制备聚碳酸酯的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及制备聚碳酸酯的方法，包括至少以下步骤：a)使一种或多种双酚与一种或多种二芳基碳酸酯在至少一个酯交换反应器中进行酯交换同时连续除去释放的羟基芳基反应产物，b)使经酯交换的反应产物在至少一个预缩聚反应器中进行预缩聚同时连续除去释放的羟基芳基反应产物，c)使预缩聚的反应产物在至少一个缩聚反应器中进行缩聚，其中在酯交换反应的过程中芳基反应产物的除去和在预缩聚反应的过程中羟基芳基反应产物的除去通过共同的柱进行，其中将夹带的二芳基碳酸酯与取出的羟基芳基反应产物分离。
【专利说明】制备聚碳酸酯的方法和设备
[0001] 本发明涉及在多级反应中从双酚和二芳基碳酸酯制备聚碳酸酯的方法和设备。
[0002] 聚碳酸酯为碳酸与二元醇的聚合物酯。由于其令人感兴趣的物理性能例如特别是 低的重量、良好的耐热性和抗冲击性和出色的光学性能，聚碳酸酯用于高科技领域中的许 多产品。因此始终越来越多地需要高品质的聚碳酸酯。
[0003] 聚碳酸酯的制备可以通过碳酰氯与二元醇的缩聚进行，或者为了避免高毒性的碳 酰氯，通过碳酸二酯与双酚的酯交换进行。通过碳酸二酯与双酚的酯交换的聚碳酸酯的制 备通常根据熔体酯交换方法进行。
[0004] 根据所述熔体酯交换方法的聚碳酸酯的制备是已知的并且例如描述于 "Schne 11，'，Chemistry and Physics of Polycarbonats, Polymer Reviews, 第 9 卷， Interscience Publishers,纽约，伦敦，悉尼 1964，D.C.Prevorsek，Β·Τ· Debona 和 Y. Kersten, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation,莫里斯敦， 新泽西州 07960， Journal of Polymer Science 中的 "Synthesis of Poly(ester) carbonate Copolymers"，Polymer Chemistry Edition, 第 19 卷，75-90 (1980), D. Freitag, U. Grigo, P. R. Miiller, N. Nouvertne, BAYER AG, Encyclopedia of Polymere Science and Engineering 中的 "Polycarbonates，'，第 11 卷，第二版，1988,第 648-718 页，和 Dres. U. Grigo，K. Kircher 和 P. R. Miiller 的 "Polycarbonate"，Becker/ Braun, KunststofT-Handbuch, 第 3/1 卷，Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester，Carl Hanser 出版社，慕尼黑，维也纳 1992,第 117-299 页。
[0005] 在从双酚和二芳基碳酸酯制备聚碳酸酯时发生的反应通过以下反应式表示：
[0006]
【权利要求】
1. 制备聚碳酸酯的方法，包括至少以下步骤： a) 使一种或多种双酚与一种或多种二芳基碳酸酯在至少一个酯交换反应器中进行酯 交换，同时连续除去释放的羟基芳基反应产物， b) 使酯交换的反应产物在至少一个预缩聚反应器中进行预缩聚，同时连续除去释放的 羟基芳基反应产物， c) 使预缩聚的反应产物在至少一个缩聚反应器中进行缩聚， 其中在酯交换反应的过程中芳基反应产物的除去和在预缩聚反应的过程中羟基芳基 反应产物的除去通过共同的柱进行，其中将夹带的二芳基碳酸酯与取出的羟基芳基反应产 物分离。
2. 根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 使用式HO-Z-OH的二羟基二芳基烷烃作为双酚，其中Z为具有6至30个碳原子的包含 一个或多个芳族基团的二价有机基团。
3. 根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 使用二-(C6至c14-芳基）-碳酸酯作为二芳基碳酸酯。
4. 根据前述权利要求至少一项所述的方法， 其特征在于， 使用双酚A作为双酚并且使用二苯基碳酸酯作为二芳基碳酸酯。
5. 根据前述权利要求至少一项所述的方法， 其特征在于， 在步骤a)中的酯交换反应中加入由至少一种芳族醇的碱金属盐和至少一种芳族醇的 硼酸酯组成的混合物形式的催化剂。
6. 根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 加入由碱金属酚盐和芳族醇的硼酸酯组成的混合物形式的催化剂。
7. 根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 加入以下组成的混合物作为催化剂： 0. 1至2ppm的碱金属酚盐，和 0? 25至3ppm的芳族醇的硼酸酯。
8. 根据前述权利要求至少一项所述的方法， 其特征在于， 在酯交换反应和预缩聚反应之间的中间产物流中加入二芳基碳酸酯以调节OH/芳基 碳酸酯端基比例。
9. 根据前述权利要求至少一项所述的方法， 其特征在于， 中间产物流在酯交换反应之后分流，其中在至少一个分流的中间产物流中在预缩聚反 应之前单独地加入二芳基碳酸酯，从而在分流的中间产物流中调节不同的OH/芳基碳酸酯 端基比例。
10. 用于制备聚碳fe醋的设备，包括： a) 至少一个酯交换反应器，所述酯交换反应器用于接收包含至少一种双酚和至少一种 二芳基碳酸酯的反应混合物并且用于制备经酯交换的中间产物， b) 至少一个预缩聚反应器，所述预缩聚反应器用于从经酯交换的中间产物制备预缩聚 中间产物， c) 至少一个缩聚反应器（后缩聚器），所述缩聚反应器用于从预缩聚中间产物制备聚 碳酸酯， 其中所述至少一个酯交换反应器具有用于除去在酯交换反应中裂解的羟基芳基反应 产物的装置，所述装置包括至少一个柱。
11. 根据权利要求10所述的设备， 其特征在于， 酯交换反应器的与反应组分接触的表面由以下材料制成： 合金59 (材料号2. 4605)。
12. 根据权利要求10或11所述的设备， 其特征在于， 所述设备具有两个依次连接的预缩聚反应级以及用于向离开第一预缩聚反应器之后 的经酯交换的和预缩聚的中间产物中计量加入二芳基碳酸酯的装置。
13. 根据权利要求12所述的设备， 其特征在于， 所述设备具有允许将来自第一预缩聚反应器的经酯交换的和预缩聚的中间产物分成 两个或更多个平行的分流的装置，并且具有允许向所述两个或更多个平行的分流中单独地 计量加入二芳基碳酸酯的装置。
14. 根据权利要求12或13所述的设备， 其特征在于， 所述设备具有允许使用从酯交换反应器和至少一个预缩聚反应器回收的二芳基碳酸 酯从而向经酯交换的中间产物中计量加入二芳基碳酸酯的装置。
15. 根据权利要求10至14至少一项所述的设备， 其特征在于， 至少一个预缩聚反应反应器和/或至少一个缩聚反应器具有用于除去在缩聚反应中 裂解的羟基芳基反应产物的装置，所述装置这样设计，使得分离的羟基芳基反应产物以及 夹带的低聚物从预缩聚反应中单独地冷凝出来。
16. 根据权利要求10至15至少一项所述的设备， 其特征在于， 缩聚反应器以环盘反应器的形式实施。
17. 根据权利要求10至16至少一项所述的设备， 其特征在于， 缩聚反应器通过使用液压液体液压驱动。
18. 根据权利要求10至17至少一项所述的设备， 其特征在于， 所述设备具有允许将来自缩聚反应器的聚碳酸酯流分成两个或更多个分流的装置，其 中所述设备具有两个或更多个用于对聚碳酸酯反应产物的两个或更多个分流进行造粒的 造粒装置。
19. 根据权利要求10至18任一项所述的设备， 其特征在于， 使用特定选择的烷基芳族化物作为额外的传热介质用于对原料熔体和/或羟基芳基 反应产物进行温度控制，所述烷基芳族化物在50-120°C的温度范围内具有良好的流动性和 传热能力。
20. 根据权利要求1至9至少一项所述的方法或者通过使用根据权利要求10至18至 少一项所述的设备制得的聚碳酸酯。
21. 根据权利要求20所述的聚碳酸酯用于制造窗户玻璃、瓶子、汽车头灯部件、眼镜镜 片、透镜、一次性注射器、头盔和头盔帽舌、运动眼镜和太阳镜、机动车辆附件、太阳能电池 模块、计算机外壳和数据储存设备例如CD和DVD的用途。
【文档编号】B01D3/10GK104411738SQ201380032092
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2012年6月19日
【发明者】M·施特伦 申请人:Epc工程咨询有限公司