[发明专利]贮存和/或运输双酚A的方法和制备芳族聚碳酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及双酚A(BPA或双酚A)即2，2-双(4-羟基苯基)丙烷的贮存和/或运输方法。本发明还涉及制备芳族聚碳酸酯的方法。

背景技术

双酚A广泛用作生产芳族聚碳酸酯(下文中有时也简称为聚碳酸酯)的初始材料。聚碳酸酯广泛地用作多个不同制造业的原材料。由于这种材料具有高的硬度及好的透明度，其可以用于多种用途比如汽车车窗和光学镜头。据信聚碳酸酯的需求在今后几年将会大幅增加，而这将要求在效率和环境影响方面改善聚碳酸酯生产。

生产聚碳酸酯的一种已知方法是基于双酚A与二芳基碳酸酯的酯交换作用。使用二芳基碳酸酯、特别是二苯基碳酸酯(DPC)的优点是在二苯基碳酸酯与双酚A反应形成聚碳酸酯的过程中释放出苯酚。而该苯酚可以反过来循环至双酚A或二苯基碳酸酯的制备中，因为其是一种主要的原材料。

在采用双酚A作初始材料制备聚碳酸酯的方法中，为了使双酚A保持为熔融状态，必须采用高于160℃的温度。双酚A具有158℃的高熔点。但当双酚A在高温下处于熔融状态几小时后，它开始变色，和如果将其用作制备聚碳酸酯的初始材料，则所得产品的色调会受损，和这种产品不能用作普通的聚碳酸酯产品。因此，双酚A通常作为单独物质保持为固化粉末。

然而，固化的双酚A必须作为粉末进行处理，并且已经发现各种影响使得粉末趋向于容易堵塞例如设备的管道、或者可能削弱在例如含水碱性溶液中的溶解。因此，已经设计使其保持为更不易造成堵塞且很容易溶解的颗粒状形态。尽管很难连续持续操作一年时间，操作必须每隔几个月停一次以洗涤例如运输器，从而造成相当大的产量损失。

处理和运输固体双酚A具有通常处理固体常见的缺点。例如，根据它们随后的应用，固体颗粒必须具有适当的粒度和粒度分布，否则材料可能会由于堵塞而不能自由流动。这种粒度和粒度分布很难保持，因为当暴露于即使适度的高温和/或高压下，颗粒也易于烧结。颗粒也可能在处理过程中累积静电荷，这增大了爆炸和着火的危险。另外，在冷却、粉碎或运输过程中很难避免灰尘污染。这可能会导致聚碳酸酯的污染，这对聚碳酸酯产品的特性有害，特别是当其应用于光学设备时。

解决该问题的最好方法是在不使双酚A固化的条件下，在将双酚A保持为熔融状态的同时进行聚合。但正如上文所提到的，双酚A具有高熔点(即作为单独的物质)，为了保持其处于熔融状态，必须采用较高的温度。然而，当在高温下将它保持在熔融状态时，在几个小时内将形成4-异丙烯基苯酚(下面通式(1)的化合物)，双酚A开始变色，和用它作初始材料产生的聚碳酸酯将具有受损的色调，不能满足作为产品的基本要求。因此，作为聚碳酸酯的初始材料，强烈需要双酚A具有改善的热稳定性。

通式(1)

US 6,750,314B2公开了为改善双酚A在熔融状态的热稳定性，最有效的是降低双酚A的保持温度，即降低双酚A的熔点。更特别地，US 6,750,314B2公开了与作为单独物质的双酚A相比，包含双酚A和苯酚的组合物具有更低的熔点。根据US 6,750,314B2，包含重量比为7/3的双酚A和苯酚的加合物晶体具有120℃的熔点。

另外，US 6,750,314B2公开了制备聚碳酸酯的方法，其中应用了这种双酚A/苯酚组合物，包括：

(1)在酸性催化剂的存在下使苯酚与丙酮反应以转化部分苯酚为双酚A从而得到双酚A/苯酚组合物的步骤，

(2)将保持为熔融状态的双酚A/苯酚组合物以液体形式提供给聚碳酸酯制备步骤的步骤，和

(3)使双酚A和碳酸酯材料聚合从而产生芳族聚碳酸酯的步骤。

应用苯酚降低双酚A熔点的缺点在于苯酚本身具有高于室温即43℃的熔点。因此，为了制备US 6,750,314B2中所公开的双酚A/苯酚组合物，需要应用在相对较高温度下的加热。这在下文的比较例中将进一步验证。

另外，已经发现当与苯酚组合时，双酚A的热稳定性相对较低。这种较低的稳定性关系到上文所讨论的双酚A热分解为4-异丙烯基苯酚。这也在下文的比较例中进一步得到验证。

因此，存在如下需求：既要降低双酚A的熔点，还要大幅度降低能量需求(即常规冷却固化和加热熔化双酚A所需的能量)，和进一步改善双酚A的热稳定性。

另外，所有制备聚碳酸酯的方法均需要生产、运输和贮存大量单独的原材料，或者在一个生产位置点必须组合几个较大的生产单元，这通常由于环境和经济原因而不可行。

更具体地，组合制备双酚A和聚碳酸酯的聚碳酸酯制备方法需要以丙酮、苯酚和二苯基碳酸酯作原材料。在环境温度下后两者为固体，这意味着如果大量运输这些物质，将会产生影响整个方法的安全性和经济的许多问题。