[發明專利]一種脂肪族聚碳酸酯樹脂的生產工藝

有效

• 申請號: 200710020314.8
• 申請日: 2007-02-12
• 公開（公告）號: CN101062974A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 劉保華;巴偉;徐玉俊;徐玉華;馬雄邦;李素曉
• 申請（專利權）人: 江蘇中科金龍化工股份有限公司
• 主分類號: C08G64/02
• 分類號: C08G64/02;C08G64/34
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 姚姣陽;郭百濤

技術領域

本發明涉及一種樹脂的生產工藝，更具體地說涉及一種脂肪族聚碳酸酯樹脂的生產工藝。

背景技術

二氧化碳與環氧化物可通過共聚合成脂肪族聚碳酸酯樹脂，所得到樹脂可以用作工程塑料、生物降解塑料母粒、耐油橡膠原材料等使用，該反應由于不經歷碳的還原反應，能耗較低，所得到的產品性能獨特，應用領域十分廣泛，具有良好的市場前景。

現有的二氧化碳/環氧化物共聚是采用釜式反應器，在反應器內投入共聚催化劑、環氧化物、二氧化碳等，在5—8Mpa，40—120℃條件下進行的。該工藝為汽、液、固三相反應，由于采用釜式反應器，在進行工業放大時，體系混合效果較差，容易出現反應死角，產品質量穩定性較差。另外，由于二氧化碳/環氧化物共聚反應壓力較大，進行工業放大時，隨反應器容積增加，機械攪拌能耗及投資成本將急劇增加，造成生產成本增加。同時，對于高壓反應，釜式反應器利用率較低，其投料量一般僅為反應釜有效容積的1/2—2/3。最終造成脂肪族聚碳酸酯樹脂的生產成本高，產品市場競爭力較低，影響了該樹脂規模化工業生產及應用。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術中存在的不足與問題，提供一種利用環流反應器生產脂肪族聚碳酸酯樹脂的工藝過程。該工藝具有設備投資小、設備利用率高、產品重量穩定、能耗低、催化劑利用率高等特點。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的脂肪族聚碳酸酯樹脂的生產工藝，是以二氧化碳/環氧化物為主要原料，在催化劑的作用下通過共聚制備脂肪族聚碳酸酯樹脂，其共聚反應是利用環流反應裝置進行的間歇式操作，主要設備包括環流反應裝置、高壓CO₂儲罐、高壓CO₂緩沖罐、CO₂壓縮機、冷凝器和汽液分離器，所述的環流反應裝置為帶換熱夾套的單導流筒或多導流筒的環流反應器，生產時先向環流反應器中投入催化劑和環氧化物，催化劑與環氧化物的重量比為1：50～200，然后通入二氧化碳進行反應，環流反應器的操作壓力為1.5～8Mpa，反應溫度為40～150℃，混合反應物料在導流筒內自下而上和在導流筒之外自上而下地進行循環流動反應，未反應的二氧化碳由環流反應器上部流出，經過冷凝、汽液分離器進入二氧化碳儲罐再經二氧化碳壓縮機進入環流反應器反應；間歇操作的反應時間為1～48小時。

進一步地，本發明的脂肪族聚碳酸酯樹脂的生產工藝，其所述的反應中還加入能夠溶解脂肪族聚碳酸酯樹脂的極性或者非極性溶劑，溶劑優選丙酮、環己酮、四氫呋喃、N，N—二甲基甲酰胺、三氯甲烷、一氯甲烷、一氯乙烷、1，1—二氯乙烷、1，1，1—三氯乙烷、1，1，2—三氯乙烷、甲苯、苯或四氯化碳中的一種或幾種的混合物，溶劑的加入量為環氧化物重量的0～200％，優選0～50％。

本發明的脂肪族聚碳酸酯樹脂的生產工藝中，所述的環氧化物為環氧丙烷、環氧乙烷、氧化環己烯、環氧丁烷、氧化異丁烯或氧化環戊烯中的一種或幾種的混合物；所述的催化劑為雙金屬絡合物催化劑、二乙基鋅—水體系催化劑、稀土類催化劑或羧酸鋅催化劑中的一種或者幾種的混合物。

同時本發明使用的催化劑是目前已知的二氧化碳共聚催化劑，其制備方法如下：雙金屬絡合物催化劑的制備方法如CN?1044663A、US?4500704或US?1747983A等所公開的方法、二乙基鋅—水體系催化劑的制備方法如Inoue?S.等所公開(Macromol.Chem.，1969，130-210)的方法、稀土類催化劑的制備方法如CN?1257753或CN?00136189等所公開的方法、羧酸鋅催化劑的制備方法如US?478344，、EP?358326、US?4943677、US?4960862、JP?9128227或US4789727所公布的方法；催化劑也可以是其它類型已知或未知的能夠催化二氧化碳/環氧化物共聚的聚合催化劑中的一種或者幾種的混合物。

本發明的有益效果及優點在于所采用的環流反應器具有結構簡單、無運轉及密封部件、易于密封、投資小等優點；在生產過程中，環流反應器所特有的流向確定、流動損失小、循環流動規則、混合良好等特性使反應體系能夠實現良好的氣液接觸，能以較低的能耗產生較高的相界面積和傳質速度，同時使得所用的二氧化碳聚合催化劑可以有效均勻懸浮，催化劑與物料達到充分接觸，從而顯著的提高產品中碳酸酯基團的含量。

附圖說明

圖1為本發明工藝流程示意圖。