[發明專利]一種二氧化碳基聚碳酸環己撐酯生產工藝

在審

• 申請號: 202211610117.2
• 申請日: 2022-12-14
• 公開（公告）號: CN115785428A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 楊旺財;劉今乾;賀雨晨;李鵬輝;蔡萌;張城綱;徐婕;伍廣朋
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司
• 主分類號: C08G64/34
• 分類號: C08G64/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種二氧化碳基聚碳酸環己撐酯生產工藝，將非金屬催化劑加入到的聚合反應裝置中，通入除水后的環氧環己烷和二氧化碳，在壓力為1～20bar，溫度為25～150℃下進行聚合反應2h～12h，得到聚合溶液，從聚合溶液中分離聚碳酸環己撐酯；非金屬催化劑為易斯酸堿對催化劑。本發明中聚合反應放熱溫和，無明顯爆聚現象發生。本發明的工藝由于不采用金屬催化劑，所以產物無金屬殘留，色澤度優良，且無催化劑分離工序，可節約大量設備投入及能耗成本。PCHC可以在環氧環己烷中溶解，因此當反應體系粘度較大時，可以補充環氧環己烷稀釋反應體系，克服了現有反應體系下粘度增大導致傳質、傳熱惡化的不利影響。

技術領域

本發明屬于聚碳酸酯生產工藝領域，具體涉及一種二氧化碳基聚碳酸環己撐酯生產工藝。

背景技術

隨著國內外“禁塑令”的推行，可降解材料將逐步替代傳統塑料，尤其是二氧化碳基聚碳酸酯可降解材料，在“雙碳”政策的背景下，未來必將作為一項重大技術應用于工業領域。

聚碳酸環己撐酯PCHC作為二氧化碳基聚碳酸酯中的一種重要產品，目前制備工藝主要有溶液聚合法和本體聚合法。本體聚合法是在反應體系中，通入環氧環己烷、二氧化碳、催化劑及分子量調節劑，聚合反應結束后，將單體與催化劑分離，得到最終產物。溶液聚合法是在本體聚合法的基礎上，加入四氫呋喃、DMF或二氯甲烷等一種或幾種可以溶解PCHC的溶劑，反應結束后分離溶劑、環氧環己烷及催化劑，得到最終產物。

本體聚合主要以間歇釜式操作為主，通常粘度隨著反應的進行逐步增長，反應開始僅有幾厘泊，隨著轉化率的不斷增高可達幾萬厘泊，因此機械攪拌的設計及制造難度較大，同時能耗將大幅提高。其次，間歇釜式反應單程轉換率較低，造成單體回收工序設備負荷較大。更關鍵的是聚合反應本身屬于強放熱反應，需及時移除反應熱，但是隨著粘度的增加，體系傳熱愈發困難，增加了工藝放大風險。

溶液聚合法克服了上述反應體系粘度較大的問題，但是需增加溶劑回收工序，回收溶劑過程中又會造成溶劑損失，且產物中也不可避免會夾帶部分溶劑，造成產物不純。

更重要的是，目前PCHC制備工藝中主要為金屬催化體系，聚合反應放熱量大，且產物中存在金屬殘留，影響產物色澤度，因此在工藝流程中還必須設催化劑分離工序。

發明內容

本發明旨在解決PCHC制備過程中存在的體系粘度高、聚合反應放熱量大、產品中金屬殘留及工藝流程長等問題，提供一種非金屬催化體系下的二氧化碳基聚碳酸環己撐酯生產工藝，該工藝無需催化劑分離工序，工藝條件溫和，不存在體系粘度高，反應放熱量大的問題，經濟性更好；同時所得的PCHC無金屬殘留，色澤度優良，耐溫性更優。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案包括如下步驟：

一種二氧化碳基聚碳酸環己撐酯生產工藝，包括以下步驟：

將非金屬催化劑加入到的聚合反應裝置中，通入除水后的環氧環己烷和二氧化碳，在壓力為0.1～2MPa，溫度為25～150℃下進行聚合反應2h～12h，得到聚合溶液，從聚合溶液中分離聚碳酸環己撐酯；非金屬催化劑為路易斯酸堿對催化劑。

進一步的，從聚合溶液中分離聚碳酸環己撐酯時，采用溶劑萃取、螺桿擠出脫揮、減壓蒸餾及閃蒸中的一種或幾種進行分離。

進一步的，環氧環己烷與非金屬催化劑的摩爾比為1000:1～25000:1。

進一步的，聚合反應裝置為聚合反應釜與臥式平推流反應器中的一種或兩種組合。

進一步的，聚合反應裝置采用聚合反應釜時，聚合反應釜采用多釜并聯布置。

進一步的，進行聚合反應后采用環氧環己烷、一氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、四氫呋喃、丙酮、環己酮與N,N-二甲基酰胺中的一種或幾種清洗聚合反應裝置。