干燥聚合材料的方法
【专利说明】干燥聚合材料的方法
[0001]本发明涉及干燥潮湿的聚合材料以获得干燥的聚合材料的方法。本发明还涉及通过本发明所述方法可获得的干燥的聚合材料。此外，本发明涉及本发明所述方法的多种用途以及所述干燥的聚合材料的多种用途。
[0002]聚合材料在当今世界中有多种用途。目前，聚合材料在多种产业(例如汽车、船舶、航空、医疗、防御、运动/娱乐、建筑、装瓶、家用器具家用器具和机械)中得到应用。由于这个原因，对聚合材料的需求持续增长，同时对其质量的要求也更加严格。这为周密设计旨在提供更高生产量的方法以及提高由此产生的聚合材料的纯度提供了动力。特别地，如果聚合材料打算被用作活性药物成分(API)，那么提高的和一致的纯度不仅是期望的，而且在某些情况下是相关规定所要求的。可以使用多种方法和聚合技术，在不存在或存在溶剂的情况下生产聚合材料，溶剂通常为有机溶剂或水。如果在水存在下制备聚合材料(例如悬浮或乳液聚合)或在聚合材料的制备过程中使用水(例如聚合物被悬浮在水中)，那么在聚合材料适用于其想要的用途之前，需要赶走一定量的水。其原因在于:聚合材料中存在的水量可显著影响聚合材料的性能；因此，除去至少一些聚合材料中所含的水通常是期望的。例如，对于打算用作API的聚合材料，不能总是以其最初被生产的形式使用它们，其中所述形式可以是聚合材料的悬浮液或乳液；因此，在生产这种聚合材料的过程中，高效干燥所述聚合材料以赶走不想要量的挥发物(例如水)是非常重要的步骤，因为它影响聚合材料的性能和被长期储存的能力。
[0003]由于与氟结合的某些聚合材料在高于某些水含量、低于某些水含量或位于某些水含量之间时展示出有限的稳定性，因此需要可靠且快速的干燥方法以确保长期的稳定性。对于质量和纯度至关重要的API，尤其如此。
[0004]此外，如果在水存在下制备聚合材料(例如悬浮或乳液聚合)或在聚合材料的制备过程中使用水(例如聚合物被稀释在水中)，那么一旦应用已知的干燥方法，这将导致不期望的聚合材料的团聚。团聚是不想要的，因为它不仅影响聚合材料的性能，而且在许多场合和应用中，危害聚合材料的性能，这要么进一步增加制备聚合材料的成本，因为额外和相当昂贵的方法步骤对于将那些团聚破碎为具有期望尺寸的颗粒是必需的，要么由于聚合材料自身的属性或者是因为破碎所述团聚所需的额外步骤无成本效率，根本不可能破碎所述团聚；从而使得某些聚合材料在商业上无吸引力或不适用于某些应用，这二者都导致聚合材料的应用受限。
[0005]因此，存在对至少下述方法的需求:所述方法允许高效干燥聚合材料，同时所述方法还能够提供纯度高、无不期望的团聚、贮存稳定性延长的干燥的聚合材料。此外还期望的是，所述干燥方法具有较低能量需求。
[0006]因此，本发明的目标是提供下述方法，所述方法允许高效干燥含永久结合的氟的聚合材料，且降低或甚至消除聚合材料在干燥期间的团聚，优选地连同高纯度的干燥的聚合材料和/或延长的贮存稳定性，优选地还连同较低的能量需求。
[0007]本发明的目标通过干燥潮湿的聚合材料以获得干燥的聚合材料的方法被实现，其中所述方法包含下述步骤:
[0008]?将所述潮湿的聚合材料与碳水化合物的水溶液混合以提供所述潮湿的聚合材料与所述碳水化合物的混合物；
[0009].加热和/或过滤所述潮湿的聚合材料与所述碳水化合物的所述混合物来除去一定量的挥发物和碳水化合物以获得具有挥发物含量VCstsw的预干燥的聚合材料(预干燥步骤)；
[0010]?在流化床中使预干燥的材料流体化来进一步除去一定量的挥发物以获得具有挥发物含量VCtsw的干燥的聚合材料(流化床干燥步骤)；以及
[0011].从流化床中回收和收集干燥的聚合材料；其中VChtsw高于VCtsw，所述潮湿的聚合材料包含至少一种聚合材料，所述聚合材料包含永久结合至所述聚合材料的氟。
[0012]本文中所公开的上述方法(连同所有其优选特征或者它们的任何优选实施方式，或者特征的任意组合或者它们的优选实施方式的任意组合)在本文中被称为“本发明所述方法”。
[0013]本发明所述方法提供潮湿的聚合材料的高效干燥，且降低或甚至消除潮湿的聚合材料在干燥过程中的团聚，优选地连同高纯度(或等同地，较低量的杂质)的干燥的聚合材料和/或延长的贮存稳定性；本发明所述方法优选地还组合了较低的能量需求。
[0014]优选地，本发明所述方法包含下述步骤:
[0015]?过滤潮湿的聚合材料来除去一定量的挥发物和碳水化合物以获得具有挥发物含量VChtsw的预干燥的聚合材料(预干燥步骤)。
[0016]本发明所述方法涉及将潮湿的聚合材料与碳水化合物的水溶液混合，这可提供进一步的优点。例如，因为流化床允许在较高温度下持续较短时间，因此本发明所述方法允许在稍微较高的温度下在流化床中干燥可能对在升高温度(例如高于30°C的温度)下的干燥本质上敏感的聚合材料，而不使聚合材料分解或不使其变粘或团聚，这导致质量得到提高的干燥的聚合材料。特别地，对于API，这代表了重要的进步。此外，所述方法还可使流化床的生产量提高，这自然导致流化床需要显著更少的能量来从给定质量的潮湿的聚合材料中除去挥发物(例如水)。此外，本发明所述方法可提供对挥发物含量的加强控制，最具体地，实现干燥的聚合材料中期望的目标挥发物含量；由于干燥的聚合材料中的挥发物含量影响其贮存稳定性，因此这极其重要。
[0017]优选地，本发明所述方法包含下述步骤:
[0018]?将潮湿的聚合材料与碳水化合物的水溶液混合以提供潮湿的聚合材料与碳水化合物的混合物；和
[0019]?过滤潮湿的聚合材料与碳水化合物的混合物来除去一定量的挥发物以获得具有挥发物含量VCstsw的预干燥的聚合材料(预干燥步骤)；
[0020]?在流化床中使预干燥的材料流体化来进一步除去一定量的挥发物以获得具有挥发物含量VCtsw的干燥的聚合材料(流化床干燥步骤)；以及
[0021].从流化床中回收和收集干燥的聚合材料；其中VChtm高于VCtm。
[0022]优选地，在本发明所述方法中，通过选自下述组的任何一种技术进行过滤，其中所述组由离心、带式过滤、压力过滤、真空抽滤和它们的组合组成。更优选地，在本发明所述方法中，通过选自下述组的任何一种技术进行过滤，其中所述组由离心、压力过滤和它们的组合组成。当通过例如吸滤过滤器通过压力过滤进行过滤时，所应用的优选压力可在1.l-7bar的范围内。当通过真空抽吸进行过滤时，那么吸力可在l_900mbar的范围内。
[0023]优选地，在本发明所述方法中，预干燥步骤还包含穿过潮湿的聚合材料鼓吹或抽吸气体；更优选地，所述气体是惰性气体，最优选地是氮气。通过穿过潮湿的聚合材料鼓吹或抽吸气体获得的另一优点是允许对在本发明所述方法的预干燥步骤中获得期望的VCst
加强控制和/或可赶走非永久结合至聚合材料的氟。例如，这可通过下述方法实现:在本发明所述方法的预干燥步骤期间，随时间测量VCbw-，并且一旦达到VCbw-即停止鼓吹或抽吸气体。
[0024]优选地，在本发明所述方法中，不在预干燥步骤中实施加热。这具有如下有益效果:甚至进一步降低本发明所述方法的能量需求，同时不危害本发明所述方法的任何一种其余优势。
[0025]除非上下文另外清楚表明，本文中使用的单数形式的术语(例如聚合物、组合物)被解释为包含复数形式，反之亦然。
[0026]对于本文所给出的任何参数的所有上限和下限，界限值被包括在每个参数的每个范围内。本文所述参数的最小值和最大值的所有组合可被用于限定本发明的多种实施方式和优选的参数范围。
[0027]在本发明的上下文中，除非有相反声明，供选择的参数的允许范围的上限值或下限值的公开，加上一个所述值比其它所述值更高度优选的指示，被解释为暗示性地声明:所述参数的处于更优选的和次优选的所述供选值之间的每个中间值自身相对于所述次优选值是更优选的，并且相对于处于所述次优选值和所述中间值之间的每个值是更优选的。
[0028]在本文中，本发明所述方法的“预干燥步骤”和与所述“预干燥步骤”有关的所有相关优选特征或实施方式表示本发明的其中发生如下操作的方法步骤:加热和/或过滤潮湿的聚合材料的混合物来除去一定量的挥发物，以获得具有挥发物含量VCstsw的预干燥的聚合材料。
[0029]在本文中，本发明所述方法的“流化床干燥步骤”和与所述“流化床干燥步骤”有关的所有相关优选特征或实施方式表示本发明的其中发生如下操作的方法步骤:在流化床中使预干燥的材料流体化来进一步除去一定量的挥发物，以获得具有挥发物含量VCtsw的干燥的聚合材料。
[0030]在本文中，“流化床”表示下述固体颗粒物，其中当流体(液体或气体)向上经过所述固体颗粒物时，其由类静态固体状态转换为类动态流体状态。例如在http://en.wikipedia.0rg/wiki/Fluidized bed, 2013 年 8 月 8 日中描述了流化床。
[0031 ] 在本文中，“聚合材料”表示聚合物以及含有聚合物和至少另一种不同的化学物质的组合物。可以通过任何已知的聚合方法(例如通过缩聚、自由基聚合、原子转移自由基聚合)生产聚合材料；其中可不存在或存在溶剂，溶剂通常有机溶剂或水，例如乳液聚合，悬浮聚合；如果聚合材料是含聚合物和至少另一种不同的化学物质的组合物，那么还可牵涉将聚合物与至少另一种不同的化学物质混合，这可通过任何已知的混合物质的方法(例如复合、高剪切混合、低剪