことを確認した。ヒートガンを用いて液面より上のフラスコを加熱して、生成した水が凝縮して再び反応溶液中に戻らないように確保した。その後、加熱を200〜205ECで6時間継続し、次いで油浴を外し、反応混合物を放冷し、一晩室温で窒素下に静置した。
【0113】
次に、反応溶液を再度170ECに加熱した。反応混合物が170ECに達したときにアミノ−BPAを加えた。生成した水を除くために蒸留を再開した。この蒸留の間目に見える水は集まらなかった。およそ30mlのo−DCBを加え、〜15min後温度を200ECに上げた。蒸留を続け、Dean−Starkトラップから10mlずつ30mlのo−DCBを集めて、生成した全ての水を確実に除去した。加熱を〜6時間続けた。粘稠な溶液をクロロホルムで希釈し、小量のイソプロパノールを含むヘプタンで沈殿させることによってオリゴマーを得た。I(a)の結果を表2にまとめて示す。
【0114】
表2:
【0115】
【表2】

(B):使用量を:BPADAは106.284(g)(0.204)モル、MPDは19.440(g)(0.180モル)、モノアミノBPAは7.4109(g)(0.0326モル)に変更してI(a)と同じ手順を使用して低めの分子量のヒドロキシ末端ポリエーテルイミドブロックを調製した。
【0116】
表3:試薬I(B)
【0117】
【表3】

I(B)の結果を表8にまとめて示す。
【0118】
表4:
【0119】
【表4】

II.他のジヒドロキシ組成物との共重合:
実施例1〜6は、上で調製したヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーの1つを活性化ジアリールカーボネート(例えばBMSC)の存在下でジヒドロキシ組成物と共重合させることによってブロックコポリカーボネートが得られることを立証する。
【0120】
実施例1:(70% ポリエーテルイミド−30%BPAPCコポリマー)
19.2637(g)のBPA、50(g)のI(A)のヒドロキシ末端PEIオリゴマー、及び29.3368(g)のBMSCの混合物を、メカニカルスターラー、蒸留アダプター及び温度プローブを備えた500mlの三首丸底フラスコに入れた。この混合物に、NaOHの1×10−3M水溶液90ul及びTBPA(酢酸テトラブチルホスホニウム)の1.26M水溶液18ulを加えた。混合物を200ECの油浴で加熱した。初めに濃厚な懸濁ペーストが得られ、反応が進むにつれて、混合物は粘稠で澄んだ黄色い流体になった。約4時間後、均一で粘稠な混合物を、アルミホイルを裏打ちしたトレイ中にできるだけ注入した。フラスコ中の残りの材料を液体窒素で固化させることにより除去した。合計で93.6(g)の単離されたPEI−BPAPCオリゴマーを回収した。
【0121】
45.35(g)の上記オリゴマーを円筒状の反応管に入れた。この管を、凝縮系、真空源及びステンレススチール製攪拌機を備えた反応系並びに定速駆動モーターにつないだ。この反応系は窒素で覆った。固体を電熱アルミニウムブロックで加熱し、温度を220ECに設定した。オリゴマーが融解視始めた後、攪拌機を低速で始動させ、真空に引き始め、充分な真空に達するまで圧力をゆっくり低下させると共に、温度を310ECまで徐々に上げた。このプロセスの間、サリチル酸メチルを蒸留して受管に集めた(11.0(g))。反応混合物は非常に粘稠な澄んだ流体物質になった。反応の終了時に、真空を停止し、系を窒素でフラッシングした。反応管を系から取り外し、ブレードを取り出した。ブレードから掻き取ることによってコポリマーを得た。
【0122】
PEIブロックコポリマーは透明であり、185ECの単一のTをもち、M(PS)は43911、M(PS)は15796であった。
【0123】
実施例2:(30%ポリエーテルイミド−70%BPAPCコポリマー)
23.330(g)のBPA、10.002(g)のI(A)のヒドロキシ末端PEIオリゴマー、及び34.635(g)のBMSCの混合物を、メカニカルスターラー、蒸留アダプター及び温度プローブを備えた500mlの三首丸底フラスコに入れた。この混合物に、NaOHの1×10−3M水溶液103ul及びTBPA(酢酸テトラブチルホスホニウム)の1.26M水溶液20ulを加えた。混合物を油浴で200ECに加熱した。初めに濃厚な懸濁ペーストが得られ、反応が進むにつれて、混合物は粘稠で澄んだ黄色い流体になった。約4時間後、均一で粘稠な混合物をアルミホイルを裏打ちしたトレイ中にできるだけ注入した。フラスコ内の残りの材料を液体窒素で固化することにより除いた。合計で38.18(g)の単離されたPEI−BPAPCオリゴマーを回収した。
【0124】
37.24(g)の上記オリゴマーを円筒状の反応管に入れた。この管を、凝縮系、真空源及びステンレススチール製攪拌機を備えた反応系並びに定速駆動モーターにつないだ。反応系は窒素雰囲気で覆った。固体を電熱アルミニウムブロックで加熱し、温度を220ECに設定した。オリゴマーが融解視始めた後、攪拌機を低速で始動させ、真空に引き始め、充分な真空に達するまで圧力をゆっくり下げると共に、温度を徐々に310ECまで上げた。このプロセスの間、サリチル酸メチルを蒸留し、受管に集めた(8.6(g))。反応の終了時に、真空を停止し、系を窒素でフラッシングした。反応管を系から取り外し、ブレードを取り出した。ブレードから掻き取ることによりコポリマーを得た。
【0125】
このPEIブロックコポリマーは不透明であり、158ECと210ECの2つのT値をもち、M(PS)は59873、M(PS)は19898であった。
【0126】
実施例3:(50%ポリエーテルイミド−50%BPAPCコポリマー)
16.184(g)のBPA、18.010(g)のI(A)のヒドロキシ末端PEIオリゴマー、及び24.249(g)のBMSCの混合物を、メカニカルスターラー、蒸留アダプター及び温度プローブを備えた500mlの三首丸底フラスコに入れた。この混合物に、NaOHの1×10−3M水溶液72ulとTBPA(酢酸テトラブチルホスホニウム)の1.26M水溶液13ulとを加えた。この混合物を油浴で200ECに加熱した。初めに濃厚な懸濁ペーストが得られ、反応が進むにつれて、混合物は粘稠で澄んだ黄色い流体になった。約4時間後、均一で粘稠な混合物をアルミホイルで裏打ちしたトレイ中にできるだけ注入した。フラスコ内の残りの材料は液体窒素で固化することにより除いた。合計で53.7(g)の単離されたPEI−BPAPCオリゴマーを回収した。
【0127】
45.0(g)の上記オリゴマー円筒状の反応管に入れた。この管を、凝縮系、真空源及びステンレススチール製攪拌機を備えた反応系並びに定速駆動モーターにつないだ。この反応系を窒素雰囲気で覆った。固体を電熱アルミニウムブロックで加熱し、温度を220ECに設定した。オリゴマーが融解し始めた後、攪拌機を低速で始動させ、真空に引き始め、充分な真空に達するまで圧力をゆっくり下げる一方で、温度を徐々に310ECに上げた。このプロセスの間、サリチル酸メチルを蒸留し、受管に集めた(16.1グラムs)。反応の終了時に、真空を停止し、系を窒素でフラッシングした。反応管を系から取り外し、ブレードを取り出した。ブレードから掻き取ることによりコポリマーを得た。
【0128】
このPEIブロックコポリマーは不透明であり、160ECと198ECの2つのT値をもち、M(PS)は99541、M(PS)は32241であった。
【0129】
実施例4:(30%ポリエーテルイミド−70%BPAPCコポリマー)
34.161(g)のBPA、15.0057(g)のI(B)のヒドロキシ末端PEIオリゴマー、及び47.0048グラムのBMSCの混合物を、メカニカルスターラー、蒸留アダプター及び温度プローブを備えた500mlの三首丸底フラスコに入れた。この混合物に、NaOHの1×10−3M水溶液281ulとTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)の1.00M水溶液35ulを加えた。混合物を油浴で200ECに加熱した。初めは濃厚な懸濁ペーストが得られたが、反応が進むにつれて、混合物は粘稠で澄んだ黄色い流体になった。約4時間後、均一で粘稠な混合物をアルミホイルで裏打ちしたトレイ中にできるだけ注入した。フラスコ内の残りの材料を液体窒素で固化することにより除いた。合計で82.8グラムの単離されたPEI−BPAPCオリゴマーを回収した。
【0130】
45.0(g)の上記オリゴマーを円筒状の反応管に入れた。この管を、凝縮系、真空源及びステンレススチール製攪拌機を備えた反応系及び定速駆動モーターにつないだ。反応系を窒素雰囲気で覆った。固体を電熱アルミニウムブロックで加熱し、温度を220ECに設定した。オリゴマーが融解し始めた後、攪拌機を低速で始動させ、真空に引き始め、充分な真空に達するまで圧力をゆっくり低下させると共に、温度を徐々に310ECまで上げた。このプロセスの間、サリチル酸メチルを蒸留し、受管に集めた(19.8(g))。反応の終了時に、真空を解き、系を窒素でフラッシングした。反応管を系から取り外し、ブレードを取り出した。ブレードから掻き取ることによりコポリマーを得た。
【0131】
このPEIブロックコポリマーは透明であり、165ECの単一のTをもち、M(PS)は91893、M(PS)は22449であった。
【0132】
実施例5:(70%ポリエーテルイミド−30%BPAPCコポリマー)
15.4114(g)のBPA、40.002(g)のI(B)のヒドロキシ末端PEIオリゴマー、及び24.2508(g)のBMSCの混合物を、メカニカルスターラー、蒸留アダプター及び温度プローブを備えた500mlの三首丸底フラスコに入れた。この混合物に、NaOHの1×10−3M水溶液152ul及びTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)の1.00M水溶液19ulを加えた。この混合物を油浴で200ECに加熱した。初めは濃厚な懸濁ペーストが得られたが、反応が進むにつれて、混合物は粘稠で澄んだ黄色い流体になった。約4時間後、均一で粘稠な混合物をアルミホイルで裏打ちしたトレイ中にできるだけ注入した。フラスコ内の残りの物質は液体窒素で固化することにより除いた。合計で60.34(g)の単離されたPEI−BPAPCオリゴマーを回収した。
【0133】
48.16(g)の上記オリゴマーを円筒状の反応管に入れた。この管を、凝縮系、真空源及びステンレススチール製攪拌機を備えた反応系並びに定速駆動モーターにつないだ。反応系は窒素雰囲気で覆った。固体を電熱アルミニウムブロックで加熱し、温度を220ECに設定した。オリゴマーが融解し始めた後、攪拌機を低速で始動させ、真空に引き始め、充分な真空に達するまで圧力をゆっくり降下させ、一方温度を徐々に310ECに上げた。このプロセスの間、サリチル酸メチルを蒸留し、受管に集めた(11.8(g))。反応の終了時に、真空を解き、系を窒素でフラッシングした。反応管を系から取り外し、ブレードを取り出した。ブレードから掻き取ることによりコポリマーを得た。
【0134】
このPEIブロックコポリマーは透明であり、190ECの単一のTをもち、M(PS)は60364、M(PS)は23292であった。
【0135】
実施例6:(50%ポリエーテルイミド−50%BPAPCコポリマー)
26.9639(g)のBPA(0.1180モル)、30.006(g)のI(b)のヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマー、及び40.9266(g)(0.1239モル)のBMSCの混合物を、メカニカルスターラー、蒸留アダプター及び温度プローブを備えた500mlの三首丸底フラスコに入れた。この混合物に、NaOHの1×10−3M水溶液125ulとTBPA(酢酸テトラブチルホスホニウム)の1.26M水溶液25ulを加えた。この混合物を油浴で200ECに加熱した。初めは濃厚な懸濁ペーストが得られたが、反応が進むにつれた、混合物は粘稠な澄んだ黄色い流体になった。約4時間後、均一で粘稠な混合物をアルミホイルで裏打ちしたトレイ中にできるだけ注入した。フラスコ内の残りの物質を液体窒素で固化させることによって除いた。合計で90.06(g)の単離されたポリエーテルイミド−BPAPCオリゴマーを回収した。
【0136】
45.1(g)の上記オリゴマーを円筒状の反応管に入れた。この管を、凝縮系、真空源及びステンレススチール製攪拌機を備えた反応系並びに定速駆動モーターにつないだ。反応系を窒素雰囲気で覆った。固体を電熱アルミニウムブロックで加熱し、温度を220ECに設定した。オリゴマーが融解し始めた後、攪拌機を低速で始動させ、真空に引き始め、充分な真空に達するまで圧力をゆっくり下げると共に、温度を徐々に310ECまで上げた。このプロセスの間、サリチル酸メチルを蒸留し、受管(15.6(g))に集めた。この反応の終了時に、真空を止め、系を窒素でフラッシングした。反応管を系から取り除き、ブレードを取り出した。コポリマーをブレードから掻き取ることによって得た。
【0137】
PEIブロックコポリマーは透明で、178の単一のTを有し、M(PS)は55981、M(PS)は18623であった。
【0138】
実施例7〜10:
実施例7〜10は、PEIオリゴマーを単離する中間段階を使用することなく、活性化カーボネートの存在下でPEIオリゴマーをジヒドロキシ化合物と共重合することでPEIブロックコポリマーを調製することができることを立証する。
【0139】
実施例7:(70%ポリエーテルイミド−30%BPAPCコポリマー)
表5:実施例7 試薬
【0140】
【表5】

o−DCB中のBPADAの混合物を、メカニカルスターラー、及び窒素バイパス付きのDean−Starkトラップ/凝縮器を備えた500mlの三首丸底フラスコに入れた。この混合物を165ECに予熱した油浴に浸した。澄んだ黄色い溶液が得られた後、融解したMPDを滴下して溶液に加え、このプロセスで生成する水をo−DCBと共に蒸留しして、Dean−Starkトラップに集めた。MPD添加の終了時に、およそ5.8mlの水が集まった。温度を175ECに上げ、蒸留を10〜15min続けた。合計で6.0mlの水が集まった。次に、この溶液に、〜55mlのo−DCBを加え、温度を200ECに上げた。〜10mlずつ約50mlのo−DCBをDean−Starkトラップから集めて、水の生成がやんだことを確認した。ヒートガンを用いてフラスコの液面より上を加熱して、生成した水が再び凝縮して反応溶液中に戻ることのないように確保した。次いで、加熱を200〜205ECで6時間続けた後油浴を取り外し、反応混合物を放冷し、一晩室温で窒素下に静置した。
【0141】
次に、反応溶液を170ECに再加熱し、モノアミノ−BPAを加えた。再び蒸留が起こって、生成した水が除去された。この蒸留の間に目に見える水は集まらなかった。〜15min後およそ30mlのo−DCBを加え、温度を200ECに上昇させた。蒸留を続け、30mlのo−DCBを10mlずつDean−Starkトラップから集めて、生成した全ての水を確実に除いた。加熱を〜6時間続け、油浴を取り外し、混合物を一晩室温で窒素下に放置した。
【0142】
反応溶液を200ECに加熱し、この溶液にBPA、BMSC並びに触媒のNaOH及びTBPAを加えた。この混合物を3.0時間撹拌し、その時点で反応を止め、溶液を3つの反応管(それぞれ〜90ml)中に注入した。この管を、凝縮系、真空源及びステンレススチール製の攪拌機を備えた反応系並びに定速駆動モーターにつないだ。反応系を窒素雰囲気で覆った。固体を電熱アルミニウムブロックで加熱し、温度を220ECに設定した。オリゴマーが融解し始めた後、攪拌機を低速で始動させ、真空に引き始め、充分な真空に達するまで圧力をゆっくり下げると共に、温度を徐々に310ECに上げた。このプロセスの間、サリチル酸メチルとo−DCBを蒸留し、受管に集めた(54.6(g))。反応混合物は非常に粘稠な澄んだ流体物質になった。反応の終了時に、真空を止め、系を窒素でフラッシングした。反応管を系から取り出した。ブレードから掻き取ることによってコポリマーを得た。(冷却後)非晶質で強靱な澄んだPEIブロックコポリマーが得られた。これは182ECの単一のTを有しており、M(PS)は62812、M(PS)は22881であった。
【0143】
実施例8:
MABPAを等モル量の4−AP(1.7791(g)、0.0163モル)に代えた以外は実施例7を繰り返した。
【0144】
(冷却後)非晶質で強靱な澄んだPEIブロックコポリマーが得られた。これは201ECの単一のTを有しており、M(PS)は75326、M(PS)は20210であった。
【0145】
実施例9:
MABPAを等モル量の3−AP(1.7785(g)、0.0163モル)に代えた以外は実施例7を繰り返した。
【0146】
(冷却後)非晶質で強靱な澄んだPEIブロックコポリマーが得られた。これは193ECの単一のTを有しており、M(PS)は62752、M(PS)は21035であった。
【0147】
実施例10:(80%ポリエーテルイミド−20%BPAPCコポリマー)
表6:実施例10 試薬
【0148】
【表6】

o−DCB中のBPADAの混合物を、メカニカルスターラー、及び窒素バイパス付きのDean−Starkトラップ/凝縮器を備えた500mlの三首丸底フラスコに入れた。この混合物を165ECに予熱した油浴に浸した。澄んだ黄色い溶液が得られた後、融解したMPDを滴下して溶液に加え、プロセスで生成する水をo−DCBと共に蒸留し、Dean−Starkトラップに集めた。MPD添加終了時、およそ5.8mlの水が集まった。温度を175ECに上げ、蒸留を10〜15min続けた。合計で6.0mlの水が集まった。次いで、この溶液に、〜55mlのo−DCBを加え、温度を200ECに上げた。約50mlのo−DCBをDean−Starkトラップから〜10mlずつ集めて、水の生成が終了したことを確認した。ヒートガンを用いて、フラスコの液面より上を加熱して、生成した水が凝縮して反応溶液中に戻ることのないようにした。その後加熱を200〜205ECで6時間続けた後、油浴を取り外し、反応混合物を放冷し、一晩室温で窒素下に静置した。
【0149】
次に、反応溶液を170ECに再加熱し、MABPAを加えた。再び蒸留が起こり、生成した水が除去された。この蒸留の間目に見える水は集まらなかった。〜15min後およそ30mlのo−DCBを加え、温度を200ECに上昇させた。蒸留を続け、30mlのo−DCBをDean−Starkトラップから10mlずつ集めて、生成したあらゆる水が確実に除去されるようにした。加熱を〜6時間続け、その時点で油浴を外し、混合物を一晩室温で窒素下に放置した。
【0150】
反応溶液を200ECに加熱し、この溶液にBPA、BMSC並びに触媒のNaOH及びTBPAを加えた。混合物を3.0時間撹拌した時点で反応を止め、溶液を3つの反応管(各々〜90ml)に注入した。この管を、凝縮系、真空源及びステンレススチール製の攪拌機を備えた反応系並びに定速駆動モーターにつないだ。反応系を窒素雰囲気で覆った。固体を電熱アルミニウムブロックで加熱し、温度を220ECに設定した。オリゴマーが融解し始めた後、攪拌機を低速で始動させ、真空に引き始め、充分な真空に達するまで圧力をゆっくり下げると共に、温度を徐々に310ECに上げた。このプロセスの間、サリチル酸メチルとo−DCBを蒸留し、受管に集めた(56.0(g))。反応混合物は非常に粘稠な澄んだ流体物質になった。反応終了時に、真空を止め、系を窒素でフラッシングした。反応管を系から取り出した。ブレードから掻き取ることによってコポリマーを得た。
【0151】
(冷却後)非晶質で強靱な澄んだPEIブロックコポリマーが得られた。これは204の単一のTを有し、M(PS)は64673、M(PS)は22483であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(i)7000以上の平均Mを有するポリエーテルイミド又はポリイミドブロック、及び
(ii)ポリカーボネートブロック
を含んでなるブロックコポリマーであって、ブロックコポリマーに対するブロック(i)の重量比が0.10〜0.90であるブロックコポリマー。
【請求項2】
ブロックコポリカーボネートに対するブロック(i)の重量比が0.20〜0.80である、請求項1記載のブロックコポリマー。
【請求項3】
ブロックコポリマーが単一のTを有する、請求項1記載のブロックコポリマー。
【請求項4】
が130EC以上である、請求項3記載のブロックコポリマー。
【請求項5】
が150EC以上である、請求項4記載のブロックコポリマー。
【請求項6】
ブロックコポリカーボネートを製造する方法であって、
(i)ヒドロキシ末端ポリエーテルイミドオリゴマーブロック又はポリイミドオリゴマーブロックを含む第1の反応混合物を形成し、
(ii)第1の反応混合物に活性化カーボネート及びジヒドロキシ組成物を添加することにより第2の反応混合物を形成し、
(iii)第2の反応混合物を反応させる
段階を含んでなり、これによってブロックコポリカーボネートを形成する方法。
【請求項7】
ブロックコポリマーに対する段階(i)のブロックの重量比が0.20〜0.80である、請求項6記載の方法。
【請求項8】
ブロックコポリマーが単一のTを有する、請求項6記載の方法。
【請求項9】
が130EC以上である、請求項8記載の方法。
【請求項10】
が150EC以上である、請求項9記載の方法。
【請求項11】
段階(ii)がさらに触媒を添加することを含んでおり、触媒がアルカリ金属水酸化物及び有機触媒の混合物からなる、請求項6記載の方法。
【請求項12】
アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウムであり、有機触媒が水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)である、請求項11記載の方法。
【請求項13】
段階(i)のブロックがヒドロキシ末端ポリエーテルイミドブロックであり、第1の反応混合物を以下の段階を含む方法によって形成する、請求項6記載の方法。
(i)ビスエーテル無水物、ジアミン、アミノアルコール及び溶媒からなる混合物を調製し、
(ii)その混合物を反応させることにより第2の反応混合物を形成し、その反応中に7000以上の平均Mを有するヒドロキシ末端ポリエーテルイミドブロックが構築され、
これにより第1の反応混合物を形成する。
【請求項14】
(i)ヒドロキシ末端ポリエーテルイミド又はポリイミドに由来する残基、
(ii)(i)とは異なるジヒドロキシ化合物に由来する残基、及び
(iii)活性化カーボネートに由来する残基
を含んでなるブロックコポリマー。
【請求項15】
ブロックコポリマーが単一のTを有する、請求項14記載のブロックコポリマー。
【請求項16】
が130EC以上である、請求項15記載のブロックコポリマー。
【請求項17】
が150EC以上である、請求項16記載のブロックコポリマー。
【請求項18】
活性化カーボネートに由来する残基がエステル置換フェノールからなる、請求項14記載のブロックコポリマー。
【請求項19】
活性化カーボネートに由来する残基がサリチル酸メチルからなる、請求項18記載のブロックコポリマー。

【公表番号】特表2008−524398(P2008−524398A)
【公表日】平成20年7月10日(2008.7.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−546922(P2007−546922)
【出願日】平成17年12月15日(2005.12.15)
【国際出願番号】PCT/US2005/045529
【国際公開番号】WO2006/066055
【国際公開日】平成18年6月22日(2006.6.22)
【出願人】(390041542)ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】GENERAL ELECTRIC COMPANY
【復代理人】
【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
【Fターム(参考)】