[发明专利]在闪蒸脱挥系统中制备聚碳酸酯的方法

说明书

发明背景

聚碳酸酯为热塑性材料，其具有优异的力学性质，如抗冲击性、耐热性和透明性。聚碳酸酯广泛用于许多工程应用中。

聚碳酸酯可通过多种工艺制备(US6,177,536)，包括：i)界面法，其中在多相反应过程中，芳族二羟基化合物首先在少量单羟基芳族化合物的存在下与光气反应，然后沉淀并干燥，以产生聚碳酸酯粉末；ii)熔融方法，其中光气在碱性催化剂的存在下与单羟基芳族化合物反应以产生碳酸二酯，所述碳酸二酯在芳族二羟基化合物的存在下在多级反应器中聚合以产生熔融聚碳酸酯；iii)熔融方法，其中采用非光气路线以获得碳酸二酯，所述碳酸二酯在芳族二羟基化合物的存在下在多级反应器中聚合以产生熔融聚碳酸酯(US5,525,701)；和iv)熔融方法，其中采用光气路线以获得酯取代的碳酸二芳酯，所述碳酸二芳酯在芳族二羟基化合物的存在下在多级反应器中聚合以产生熔融聚碳酸酯(US4,323,668)。

US4,323,668描述了BPA和BMSC之间产生BPA均聚物聚合物的反应。该专利声称，与碳酸二(邻杂芳基)酯相反，使用碳酸(邻烷氧基羰基芳基)酯基底提供了以下优点：(1)改进的酯交换反应速率，(2)酯交换反应期间较少形成聚碳酸酯的颜色，(3)较温和的酯交换反应条件，包括较低的温度，(4)减少量的碳酸酯基底，因为所有二羟基酚到聚碳酸酯的完全转化仅需要化学计量比量的或略过量的量，和(5)改进的反应速率、温度和压力等酯交换反应条件下的减少量或相当量的催化剂。

发明内容

本发明提供制备聚碳酸酯的方法以及制备聚碳酸酯的反应器系统。在第一实施方式中，本发明提供制备聚碳酸酯的反应器系统。该反应器系统包含一个或多个反应物容器、低聚反应反应器、第一压力控制装置、预加热器、第二压力控制装置、分配器、和闪蒸罐。该一个或多个反应物容器含有反应物(所述反应物包含熔融酯交换催化剂)、二羟基化合物、和活化碳酸二芳酯。该反应器系统以如下配置连接：

(i)所述一个或多个反应物容器连接到低聚反应反应器，

(ii)所述第一压力控制装置设置在所述低聚反应反应器的出口和所述预加热器的入口之间并连接所述低聚物反应器的出口和所述预加热器的入口，

(iii)所述第二压力控制装置设置在所述预加热器的出口和所述分配器之间并连接所述预加热器的出口和所述分配器，

(iv)所述分配器设置在到所述闪蒸罐的入口处，

从而所述预加热器中的压力能控制在所述低聚反应反应器中的压力和所述闪蒸罐中的压力之间的压力。

在第二种实施方式中，本发明提供制备聚碳酸酯的方法。该方法包括以下步骤：

(a)提供反应器系统，所述反应器系统包括：低聚反应反应器、第一压力控制装置、预加热器、第二压力控制装置、分配器、和闪蒸罐，其中所述反应器系统以如下设置连接：

(i)所述第一压力控制装置设置在所述低聚反应反应器的出口和所述预加热器的入口之间并连接所述低聚反应反应器的出口和所述预加热器的入口，

(ii)所述第二压力控制装置设置在所述预加热器的出口和所述分配器之间并连接所述预加热器的出口和所述分配器，

(iii)所述分配器设置在所述闪蒸罐的入口处，

(b)将反应物引入到操作在熔融聚合条件下的所述低聚反应反应器，所述反应物包含熔融酯交换催化剂、二羟基化合物、和活化碳酸二芳酯，

(c)使所述反应物在所述低聚反应反应器中反应以形成聚碳酸酯低聚物混合物，所述混合物包含聚碳酸酯低聚物、酚类化合物副产物、和未反应的反应物，

(d)将所述聚碳酸酯低聚物混合物通过第一压力控制装置引入到预加热器，

(e)加热预加热器中的聚碳酸酯低聚物混合物从而产生加热的聚碳酸酯低聚物混合物，

(f)将要引入到闪蒸罐的加热的聚碳酸酯低聚物混合物通过所述第二压力控制装置引入到所述分配器，然后到所述闪蒸罐，以及

(g)从所述闪蒸罐分离和除去酚类化合物副产物和聚碳酸酯产物，

其中操作所述第一和第二压力控制装置以保持所述预加热器中的压力使得预加热器中的聚碳酸酯低聚物混合物以液-气两相状态存在，从而制备聚碳酸酯。

附图说明

图1为制备聚碳酸酯的反应器系统的示意图。

图2为本发明的反应器系统的示意图。

图3为实施例部分中使用的反应器系统的示意图。

图4为实施例部分中使用的反应器系统的示意图。

图5为实施例部分中结果的图示表示。

图6为实施例部分中结果的图示表示。