由二氧化碳和環氧化合物製備脂肪族聚碳酸酯的連續方法
2023-04-23 08:00:11
專利名稱：由二氧化碳和環氧化合物製備脂肪族聚碳酸酯的連續方法
技術領域：
本發明涉及一種由二氧化碳和環氧化合物製備脂肪族聚碳酸酯的連續方法，更優選地，涉及一種連續方法，其包括由二氧化碳和環氧化合物催化-聚合製備脂肪族聚碳酸酯、從反應溶劑和未反應的單體中分離聚合物、以及回收未反應的單體。
背景技術：
二氧化碳是有用的化學物質之一，因為其無毒、不易燃並且天然含量豐富。另一方面，二氧化碳卻因其為空氣汙染和全球變暖的一個主要原因而臭名昭著，這說明減少其排放正在成為目前可持續發展的合理行為。通常，具有高價值的以二氧化碳作為反應物製備脂肪族聚碳酸酯的轉化技術利用了含有金屬中心、配體及活性陰離子的催化劑。在催化劑存在下，二氧化碳與環氧化合物交互地互相連接，這些單體形成重複單元，然後此單元形成聚合物。關於脂肪族聚碳酸酯的一個主要反應途徑如下所示[反應方程式]
權利要求
1.一種製備脂肪族聚碳酸酯的連續方法，包括通過向反應器供給二氧化碳、一種或多種環氧化合物和有機金屬催化劑進行連續聚合併製備脂肪族聚碳酸酯；以及分離未反應的二氧化碳和環氧化合物。
2.根據權利要求1所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中將未反應的二氧化碳和環氧化合物分離並回收用作原料。
3.根據權利要求2所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中所述環氧化合物為反應物，同時也為反應溶劑。
4.根據權利要求3所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中除環氧化合物之外還包含極性溶劑作為反應溶劑。
5.根據權利要求2所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中，聚合成脂肪族聚碳酸酯之後，將聚合物溶液供給至催化劑分離器以分離催化劑。
6.根據權利要求5所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中採用離子交換法分離催化劑。
7.根據權利要求1所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中，在向預聚合反應器連續供給二氧化碳、一種或多種環氧化合物和催化劑進行預聚合後，通過連續向聚合反應器中供給預聚合的溶液來連續製備脂肪族聚碳酸酯。
8.根據權利要求7所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中預聚合在10 49kg/ cm2g及0 100°C下進行，聚合在10 49kg/cm2g及40 100°C下進 行。
9.根據權利要求1-8任一項所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中將部分環氧化合物供給至聚合反應器出口以將聚合物溶液的濃度調節為5 30wt%。
10.根據權利要求9所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中在多相分離器中將未反應的二氧化碳和環氧化合物從聚合物中分離，將未反應的環氧化合物和二氧化碳分離成氣相，並將脂肪族聚碳酸酯濃縮成聚合物熔體。
11.根據權利要求9所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中回收工序是通過將分離的二氧化碳和環氧化合物供給至分離塔以分別分離二氧化碳和環氧化合物，然後將它們作為原料再利用而進行的。
12.根據權利要求10所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中未反應二氧化碳和環氧化合物的分離包括在0 10kg/cm2g及40 200°C下進行的中壓分離之後，在0 5kg/cm2g及40 200°C下進行的低壓分離。
13.根據權利要求9所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中所述環氧化合物為下組中的一種或多種被或未被滷素或烷氧基取代的(C2-C10)環氧烷烴；被或未被滷素或烷氧基取代的(C4-C20)環氧環烷烴；以及被或未被滷素、烷氧基、烷基或芳基取代的 (C8-C20)環氧苯乙烷。
14.根據權利要求9所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中將二氧化碳和環氧化合物進行混合併保持為全液相，以供給至預聚合反應器或聚合反應器。
15.根據權利要求9所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中有機金屬催化劑為下述化學式1表示的絡合物[化學式1]CN 102482407 A權禾丨J 要求書2/3頁[L1L2L3L4MIIX1. . .Η. . .X2raZ\ 其中，M為鈷III或鉻III ；L1 L4為陰離子X-型配體，L1 L4可獨立地彼此相同或不同，並且可以互相連接成為雙齒、三齒或四齒配體，L1 L4中的一個或多個包含季銨鹽陽離子，L1 L4中包含的銨鹽陽離子總數為Ι+a+b，絡合物總體呈中性； A或b為整數；以及L1 L4中除包括季銨鹽陽離子的配體之外的配體、或X1和X2獨立地為滷素陰離子或HC0」被或未被一個或多個滷素原子、氮原子、氧原子、矽原子、硫原子和磷原子取代的 Cl C20羧基陰離子、C6 C20芳氧基陰離子，Cl C20烷氧基陰離子，Cl C20碳酸鹽陰離子，Cl C20烷基磺酸鹽陰離子，Cl C20醯胺陰離子，Cl C20氨基甲酸鹽陰離子， 以及 Z 為 BFp ClOp NO3-或 PF6-。
16.根據權利要求15所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中所述催化劑選自下述化學式2至化學式8的組 [化學式2]
17.根據權利要求15所述的連續製備脂肪族聚碳酸酯的方法，其中環氧化合物或極性溶劑與有機金屬催化劑以10，000 1 200，000 1的摩爾比混合之後，有機金屬催化劑保持在液相中。
18.根據權利要求17所述的製備脂肪族聚碳酸酯的連續方法，其中有機金屬催化劑溶液為環氧化合物和二氧化碳總含量的0. 1 5wt%。
全文摘要
本發明公開了一種通過在催化劑存在下聚合二氧化碳和一種或多種環氧化合物以製備脂肪族聚碳酸酯的連續方法，其中，向聚合反應器連續供給二氧化碳、一種或多種環氧化合物和催化劑以製備脂肪族聚碳酸酯，分離未反應的二氧化碳和環氧化合物並回收它們作為原料。
文檔編號C08G64/20GK102482407SQ201080039260
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月3日 優先權日2009年9月3日
發明者劉智恩, 崔先, 張炳武, 文廣彬, 樸玟奎, 李在鎬, 李莊在, 李成俊, 玉明岸, 申大鎬, 蘇德文·蘇吉託, 鄭智水, 金慶錄, 金洪大 申請人:Sk新技術株式會社