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Title:
HIGHLY BRANCHED POLYCONDENSATES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/058385
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to highly branched polycondensates, notably polycarbonates and copolycarbonates, characterized by marked structural viscosity, which can be obtained by polycondensation of monomers capable of polycondensation in the presence of oligomers consisting of between 2 and 200 monomer units or dendritic polymers of the general formulas A-R-B¿x? OR A¿x?-R-B. In said formulas A is a COX group and X is hydroxyl, halogen, preferably chlorine, alkoxy or aralkoxy each having between 1 and 30 and preferably between 1 and 20 or between 1 and 8 carbon atoms; B is a OY group and Y is hydrogen, trialkyl silyl, alkyl or acyl, in each case with between 1 and 30, preferably between 1 and 20 or 1 and 8 carbon atoms, or B is an amino group, an ammonium halogenide or an alkyl carbamate with between 1 and 8 carbon atoms; and R is an organic aromatic, aliphatic-aromatic or aliphatic rest with between 1 and 25 carbon atoms and x $m(G) 2.

Inventors:
BRENNER AXEL (DE)
KOENIG ANNETT (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/002284
Publication Date:
October 05, 2000
Filing Date:
March 15, 2000
Export Citation:
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Assignee:
BAYER AG (DE)
BRENNER AXEL (DE)
KOENIG ANNETT (DE)
International Classes:
C08G69/00; C08G63/00; C08G63/20; C08G64/14; C08G69/26; C08G69/44; C08G83/00; (IPC1-7): C08G64/14; C08G63/20; C08G63/64; C08G69/00; C08G85/00
Domestic Patent References:
WO1995006081A11995-03-02
Foreign References:
GB1159924A1969-07-30
US5064914A1991-11-12
Other References:
BOLTON, D. H. ET AL: "SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF HYPERBRANCHED POLYCARBONATES", MACROMOLECULES,US,AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. EASTON, vol. 30, no. 7, 7 April 1997 (1997-04-07), pages 1890 - 1896, XP000684813, ISSN: 0024-9297
MASSA, D. J. ET AL: "NOVEL BLENDS OF HYPERBRANCHED POLYESTERS AND LINEAR POLYMERS", MACROMOLECULES,US,AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. EASTON, vol. 28, no. 9, 24 April 1995 (1995-04-24), pages 3214 - 3220, XP000500418, ISSN: 0024-9297
KIM, YOUNG H.: "highly branched aromatic polymers: their preparation and applications", ADVANCES IN DENDRITIC MACROMOLECULES, (NEWKOME, G.R. EDITOR), vol. 2, 1995, pages 123 - 156, XP002143306
Attorney, Agent or Firm:
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT (Leverkusen, DE)
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT (Leverkusen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hochverzweigte Polykondensate, die erhältlich sind durch Polykondensation von zur Polykondensation befähigten Monomeren in Gegenwart von Verzweigern, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzweiger Polymere, Oligomere aus 2 bis 200 Monomereinheiten oder dendritische Polymere sind und aus Monomeren der allgemeinen Formeln ARB oder AXRB aufgebaut sind, worin A die Bedeutung COXGruppe hat und X Hydroxyl, Halogen, vorzugs weise Chlor, Alkoxy oder Aralkoxy mit jeweils 1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 20 oder l bis 8 Kohlenstoffatomen ist und worin B die Bedeutung OYGruppe hat und Y Wasserstoff, Trialkylsilyl, Alkyl oder Acyl mit jeweils 1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 20 oder 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist oder worin B eine Aminogruppe, ein Ammo niumhalogenid oder Alkylcarbamat mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, R ein organischer aromatischer, aliphatischaromatischer oder alipha tischer Rest mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen ist und x 2 2 ist.
2. Hochverzweigte Polykondensate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polykondensat ein Polycarbonat oder Copolycarbonat, ein Polyester, ein Polyamid, ein Polyesteramid oder ein Copolykondensat ist, welches mindestens zwei der zuvor genannten Polymereinheiten enthãlt.
3. Verfahren zur Herstellung hochverzweigter Polykondensate aus zur Polykondensation befähigten Monomeren in Gegenwart von Verzweigern, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verzweiger Polymere, Oligomere mit 2 bis 200 Monomereinheiten oder dendritische Polymere einsetzt, die aus Monomeren der allgemeinen Formeln ARBX oder AXRB aufgebaut sind, worin A die Bedeutung COXGruppe hat und X Hydroxyl, Halogen, Alkoxy oder Aralkoxy mit jeweils 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist und worin B die Bedeutung OYGruppe hat und Y Wasserstoff, Trialkylsilyl, Alkyl oder Acyl mit jeweils 1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 20 oder 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist oder B eine Aminogruppe, ein Ammonium halogenid oder Alkylcarbamat mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet und worin R ein organischer aromatischer, aliphatischaromatischer oder alipha tischer Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist und x > 2 ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als dendri tische polymere Verzweiger solche einsetzt, die erhältlich sind aus Monomeren der Formel worin X Hydroxyl, Halogen, Alkoxy oder Aralkoxy ist und Y Wasserstoff, Trialkylsilyl, Alkyl oder Acyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet und a gleich 1 und b 2 2 oder a 2 2 und b gleich 1 ; oder worin X, Y, a und b wie oben definiert sind und n und k unabhängig von einander eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist ; oder worin X und Y wie zuvor definiert sind, R Wasserstoff, Alkyl oder Aralkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, und Z und Q unabhängig voneinander gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Aryl oder Aralkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als zur Polykondensation befähigte Monomeren ein Bisphenol mit einem Kohlensäurediester umsetzt und den dendritischen polymeren Verzweiger in einer Menge von 0,005 bis 2 Gew. %, vorzugsweise 0,25 bis 1,5 Gew. %, bezogen auf die Masse der Bisphenole, einsetzt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation in mindestens zwei Stufen erfolgt und den dendri tischen Verzweiger erst nach Synthese eines Oligomeren aus den zur Polykondensation befähigten Monomeren zusetzt.
7. Verwendung der hochverzweigten Polykondensate nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von Formkörpern jeglicher Art.
8. Formmasse zur Herstellung von Formkörpern, die ein hochverzweigtes Poly kondensat nach einem der Ansprüche 1 bis 2 enthält.
Description:
Hochverzweigte Polykondensate Die Erfindung betrifft hochverzweigte Polykondensate und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Für bestimmte Anwendungszwecke erweisen sich verzweigte Polykondensate als besonders geeignet. So ist es bekannt, daß sich verzweigte Polycarbonate durch eine erheblich gesteigerte Strukturviskosität gegenüber linearen Polycarbonaten aus- zeichnen ; dies bedeutet, daß bei zunehmender Schergeschwindigkeit die scheinbare Schmelzviskosität abnimmt. Polycarbonate mit gesteigerter Strukturviskosität oder einem ausgeprägten Nicht-Newtonschen Fließverhalten besitzen gute Verarbeitungs- eigenschaften sowohl bei der Extrusion als auch dem Spritzguß.

Zur Herstellung von verzweigten Polycarbonaten werden niedermolekulare Ver- zweiger eingesetzt. Solche sind beispielsweise Phloroglucin (DE 15 70 533 A), Isatinbiskresol (DE 25 00 092 A), Trimellitsäure (EP 140 341 A) und Tris-1,1,1- (hydroxyphenyl)-ethan (EP 708 143 A). Nachteilig an den unter Verwendung von niedermolekularen Verzweigern hergestellten verzweigten Polycarbonaten ist eine relativ breite Molekulargewichtsverteilung, d. h. ein hoher Dispersionsgrad, und daß kein ausreichend hohes Molekulargewicht erreicht wird oder eine Neigung der verzweigten Polycarbonate zur Ausbildung von Vernetzungen besteht. Dies wirkt sich ungünstig auf das Fließverhalten und damit auf die Verarbeitungseigenschaften der Polycarbonate aus. Darüber hinaus wird die Transparenz der verzweigten Poly- carbonate durch die Bildung von Gelkörpem beeinträchtigt.

Zur Herstellung von verzweigten Polycarbonaten ist es grundsätzlich bekannt, Poly- mere als Verzweiger einzusetzen. Von einer solchen Vorgehensweise wird aber üblicherweise abgeraten, da der Einsatz von polymeren Verzweigern in vielen Fällen zur erhöhten Bildung von Gelkörpern führt und die Strukturviskosität in dem erhaltenen Polymer relativ schwach ausgeprägt ist, weil die polymeren Verzweiger

eine hohe Schmelzviskosität besitzen und meist nur schlecht in anderen Polymeren löslich sind. Ein weiterer Nachteil der polymeren Verzweiger besteht darin, daß ein Großteil der chemischen Funktionalitäten im Inneren des statistischen Knäuels liegt und daher für chemische Reaktionen nur erschwert oder erst mit längerer Reak- tionszeit zugänglich wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verzweigte thermoplastische Polykon- densate mit ausgeprägter Strukturviskosität bereitzustellen, die die zuvor genannten Nachteile nicht aufweisen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch hochverzweigte thermoplastische Polykondensate, die erhältlich sind durch Polykondensation von zur Polykondensation befähigten Monomeren in Gegenwart von Verzweigern, wobei die Verzweiger Polymere, Oligomere mit 2 bis 200 Monomereinheiten oder dendritische Polymere sind und aus Monomeren der allgemeinen Formeln A-R-BX oder AX-R-B aufgebaut sind, worin A die Bedeutung COX-Gruppe hat und X Hydroxyl, Halogen, vorzugsweise Chlor, Alkoxy oder Aralkoxy mit jeweils 1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 20 oder I bis 8 Kohlenstoffatomen ist und worin B die Bedeutung OY-Gruppe hat und Y Wasserstoff, Trialkylsilyl, Alkyl oder Acyl mit jeweils I bis 30, vorzugsweise 1 bis 20 oder 1 bis 8 Kohlenstoff- atomen ist oder worin B eine Aminogruppe, ein Ammoniumhalogenid, bevorzugt Ammoniumchlorid, oder Alkylcarbamat mit I bis 8 Kohlenstoff- atomen, vorzugsweise t-Butylcarbamat, bedeutet, R ein organischer aromatischer, aliphatisch-aromatischer oder aliphatischer Rest mit I bis 25 Kohlenstoffatomen ist und x # 2 ist.

Solche Polykondensate sind beispielsweise Polycarbonate und Copolycarbonate, Polyester, Polyamide, Polyesteramide und Copolykondensate, welche mindestens zwei der zuvor genannten Polymereinheiten enthalten.

Erfindungsgemäße Polycarbonate und Copolycarbonate sind hochtransparent, haben eine sehr helle Eigenfarbe und zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Schmelz- standfestigkeit und ausgeprägte Strukturviskosität aus. Die durch Verwendung dendritischer makromolekularer Verzweiger erhaltenen erfindungsgemäßen Poly- carbonate besitzen vorzugsweise einen Gehalt an OH-Endgruppen von weniger als 600 ppm. Die hochverzweigten Polycarbonate weisen mittlere Molekulargewichte M, von 8.000 bis 80.000, vorzugsweise 12.000 bis 40.000, auf, die durch Messung der relativen Lösungsviskosität in Dichlormethan oder in Mischungen gleicher Gewichtsmengen Phenol/o-Dichlorbenzol ermittelt werden, wobei die Eichung des Meßsystems durch Lichtstreuung erfolgt.

Dendritische Polymere im Sinne der Erfindung umfassen sogenannte hochverzweigte Polymere und sogenannte Dendrimere. Beide Polymerklassen sind bekannt und bei- spielsweise beschrieben in A. Brenner"Hochverzweigte Strukturen auf der Basis von Polyestern und Polyamiden", Herbert Utz-Verlag Wissenschaft, München (1996). Die dendritischen Polymere sind Thermoplasten, beispielsweise Polyester oder Polyamide, und wirken bei der Polykondensation als Verzweiger. Die Verwendung dendritischer Verzweiger erlaubt die Herstellung von Polykondensaten mit inte- ressanten Eigenschaften.

Der Einsatz dendritischer Verzweiger und die dadurch erhältlichen polymeren Produkte werden nachfolgend beispielhaft an Polycarbonaten beschrieben.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polycarbonate als Verzweiger ver- wendeten hochverzweigten Polymere sind bekannt und zeichnen sich in der Regel durch eine extrem niedrige Lösungsviskosität, eine außerordentlich gute Löslichkeit gegenüber ihren linearen Analoga, eine annähernd globulare Struktur der Poly- mermoleküle sowie eine hohe Anzahl funktioneller Gruppen an der Oberfläche des Polymersphäroliten aus. Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften können hoch- verzweigte Polymere als Verzweiger zur Herstellung von verzweigtem Polycarbonat eingesetzt werden, ohne die üblichen Nachteile von bekannten polymeren Ver- zweigern zu bewirken.

Als Verzweiger können beispielsweise die hochverzweigten Polyester der US 3 669 939 verwendet werden. Die US 3 669 939 offenbart hochverzweigte Polymere, die durch Kondensation von Polyhydroxymonocarbonsäuren der Formel (OH)"R-COOH erhalten werden, worin n eine ganze Zahl von I bis 6 und R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 22 C-Atomen und/oder-CH2OH ist. Wesentlich für den Erhalt der hochverzeigten Polymerstruktur ist, daß A-Funktionalitäten nur mit B- Funktionalitäten reagieren können.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die erfindungsgemäß eingesetzten Verzweiger erhältlich aus Monomeren der Formel worin X = Hydroxyl, Halogen, Alkoxy oder Aralkoxy ; Y = Wasserstoff, Trialkylsilyl, Alkyl oder Acyl ; mit a = l und b 2 2 oder a 2 2 und b = 1 ; oder

worin X, Y, a und b wie oben definiert sind und n und k unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist ; oder

worin X und Y wie oben definiert, R Wasserstoff, Alkyl oder Aralkyl ist und Z und Q unabhängig voneinander gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Aryl oder Aralkyl sind.

Entsprechende Monomere und deren Herstellung sind beispielsweise in der zuvor genannten Schrift von A. Brenner"Hochverzweigte Strukturen auf der Basis von Polyestern und Polyamiden", Herbert Utz-Verlag Wissenschaft, München, 1996, Seite 29-32,43-46 und 123-130 beschrieben.

Als besonders geeignet zur Herstellung von Polyestern mit hochverzweigter Polymerstruktur haben sich Monomere der folgenden Formeln (1) bis (5) erwiesen.

Die hochverzweigten Polymere können durch Zugabe von Comonomeren bei der Polykondensationsreaktion modifiziert sein.

Dendrimere Polymere, insbesondere dendrimere Polyester, als Verzweiger mit einer globularen, perfekt verzweigten makromolekularen Struktur und Hydroxyl-Funk- tionalitäten an deren Oberfläche sind gemäß der WO 93/18079 erhältlich, auf deren Offenbarung verwiesen wird.

Die Herstellung der strukturviskosen verzweigten Polycarbonate erfolgt nach dem sogenannten Schmelzumesterungsverfahren, in dem Bisphenole und Kohlensäure- diester in bekannter Weise bei Temperaturen von 80 bis 400°C, vorzugsweise bis 320°C, in Gegenwart eines Katalysators und eines Verzweigers umgesetzt und das

Polycarbonat in bekannter Weise gewonnen wird, wobei die zuvor genannten Poly- mere mit dendritischer oder hochverzweigter Polymerstruktur als Verzweiger ein- gesetzt werden.

Zur Herstellung der verzweigten Polycarbonate werden die erfindungsgemäß zu verwendenden Verzweiger in Mengen von 0,05 bis 2,0 %, vorzugsweise 0,25 bis 1,5 Masse %, bezogen auf die Masse des Bisphenol, verwendet.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen, verzweigten Polycarbonate eignen sich Bisphenole der allgemeinen Formel HO-Z-OH, worin Z für einen bivalenten Rest mit vorzugsweise 6 bis 40 Kohlenstoffatomen steht und ein-und mehrkernige, gegebe- nenfalls auch Heteroatome enthaltene Bisphenole mit gegebenenfalls unter den Bedingungen der Polycarbonatherstellung und deren thermischer Verarbeitung, inerten Substituenten umfaßt.

Als Bisphenole kommen beispielsweise Hydrochinon, Resorcin, Bis- (hydroxy- phenyl)-alkane, Bis- (hydroxyphenyl)-cycloalkane, Bis- (hydroxyphenyl)-sulfide, -ether,-sulfoxide,-sulfone und aa-Bis- (hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole sowie deren kernalkylierte und kernhalogenierte Verbindungen in Frage. Geeignete Bis- phenole sind beispielsweise in den US 3 028 365, US 2 999 835, US 3 062 781, US 3 148 172, US 4 982 014, DE 15 70 703 A und DE 20 63 050 A sowie ferner in H. Schnell"Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, New York, 1964 beschrieben.

Bevorzugte Bisphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis- (4-hydroxyphenyl)-propan, 2,4-Bis- (4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis-(hydroxyphenyl)-cyclohexan,<BR> au.-Bis- (4-hydoxyplienyl)-p-diisopropylbenzol,<BR> aa-B is- (4-hydroxyphenyl)-m-diisopropylbenzol, 2,2-Bis (3-methyl-4-hydoxyphenyl)-propan,

2,2-Bis (3-chlor-4-hydoxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4-Bis- (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis- (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, a, a-Bis- (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol, 1, 1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3, 3,5-trimethylcyclohexan, 1,1,Bis-(4-hydroxphenyl)-3-methylcyclohexan, 1,1-Bis- (4-hydroxyphenyl)-3,3-dimethylcyclohexan,<BR> 1,1-Bis- (4-hydroxyphenyl)-4-methylcyclohexan, 2,2,-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis- (3, 5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-1-phenyl-ethan, 2,2-Bis- (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-phenyl-ethan, 2,2-Bis- (4-hydroxyphenyl)-2, 2-diphenylethan, 9,9-Bis- (4-hydroxyphenyl)-fluoren, 9,9-Bis- (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-fluoren.

Besonders bevorzugte Bisphenole sind 2,2-Bis- (4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis- (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 1,1-Bis- (4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan, l, 1-Bis- (4-hydroxyphenyl)-3-methylcyclohexan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-4-methylcyclohexan, 9,9-Bis (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-fluoren.

Ganz besonders bevorzugte Bisphenole sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,

1,1-Bis- (4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylhexan und<BR> 1,1-Bis- (4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polycarbonate können Kohlensäurediester, vorzugsweise Kohlensäure-C6-Cl4-arylester, vorzugsweise die Diester von Phenol oder alkylsubstituierten Phenolen wie Diphenylcarbonat oder Dikresylcarbonat eingesetzt werden. Kohlensäurediester werden vorzugsweise in Mengen von 1,01 bis 1,30 mol, insbesondere von 1,02 bis 1,15 mol, bezogen auf 1 mol Bisphenol, eingesetzt.

Als Umesterungskatalysatoren können Ammonium-und Phosphoniumkatalysatoren, wie in der US 3 442 863, JP-A 14 7422, US 5 399 659 beschrieben, oder Guanidinsysteme, wie in der US 5 319 066 beschrieben, eingesetzt werden. Sie werden bevorzugt in Mengen von 10-8 bis 10-4 mol, besonders bevorzugt in einer Konzentration von 10-7 bis 10-5 mol, bezogen auf 1 mol Diphenol, eingesetzt.

Bevorzugte Katalysatoren, insbesondere für die Herstellung von Oligocarbonaten als Zwischenprodukt zur Herstellung der verzweigten Polycarbonate, sind Verbindungen der allgemeinen Formel (V) und (VI) : worin R, bis R4 gleich oder verschieden sind und einen C, bis C,-Alkylrest, C6 bis <BR> <BR> <BR> Cl2-Arylrest oder C5 bis C6-Cycloalkylrest bedeuten und X~ ein Anion ist, das als Brönsted-Base einen pK-Wert von kleiner als 11 besitzt.

Bevorzugte Katalysatoren sind folglich Tetramethylammoniumtetraphenylboranat, Tetraphenyl-phosphoniumphenolat, Tetraphenylphosphoniumfluorid, Tetraphenyl- phosphoniumtetraphenylboranat, Dimethyl-diphenylammoniumhydroxid, Tetraethyl- ammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Tetramethylammonium- hydroxid, Tetramethylammoniumacetat, Tetramethylammoniumfluorid, Imidazol.

Es können auch zwei oder mehrere Katalysatoren in Kombination eingesetzt werden. Es ist möglich, diese Katalysatoren nochmals nach der Oligocarbonatsynthese bei der Polykondensation in der zweiten Stufe zuzusetzen.

Neben diesen Katalysatoren können auch Alkalimetallkatalysatoren oder Erdalkali- metallkatalysatoren eingesetzt werden. Die Alkalimetallkatalysatoren oder Erdalkali- metallkatalysatoren, beispielsweise gemäß der US 3 272 601, werden bevorzugt in Mengen von 10-8 bis 10-4 mol, bezogen auf 1 mol Bisphenol, besonders bevorzugt in einer Konzentration von 10-'bis 10-5 mol, bezogen auf 1 mol Bisphenol, eingesetzt.

Es sind dies beispielsweise die Hydroxide, Carbonate, Halogenide, Phenolate, Diphenolate, Fluoride, Acetate, Phosphate, Hydrogenphosphate oder Boranate des Lithiums, Natriums, Kaliums, Cäsiums, Calciums, Bariums und Magnesiums.

Die Zugabe des Alkalimetallkatalysators oder Erdalkalimetallkatalysators in das Oligocarbonat oder in das Polycarbonat kann beispielsweise als Feststoff oder als Lösung in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel wie Phenol erfolgen.

Ist eine hohe Reinheit der Polycarbonate erforderlich, beispielsweise zur Herstellung von Datenträgern, werden Reaktionskomponenten mit einem möglichst geringen Gehalt an Alkaliionen und Erdalkaliionen eingesetzt. Derart reine Kohlensäure- diarylester oder Bisphenole sind beispielsweise durch Umkristallisieren, Waschen oder Destillieren erhältlich. Vorzugsweise soll der Gehalt an Alkali-/Erdalkalimetall- ionen sowohl im Bisphenol als auch im Kohlensäurediester geringer als 0,01 ppm sein. Ferner ist die Polycarbonatherstellullg vorzugsweise so zu führer, daß mög-

lichst wenig Verunreinigungen in das Produkt eingeschleppt werden. Auch der Gehalt an Restmonomeren (Bisphenolen) im Polycarbonat und in den daraus her- gestellten Produkten sollte bevorzugt so niedrig wie möglich, vorzugsweise kleiner als 10 ppm, sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Stufe durchgeführt werden, wobei die Ausgangsverbindungen Bisphenol und Kohlensäurediester gemäß den aus der Literatur bekannten Polykondensationsbedingungen umgesetzt werden. Dabei werden die Ausgangsverbindungen bei Temperaturen von 80 bis 250°C, bevorzugt 100 bis 230°C, besonders bevorzugt 120 bis 190°C, unter normalem Druck in einem Zeitraum von bis zu 5 Stunden, vorzugsweise 0,25 bis 3 Stunden, aufgeschmolzen.

Der Umesterungskatalysator und gegebenenfalls der Verzweiger können vor oder nach dem Aufschmelzen der Ausgangsverbindungen zugegeben werden. Durch Anlegen eines Vakuums, Erhöhung der Temperatur und Abdestillieren des Mono- phenols wird ein Oligocarbonat erhalten. Nach Zugabe des Verzweigers wird die Polykondensation durch weiteres Erhöhen der Temperatur auf 240 bis 400°C und Er- niedrigung der Drucks bis auf 0,01 mbar bis zum Erhalt eines hochmolekularen, löslichen, verzweigten Polycarbonats fortgeführt.

Die Polykondensation kann in zwei oder mehreren Stufen erfolgen, wobei im Aufkondensationsschritt zur Polycarbonatherstellung gegebenenfalls eine noch- malige Katalysatorzugabe von Vorteil sein kann. Die Zugabe des Verzweigers kann vorteilhafterweise auch erst in der Oligocarbonatstufe erfolgen.

Erfolgt eine stufenweise Polykondensation, so werden zunächst unter Zugabe von Umesterungskatalysatoren Oligocarbonate mit mittleren Molekulargewichten Mw von 3000 bis 24000, vorzugsweise 5000 bis 20000, hergestellt. Die Temperatur zur Herstellung der Oligocarbonate liegt bei 100 und 290°C, vorzugsweise bei 150 und 280°C. Die bei der Umesterung zum Oligocarbonat entstehenden Monophenole werden durch Anlegen eines Vakuum von 0,5 bis 500mbar entfernt. Die Polykon-

densation des Oligocarbonats wird unter Zugabe von Verzweigern und gegebe- nenfalls unter weiterer Zugabe von Katalysator und durch Erhöhung der Temperatur auf 230 bis 400°C, vorzugsweise 250 bis 320°C, bei einem Druck 100 mbar bis 0,01 mbar zu Ende geführt. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Zur Begrenzung der mittleren Gewichtsmolmassen M W der Polycarbonate können schwerflüchtige Phenole wie Cumylphenol oder 4-Phenylphenol, vorzugsweise in Mengen von 0,01 bis 10 Mol% pro Mol Bisphenol, eingesetzt werden.

Für besondere Anwendungen kann die Modifizierung der Polykondensate durch Einkondensation von Blöcken, Segmenten und Comonomeren erfolgen. Beispielhaft seien genannt Siloxanblöcke mit Hydroxyl-Endgruppen, aromatische und ali- phatische Polyester mit Hydroxyl-und Carboxyl-Endgruppen, Polyphenylensulfid- Blöcke mit OH-Endgruppen oder Polyphenylenoxid-Blöcken mit Hydroxyl- Endgruppen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Rührkesseln, Dünnschichtverdampfern, Fallfilmverdampfern, Rührkesselkaskaden, Extrudern, Knetern, einfachen Scheiben- reaktoren und Scheibenreaktoren für hochviskose Produkte durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Polykondensate können in bekannter Weise zu Granulaten weiterverarbeitet werden, die zur Herstellung von Polykondensat-Form- massen und Weiterverarbeitung zu Formkörpem eingesetzt werden.

Ferner können die Formmassen, welche die erfindungsgemäß hergestellten Polykon- densate, insbesondere Polycarbonate, enthalten auch mit unverzweigten Polycarbo- naten oder anderen thermoplastischen Polymeren wie Polyolefinen, Polyestern, Polyamiden, Polystyrol und Blends auf Basis von Acrylnitril/Butadien/Styrol- Copolymeren abgemischt werden.

Die erfindungsgemäßen Formmassen können geeignete Additive wie Ent- formungsmittel, UV-Absorber, Stabilisatoren, Gleitmittel, Antistatika, Füllstoffe und/oder Verstärkungsstoffe, Antioxidantien, Pigmente, Farbmittel, und fein zerteilte Mineralien enthalten. Die Einarbeitung der Zusätze in das amorphe thermoplastische Polymer erfolgt in bekannter Weise durch Vermischen von Polymergranulat mit den Zusätzen und anschließender Extrusion oder durch Vermischen der Lösungen des Polymers mit Lösungen der Additive und anschließende Verdampfung der Lösungs- mittel in bekannter Weise. Der Anteil der Additive in der Formmasse kann in weiten Grenzen variiert werden und richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften der Formmasse. Der Gesamtanteil der Additive in der Formmasse beträgt etwa bis zu 20 Gew. %, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew. %, bezogen auf das Gewicht der Formmasse.

Beispiele für Entformungsmittel sind Calciumstearat, Zinkstearat, Glycerinmono- stearat und Pentaerithrit-tetrastearat ; bevorzugte Entformungsmittel sind Glycerin- monostearat und Pentaerithrittetrastearat.

Insbesondere bei Verwendung zur Herstellung von Formteilen für den Bausektor, wie Fenstern oder Platten, können den Formmassen UV-Absorber zugesetzt werden.

Geeignete UV-Absorber sind solche Verbindungen, die aufgrund ihres Absorptions- vermögens unterhalb 400nm in der Lage sind, Polycarbonat wirksam vor UV-Licht zu schützen und ein Molekulargewicht von mehr als 370, vorzugsweise von 500 und mehr aufweisen. Beispielhaft seien Triazine wie das 2,4-Bis (2,4-dimethylphenyl)-6- (2-hydroxy-4-n-octylphenyl)-1,3,5-triazin (CYASORB UV-11649) oder 2- (4,6- Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5- (hexyl) oxyphenol (TINUVIN 1577) genannt Geeignete Stabilisatoren für amorphe thermoplastische Polymere sind beispielsweise Phosphine, Phosphite oder Silicium enthaltende Stabilisatoren sowie weitere in der EP 0 500 496 A1 beschriebene Verbindungen. Beispielhaft seien Triphenylphos- phite, Diphenylalkylphosphite, Phenyldialkylphosphite, Tris- (nonylphenyl)-phosphit, Tetrakis- (2,4-di-tert.-butylphenyl)-4,4'-biphenylen-diphosphonit und Triphenylphos- phit genannt.

Beispiele für Gleitmittel sind Kohlenwasserstoffe (z. B. Paraffinöle, Polyethylen- wachse), Alkohole (z. B. Stearylalkohol), Carbonsäuren (z. B. Laurinsäure, Palmitin- säure, Stearinsäure), Carbonsäureamide (z. B. Stearinsäureamid, Ethylendiamin- bisstearylamid), Carbonsäureester (z. B. n-Butylstearat, Stearylstearat, Glycerinmono- stearat, Glycerintristearat, Pentaerythrittetrastearat) ; bevorzugte Gleitmittel sind Carbonsäureamide und Carbonsäureester.

Beispiele für Antistatika sind kationaktive Verbindungen (z. B. quartäre Ammonium-, Phosphonium-oder Sulfoniumsalze), anionaktive Verbindungen (z. B. Alkylsulfo- nate, Alkylsulfate, Alkylphosphate, Carboxylate in Form von Alkali-oder Erd- alkalimetallsalzen), nichtionogene Verbindungen (z. B. Polyethylenglykolester, Poly- ethylenglykolether, Fettsäureester, ethoxylierte Fettamine) ; bevorzugte Antistatika sind nichtionogene Verbindungen.

Bevorzugte Füllstoffe sind Glaskugeln, Glimmer, Silikate, Quarz, Talkum, Titan- dioxid oder Wollastonit. Bevorzugte Verstärkungsstoffe sind Glas-oder Kohlefasern.

Die erfindungsgemäßen Formmassen können hergestellt werden, indem man die jeweiligen Bestandteile in bekannter Weise vermischt und bei Temperaturen von etwa 200°C bis 330°C in üblichen Aggregaten wie Innenknetern, Extrudern und Doppelwellenschnecken schmelzcompoundiert oder schmelzextrudiert.

Die Vermischung der einzelnen Bestandteile kann in bekannter Weise sowohl sukzessive als auch simultan erfolgen und zwar sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhter Temperatur.

Die erfindungsgemäßen Polycarbonate eignen sich sowohl für die Extrusion als auch zur Spritzgußverarbeitung. Wegen der hervorragenden Standfestigkeit des Schmelze- strangs eignen sie sich auch zur Herstellung von Hohlkörpern nach dem Blaser- formungsverfahren. Die ausgezeichneten strukturviskosen Eigenschaften ermög-

lichen es beispielsweise, Extrusionsfolien mit guten mechanischen Eigenschaften zu erhalten.

Durch Spritzguß können Formkörper wie Formteile aller Art mit zum Teil komplizierter Struktur wie Abdeckungen,HaushaltsgeräteSpulenkörper, hergestellt werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1 In einem mit Rührer und Vigreuxkolonne ausgestatteten Kolben wurden 114,15 g (0,500 mol) Bisphenol A, 113,54 g (0,530 mol) Diphenylcarbonat und 0,2 Mol% PE 3a-OH (4,6 freie OH-Gruppen/Mol), bezogen auf Bisphenol A, eingewogen. Die Apparatur wurde durch Spülen mit Stickstoff vom Luftsauerstoff befreit und das Gemisch auf 150°C erwärmt. Dann wurden 0,0074 g (4* 10-3 Mol%) eines Adduktes aus 70% Tetraphenylphosphoniumphenolat und 30% Phenol, bezogen auf Bisphenol A, zugegegeben und das entstandene Phenol bei 100 mbar abdestilliert. Gleichzeitig wurde die Temperatur auf 250°C erhöht. Nach 1 Stunde wurde das Vakuum auf 10 mbar verbessert. Durch Absenken des Vakuums auf 0,5 mbar und Temperatur- erhöhung auf 300°C wurde die Polykondensation erreicht.

Beispiel 2 In einem mit Rührer und Vigreuxkolonne ausgestatteten Kolben wurden 114,15 g (0,500 mol) Bisphenol A, 113,54 g (0,530 mol) Diphenylcarbonat und 0,25 Mol% PE 3a-OH (4,6 freie OH-Gruppen/Mol), bezogen auf Bisphenol A, eingewogen. Die Apparatur wurde durch Spülen mit Stickstoff vom Luftsauerstoff befreit und das Gemisch auf 150°C erwärmt. Dann wurden 0,0074 g (4*10-3 Mol%) eines Adduktes aus 70% Tetraphenylphosphoniumphenolat und 30% Phenol, bezogen auf Bisphenol A, zugegegeben und das entstandene Phenol bei 100 mbar abdestilliert. Gleichzeitig wurde die Temperatur auf 250°C erhöht. Nach 1 Stunde wurde das Vakuum auf 10 mbar verbessert. Durch Absenken des Vakuums auf 0,5 mbar und Temperatur- erhöhung auf 300°C wurde die Polykondensation erreicht.

Beispiel 3 In einem mit Rührer und Vigreuxkolonne ausgestatteten Kolben wurden 114,15 g (0,500 mol) Bisphenol A, 113,54 g (0,530 mol) Diphenylcarbonat und 0, 3 Mol% PE 3a-OH (4,6 freie OH-Gruppen/Mol), bezogen auf Bisphenol A, eingewogen. Die

Apparatur wurde durch Spülen mit Stickstoff vom Luftsauerstoff befreit und das Gemisch auf 150°C erwärmt. Dann wurden 0,0074 g (4*10-3 Mol%) eines Addukts aus 70% Tetraphenylphosphoniumphenolat und 30% Phenol, bezogen auf Bisphenol A, zugegegeben und das entstandene Phenol bei 100 mbar abdestilliert. Gleichzeitig wurde die Temperatur auf 250°C erhöht. Nach 1 Stunde wurde das Vakuum auf 10 mbar verbessert. Durch Absenken des Vakuums auf 0,5 mbar und Temperatur- erhöhung auf 300°C wurde die Polykondensation erreicht.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel ohne dendritische Verzweiger) In einem mit Rührer und Vigreuxkolonne ausgestattetem Kolben wurden 114,15 g (0,500 mol) Bisphenol A und 113,54 g (0,530 mol) Diphenylcarbonat eingewogen.

Die Apparatur wurde durch Spülen mit Stickstoff von Luftsauerstoff befreit und das Gemisch auf 150°C erwãrmt. Dann wurden 0,0074 g (4* 10-3 Mol%) eines Addukts aus 70% Tetraphenylphosphoniumphenolat und 30% Phenol, bezogen auf Bisphenol A, zugegeben und das entstandene Phenol bei 100 mbar abdestilliert. Gleichzeitig wurde die Temperatur auf 250°C erhöht. Nach 1 Stunde wurde das Vakuum auf 10 mbar verbessert. Durch Absenken des Vakuums auf 0,5 mbar und Temperatur- erhöhung aus 300°C wurde die Polykondensation erreicht.

Die physikalischen Eigenschaften der nach den Beispielen erhaltenen Polycarbonate sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Zur Charakterisierung der Verzweigung von Polycarbonaten wurde die SV-Zahl herangezogenen. Die SV-Zahl ist definiert als Quotient aus den Schmelzviskositäten bei einer Scherrate von 10 s-'und 103 s-'. Je größer die SV-Zahl ist, desto größer ist die Abweichung vom Newtonschen Fließvehalten, d. h. um so größer ist die Struktur- viskosität.

Die Farbe der hergestellten Polycarbonate wurde anhand einer Farbzahl bestimmt.

Zur Charakterisierung der Viskosität wurde die relative Lösungsviskosität nrel* herangezogen. Diese wurde bei einer Polymerenkonzentration von 0,5 Gew. % in Dichlormethan bei 25°C gemessen.

TabelleI Bei-Verzweiger Verzweiger Phenolische nrel* nrel* SV-Zahl Farb- spiel in mol% OH in ppm (Schmelze) (Strang) zahl 3a-OH0,22601,13071,3022,880,301PE 2 PE 3a-OH 0, 25 380 1, 316 1, 305 3, 68 0,30 3 PE-3a-OH 0, 3 360 1, 347 1, 327 4, 5 0,32 4--360 1, 258 1, 232 1, 80 0,28 Wie aus den SV-Zahlen ersichtlich, weisen die erfindungsgemäßen Polycarbonate eine hervorragende Verarbeitbarkeit auf.