磺化嵌段共聚物的凝固方法技术

通过其中将SBC溶液喷射到水内或其上的方法，使磺化嵌段共聚物(SBCs)从一种或多种有机溶剂内的SBC溶液中凝固，所述SBC溶液包括在磺化过程中获得的反应混合物，条件是在喷射之前，没有添加蒸汽到SBC溶液中，且条件是控制并平衡喷射速率以及水温和对流。该凝固方法易于实施且避免或至少减少了因起泡和形成SBC的微分散体导致的问题，所述微分散体不可能通过常规的过滤或离心成功地或容易地分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磺化嵌段共聚物的凝固方法
本专利技术涉及允许大规模操作的从磺化嵌段共聚物的有机溶剂或有机溶剂混合物的溶液中分离并凝固磺化嵌段共聚物的方法。特别地，该方法可用作综合加工工序的一部分，从磺化嵌段共聚物在其内生成的反应混合物中分离该磺化嵌段共聚物。该方法除去反应混合物内包含的有机溶剂以及副产物和杂质，并得到凝固的共聚物颗粒形式的磺化嵌段共聚物，所述颗粒可进一步干燥和储存或加工。
技术介绍
磺化嵌段共聚物(SBCs)是本领域已知的且例如描述于US3,577,357；US3,642,953；US3,870,841；US4,492,785；US4,505,827；US5,239,010；US5,468,574；US5,516,831；US6,110,616；US7,169,850；US7,737,224；WO2008/089332，和WO2009/137678中。它们典型地通过在一种或多种有机溶剂内使用磺化剂，例如三氧化硫或酰基硫酸盐，磺化相应的非-磺化嵌段共聚物而制备。由于SBCs是有价值的物质，例如用于制造膜和薄膜，因此，从有机溶液中凝固SBC常常通过直接铸塑在磺化反应中获得的SBC溶液而实现。例如，US3,642,953；5,468,574；US6,110,616；US7,169,850；US7,737,224；WO2008/089332,和WO2009/137678。然而，借助膜铸塑凝固SBC溶液在各个方面是不利的。例如，该方法并不非常适合于后凝固洗涤以除去杂质。另外，储存薄膜或膜是不利的，因为薄膜或膜的堆密度(bulkdensity)低，因此要求更大的包装和储存空间。此外，当膜或薄膜以卷材形式储存时，需要在成卷的层之间插入衬里，以防止粘附，这会进一步增加花费。除了借助膜铸塑凝固SBCs以外，已经提及了可通过蒸汽汽提SBC溶液，和随后用沸水洗涤如此获得的SBC残渣，凝固SBCs。例如，US5,239,010；US5,516,831；US7,169,850；和US7,737,224。然而，观察到蒸汽汽提会引起严重的起泡，特别地当磺化SBC到高的程度时，这可使得这一方法不适合于大规模和经济地凝固SBCs。通常可通过三种方法之一实现非-磺化嵌段共聚物从其溶液中凝固。第一，可通过加热嵌段共聚物到其熔融温度，蒸发溶剂。第二，可结合该溶液与蒸汽和可在旋风分离器或类似装置中蒸发溶剂。第三，可预混该溶液与蒸汽，并可将该混合物喷射到预热的水内或者其上，以蒸发溶剂。然而，已发现，凝固非-磺化嵌段共聚物常规地使用的凝固方法不足以从一种或多种有机溶剂的溶液中凝固SBCs。已发现，第一方法不适合于凝固SBC溶液，因为SBCs在高温下易于降解，特别地当所使用的共聚物溶液是在磺化嵌段共聚物中获得的反应混合物时。另外，SBCs的粘性大于它们的非-磺化对应物。因此，当SBC溶液的溶剂在旋风分离器或类似装置内蒸发时，SBC的粘性引起过度的设备结垢，这使得第二方法不适合于凝固SBC溶液。尽管根据第三工序，预混该溶液与蒸汽以及喷射雾化物流形式的混合物促进形成非-磺化嵌段共聚物的聚合物颗粒，但SBCs的粘性会引起喷射喷嘴在这些条件下结垢。另外，与在蒸汽汽提过程中遇到的问题类似，当蒸汽和SBC溶液的混合物被喷射到预热的水内或其上时发生过度起泡。进一步观察到SBC，溶剂和水的混合物倾向于以非常小的颗粒形式形成SBC的分散体，它不可能容易地通过过滤或离心而分离。已发现，在凝固非-磺化对应物中常规地使用的凝固剂，例如聚乙烯醇和2-乙基己醇在克服用SBCs遇到的这些问题方面是无效的。因此，继续需要允许凝固SBCs的方法。这一方法优选应当容易实施且应当避免或者至少减少以上提及的问题。该方法还优选应当可应用到凝固SBC溶液上，所述SBC溶液对应于SBC在其内生成的反应混合物。还期望该方法生成诸如颗粒形式的SBC，所述颗粒形式容易处理且有助于储存和进一步加工SBC。
技术实现思路
已令人惊奇地发现，通过其中将SBC溶液喷射到水内或者水上，可从含一种或多种有机溶剂的SBC的溶液，其中包括在磺化工艺中获得的反应混合物中凝固SBC，条件是在喷射之前，没有添加蒸汽到SBC溶液中，以及条件是控制并平衡喷射速率以及水温和对流(混合物)。本文描述的凝固方法容易实施且避免或至少减少了因起泡和形成分散体导致的问题，所述分散体不可能成功地或者容易地通过常规的过滤或离心来分离，即微分散体。本文公开的方法还满足提供粒状形式的SBC的需求，它容易处理且有助于储存和进一步加工SBC。在第一方面中，本专利技术的公开内容涉及从含磺化嵌段共聚物和一种或多种有机溶剂的溶液中凝固该磺化嵌段共聚物的方法，该方法包括：(a)喷射段，所述喷射段包括喷射共聚物溶液到适中搅拌的水内或水上，形成凝固混合物，其中喷射的共聚物溶液基本上不含蒸汽；和水在操作压力下且在比其沸点低的操作温度下；和(b)保持(holding)段，所述保持段包括在保持压力下和在比水的沸点低的保持温度下，对(a)阶段中形成的凝固混合物进行适中搅拌，其时间段足以基本上完全蒸发一种或多种有机溶剂。在第二方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述第一方面的方法，其中该共聚物溶液具有约8g/1至约140g/1的共聚物浓度。在第三方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述第一和第二方面任何一项的方法，其中该共聚物溶液基本上由下述组成：约0.5至约30wt％共聚物，约60至约99.5wt％一种或多种有机溶剂，和最多约10wt％副产物和/或杂质。在第四方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述一至三方面任何一项的方法，其中在操作压力下，一种或多种有机溶剂的沸点低于水的沸点。在第五方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述一至四方面任何一项的方法，其中在大气压下，一种或多种有机溶剂的沸点小于100℃。在第六方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述一至五方面任何一项的方法，其中共聚物溶液中一种或多种有机溶剂中的至少一种具有一种或多种下述性能：i)溶剂是疏水溶剂；和/或ii)溶剂是非极性溶剂；和/或iii)在标准大气压下，溶剂的沸点范围为约45℃至约99℃；和/或iv)溶剂的密度为最多1g/cm3；和/或v)在约25℃下，最多2g溶剂可溶于1升水中。在第七方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述一至六方面任何一项的方法，其中阶段(a)中的操作温度使得一种或多种有机溶剂的蒸汽压大于约70％阶段(a)的操作压力。在第八方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述一至七方面任何一项的方法，其中以非雾化的物流形式连续或间歇喷射共聚物溶液。在第九方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述一至八方面任何一项的方法，其中在具有低剪切应力的表面区域处，将共聚物溶液喷射到水表面上。在第十方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述一至九方面任何一项的方法，其中在约0.3m/s至约10m/s的速率下喷射该共聚物溶液。在第十一方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述十方面的方法，其中在约0.3m/s至约5m/s的速率下喷射该共聚物溶液。在第十二方面中，本专利技术的公开内容涉及根据前述一至十一方面任何一项的方法，其中在(b)阶段中的保持温度低于在该保持压力下水的沸点，和该保持温度等于或大于在(a)阶段中的操作温度，当保持压力等于或大于操作压力时本文档来自技高网...

【技术保护点】
从含磺化嵌段共聚物和一种或多种有机溶剂的溶液中凝固该磺化嵌段共聚物的方法，该方法包括：(a)喷射段，所述喷射段包括喷射共聚物溶液到适中搅拌的水中或水上，形成凝固混合物，其中喷射的共聚物溶液基本上不含蒸汽；和水在操作压力下且在比其沸点低的操作温度下；和(b)保持(holding)段，所述保持段包括在保持压力下和在比水的沸点低的保持温度下，使(a)阶段中形成的凝固混合物进行适中搅拌，其时间段足以基本上完全蒸发所述一种或多种有机溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.08 US 14/048,5221.从含磺化嵌段共聚物和一种或多种有机溶剂的溶液中凝固该磺化嵌段共聚物的方法，该方法包括：(a)喷射段，所述喷射段包括喷射共聚物溶液到适中搅拌的水中或水上，形成凝固混合物，其中喷射的共聚物溶液基本上不含蒸汽；和水在操作压力下且在比其沸点低的操作温度下；和(b)保持(holding)段，所述保持段包括在保持压力下和在比水的沸点低的保持温度下，使(a)阶段中形成的凝固混合物进行适中搅拌，其时间段足以基本上完全蒸发所述一种或多种有机溶剂。2.权利要求1的方法，其中该共聚物溶液具有约8g/1至约140g/1的共聚物浓度。3.权利要求1的方法，其中该共聚物溶液基本上由下述组成：约0.5至约30wt％该共聚物，约60至约99.5wt％一种或多种有机溶剂，和最多约10wt％副产物和/或杂质。4.权利要求1的方法，其中在操作压力下，一种或多种有机溶剂的沸点低于水的沸点。5.权利要求1的方法，其中一种或多种有机溶剂在大气压下的沸点小于100℃。6.权利要求1的方法，其中共聚物溶液中一种或多种有机溶剂中的至少一种具有一种或多种下述性能：i)溶剂是疏水溶剂；和/或ii)溶剂是非极性溶剂；和/或iii)在标准大气压下，溶剂的沸点范围为约45℃至约99℃；和/或iv)溶剂的密度为最多1g/cm3；和/或v)在约25℃下，最多2g溶剂可溶于1升水中。7.权利要求1的方法，其中在(a)阶段中，操作温度使得一种或多种有机溶剂的蒸汽压大于约70％(a)阶段的操作压力。8.权利要求1的方法，其中作为非-雾化物流，连续或间歇喷射共聚物溶液。9.权利要求1的方法，其中在具有低剪切应力的表面区域处，在水面上喷射该共聚物溶液。10.权利要求1的方法，其中在约0.3m/s至约10m/s的速率下喷射该共聚物溶液。11.权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·海达加特，G·G·小罗德里格斯，R·翰宁，G·A·考东内耳，
申请(专利权)人：科腾聚合物美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US