聚合方法技术

一种制备聚合物的方法，该方法包括将链增长化合物与活性化合物一起引入第一混合器；在第一混合器中形成均匀混合物；将该均匀混合物输送通过管式反应器和静态混合床中的至少一种中；将所述均匀混合物输送到第二混合器，该第二混合器选自旋转电弧混合器和高粘度混合器；在第二混合器中使所述均匀混合物与封端剂反应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用来制备聚合物的，具体来说涉及使用连续法制备缩聚物的方法。
技术介绍
聚酯、聚酰胺和聚氨酯是呈阶梯状增长的种类或者具有重要工业价值的缩聚物。有效的制造方法对于这些聚合物在市场上的持续经济生存能力是很重要的。由于连续法中每单位产出所需的基建投资较低，而且制造成本较低，所以连续法经常优于间歇法。在有机溶剂的存在下连续制备熔融态的聚氨酯已经成为许多专利的主题。由于这些高分子量(20000-200000Mw)聚氨酯及其衍生物的粘性，在对其进行处理的工艺中、特别是在与聚氨酯预聚物的反应中使用了大量不同的技术。通常使用挤出机对反应组分进行捏和，以得到高度混合。聚合物和溶剂在挤出机中混合一定的时间，以使得聚合物溶解在溶剂中。然而，挤出机可能需要高基建投资和高能耗。人们使用静态和强化动态混合器，在较短的停留时间内达到高度混合。静态混合床和合适的泵使物料通过静态混合床。然而，对于静态混合器，在穿越静态混合床的两头具有极高的压降(＞300千帕)，这需要具有高抽气能力，强化混合器会造成负面的副反应，例如造成交联和高分子量的产生。制备工艺还包括将封端的聚合物引入高剪切混合器中处理小于1分钟的时间，将这些聚合物混合入溶剂中。但是，使用高剪切混合器会带来过高的压降，如果系统未充分密封，可能会造成爆炸。
技术实现思路
本专利技术的一个方面包括一种制备聚合物的方法，该方法包括将链增长化合物与活性化合物一起引入第一混合器；在第一混合器中形成均匀混合物；将该均匀混合物输送通过管式反应器和静态混合床中的至少一种中；将所述均匀混合物输送到第二混合器，该第二混合器选自旋转电弧混合器和高粘度混合器；在第二混合器中使所述均匀混合物与封端剂反应。本专利技术的另一个方面包括一种制备聚氨酯的方法，该方法包括在第一混合器中将选自单官能醇、多元醇和多胺的链增长化合物与多异氰酸酯混合起来，形成均匀的混合物；将该均匀混合物输送到管式反应器和静态混合床中的至少一种中；将所述均匀混合物在所述管式反应器和静态混合床中的至少一种之内保持不超过45分钟；将所述均匀混合物输送到选自旋转电弧混合器和高粘度混合器的第二混合器；在第二混合器中使所述均匀混合物与封端剂反应。具体实施例方式活性化合物是双官能或多官能的异氰酸酯，优选包括脂族或芳族的二异氰酸酯。可使用多官能物料(包含三个或更多个官能部分的物料)来引入链支化。所述活性化合物优选具有通式OCN-R-NCO，其中R是双官能有机基团。链增长化合物是Mw＜15000的多元醇，包括双官能醇、二胺和二硫醇。缩聚物，具体来说是聚氨酯，可通过所述多异氰酸酯之类的活性化合物与多元醇之类的链增长化合物之间的一步反应制备。用来制备聚氨酯的多异氰酸酯可以使每个分子包含至少两个异氰酸酯基的脂族、脂环族、芳族或杂环族有机二异氰酸酯和多异氰酸酯，还可以是它们的混合物。其例子包括脂族二异氰酸酯或三异氰酸酯，例如丁烷-1，4-二异氰酸酯、戊烷-1，5-二异氰酸酯、己烷-1，6-二异氰酸酯和4-异氰酸甲酯基辛烷-1，8-二异氰酸酯；脂环多异氰酸酯，例如4，4’-亚甲基二-3，5，5-三甲基-1-异氰酸根合-3-异氰酸甲酯基环己烷和ω，ω’-二异氰酸根合-1，3-二甲基环己烷；以及芳族多异氰酸酯，例如萘-1，5-二异氰酸酯、4，4’-、2，4’-、和2，2’-二异氰酸根合二苯甲烷或粗制MDI，二异氰酸甲酯基苯。合适的多元醇是聚氨酯化学领域已知的OH官能度＞1.5OH/分子的多羟基化合物。例子包括二醇(例如1，2-乙二醇、1，3-丙二醇和1，2-丙二醇，以及1，4-丁二醇)、三醇(例如甘油和三羟甲基丙烷)以及四醇(例如季戊四醇)、聚醚型多元醇、聚酯型多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚硫醚多元醇。优选的多羟基化合物是聚醚型多元醇。所述反应还可以分两步进行，首先制备活性化合物，然后用“封端”剂进行“封端”。可以使用具有各种链长的醇(伯醇、仲醇或叔醇，称为“封端醇”)作为封端剂，包括丁醇、甲醇、己醇、辛醇、异辛醇、壬醇、癸醇、硬脂醇、乙二醇单烷基醚(例如乙二醇单甲醚)、异丙醇、异丁醇和叔戊醇可用来调节聚合物的分子量。优选的是伯醇，例如己醇、辛醇和硬脂醇。伯胺和仲胺，例如丁胺、己胺、硬脂胺、丁二胺和乙二胺也通常适用。这各种醇和胺可由于醇或胺部分的硬脂可及性(stearic accessibility)而具有不同的活性。所述封端剂可以从反应开始的时候便存在于反应混合物中，或者根据相对的反应动力学，可以在已经发生一部分或基本全部的聚合物增长之后一段时间加入封端剂。所述反应可以在存在或不存在催化剂的条件下进行。如果需要加入催化剂来加快NCO/OH反应，合适的催化剂是胺类化合物、羧酸或有机金属化合物。可用作催化剂的胺类化合物的例子为三乙胺、三丁胺、二甲基苄基胺、二环己基甲基胺、二甲基环己基胺、N，N，N’，N’-四甲基二氨基二乙基醚、二(二甲基氨基丙基)脲、N-甲基和N-乙基吗啉、N，N’-二吗啉代二乙基醚(“DMDEE”)、N-环己基吗啉、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、N，N，N’，N’-四甲基丁二胺、N，N，N’，N’-四甲基己烷-1，6-二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基哌嗪、N-二甲基氨基乙基哌啶、1，2-二甲基咪唑、N-羟丙基咪唑、1-氮杂二环辛烷和1，4-二氮杂二环辛烷(“DABCO”)。胺化合物还包括链烷醇胺化合物，例如三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基和N-乙基二乙醇胺、二甲基氨基乙醇、2-(N，N-二甲基氨基乙氧基)乙醇、N，N’，N-三(二甲基氨基丙基)-s-六氢三嗪之类的N，N’，N-三(二烷基氨基烷基)六氢三嗪、氯化铁(II)、氯化锌、辛酸铅和锡盐(例如二辛酸锡、二乙基己酸锡、二月桂酸二丁基锡和硫醇二丁基二月桂基锡)、2，3-二甲基-3，4，5，6-四氢嘧啶、氢氧化四甲基铵之类的氢氧化四烷基铵、氢氧化钠之类的碱金属氢氧化物、甲醇钠和异丙醇钾之类的碱金属醇盐、和/或包含10-20个碳原子以及任选的OH侧基的长链脂肪酸的碱金属盐。所发现的其它适用作催化剂的化合物包括Ti化合物，例如包含烷基的Ti(IV)-O-烷基化合物，其中烷基是例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、，还包括丁氧基钛(IV)。可以将锡、铅、铁、钛、铋或锆的合适的有机金属化合物用作催化剂，包括钛酸四异丙酯、苯基乙基二硫代氨基甲酸铅、羧酸的锡(II)盐，例如乙酸锡(II)、乙基己酸锡(II)和二乙基己酸锡(II)。另一种化合物表示为羧酸二烷基锡(IV)。另外，还可使用氧化锡、硫化锡和硫醇锡。具体例子包括以下化合物氧化二(三丁基锡)、氧化二(三辛基锡)、二(2-乙基己酸硫醇(thiolate))二丁基锡和二(2-乙基己酸硫醇)二辛基锡、二癸基硫醇二丁基锡和二癸基硫醇二辛基锡、二癸基硫醇二(β-甲氧基羰基乙基)锡、二(2-乙基己基硫醇)二(β-乙酰基乙基)锡、二癸基硫醇二丁基锡和二癸基硫醇二辛基锡、三(硫代乙醇酸-2-乙基己酸)丁基锡和三(硫代乙醇酸-2-乙基己酸)辛基锡、二(硫代乙醇酸-2-乙基己酸)二丁基锡和二(硫代乙醇酸-2-乙基己酸)二辛基锡、(硫代乙醇酸-2-乙基己酸)三丁基锡和(硫代乙醇酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚合物的方法，该方法包括：　　　　将链增长化合物与活性化合物一起引入第一混合器；　　　　在第一混合器中形成均匀混合物；　　　　将该均匀混合物输送通过管式反应器和静态混合床中的至少一种中；　　　　将所述均匀混合物输送到第二混合器，该第二混合器选自旋转电弧混合器和高粘度混合器；以及　　　　在第二混合器中使所述均匀混合物与封端剂反应，形成封端的聚合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：VO阿奇博尔德，DA皮尔斯，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]