用于制备微粉化聚醚酰亚胺聚合物的优化乳液干燥方法技术

一种用于以大于90％的产率制备高性能聚合物的超细颗粒的方法，其包括将高性能聚合物溶解于能够溶解聚合物的有机溶剂中以便形成溶液；通过结合溶液与水和表面活性剂来乳化溶液以形成乳液；将乳液转移至包括表面活性剂的受纳水体以除去有机溶剂并形成浆料；以及以大于90％的产率回收小于75微米直径的颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备微粉化聚醚酰亚胺聚合物的优化乳液干燥方法
本专利技术总体涉及用于制备高性能聚合物的超细颗粒的方法；并且更特别地涉及用于以大于90％的产率制备高性能聚合物的超细球形颗粒的方法。
技术介绍
通过在有机溶剂中乳化聚合物，并且通过蒸馏从乳液中进一步除去有机溶剂可以将高性能聚合物，如聚醚酰亚胺制成超细粉末(即，具有小于或等于(“≤”)75微米的直径)。与这种方法相关的信息可以参见US6,528,611。然而，通过这类乳液蒸馏方法制备的颗粒可以导致产率较差的超细颗粒。特别地，超细颗粒的产率可以低于90％。因此，存在对于商业可行性、更高产率的优化方法的需要。
技术实现思路
本专利技术涉及用于以大于90％的产率制备高性能聚合物的超细颗粒的方法。方法可以包括：将高性能聚合物溶解在能够溶解聚合物的有机溶剂中以形成溶液；通过结合溶液与水和表面活性剂来乳化溶液以形成乳液；将乳液转移至包含表面活性剂的受纳水体(接纳水体，receivingwater)以除去有机溶剂并形成浆料；以及以大于90％的产率回收直径小于75微米的颗粒。根据各种实施方式，高性能聚合物可以是聚醚酰亚胺；溶剂可以是二氯甲烷；以及表面活性剂可以是十二烷基苯磺酸钠(SDBS)。也描述了通过前述方法形成的具有小于75微米的粒径的聚醚酰亚胺的超细颗粒。附图说明参考以下描述和所附权利要求，以及附图，这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，其中：图1是乳液喷雾干燥法的示意图；图2是通过激光散射示出了对于实施例13的粒径分布的图；以及图3是通过激光散射示出了对于实施例14的粒径分布的图。应当理解的是，各种实施方式并不限于附图中所示的布置和手段。具体实施方式该创新方法包括将聚合物乳液以受控的方式转移至保持在大于70℃的去离子水中，并且通过冷凝除去有机溶剂。已发现当去离子水(以下称为“受纳水体”)不包括任何表面活性剂时，该方法产生小于90％产率的、具有小于或等于75微米的直径的颗粒。在另一方面，当“受纳水体”包括表面活性剂时，具有小于或等于75微米的直径的颗粒的产率出乎意料地增大。当乳液中水与表面活性剂的比率和“受纳水体”中水与表面活性剂的比率匹配时，发现具有小于或等于75微米的直径的颗粒的最大产率出现。通过参考本专利技术的优选实施方式的以下详细描述以及其中所包括的实施例，可以更容易地理解本专利技术。无论是否明确指出，本文中所有数值认为由术语“约”修饰。术语“约”通常是指本领域技术人员将认为与所述值相当(即，具有相同的功能或结果)的数字的范围。在许多情况下，术语“约”可以包括四舍五入至最接近的有效数字的数。如本文使用的术语“超细颗粒”是指具有小于或等于75微米粒径的颗粒。如本文使用的，术语“高性能聚合物”是指聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚亚苯基砜、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、聚苯醚、聚亚苯基氧化物、聚酰胺、聚芳醚酮和聚芳基酮。各种实施方式涉及以大于90％的产率形成聚醚酰亚胺(PEI)聚合物的超细颗粒的方法。方法可以包括将聚醚酰亚胺(PEI)聚合物溶解于二氯甲烷中以形成溶液。在足以形成乳液的搅拌条件下，可以通过结合溶液与去离子水以及表面活性剂来乳化溶液。去离子水可以保持在具有下限和/或上限的温度范围内。范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195和200℃。例如，根据某些优选实施方式，去离子水可以保持在大于70℃的温度。可以将消泡剂加入至乳液。接着，可以将乳液转移至受纳水体。根据不同的实施方式，可以将乳液逐滴转移至受纳水体。乳液也可以通过喷嘴转移至受纳水体。受纳水体可以是去离子的。受纳水体也可以包括表面活性剂，如十二烷基苯磺酸钠(SDBS)。在将乳液转移至受纳水体后，方法可以包括除去二氯甲烷以形成浆料。然后，可以将浆料过滤以形成滤液。滤液可以用去离子水洗涤一次或多次。洗涤的滤液可以在真空下干燥。最后，可以回收聚醚酰亚胺(PEI)的颗粒。使用二氯甲烷作为溶剂用于制备聚醚酰亚胺(聚醚酰亚胺均聚物和聚醚酰亚胺共聚物)并且也可以使用其他特定类型的溶剂。通常适用于本专利技术的溶剂必须具有以下特征的组合。聚醚酰亚胺，例如，必须可溶于溶剂。而且，溶剂应该具有低于100摄氏度的沸点。溶剂应当与水不混溶。其他合适的溶剂的实例(除二氯甲烷之外)是氯仿和二氯乙烷。适用于本专利技术的表面活性剂可以包括阴离子、阳离子、两性离子或非离子表面活性剂。在一些实施方式中，表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠。在另一实施方式中，如上面指出的，表面活性剂是十二烷基硫酸钠。也可以使用十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠的组合。阴离子表面活性剂的一些实例是月桂基硫酸铵、月桂基醚硫酸钠(SLES)、肉豆蔻醇聚醚硫酸钠、二辛基磺基琥珀酸钠、全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟丁烷磺酸盐、和直链烷基苯磺酸盐(LABS)。颗粒可以具有在具有下限和/或上限的范围内的直径。范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自0.01、0.1、0.5、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100微米。例如，根据某些优选的实施方式，颗粒可以具有小于或等于75微米的直径。可以以具有下限和/或上限的范围内的产率对颗粒进行回收。范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自90、90.25、90.5、90.75、91、91.25、91.5、91.75、92、92.25、92.5、92.75、93、93.25、93.5、93.75、94、94.25、94.5、94.75、95、95.25、95.5、95.75、96、96.25、96.5、96.75、97、97.25、97.5、97.75、98、98.25、98.5、98.75、99、99.25、99.5和99.75％。例如，根据某些优选的实施方式，可以以约94％至约99％的产率回收颗粒。方法可以进一步包括使受纳水体中的表面活性剂的量与乳液中表面活性剂的量相匹配。匹配的步骤可以提高在具有下限和/或上限的范围内的颗粒的产率。范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自98、98.1、98.2、98.3、98.4、98.5、98.6、98.7、98.8、98.9、99、99.1、99.2、99.3、99.4、99.5、99.6、99.7、99.8和99.9％。例如，根据某些优选的实施方式，匹配的步骤可以将颗粒的产率提高至98％以上。颗粒可以用于使用微粒高性能聚合物的许多应用中，例如用于模制部件。由于颗粒的球形形状，它们可以更容易地流动。在以下说明性实施例中对本专利技术作进一步描述，其中，除非另外指出，所有份数和百分数都以重量计。实施例为了示范本文描述的创新方法，通过在有机溶剂-水-表面活性剂混合物中乳化聚合物，以及将聚合物乳液以受控的方式转移至去离子水(保持>70℃)，并且通过冷凝除去有机溶剂可以将高性能聚合物，如聚醚酰亚胺(“PEI”)制成超细粉末(直径<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于以大于90％的产率制备高性能聚合物的超细颗粒的方法，包括：将所述高性能聚合物溶解在能够溶解所述聚合物的有机溶剂中以形成溶液；通过结合所述溶液与水和表面活性剂来乳化所述溶液以形成乳液；将所述乳液转移至包括表面活性剂的受纳水体以除去所述有机溶剂并且形成浆料；以及，以大于90％的产率回收≤75微米直径，优选<75微米直径的颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 13/841,8021.一种用于以大于90％的产率制备聚合物的超细颗粒的方法，包括：将所述聚合物溶解在能够溶解所述聚合物的有机溶剂中以形成溶液，其中所述聚合物是聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚亚苯基砜、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、聚苯醚、聚亚苯基氧化物、聚酰胺、聚芳醚酮或聚芳基酮；通过结合所述溶液与水和表面活性剂来乳化所述溶液以形成乳液；将所述乳液转移至包括表面活性剂的受纳水体以除去所述有机溶剂并且形成浆料；以及，以大于90％的产率回收≤75微米直径的颗粒。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物是聚醚酰亚胺。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在将所述乳液转移至所述受纳水体之前，将所述乳液加热至高达或低于所述乳液的沸点。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在将所述乳液转移至所述受纳水体之前，将所述乳液加热至高于所述乳液的沸点。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述乳液逐滴地转移至所述受纳水体。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过喷嘴将所述乳液转移至所述受纳水体中。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过管将所述乳液转移至所述受纳水体中。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述受纳水体是去离子的。9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使所述受纳水体中的表面活性剂的量与所述乳液中的表面活性剂的量匹配。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述匹配将颗粒的产率提高至98％以上。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶剂是二氯甲烷、氯仿或它们的组合。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶剂具有小于100℃的沸点，并且所述溶剂与水不混溶。13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括搅拌溶液、水和表面活性剂的组合以形成所述乳液。14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用高剪切混合器搅拌溶液、水和表面活性剂的组合以形成所述乳液。15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将消泡剂加入至所述乳液、受纳水体或它们的组合。16.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以94％至99％的产率回收所述颗粒。17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面活性剂是阴离子表面活性剂。18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠、月...

【专利技术属性】
技术研发人员：维斯瓦纳坦·卡拉亚拉曼，唐纳德·E·欧文斯三世，诺曼·约翰逊，阿尔贝特·斯泰拉，大卫·伍德拉夫，保罗·豪森，
申请(专利权)人：沙特基础全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL