製備聚碳酸酯的方法和設備的製作方法
2023-12-03 09:42:41 4
製備聚碳酸酯的方法和設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及製備聚碳酸酯的方法，包括至少以下步驟：a)使一種或多種雙酚與一種或多種二芳基碳酸酯在至少一個酯交換反應器中進行酯交換同時連續除去釋放的羥基芳基反應產物，b)使經酯交換的反應產物在至少一個預縮聚反應器中進行預縮聚同時連續除去釋放的羥基芳基反應產物，c)使預縮聚的反應產物在至少一個縮聚反應器中進行縮聚，其中在酯交換反應的過程中芳基反應產物的除去和在預縮聚反應的過程中羥基芳基反應產物的除去通過共同的柱進行，其中將夾帶的二芳基碳酸酯與取出的羥基芳基反應產物分離。
【專利說明】製備聚碳酸酯的方法和設備
[0001] 本發明涉及在多級反應中從雙酚和二芳基碳酸酯製備聚碳酸酯的方法和設備。
[0002] 聚碳酸酯為碳酸與二元醇的聚合物酯。由於其令人感興趣的物理性能例如特別是 低的重量、良好的耐熱性和抗衝擊性和出色的光學性能，聚碳酸酯用於高科技領域中的許 多產品。因此始終越來越多地需要高品質的聚碳酸酯。
[0003] 聚碳酸酯的製備可以通過碳醯氯與二元醇的縮聚進行，或者為了避免高毒性的碳 醯氯，通過碳酸二酯與雙酚的酯交換進行。通過碳酸二酯與雙酚的酯交換的聚碳酸酯的制 備通常根據熔體酯交換方法進行。
[0004] 根據所述熔體酯交換方法的聚碳酸酯的製備是已知的並且例如描述於 "Schne 11，'，Chemistry and Physics of Polycarbonats, Polymer Reviews, 第 9 卷， Interscience Publishers,紐約，倫敦，雪梨 1964，D.C.Prevorsek，Β·Τ· Debona 和 Y. Kersten, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation,莫裡斯敦， 新澤西州 07960， Journal of Polymer Science 中的 "Synthesis of Poly(ester) carbonate Copolymers"，Polymer Chemistry Edition, 第 19 卷，75-90 (1980), D. Freitag, U. Grigo, P. R. Miiller, N. Nouvertne, BAYER AG, Encyclopedia of Polymere Science and Engineering 中的 "Polycarbonates，'，第 11 卷，第二版，1988,第 648-718 頁，和 Dres. U. Grigo，K. Kircher 和 P. R. Miiller 的 "Polycarbonate"，Becker/ Braun, KunststofT-Handbuch, 第 3/1 卷，Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester，Carl Hanser 出版社，慕尼黑，維也納 1992,第 117-299 頁。
[0005] 在從雙酚和二芳基碳酸酯製備聚碳酸酯時發生的反應通過以下反應式表示：
[0006]
【權利要求】
1. 製備聚碳酸酯的方法，包括至少以下步驟： a) 使一種或多種雙酚與一種或多種二芳基碳酸酯在至少一個酯交換反應器中進行酯 交換，同時連續除去釋放的羥基芳基反應產物， b) 使酯交換的反應產物在至少一個預縮聚反應器中進行預縮聚，同時連續除去釋放的 羥基芳基反應產物， c) 使預縮聚的反應產物在至少一個縮聚反應器中進行縮聚， 其中在酯交換反應的過程中芳基反應產物的除去和在預縮聚反應的過程中羥基芳基 反應產物的除去通過共同的柱進行，其中將夾帶的二芳基碳酸酯與取出的羥基芳基反應產 物分離。
2. 根據權利要求1所述的方法， 其特徵在於， 使用式HO-Z-OH的二羥基二芳基烷烴作為雙酚，其中Z為具有6至30個碳原子的包含 一個或多個芳族基團的二價有機基團。
3. 根據權利要求1或2所述的方法， 其特徵在於， 使用二-(C6至c14-芳基）-碳酸酯作為二芳基碳酸酯。
4. 根據前述權利要求至少一項所述的方法， 其特徵在於， 使用雙酚A作為雙酚並且使用二苯基碳酸酯作為二芳基碳酸酯。
5. 根據前述權利要求至少一項所述的方法， 其特徵在於， 在步驟a)中的酯交換反應中加入由至少一種芳族醇的鹼金屬鹽和至少一種芳族醇的 硼酸酯組成的混合物形式的催化劑。
6. 根據權利要求5所述的方法， 其特徵在於， 加入由鹼金屬酚鹽和芳族醇的硼酸酯組成的混合物形式的催化劑。
7. 根據權利要求6所述的方法， 其特徵在於， 加入以下組成的混合物作為催化劑： 0. 1至2ppm的鹼金屬酚鹽，和 0? 25至3ppm的芳族醇的硼酸酯。
8. 根據前述權利要求至少一項所述的方法， 其特徵在於， 在酯交換反應和預縮聚反應之間的中間產物流中加入二芳基碳酸酯以調節OH/芳基 碳酸酯端基比例。
9. 根據前述權利要求至少一項所述的方法， 其特徵在於， 中間產物流在酯交換反應之後分流，其中在至少一個分流的中間產物流中在預縮聚反 應之前單獨地加入二芳基碳酸酯，從而在分流的中間產物流中調節不同的OH/芳基碳酸酯 端基比例。
10. 用於製備聚碳fe醋的設備，包括： a) 至少一個酯交換反應器，所述酯交換反應器用於接收包含至少一種雙酚和至少一種 二芳基碳酸酯的反應混合物並且用於製備經酯交換的中間產物， b) 至少一個預縮聚反應器，所述預縮聚反應器用於從經酯交換的中間產物製備預縮聚 中間產物， c) 至少一個縮聚反應器（後縮聚器），所述縮聚反應器用於從預縮聚中間產物製備聚 碳酸酯， 其中所述至少一個酯交換反應器具有用於除去在酯交換反應中裂解的羥基芳基反應 產物的裝置，所述裝置包括至少一個柱。
11. 根據權利要求10所述的設備， 其特徵在於， 酯交換反應器的與反應組分接觸的表面由以下材料製成： 合金59 (材料號2. 4605)。
12. 根據權利要求10或11所述的設備， 其特徵在於， 所述設備具有兩個依次連接的預縮聚反應級以及用於向離開第一預縮聚反應器之後 的經酯交換的和預縮聚的中間產物中計量加入二芳基碳酸酯的裝置。
13. 根據權利要求12所述的設備， 其特徵在於， 所述設備具有允許將來自第一預縮聚反應器的經酯交換的和預縮聚的中間產物分成 兩個或更多個平行的分流的裝置，並且具有允許向所述兩個或更多個平行的分流中單獨地 計量加入二芳基碳酸酯的裝置。
14. 根據權利要求12或13所述的設備， 其特徵在於， 所述設備具有允許使用從酯交換反應器和至少一個預縮聚反應器回收的二芳基碳酸 酯從而向經酯交換的中間產物中計量加入二芳基碳酸酯的裝置。
15. 根據權利要求10至14至少一項所述的設備， 其特徵在於， 至少一個預縮聚反應反應器和/或至少一個縮聚反應器具有用於除去在縮聚反應中 裂解的羥基芳基反應產物的裝置，所述裝置這樣設計，使得分離的羥基芳基反應產物以及 夾帶的低聚物從預縮聚反應中單獨地冷凝出來。
16. 根據權利要求10至15至少一項所述的設備， 其特徵在於， 縮聚反應器以環盤反應器的形式實施。
17. 根據權利要求10至16至少一項所述的設備， 其特徵在於， 縮聚反應器通過使用液壓液體液壓驅動。
18. 根據權利要求10至17至少一項所述的設備， 其特徵在於， 所述設備具有允許將來自縮聚反應器的聚碳酸酯流分成兩個或更多個分流的裝置，其 中所述設備具有兩個或更多個用於對聚碳酸酯反應產物的兩個或更多個分流進行造粒的 造粒裝置。
19. 根據權利要求10至18任一項所述的設備， 其特徵在於， 使用特定選擇的烷基芳族化物作為額外的傳熱介質用於對原料熔體和/或羥基芳基 反應產物進行溫度控制，所述烷基芳族化物在50-120°C的溫度範圍內具有良好的流動性和 傳熱能力。
20. 根據權利要求1至9至少一項所述的方法或者通過使用根據權利要求10至18至 少一項所述的設備製得的聚碳酸酯。
21. 根據權利要求20所述的聚碳酸酯用於製造窗戶玻璃、瓶子、汽車頭燈部件、眼鏡鏡 片、透鏡、一次性注射器、頭盔和頭盔帽舌、運動眼鏡和太陽鏡、機動車輛附件、太陽能電池 模塊、計算機外殼和數據儲存設備例如CD和DVD的用途。
【文檔編號】B01D3/10GK104411738SQ201380032092
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年6月13日 優先權日:2012年6月19日
【發明者】M·施特倫 申請人:Epc工程諮詢有限公司