[发明专利]由脂环族二酸、1,4:3,6-二脱水己糖醇和其它脂族二羟基化合物制成的聚酯碳酸酯

说明书

本发明涉及由脂环族二酸和至少一种1,4:3,6‑二脱水己糖醇和至少一种其它脂族二羟基化合物制备聚酯碳酸酯的方法，通过所述方法制备的聚酯碳酸酯，以及包含所述聚酯碳酸酯的模塑料和模制品。根据本发明的方法是直接合成，其中形成后续聚酯碳酸酯的所有结构单元已在第一方法步骤中作为单体存在。

本发明涉及由脂环族二酸和含有至少一种其它脂族二醇的1,4:3,6-二脱水己糖醇制成的共聚酯碳酸酯和生产相应的聚酯碳酸酯的方法。

聚酯、聚碳酸酯和聚酯碳酸酯已知具有良好的机械性质和耐热变形和耐候性。根据所用的单体，各聚合物类别具有这种类型的材料特有的某些关键特征。例如，聚碳酸酯特别具有良好的机械性质，而聚酯通常表现出更好的耐化学品性。根据所选择的单体，聚酯碳酸酯表现出来自所述两类的性质状况。

尽管芳族聚碳酸酯或聚酯通常具有良好的性质状况，但它们在耐老化性和耐候性方面表现出弱点。例如，紫外光的吸收引起这些热塑性材料的黄化和任选变脆。脂族聚碳酸酯和聚酯碳酸酯在这方面具有更好的性质，特别是更好的耐老化性和/或耐候性和更好的光学性质（例如透射）。

脂族聚碳酸酯或聚酯碳酸酯的缺点通常是其玻璃化转变温度低。因此有利的是使用脂环族醇作为(共聚)单体。这样的脂环族醇的实例是TCD醇（三环癸烷二甲醇；8-(羟甲基)-3-三环[5.2.1.02,6]癸基]甲醇）、环己二醇、环己烷二甲醇和基于1,4:3,6-二脱水己糖醇如异山梨醇和异构体异甘露糖醇和异艾杜糖醇（Iosidid）的生物基二醇。为了进一步提高玻璃化转变温度，也可使用脂环族酸，如环己烷-1,2-、-1,3-或-1,4-二甲酸或相应的萘衍生物作为(共聚)单体。根据反应物的选择，随后获得聚酯或聚酯碳酸酯。本申请涉及基于1,4:3,6-二脱水己糖醇如异山梨醇或其异构体以及脂环族二酸的共聚酯碳酸酯，其含有至少一种其它二羟基化合物以实现改进的性质。本发明进一步涉及生产所述共聚酯碳酸酯的方法，其特征在于原材料的直接反应并且不需要任何难处理的原材料，如光气。

Oh等人在Macromolecules 2013, 46, 2930-2940中描述了环己烷二甲酸和异山梨醇的聚酯。而本发明优选涉及聚酯碳酸酯。

在工业上例如通过相应的含酯单体与二醇的酯交换生产聚酯。例如，环己烷-1,4-二甲醇和环己烷-1,4-二甲酸的聚酯由该二酸的二甲酯开始制成（这种聚酯和聚碳酸酯的共混物：来自DuPont的Xyrex^®）。

但是，对于酯交换反应，苯基酯明显比它们的脂族类似物更具反应性。EP 3026074A1和EP 3248999 A1描述了以苯基酯作为中间步骤生产聚酯碳酸酯的方法。

EP 3026074 A1的实施例1描述了二酸与酚的直接反应以形成相应的酯。在EP3026074 A1的实施例2中，使二甲酯与酚反应。但是，这两种苯基酯生产变体的收率都能够进一步改进。此后生产聚酯碳酸酯。该文献因此描述了一种两步法，其具有多个步骤的相应缺点，如复杂性、提高的价格、需要多个提纯步骤等。

EP 3248999 A1描述了在溶剂中使用光气生产二苯酯。由于形成脂族聚酯碳酸酯的后续反应不涉及光气的使用，光气法与酯交换法组合在一个装置部分中是非常不利的。EP 3248999 A1中描述的方法因此也非最优。在此也描述了一种两步法。

两步法同样描述在WO2020/085686 A1、WO 2019/093770 A1（EP3708601A1）和WO2019/147051 A1中。这意味着所有这些文献始终描述了二酸的反应以提供酯。然后将最初分离的酯转化成聚酯碳酸酯。