专利名称：聚碳酸酯的制造方法和光盘基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流动性和耐冲击性的平衡优良的聚碳酸酯的制造方法以及将该制造方法获得的聚碳酸酯成型形成的光盘基板。
背景技术：
唱片、激光盘、光存储盘或光磁盘等利用激光进行信息资料的记录、阅读或重新记录的光学信息记录媒体的基板，使用成型性、透明性、耐热性、机械特性优良的聚碳酸酯树脂。特别地，在DVD(数字视频盘或数字通用盘)基板的用途中，由于厚度比过去的CD薄，为了满足双折射的降低、良好的转录性、成型时的防破裂性，作为所使用的聚碳酸酯，其流动性良好是必要的。为了提高这种流动性，可以使聚碳酸酯的分子量减少，但一旦使分子量减少，就会产生耐冲击性降低的问题。这样，在DVD基板的用途中，既要求流动性和耐冲击性取得良好平衡，又要求使这两者提高。
因此，作为聚碳酸酯的制造方法，已知有使二酚等二羟基化合物与光气作为原料发生反应的所谓界面缩聚法以及使二酚等二羟基化合物与碳酸二酯进行酯交换反应的所谓熔融法。作为上述DVD基板，本发明人曾提出采用界面缩聚法来制造(特开平02-276037号公报)。
但是，由于界面缩聚法的原料使用有毒的光气，不是所希望的方法，另外，上述提案的DVD基板虽然在某种程度上具有良好的性能，但存在着尚不能达到满意水平的问题。
本发明的目的在于，提供一种原料不使用有毒的光气来制造流动性和耐冲击性的平衡优良的聚碳酸酯的方法。而且，通过将这种制造方法获得的聚碳酸酯成型，提供双折射低、转录性优良的光盘基板。
发明内容
本发明人发现，在使二羟基化合物与碳酸二酯进行酯交换反应制造聚碳酸酯时，通过添加具有特定结构的链终止剂，可以获得流动性和耐冲击性的平衡优良的聚碳酸酯，由此就完成了本发明。
即，本发明提供以下的聚碳酸酯的制造方法和光盘基板。
1.一种聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，在使二羟基化合物与碳酸二酯进行酯交换反应制造聚碳酸酯时，作为链终止剂，添加具有以下述通式(1)表示结构的化合物。 (式中，X为-OH、-COOH、-COCl或-NH2，R为碳原子数5～20的具有支链结构的烷基，n为1～5的整数。)2.上述1中所述的聚碳酸酯的制造方法，其中，在使二羟基化合物与碳酸二酯进行酯交换反应制造聚碳酸酯时，作为催化剂，使用选自含氮有机碱性化合物和含磷碱性化合物中的至少一种。
3.一种聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，在通过预聚使二羟基化合物与碳酸二酯反应制造聚碳酸酯预聚物后，使该预聚物以固相状态或溶胀固相状态聚合来制造聚碳酸酯时，作为链终止剂，使具有以下述通式(1)表示结构的化合物存在。 (式中，X为-OH、-COOH、-COCl或-NH2，R为碳原子数5～20的具有支链结构的烷基，n为1～5的整数。)4.上述3中所述的聚碳酸酯的制造方法，其中，在通过预聚使二羟基化合物与碳酸二酯反应制造聚碳酸酯预聚物后，使该预聚物以固相状态或溶胀固相状态聚合来制造聚碳酸酯时，作为催化剂，使用选自含氮有机碱性化合物和含磷碱性化合物中的至少一种。
5.上述2或上述4中所述的聚碳酸酯的制造方法，其中，含磷碱性化合物为季鏻盐。
6.一种光盘基板，它是由上述1～5中所述制造方法获得的聚碳酸酯成型而成。
7.上述6中所述的光盘基板，该光盘基板是DVD(数字视频盘或数字通用盘)基板。
实施发明的最佳方案以下详细地说明本发明。1.聚碳酸酯的制造方法(1)原料(A)二羟基化合物可以举出例如芳香族二羟基化合物、脂肪族二羟基化合物，其是从它们中选出的至少一种化合物。
作为该(A)成分之一使用的芳香族二羟基化合物，可以举出通式(2)表示的化合物。 上述通式(2)中，R1和R2分别表示氟、氯、溴、碘等卤原子或碳原子数1～8的烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基等。R1和R2可以相互相同或不同。另外，R1为复数时，复数个的R1可以相同或不同，R2为复数时，复数个的R2可以相同或不同。m和n分别为0～4的整数。而且，Z表示单键、碳原子数1～8的亚烷基、碳原子数2～8的烷叉基、碳原子数5～15的环亚烷基、碳原子数5～15的环烷叉基、或者-S-、-SO-、-SO2-、-O-、-CO-键或式(3)、(4)表示的键。
作为碳原子数1～8的亚烷基、碳原子数2～8的烷叉基，可以举出例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、乙叉基、异丙叉基等。作为碳原子数5～15的环亚烷基、碳原子数5～15的环烷叉基，可以举出例如亚环戊基、亚环己基、环戊叉基、环己叉基等。
具体地可以举出氢醌、4，4′-二羟基联苯、二(4-羟基苯基)链烷烃、二(4-羟基苯基)环烷烃、二(4-羟基苯基)氧化物、二(4-羟基苯基)硫化物、二(4-羟基苯基)砜、二(4-羟基苯基)酮、9，9-二(4-羟基苯基)芴等和它们的卤代衍生物，其中，2，2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)较为适宜。作为(A)成分的二羟基化合物，可以适宜地选择使用上述化合物的一种或两种以上。(B)碳酸二酯可以使用各种碳酸二酯。例如，可以是选自碳酸二芳基酯化合物、碳酸二烷基酯化合物或碳酸烷基芳基酯化合物中的至少一种化合物。
作为该(B)成分之一使用的碳酸二芳基酯化合物，为下述通式(5)表示的化合物 (式中，Ar1和Ar2分别表示芳基，它们可以相互相同或不同。)或者为下述通式(6)表示的化合物 (式中，Ar3和Ar4分别表示芳基，它们可以相互相同或不同，D1表示从上述芳香族二羟基化合物中除去2个羟基的残基。)
另外，碳酸二烷基酯化合物为下述通式(7)表示的化合物 (式中，R3和R4分别为碳原子数1～6的烷基或碳原子数4～7的环烷基，它们可以相互相同或不同。)或者为下述通式(8)表示的化合物 (式中，R5和R6分别表示碳原子数1～6的烷基或碳原子数4～7的环烷基，它们可以相互相同或不同，D2表示从上述芳香族二羟基化合物中除去2个羟基的残基。)而且，碳酸烷基芳基酯化合物，为下述通式(9)表示的化合物 (式中，Ar5表示芳基，R7表示碳原子数1～6的烷基或碳原子数4的环烷基。)或者为下述通式(10)表示的化合物 (式中，Ar6为芳基，R8为碳原子数1～6的烷基或碳原子数4～7的环烷基，D3为从上述芳香族二羟基化合物中除去2个羟基的残基。)作为(B)成分的碳酸二酯，可以适宜地选择使用上述化合物的一种或两种以上，其中优选使用碳酸二苯酯。(C)链终止剂本发明中，作为链终止剂，必须使用下述通式(1)表示的化合物。 (式中，X为-OH、-COOH、-COCl或-NH2，R为碳原子数5～20的具有支链结构的烷基，n为1～5的整数。)具体地说，可以举出4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚、4-(3，5-二甲基庚基)苯酚、2-(3，5-二甲基庚基)苯酚、对叔戊基苯酚、3，5，5-三甲基己酸、3，5，5-三甲基己酰氯、2-己基癸酸等。其中优选使用4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚，即对叔辛基苯酚。这些链终止剂可以单独使用，也可以2种以上合并使用。还可以并用其他的链终止剂，即，对叔丁基苯酚、对枯基苯酚等。(D)支化剂作为支化剂，如果是具有3个以上官能团的化合物，则没有特别的限制。例如，可以使用1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷、α，α′，α″-三(4-羟基苯基)-1，3，5-三异丙基苯、1-[α-甲基-α-(4′-羟基苯基)乙基]-4-[α′，α′-二(4″-羟基苯基)乙基]苯、均苯三酚、偏苯三酸、靛红-二(邻甲酚)、2，4-二羟基苯甲酸等。
还可以使用1，1，2，2-四(4-羟基苯基)乙烷、1，1，3，3-四(4-羟基苯基)丙烷、α，α，α′，α′-四(4-羟基苯基)-对二甲苯、1，1，2，2-四(3-甲基-4-羟基苯基)乙烷、α，α，α′，α′-四(3-甲基-4-羟基苯基)-对二甲苯、α，α′-二甲基-α，α，α′，α′-四(4-羟基苯基)-对二甲苯等四元酚。
这些支化剂可以单独使用，也可以2种以上合并使用。(2)催化剂上述二羟基化合物与碳酸二酯的反应中，优选用催化剂进行。作为催化剂没有特别的限制，优选使用含氮碱性化合物和含磷碱性化合物等。它们可以使用一种，也可以两种以上组合使用。
①作为含氮有机碱性化合物没有特别的限制，有各种化合物。例如可以举出三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三甲基苄胺等脂肪族叔胺化合物，三苯基胺等芳香族叔胺化合物和N，N-二甲基-4-氨基吡啶、4-二乙基氨基吡啶、4-吡咯烷吡啶(pyrrolidinopyridine)、4-氨基吡啶、2-氨基吡啶、2-羟基吡啶、4-羟基吡啶、2-甲氧基吡啶、4-甲氧基吡啶、咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、2-二甲胺基咪唑、2-甲氧基咪唑、2-巯基咪唑、氨基喹啉、二氮杂二环辛烷(DABCO)等含氮杂环化合物。还可以举出下述通式(11)表示的季铵盐(NR94)+(X1)-…(11)在通式(11)中，R9为有机基团，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、环己基等烷基和环烷基；苯基、甲苯基、萘基、联苯基等芳基；苄基等芳烷基等。四个R9可以相互相同或不同，而且，二个R9也可以结合形成环结构。X1表示卤原子、羟基或BR4。此处，R表示氢原子或烷基和芳基等烃基，四个R可以相互相同或不同。
作为这种季铵盐，可以举出例如氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵、氢氧化四丁铵、氢氧化三甲基苄铵等具有烷基、芳基、芳烷基(alaryl)等的氢氧化铵类和氢硼化四甲基铵、氢硼化四丁基铵、四苯基硼酸四丁基铵、四苯基硼酸四甲基铵等碱性盐。
这些含氮有机碱性化合物中，从催化剂活性高、且容易热分解、难以在聚合物中残留等观点考虑，上述通式(Ⅰ)表示的季铵盐较适合，具体地说，优选氢氧化四甲铵、氢氧化四丁铵、氢硼化四甲基铵、氢硼化四丁基铵，特别优选氢氧化四甲铵。
这种含氮有机碱性化合物可以使用一种，也可以两种以上组合使用。
②作为含磷碱性化合物，可以举出3价磷化物、5价磷化物、季鏻盐等，其中，优选使用季鏻盐。作为季鏻盐没有特别的限制，有各种季鏻盐，但优选使用例如下述通式(12)或通式(13)表示的化合物(PR104)+(X1)-…(12)(PR104)2+(Y1)2-…(13)
上述通式(12)和(13)中，R10表示有机基团，作为该有机基团，可以举出例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基或环己基等烷基和环烷基；苯基、甲苯基、萘基、联苯基等芳基；和苄基等芳烷基等。四个R10可以相互相同或不同，而且二个R10可以结合形成环结构。X1表示卤原子、羟基、烷氧基、芳氧基、R′COO、HCO3、(R′O)2P(=O)O或BR4″等可形成1价阴离子的基团。此处R′表示烷基和芳基等烃基，二个R＇O可以相互相同或不同。而且，R″表示氢原子或者烷基和芳基等烃基，四个R″可以相互相同或不同。Y1表示CO3等可以形成2价阴离子的基团。
作为这种季鏻盐，可以举出例如氢氧化四苯基鏻、氢氧化四萘基鏻、氢氧化四(氯苯基)鏻、氢氧化四(联苯基)鏻、氢氧化四甲苯基鏻、氢氧化四甲基鏻、氢氧化四乙基鏻、氢氧化四丁基鏻等氢氧化四(芳基或烷基)鏻类，还可以举出四苯基硼酸四甲基鏻、溴化四苯基鏻、苯酚四苯基鏻(tetraphenylphosphonium phenolate)、四苯基硼酸四苯基鏻、四苯基硼酸甲基三苯基鏻、四苯基硼酸苄基三苯基鏻、四苯基硼酸联苯基三苯基鏻、四苯基硼酸四甲苯基鏻、苯酚四苯基鏻、二苯基磷酸四(对-叔丁基苯基)鏻、苯酚三苯基丁基鏻(triphenylbutylphosphonium phenolate)、四苯基硼酸三苯基丁基鏻、氢氧化异丙基三甲基鏻、氯化环己基三苯基鏻、乙酸1，1，1-三苯基甲基三乙基鏻、碳酸二(异丙基三乙基鏻)等。
另外，除上述通式(12)和(13)表示的化合物以外，还可以举出例如2，2-二(4-羟基苯基)丙烷的二-四苯基鏻盐、二溴化亚乙基二(三苯基鏻)、二(四苯基硼酸)三亚甲基二(三苯基鏻)等。
这些季鏻盐中，从催化剂活性与所选择的聚碳酸酯品质的平衡优良的角度考虑，以四苯基硼酸四丁基鏻、四苯基硼酸四乙基鏻、四苯基硼酸四苯基鏻、四苯基硼酸环己基三苯基鏻等为宜。(3)聚碳酸酯的制造方法以下具体地示出本发明中优选的制造方法的顺序和条件。①不进行预聚的方法以碳酸二酯对二羟基化合物为0.9～1.5倍摩尔的比例，使(A)成分二羟基化合物与(B)成分碳酸二酯进行酯交换反应。应予说明，根据不同情况，优选0.98～1.20倍摩尔。当进行上述酯交换反应时，上述的链终止剂的存在量，对于(A)成分二羟基化合物来说，如果处于0.05～10摩尔％的范围内，则由于能够获得耐冲击性和流动性的平衡优良的聚碳酸酯，因而是优选的。
这种上述的链终止剂可以预先将全部添加到反应体系中。另外，也可以预先将一部分添加到反应体系中，随着反应的进行，再添加其余部分。还可以根据不同场合，在上述(A)成分二羟基化合物与(B)成分碳酸二酯的酯交换反应进行一段时间后，将全部添加到反应体系中。
另外，催化剂对于原料(A)成分二羟基化合物1摩尔来说，以通常为10-1～10-8摩尔、优选为10-2～10-7摩尔、进一步优选为10-3～10-6摩尔的比例添加。该催化剂的添加量不足10-8摩尔时，有可能得不到催化剂效果。而超过10-1摩尔时，有可能使最终制品聚碳酸酯的物性，特别是耐热性、耐水解性降低。
当进行酯交换反应时，反应温度没有特别的限制，通常在100～330℃的范围、优选在180～300℃的范围内选择，更优选地，可以采用随着反应的进行将温度逐渐升温至180～300℃的方法。该酯交换反应的温度不足100℃时，反应速度缓慢，另一方面，超过330℃时，发生副反应，或者生成的聚碳酸酯产生着色等问题，是不优选的。另外，反应压力根据所使用的单体的蒸气压和反应温度来设定。这一设定只要使反应高效率地进行，就没有限定。通常情况下，在反应初期，多处于大气压(常压)乃至加压状态1～50atm(760～38，000乇)，在反应后期，多处于减压状态，优选最终处于0.01～100乇。
进一步地，反应时间只要达到目标分子量地进行即可，通常为0.2～10小时左右。
上述的酯交换反应是在熔融状态下、通常在无惰性溶剂的存在下进行，但也可根据需要，在为所获聚碳酸酯1～150重量％的惰性溶剂的存在下进行。此处，作为惰性溶剂，可以举出例如二苯醚、卤化二苯醚、二苯甲酮、聚苯醚、二氯苯、甲基萘等芳香族化合物，三环(5，2，10)癸烷、环辛烷、环癸烷等环烷烃等。另外，可以根据需要在惰性气体气氛下进行，此处，作为惰性气体，可以举出例如氩、二氧化碳、一氧化二氮、氮气等气体；氯氟烃，乙烷和丙烷等链烷烃，乙烯和丙烯等链烯烃等各种气体。而且，还可以根据需要向反应体系中添加抗氧化剂。
在反应进行的同时，与所使用的碳酸二酯相对应的酚类、醇类、或它们的酯类和惰性溶剂从反应器中脱离出来，这些脱离物也可以分离、精制并回收使用，所以如果有除去它们的设备最好。另外，反应可以以间歇式或连续式进行，且可以使用任意的装置。应予说明，采用连续式制造时，优选使用至少二个以上的反应器，并以上述方式限定每个反应器的反应条件。所使用的反应器，其材质和结构没有特别的限制，只要具有通常的搅拌功能即可。但是，由于在反应后期粘度上升，优选具有高粘度型搅拌功能的装置。进一步地，反应器的形状不仅可以是槽型，也可以是挤出机型的反应器等。
酯交换反应结束后，为了使所获得的聚碳酸酯的品质(色泽)良好，优选在催化剂分解温度以上、优选300℃左右对反应物进行热处理，将催化剂热分解除去。②进行预聚的方法该方法是作为原料使用上述(A)二羟基化合物和(B)碳酸二酯或光气，根据需要，使用上述的链终止剂或支化剂等，在上述催化剂的存在下进行预聚，制造预聚物，然后，使该预聚物以固相状态或溶胀固相状态进行主聚合，由此制造聚碳酸酯。该场合下，上述催化剂可以在预聚时加入，也可以在主聚合时再次加入。另外，预聚制造的预聚物可以按照公知的方法，例如界面法来进行，上述催化剂可以在主聚合时投入。以下具体地示出优选的制造方法的顺序和条件。(ⅰ)预聚方法将二羟基化合物和碳酸二酯在加热下进行处理，由此可以一边使芳香族单羟基化合物脱离，一边制造预聚物。该场合下，可以使用例如二氯甲烷、氯仿等对反应惰性的溶剂，通常情况下，可以在无溶剂且熔融的状态下实施。
关于二羟基化合物与碳酸二酯的使用比例(加料比例)，根据所使用的化合物种类和反应温度而不同，此外，还根据反应条件而不同，对于二羟基化合物1摩尔来说，该碳酸二酯通常以0.9～2.5摩尔的比例使用。
另外，对于原料(A)成分二羟基化合物1摩尔来说，催化剂通常以10-1～10-8摩尔、优选10-2～10-7摩尔、更优选10-3～10-6摩尔的比例添加。该催化剂的添加量不足10-8摩尔时，有可能得不到催化剂效果。而超过10-1摩尔时，有可能使最终制品聚碳酸酯的物性，特别是耐热性、耐水解性降低。
反应温度和反应时间根据所使用的原料和催化剂的种类和用量、所获预聚物的必要聚合度、以及其他的反应条件等而不同。优选在50～350℃的温度下，优选在1分钟～100小时的范围内选择。为了不使预聚物着色，希望在尽可能低的温度下，且在短时间内进行预聚反应。由于该预聚中只要制造较低分子量的预聚物即可，上述条件下可以容易地获得具有必要聚合度的无色透明的预聚物。另外，反应时的压力优选为1乇～5kg/cm2G。
另外，为了获得优选的球状预聚物，可以向预聚工序中获得的预聚物粉末所存在的造粒容器中供给聚碳酸酯预聚物的有机溶剂溶液，一边使该有机溶剂溶液与聚碳酸酯预聚物粉末接触，一边使有机溶剂蒸发，将其造粒成球状预聚物。
进一步地，优选进行溶剂处理，也可以采用加热，使预聚物结晶。(ⅱ)采用聚合方法制造聚碳酸酯制造聚碳酸酯预聚物之后，使该预聚物以固相状态或溶胀固相状态进行主聚合。主聚合过程中，作为催化剂，可以使用上述的催化剂。另外，链终止剂也可以使用上述的终止剂。(甲)以固相状态进行的聚合对于结晶状态的固体预聚物，可以进一步进行聚合反应。该场合下，将反应副产的芳香族单羟基化合物、碳酸二酯或这两种化合物从反应体系中除去，由此促进该反应。为此，优选采用的方法有通过向反应体系中导入氮气、氩气、氦气、二氧化碳等惰性气体或戊烷、己烷、庚烷、环己烷等直链、支链或环状的碳原子数4～18的脂肪族烃化合物，或者丙酮、环己酮等酮类，二噁烷、四氢呋喃等醚类，乙腈气体等，使其伴随这些气体而被除去的方法；在减压下进行反应的方法；或者将这两种方法合并使用的方法等。
实施该固相聚合反应时，对于结晶预聚物的形状没有特别的限制，优选为颗粒状、珠粒状等形状。
作为该固相聚合的反应催化剂，可以原封不动地使用预聚物制造工序中添加并残存的催化剂，或者也可以以粉末、液体或气体状态再次添加上述催化剂。
对于聚合的反应温度和反应时间，根据各种条件而不同，优选在目的产物芳香族聚碳酸酯的玻璃转变温度以上、且固相聚合中的结晶预聚物不熔融且保持在固相状态的温度范围内，加热1分钟～100小时来进行。(乙)以溶胀固相状态进行聚合使预聚工序中获得的预聚物结晶之后，在被后述的溶胀气体溶胀的状态下进行固相聚合，由此使其再次进行聚合的方法。
该方法被分为上述获得的预聚物的薄片化工序以及在溶胀溶剂流中进行固相聚合的高分子量化工序(溶胀固相聚合工序)。
薄片化工序中，根据不同场合采用过去公知的方法，例如转动造粒法、挤出造粒法等。
接着，在溶胀固相聚合工序中，使预聚物的薄片维持在固相状态地进一步提高其分子量。该工序的特征是在溶胀溶剂气氛下进行固相聚合，并除去副产的苯酚。经过该工序，可以在比通常的熔融酯交换反应低的温度下进行，还可以比通常的固相聚合和熔融酯交换大幅度地缩短反应时间。
此处使用的溶胀溶剂是指可以在以下示出的反应条件下使聚碳酸酯溶胀的溶剂、它们当中2种以上的混合物、或者在该溶剂或它们的混合物中混合有1种或几种惰性气体或聚碳酸酯的不良溶剂的混合溶剂。本工序中的溶胀状态是指在后述的反应条件下，使作为反应原料的预聚物薄片在体积或重量上增加到热溶胀值以上的状态。溶胀溶剂是指在下述反应条件的范围内具有完全气化的沸点或具有通常50mmHg以上蒸气压的单一化合物或它们的混合物，同时可以形成上述的溶胀状态的溶剂。
这种溶胀溶剂，如果满足上述的溶胀条件，则没有特别的限制。例如，通常溶解度参数处于4～20(cal/cm3)1/2、优选7～14(cal/cm3)1/2范围内的芳香族化合物和含氧化合物符合条件。作为具体的溶胀溶剂，可以举出例如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二乙苯、丙苯、二丙苯等芳香族烃；四氢呋喃、二噁烷等醚类；甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类等。它们当中，优选碳原子数6～20的芳香族烃的单一化合物或它们的混合物。
另外，作为与溶胀溶剂混合的不良溶剂的条件，优选在后述的反应条件下，聚碳酸酯在其中的溶解度在0.1重量％以下，参与反应的可能性少的戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、环己烷等直链、支链或环状的碳原子数4～18的脂肪族烃化合物，或者丙酮、环己酮等酮类，二噁烷、四氢呋喃等醚类、乙腈等。溶胀溶剂和不良溶剂的沸点皆超过250℃时，则残留溶剂难以除去，有可能使品质降低，是不优选的。
将这种不良溶剂与溶胀溶剂混合使用时，只要溶胀溶剂在该混合溶剂中含有1重量％以上即可，优选使5重量％以上的溶胀溶剂存在于混合溶剂中。
该溶胀固相聚合工序中，反应温度优选为100～240℃，反应时的压力优选为10乇～5kg/cm2G，特别优选在大气压下实施。反应温度低于上述范围时，则不能进行酯交换反应，在反应温度超过预聚物熔点的高温条件下，不能维持固相状态，发生粒子之间相互熔结等现象，运转操作性显著降低。因此，反应温度必须在熔点以下。
作为该溶胀固相聚合工序中的反应催化剂，可以原封不动地使用预聚物制造工序中添加并残存的催化剂，或者也可以以粉末、液体或气体的状态再次添加上述催化剂。
溶胀溶剂气体的供给，可以以液体状态供给到反应器中并在反应器内使其气化，也可以预先经热交换器等使其气化后再供给到反应器中。溶胀溶剂气体的流速如果在1×10-3cm3/s以上即可，而且优选在1×10-3cm/s以上。另外，作为气体供给量，对于每1g预聚物，优选向反应器中供给0.5升(标准状态)/hr以上的气体。
分子量提高了的聚碳酸酯的干燥和造粒工序，可以采用公知的方法进行。在混合添加剂的情况下，优选在干燥前后，直接向薄片上撒上添加剂粉末、或者向其上喷雾液体、或者使其吸收气体，而造粒时，也可以用挤出机混合。
另外，惰性气体与溶胀溶剂的混合比，只要使该混合溶剂气体中含有1容量％以上溶胀溶剂即可，优选在混合溶剂中混合5容量％以上的溶胀溶剂。(4)以上获得的聚碳酸酯，可以原封不动地进行造粒，也可以用挤出机等进行成型。
另外，所获得的聚碳酸酯可以配合增塑剂、颜料、润滑剂、脱模剂、稳定剂、无机填料等众所周知的添加剂来使用。还可以根据需要，向反应体系中添加公知的抗氧化剂。作为这种抗氧化剂，优选使用磷系抗氧化剂。
另外，该聚碳酸酯可以与聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯、聚磺酸盐(polysulfonate)、聚酰胺、聚苯醚等聚合物共混。特别地，还可以与末端具有OH基、COOH基、NH2基等的聚苯醚、聚醚腈(polyethernitrile)、末端改性聚硅氧烷化合物、改性聚丙烯、改性聚苯乙烯等合并使用。2.聚碳酸酯的性状本发明中获得的聚碳酸酯的粘均分子量为10000～50000，优选为11000～40000，更优选为12000～35000。不足10000时，有可能耐冲击性降低，而超过50000时，有可能流动性降低而难以成型。用于光盘基板用途的情况下，粘均分子量为10000～17000，优选为11000～16000，其中，用于DVD基板用途的情况下，为10000～16000，优选为11000～15000，更优选为12000～14500。3.光盘基板作为用本发明聚碳酸酯制成的光盘基板的成型方法，除了通常的注射成型法、挤出成型法以外，还可以采用超声波注射成型、多级压注成型、高速填充注射成型等成型方法。
作为成型温度(料筒温度)，为300～400℃，模具温度为80～140℃。成型温度超过400℃时，聚碳酸酯会发生降解，透明性可能降低。从提高流动性的角度考虑，希望模具的温度高，而超过140℃时，基板的形状就有可能变形。
作为注射速率，优选在150cm3/秒以上，更优选在200cm3/秒以上。不足150cm3/秒时，成型材料在模具内受到急冷，流动压力损失增大，树脂的取向度增大，成型制品有可能产生变形等不良现象。
用这样获得的光盘基板，经过公知的成膜工序，在基板材料上贴上保护膜和记录膜，由此可以制造光盘。
实施例以下用实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实例的限定。
应予说明，实施例和比较例中，按照以下方法进行各种评价。·粘均分子量(Mv)用乌氏粘度计，测定20℃下的二氯甲烷溶液的极限粘度[η]，按下述关系式计算。
=1.23×10-5·Mv0.83·双折射使用Oak公司生产的双折射测定系统ADR-2000进行测定。作为测定位置，选择距光盘中心30mm、40mm、50mm的圆周上的任意点。双折射的评价以双程滞后的绝对值进行。·落锤冲击延性破裂率对于10张试验用光盘，考察3.76kg重锤、以5.1m/s速度落到距光盘中心30mm位置时发生延性破裂的比例。·Izod延性破裂率对于将粒料注射成型获得的10张试验片，按JIS-K-7110的方法进行23℃和5℃的冲击试验，考察延性破裂的比例。<实施例1>聚碳酸酯A的制造向内容积10升的带有搅拌机的镍钢制高压釜中加入双酚A(BPA)2283g(10.0摩尔)、碳酸二苯酯2356g(11.0摩尔)、4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚103.2g(0.50摩尔)和作为催化剂的氢氧化四甲铵(其用量相对于双酚A来说为2.5×10-4摩尔)和四苯基硼酸四苯基鏻(其用量相对于双酚A来说为1.0×10-5摩尔)，用氩气置换5次。然后，将混合物在180℃下加热，在氩气气氛下使其反应30分钟。接着，使温度缓缓升温至235℃，同时将真空度提高至60mmHg，使其反应60分钟，再使其升温至270℃，同时将真空度提高至10mmHg，使其反应120分钟。接着，保持270℃，将真空度提高至1mmHg，使其反应30分钟，然后再在真空度0.5mmHg下反应15分钟，结束反应。
反应结束后，用氩气使反应器内的压力回到大气压，取出内容物，直接以熔融状态用齿轮泵送入双螺杆挤出机中进行造粒。粘均分子量(Mv)为13400。
在料筒温度370℃、模具温度100℃、合模压力16.5吨的条件下，用名机制作所(株)制造的M-35B-D-DM(光盘专用注射成型机)将获得的粒料成型为DVD基板。
测定该DVD基板的双折射和落锤冲击延性破裂率。结果如下。①双折射30mm位置处的滞后(retardation)30nm40mm位置处的滞后20nm50mm位置处的滞后0nm②落锤冲击延性破裂率10张试验用光盘皆延性破坏，落锤冲击延性破裂率为100％。<比较例1>聚碳酸酯a的制造实施例1中，不添加4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚，除此之外，与实施例1同样地进行。粘均分子量为13600。与实施例1同样地进行评价。①双折射30mm位置处的滞后32nm40mm位置处的滞后21nm50mm位置处的滞后3nm②落锤冲击延性破裂率10张试验用光盘皆非延性破坏，而是脆性破坏，落锤冲击延性破裂率为0％。·由实施例1与比较例1的结果看出二者的粘均分子量皆为几乎相同的高数值，由此获得二者双折射皆为低数值的良好评价，但是比较例的落锤冲击延性破裂率为0，不是延性破裂，耐冲击性低。<实施例2>聚碳酸酯B的制造实施例1中，在最终工序中将真空度提高至0.5mmHg，不使其反应15分钟，代之以使其反应30分钟，除此之外，全部与实施例1同样地进行。粘均分子量为17200。用与实施例1同样方法造粒获得的粒料制作Izod试验片。Izod延性破裂率如下。
①23℃Izod延性破裂率100％①5℃Izod延性破裂率100％<比较例2>聚碳酸酯b的制造比较例1中，在最终工序中将真空度提高至0.5mmHg，不使其反应15分钟，代之以使其反应30分钟，除此之外，全部与比较例1同样地进行。粘均分子量为17500。此外全部与实施例2同样地进行。
Izod延性破裂率如下。
①23℃Izod延性破裂率40％①5℃Izod延性破裂率0％·从实施例2和比较例2的结果看出尽管二者的粘均分子量几乎为相同的高数值，但比较例的Izod延性破裂率低，不是延性破裂，耐冲击性低。<实施例3>(固相聚合)向内容积10升的带有搅拌机的镍钢制高压釜中加入双酚A(BPA)2283g(10.0摩尔)、碳酸二苯酯(DPC)2356g(11.0摩尔)、4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚103.2g(0.50摩尔)和作为催化剂的氢氧化四甲铵(其用量相对于双酚A来说为2.5×10-4摩尔)，用氩气置换5次。然后，将混合物在180℃下加热，在氩气气氛下使其反应30分钟。接着，使温度缓缓升温至235℃，同时将真空度提高至60mmHg，使其反应60分钟，再使其缓缓升温至270℃，同时将真空度提高至10mmHg，使其反应120分钟。接着，在温度270℃下，将真空度提高至1mmHg，使其反应30分钟。反应结束后，用氩气使反应器内的压力回到大气压，取出为预聚物的内容物，粉碎。该预聚物的粘均分子量(Mv)为8800，羟端基的端基百分率为30％。
将这样获得的预聚物和作为固相聚合用催化剂的四苯基硼酸环己基三苯基鏻(其用量相对于双酚A来说为1.0×10-5摩尔)溶解于二氯甲烷中，加入正庚烷，析出粉末，浓缩干燥后，将其真空干燥，获得预聚物粉末。将该粉末2kg加入SUS管中，以100ml/分的流速通入氮气，将温度从室温升温至240℃，进行2小时固相聚合，获得聚碳酸酯。粘均分子量(Mv)为17500。将获得的薄片状PC与实施例1同样地进行造粒，制成Izod试验片。Izod延性破裂率如下。
①23℃Izod延性破裂率100％②5℃Izod延性破裂率100％<比较例3>(固相聚合)除了不使用4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚以外，与实施例3同样地进行。获得的聚碳酸酯的粘均分子量(Mv)为17000。获得的聚碳酸酯的Izod延性破裂率如下。
①23℃Izod延性破裂率30％②5℃Izod延性破裂率0％·从实施例3与比较例3的结果看出尽管二者的粘均分子量几乎为相同的高数值，但比较例的Izod延性破裂率低，不是延性破裂，且其耐冲击性低。<实施例4>(不良溶剂固相聚合)代替氮气，以100ml/分的流速导入经预热的正庚烷气体，将流过反应管后的气体成分冷却回收，除此之外，与实施例3同样地进行，获得聚碳酸酯。粘均分子量(Mv)为17300。将获得的薄片状PC与实施例1同样地进行造粒，制成Izod试验片。Izod延性破裂率如下。
①23℃Izod延性破裂率100％②5℃Izod延性破裂率100％<比较例4>(不良溶剂固相聚合)除了不使用4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚以外，与实施例4同样地进行。获得的聚碳酸酯的粘均分子量(Mv)为17100。获得的聚碳酸酯的Izod延性破裂率如下。
①23℃Izod延性破裂率30％②5℃Izod延性破裂率0％·从实施例4与比较例4的结果看出尽管二者的粘均分子量几乎为相同的高数值，但比较例的Izod延性破裂率低，不是延性破裂，且其耐冲击性低。<实施例5>(溶胀固相聚合)将与实施例3同样获得的预聚物粉末2kg加入SUS管中，将温度从室温升温至240℃，一边通入对二甲苯气体，一边进行2小时溶胀固相聚合，获得聚碳酸酯。粘均分子量(Mv)为17000。将获得的薄片状PC与实施例1同样地进行造粒，制成Izod试验片。Izod延性破裂率如下。
①23℃Izod延性破裂率100％②5℃Izod延性破裂率100％<比较例5>(溶胀固相聚合)除了不使用4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚以外，与实施例5同样地进行。获得的聚碳酸酯的粘均分子量(Mv)为17100。获得的聚碳酸酯的Izod延性破裂率如下。
①23℃Izod延性破裂率30％②5℃Izod延性破裂率0％·从实施例5与比较例5的结果看出尽管二者的粘均分子量几乎为相同的高数值，但比较例的Izod延性破裂率低，不是延性破裂，且其耐冲击性低。
产业上的利用可能性采用本发明的聚碳酸酯的制造方法，原料不使用有毒的光气，就可以获得流动性和耐冲击性的平衡优良的聚碳酸酯。另外，这种方法获得的聚碳酸酯经成型，可以获得双折射低、耐冲击性优良的光盘基板。
权利要求
1．一种聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，在使二羟基化合物与碳酸二酯进行酯交换反应制造聚碳酸酯时，作为链终止剂，添加具有以下述通式(1)表示结构的化合物。 (式中，X为-OH、-COOH、-COCl或-NH2，R为碳原子数5～20的具有支链结构的烷基，n为1～5的整数。)
2．权利要求1中所述的聚碳酸酯的制造方法，其中，在使二羟基化合物与碳酸二酯进行酯交换反应制造聚碳酸酯时，作为催化剂，使用选自含氮有机碱性化合物和含磷碱性化合物中的至少一种。
3．一种聚碳酸酯的制造方法，其特征在于，在通过预聚使二羟基化合物与碳酸二酯反应制造聚碳酸酯预聚物后，使该预聚物以固相状态或溶胀固相状态聚合来制造聚碳酸酯时，作为链终止剂，使具有以下述通式(1)表示结构的化合物存在。 (式中，X为-OH、-COOH、-COCl或-NH2，R为碳原子数5～20的具有支链结构的烷基，n为1～5的整数。)
4．权利要求3中所述的聚碳酸酯的制造方法，其中，在通过预聚使二羟基化合物与碳酸二酯反应制造聚碳酸酯预聚物后，使该预聚物以固相状态或溶胀固相状态聚合来制造聚碳酸酯时，作为催化剂，使用选自含氮有机碱性化合物和含磷碱性化合物中的至少一种。
5．权利要求2或权利要求4中所述的聚碳酸酯的制造方法，其中，含磷碱性化合物为季鏻盐。
6．一种光盘基板，它是由权利要求1～5中所述制造方法获得的聚碳酸酯成型而成。
7．权利要求6中所述的光盘基板，该光盘基板是DVD(数字视频盘或数字通用盘)基板。
全文摘要
提供一种流动性和耐冲击性的平衡优良的、原料不使用有毒的光气的聚碳酸酯的制造方法,而且,将这种方法获得的聚碳酸酯成型,可以提供双折射低、转录性优良的光盘基板。该聚碳酸酯的制造方法中,在使二羟基化合物与碳酸二酯进行酯交换反应制造聚碳酸酯时,作为链终止剂,添加4－(1,1,3,3－四甲基丁基)苯酚等具有特定支链的化合物。将该方法获得的聚碳酸酯成型制成光盘基板。
文档编号G11B7/2533GK1286712SQ99801656
公开日2001年3月7日 申请日期1999年1月8日 优先权日1998年1月13日
发明者冈本正哉, 伊藤光则 申请人:出光石油化学株式会社