[发明专利]利用氢氟碳稀释剂生产烃橡胶水泥的方法

说明书

本申请是申请日为2007年5月8日、申请号为200780023674.1、发明名称为“利用氢氟碳稀释剂生产烃橡胶水泥的方法”的中国专利申请(PCT/US2007/011041)的分案申请。

发明领域

本发明涉及烃橡胶水泥，并涉及从包含烃橡胶、稀释剂和一种或多种未反应的单体的聚合物淤浆生产烃橡胶水泥的方法，该方法包括如下步骤：使所述聚合物淤浆与烃溶剂接触，并以不充分多于生产基本上均匀的单一液相烃橡胶水泥所需要量的量除去稀释剂、烃溶剂或二者，基于存在于烃橡胶水泥中的烃橡胶的总重量计的、所述基本上均匀的单一液相烃橡胶水泥中单体的质量分数低于基于聚合物淤浆中的烃橡胶的总重量计的、所述聚合物淤浆中单体的质量分数。特别地，本发明涉及使包含氢氟碳稀释剂、一种或多种单体和烃橡胶的烃橡胶淤浆与烃溶剂接触，和除去至少一部分稀释剂、烃溶剂或二者，以产生基本上均匀的单一液相烃橡胶水泥，其中基于存在于烃橡胶水泥中的烃橡胶的总量计的、所述烃橡胶水泥中单体的质量分数低于基于存在于烃橡胶淤浆中的烃橡胶的总量计的、所述烃橡胶淤浆中单体的质量分数。

背景

异烯烃聚合物，特别是烃橡胶，可以在碳阳离子聚合方法中制备。参见例如Organic Chemistry，第六版，Morrison和Boyd，Prentice-Hall，1084-1085，Englewood Cliffs，New Jersey1992，和K.Matyjaszewski，ed.，Cationic Polymerizations，Marcel Dekker，Inc.，New York，1996。用于生产烃橡胶的催化剂体系典型地包括两种组分：引发剂和路易斯酸。路易斯酸的实例包括AlCl₃和BF₃。引发剂的实例包括布朗斯台德酸，例如HCl，RCOOH(其中R是烷基)和H₂O。在所述聚合方法中，在通常被称为引发步骤的步骤中，异烯烃如异丁烯与路易斯酸/引发剂对反应以产生碳正离子。在该引发步骤之后，另外的单体单元在通常被称为增长步骤的步骤中加成到形成的碳正离子上。这些步骤通常在稀释剂中或在溶剂中进行。

工业上一般接受了淤浆聚合方法的广泛使用，来生产烃橡胶，使用氯甲烷作为稀释剂。典型地，在淤浆聚合方法中使用的稀释剂基本上由氯甲烷组成。使用氯甲烷有多个原因，包括氯甲烷溶解单体和反应混合物的氯化铝催化剂但不溶解所述聚合方法的烃橡胶聚合物产物的能力。氯甲烷还具有合适的凝固点，从而允许低温聚合，典型地在低于或等于-90℃的温度。氯甲烷还具有适当低的沸点，从而允许烃橡胶聚合物与稀释剂的有效分离。使用氯甲烷作为稀释剂的淤浆聚合方法还提供了在反应混合物中烃橡胶聚合物浓度为大约26％-37％体积的优点，相反在其中烃橡胶聚合物至少部分溶解在溶剂中的溶液聚合方法中浓度仅为约8％-12％。使用氯甲烷作为稀释剂的反应混合物还具有相对低的粘度，使得在聚合反应中形成的聚合热能够通过表面热交换而被有效除去。

用于在淤浆聚合方法中生产烃橡胶的典型的工业反应器包括体积为约10-30升的充分混合的容器，其中反应混合物的循环经常由泵推动器提供。这样的反应器的一个实例包括连续流搅拌釜反应器(“CFSTR”)，如美国专利5,417,930号中描述的，该专利通过引用结合在本文中。对于本发明来说，适合用于淤浆聚合方法来生产橡胶的反应器一般被称为“反应器”或“丁基反应器”。

一旦生产出烃橡胶，可以除去至少一部分稀释剂，并且可以将所述烃橡胶从反应混合物中转移到包含烃橡胶和溶剂的媒介物(vehicle)中。该媒介物被称为烃橡胶水泥或仅被称为水泥。但是，反应混合物中存在的残余单体和其它杂质可能也被转移到所述烃橡胶水泥中。已知所述残余单体和其它杂质不利地影响所述烃橡胶的随后的加工。人们早就认识到，通过从烃橡胶水泥中除去残余单体和其它杂质，可以实现聚合方法中的显著的经济性、烃橡胶的改进的物理性能以及淤浆聚合方法所涉及的成本和工艺节约。