含溶剂的聚碳酸酯溶液的脱气设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于对含溶剂的聚碳酸酯溶液进行脱气的设备和方法。通过应用本发明专利技术的设备从含溶剂的聚合物熔体制备含有低残余量挥发性成分的聚碳酸酯，借助于可加热的管式蒸发器和蒸发式挤出机的设备组合，其改进了光学特性，特别是黄度指数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及一种用于对含溶剂的聚碳酸酯溶液进行脱气的设备和方法。通过应用本专利技术的设备从含溶剂的聚合物熔体制备含有低残余量挥发性成分的聚碳酸酯，借助于可加热的管式蒸发器和蒸发式挤出机的设备组合，其改进了光学特性，特别是黄度指数(YI)。在已知的用于制备聚碳酸酯的界面方法中使用溶剂如芳族氯化烃特别是二氯甲烷，在最终产品中不希望存在该溶剂的残余含量，因为其在聚碳酸酯中有干扰作用。为去除该挥发性的成分，按现有技术己知的方法需在较高温度下运行蒸发式挤出机，由此发生热损害，其具有恶化光学特性的缺点。因此，在低温下该聚碳酸酯溶液的有效浓缩和残余溶剂含量的蒸出对得到具有改进的光学特性的聚碳酸酯是最为重要的。在文献中描述了各种按相界面工艺合成聚碳酸酯的方法，特别是 Schnellj “Chemistry and Physics of Polycarbonates”， Polymer Reviews, Volumn 9， Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964，第 33-70 页。在相界面方法中，在形成第二相的惰性有机溶剂或溶剂混合物存在下，先加入在碱性水溶液(或悬浮液)中的双酚(或各种双酚的混合物)的二钠盐发生光气化作用。所形成的主要存在于有机相中的低聚碳酸酯借助于合适的催化剂缩合成高分子量的溶于有机相中的聚碳酸酯。最后分离出该有机相，并以多步法洗涤，以去除残余的钠和催化剂。反应后该有机相通常含10-20重量％的聚碳酸酯。接着必需从该有机相中分离出该聚碳酸酯。在专利文献和教科书中均描述了用于浓缩聚碳酸酯溶液和分离聚碳酸酯的适用方法，其是本专业人员所常用的。聚碳酸酯从溶液中的分离优选借助于温度或真空通过蒸发溶剂而进行。为在溶剂蒸发后直接得到熔体相，该方法需使用一种高沸点(> 100°c)的溶剂如氯苯。为在反应期间改进聚合物在溶剂中的溶解度，也可使用由一种或多种高沸点溶剂和低沸点二氯甲烷的混合物。二氯甲烷和高沸点溶剂的重量比通常约为1 1。另一可能性在于喷入经加热的气体(主要是水蒸汽)以用于排出挥发性成分。为此用载气喷射聚碳酸酯溶液，并且聚碳酸酯呈固体析出，尤其呈水湿性的悬浮物形式。另一些分离方法是结晶和沉淀以及加热排出固相中的残余溶剂。后一种方法需使用二氯甲烷作为溶剂，其中可达到约2 ppm 二氯甲烷的挥发性溶剂残余含量。但在聚碳酸酯中的二氯甲烷的残余含量特别有干扰，因为已知在加工过程中二氯甲烷与残余湿气一起会消出盐酸，并由此可导致聚碳酸酯的变色和工具的腐蚀。在高温下二氯甲烷也可在加工过程中导致质量受损如变色和形成凝胶。在用于蒸发或闪蒸的已知方法中，聚碳酸酯溶液在稍微过压下经重复加热到高于沸点的温度，接着在容器中使该过热溶液减压，此时在该容器中的压力低于溶液中相应的蒸汽压。重复该方法通常是有利的，因为在反应后溶液中的聚碳酸酯浓度较低，并通过重复该方法可避免过强的过热。使用设备蒸发聚碳酸酯溶液的常用方法是本专业人员所熟知的。例如该过热溶液可在通入离析器的经加热的螺旋管中减压。在聚碳酸酯的浓度高于特定值(约60重量％)时，由于其高粘度难以通过闪蒸进行蒸发。以下将最高达约60%的蒸发称为预蒸发。用其它方法、设备和机械来去除残余溶剂通常是有利的。这些例如可以是蒸发式挤出机或竖管蒸发器。也可使用束式蒸发器 (Strangverdampfer)或泡沫式蒸发器作为最后步骤，以达到特别低的残余含量。按现有技术蒸发聚碳酸酯时，通常应用过高的设备温度和在设备中过长的熔体停留时间，这虽然实现了对聚碳酸酯熔体中的残余挥发性成分进行充分脱气，但出现了对如此制备的聚碳酸酯的损害。这种产品损害通常是聚合物熔体在脱气设备中的过长停留时间中的过高温度负荷所导致的直接后果。此时在聚碳酸酯上发生副反应，该副反应引起光学特性的恶化，特别是缺陷结构的形成，在由这种聚碳酸酯制备的模制件中这些缺陷结构通常仅在紫外光中可见。这类缺陷结构的实例是极细的颗粒和凝胶体。在由聚碳酸酯加工成光学数据载体如CD或DVD时，这类缺陷结构在最终产品中引起很大的不可接受的质量损失，并需加以避免。在EP-A1265944和EP-A1113848中描述了含氯苯的聚碳酸酯溶液的浓缩，其实施例描述了 65重量％的聚碳酸酯溶液的制备。与其中所述的后续方法步骤相反，这种聚碳酸酯溶液也可在蒸发式挤出机中进一步蒸发以对该聚碳酸酯进行残余脱气。蒸发式挤出机或脱气式挤出机基本上是本专业人员已知的，例如在中已描述。脱气式挤出机的特征是所谓的多个脱气罩或脱气孔。其为带多个开孔的外壳，形成的蒸气可经开孔逸出。如果产物在脱气罩之间被截流，以致在各压力之间形成密封，则众所周知，各脱气罩可在不同的压力下运行。在DE2908352和EP1165302中描述了借助于蒸发挤出机对聚碳酸酯溶液的这种残余脱气。在该两种挤出机法中均描述了在挤出机入口处的所谓反向脱气。这时将任选地经预热的聚合物溶液加到双螺杆挤出机中，并在其中发泡。然后，该气体通过双螺杆挤出机的螺距反向于脱气罩导出。通常这类反向脱气是现有技术，例如描述于教科书“Der gleichlaufige Doppelschneckenextruder，，，Klemens Kohlgriiberj Carl Hanser Verlagj ISBN 978-3-446-41252-1，第193-195页。该反向脱气的缺点是使蒸发出的溶剂的量受限，因为该螺杆通道较窄，并由此达到高的气速，该高气速导致将产物夹带入反向设置的脱气罩中。如果将65-75重量％的聚碳酸酯溶液送入该设备并要蒸发到在聚碳酸酯中至多含几PPm(按聚碳酸酯总重量计)的残余溶剂含量，则由此在该挤出机的其它步骤中必需蒸发出较高份量的残余溶剂。这时也会出现对聚碳酸酯的热损害，如发黄、形成不溶性的成分、 斑点、聚合物链的裂解、形成残余单体和其它低分子量的成分等。如果将含残余溶剂如二氯甲烷的聚碳酸酯溶液直接送入挤出机中也是不利的，因为本专业人员所熟知的在有例如二氯甲烷存在下在螺杆螺纹处的溶液过热会导致局部产物受损，并由此导致整个产品的变色。此外，EP-A 027700公开了闪蒸器与蒸发式挤出机的组合以用于浓缩烃聚合物的溶液，其中在闪蒸阶段前将水蒸汽作为夹带剂喷入聚合物熔体流中。在聚碳酸酯熔体情况下，该水可在高温下通过水解导致聚合物分解。因此这种方法不适于聚碳酸酯熔体的残余脱气。此外，文中还述及，该产物在脱气容器中会“收集”在设备的底部，其呈与脱气容器底相接触地供入挤出机，这导致增加聚合物的停留时间，并由此导致热损害。JP 05017516描述了使用直接定位于蒸发式挤出机上的管式蒸发器来对聚合物溶液进行残余脱气。该所述方法的缺点在于，管式蒸发器产生的蒸汽不在那里排出，而是经蒸发式挤出机的脱气孔以及也包括经反向脱气排出。因此该方法由于在窄螺杆通道中的高气速而遭受到如纯反向脱气方法的同样的限制。由此在挤出机中产生高的剪切力，其导致不可避免的有害的温升。EP-A1510530中叙述了一种方法，其中将在恒压下的热交换器中经过过热的聚合物溶液送入蒸发式挤出机。所形成的气体通过正向脱气和反向脱气从挤出机中去除。因此该方法由于在窄螺杆通道中的高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T克尼希，K科尔格吕贝尔，R德克莱恩，J瓦斯，J范登艾恩德，D范梅尔韦内，
申请(专利权)人：T克尼希，K科尔格吕贝尔，R德克莱恩，J瓦斯，J范登艾恩德，D范梅尔韦内，
类型：发明
国别省市：