[發明專利]在反應性擠出機中通過熔體聚合制得的包含少量水楊酸甲酯的聚碳酸酯

有效

• 申請號: 200680048864.4
• 申請日: 2006-12-14
• 公開（公告）號: CN101346411A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 彼得·戴維斯;漢斯·盧伊杰
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C08G64/30
• 分類號: C08G64/30;B29C47/60;B29C47/76
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 封新琴

相關申請

本申請是2005年12月21日提交的同時待審美國專利申請第11/275266號的部分繼續申請，在此全部引入上述申請系列作為參考。

背景技術

由二羥基化合物與酯取代的碳酸二芳基酯的熔體反應制備聚碳酸酯會產生水楊酸酯化合物副產物。例如，當通過雙酚A與碳酸二(水楊酸甲酯)酯的熔體反應制備聚碳酸酯時，這一副產物是水楊酸甲酯。在反應性擠出機中，可以足夠快地進行該反應。在擠出機中進行反應時，水楊酸甲酯副產物會通過沿著擠出機長度方向的排氣孔排出。而且，人們期望所得到的聚碳酸酯中僅含有最少量的水楊酸酯副產物。人們還期望使擠出機的生產量最大化。然而，擠出機的產出速率越高，則產生的水楊酸酯副產物就越多。因此，下列情形將是極其有利的，即擠出機在以高生產量生產聚碳酸酯的同時又使產物中水楊酸酯副產物的含量最小化。

發明內容

現已發現，改變反應性擠出機的螺桿設計，即用輸送區段和/或排氣-輸送區段代替捏和區段，具有意想不到地降低酯取代酚在所得聚碳酸酯產物中的殘余量的效果。而且，在優選實施方案的輸送區段和/或排氣-輸送區段中，該擠出機螺桿結構同時具有混合元件和輸送元件。根據本發明的實施方案，擠出機具有進料段、聚碳酸酯出口段和位于進料段和聚碳酸酯出口段之間的反應區段。反應區段具有一個或多個脫揮發單元。該脫揮發單元具有一排以選自下列的結構排列的排氣-輸送區段和輸送區段：

(CVC)_x(V)_n，和

(VCV)_x(C)_n

其中(V)是排氣-輸送區段，(C)是輸送區段，x是1或更大，和n是1或0。在每個脫揮發單元的排氣-輸送區段和輸送區段的擠出機螺桿包含選自混合元件和輸送元件的螺桿元件，且沒有元件會在脫揮發單元中產生熔體封閉。

根據本發明的另一個實施方案，提供一種方法，該方法包括通過進料段將二羥基化合物、活化碳酸酯和酯交換催化劑引入到上述擠出機中的步驟。該方法還包括在100℃～500℃的溫度下擠出反應組分的步驟，其中在反應組分的擠出期間，通過脫揮發單元除去活化碳酸酯的揮發性殘留物。

附圖說明

圖1A是根據本發明的擠出機結構的側視圖。

圖1B是根據本發明的擠出機結構的側視圖。

圖1C是根據本發明的擠出機結構的側視圖。

圖2A是根據本發明的擠出機結構的側視圖。

圖2B是根據本發明的擠出機結構的側視圖。

圖3A是根據本發明的擠出機結構的側視圖。

圖3B是根據本發明的擠出機結構的側視圖。

圖4是現有技術的擠出機結構的側視圖。

圖5是用于下述實施例部分的擠出機結構的側視圖。

圖6是用于下述實施例部分的擠出機結構的另一個側視圖。

圖7是根據本發明的擠出機結構的側視圖。

具體實施方式

美國專利6420512和6790929(引入本文作為參考)公開了在反應性脫揮發型擠出機上由包含活化碳酸二芳基酯的反應組分制備聚碳酸酯的熔體制備方法。本發明公開了一種出眾的擠出機設計和利用該擠出機設計制備具有低殘留量活化碳酸酯殘留物的聚碳酸酯的方法。現已發現，可以在反應性脫揮發擠出機上制備含少量殘留酯取代酚的聚碳酸酯，其中可以降低或消除擠出機內的熔體封閉(melt?seal)。

過去擠出機的構造，如圖4所示，包括很多捏和區段，這些捏和區段由很多排氣-輸送區段隔開。捏和區段會擠出機內產生熔體封閉，并產生反應組分和/或聚合物強烈混合的區域，從而增加其在擠出機內的表面更新(surface?renewal)。表面更新是酯取代酚在排氣-輸送區段蒸發/脫揮發之后或期間，于反應組分和/或聚合物表面上的再供給(replenishment)。

本發明中發現，為了降低熔體封閉而改變的反應性擠出機的螺桿設計，即用不產生熔體封閉的輸送區段或排氣-輸送區段代替產生熔體封閉的捏和區段，其意想不到的效果是顯著地降低酯取代酚在所得聚碳酸酯產物中的殘留量。據信，擠出機內熔體封閉的減少增加了活性物脫揮發的表面積，從而減少了最終產物聚碳酸酯中的酯取代酚。

然而，如上所述，在擠出機中使用捏和元件是因為它們能夠在擠出機內部產生強烈混合區域。這種混合有利于減少聚碳酸酯產物中的酯取代酚，因為擠出機內的組分會在這些熔體封閉區發生表面更新。因此，在本發明的另一個實施方案中，選擇輸送和排氣-輸送區段的螺桿元件類型，使得在輸送和排氣-輸送區段內發生組分的混合和表面更新的增加，但其中不產生熔體封閉。