[發明專利]一種芳香族聚碳酸酯的制備方法

有效

• 申請號: 201210201344.X
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102702500A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 張積耀;袁定雄;王志海;王思晨;張勇;房根祥;高俊文;王坤;辛昭
• 申請（專利權）人: 陜西延長石油（集團）有限責任公司;西北化工研究院;陜西興化集團有限責任公司
• 主分類號: C08G64/30
• 分類號: C08G64/30;C08G64/04
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所 11305
• 代理人: 向華

【技術領域】

本發明屬于高分子材料技術領域。更具體地，本發明涉及一種通過熔融酯交換法制備芳香族聚碳酸酯的方法。

【背景技術】

聚碳酸酯是無定型、無臭、無毒、高度透明的無色或微黃色熱塑性工程塑料，因其耐沖擊性優異，拉伸強度、彎曲強度、壓縮強度高；蠕變性小，尺寸穩定等優異的性能而被廣泛應用于玻璃裝配業，汽車工業和電子、電器工業、其次還有工業機械零件、光盤、民裝、計算機等辦公室設備、醫療及保健，薄膜、休閑和防護器材等多個領域中。在眾多制備聚碳酸酯的方法中，已廣泛用于工業生產的方法是以芳族二羥基化合物如2,2-雙(四羥基苯基)丙烷(即雙酚Ａ)和光氣之間發生界面縮聚反應從而獲得高分子量的聚碳酸酯。采用界面縮聚方法制備聚碳酸酯的不足之處在于：1必須利用光氣作為反應物，存在明顯的安全和環境污染問題；2由于反應中可產生含氯化合物的副產物如氯化氫和氯化鈉，同時因大量有機溶劑二氯甲烷的存在，必須采用昂貴的預防措施，同時對反應設備也提出了較高的要求；3對最終目標產物性能產生不利影響的副產物和有機溶劑在后續工藝中很難被分離除去，從而對產品品質帶來不利影響；4通過界面縮聚反應制備的聚碳酸酯往往具有不一致的色澤，以及較高的微粒含量和較高的氯含量。鑒于以上缺點，一些新型的聚碳酸酯工廠通過酯交換的方式合成聚碳酸酯，具體是將碳酸二酯（例如碳酸二苯酯）與二羥基化合物（例如雙酚Ａ）縮合，與此同時除去副產物酚類化合物（例如苯酚）。酯交換反應方法較界面縮聚法的優點是無需使用溶劑，沒有來自反應物的氯污染，具有較低的微粒含量且具有更一致的色澤，因此在工業應用中更有前景。但是若要繼續順利發展必須解決的問題是隨著聚合反應的進行聚合物的粘度會逐漸提高，繼而很難有效地從聚合反應中除去副產物酚類，也很難得到聚合度高的聚碳酸酯。因此，在高粘度聚碳酸酯中除去酚類或是類似化合物是酯交換工藝的關鍵。針對如何有效地除去高聚合度聚碳酸酯中的酚類和類似化合物已有很多的研究，其中大多致力于聚合反應器的研究。據報道現已有多種聚合反應器采用酯交換反應方法生產芳族聚碳酸酯的工藝公開。例如豎立攪拌型、水平攪拌型、薄膜蒸發型、具有排氣孔的螺桿型等聚合反應器。其中豎立攪拌型聚合反應器較高的體積效率和簡單的結構使其在小規模聚合反應中優勢明顯。然而當擴大豎立攪拌型聚合反應器規模時反應混合物的深度加深，攪拌釜的下部壓力突增，即使增加聚合反應的真空度也由于反應混合物的重量使得反應依然在較高的壓力下進行，以至于酚類和類似物不能有效的從反應體系中脫出，嚴重影響聚合反應速率，無法得到聚合度高的聚碳酸酯。水平聚合反應器是通過旋轉攪拌在液體反應體系和環境氣體或蒸汽之間形成較大的連續更新界面，在液面反應體系中形成的揮發性反應產物如酚類化合物即可順利地被除去。但是，伴隨聚合反應的進行，聚碳酸酯分子量不斷提高，其粘度也隨著極大提高，此時需要提供極大的攪拌力，這樣不僅使得聚合物要承受大的剪切力而導致發生分子鏈斷裂不能得到高分子量的芳族聚碳酸酯，同時可能導致聚碳酸酯的變色和耐熱性降低，最終影響芳族聚碳酸酯的質量。同豎立攪拌型聚合反應器相比，存在同樣的缺點是難以實現放大工業化生產，因為加大聚合反應器的尺寸時必定需要提高攪拌機的強度和攪拌器的動力，而提高強度和動力是有限的。同樣對于離心膜聚合反應器在其使用過程中聚合物粘附在驅動軸、槳葉、驅動軸的軸承等表面上，再長時間的受熱，粘附的聚合物會分解形成黑色分解產物，而此產物被融入到最終的聚合物中使其質量受到嚴重的影響。