苯乙烯类聚合物中锂的减少制造技术

一种方法，其包括加热含锂混合物至一个或多个至少约９０℃的温度，并且在一个或多个压力下足以使所述整个混合物基本上保持液相，其中，所述含锂混合物包括水、锂离子、至少一种液态饱和烃，以及至少一种通过阴离子聚合形成的苯乙烯类聚合物，其中，相对于所述苯乙烯类聚合物的重量，所述水的量为至少约１０重量％，且所述苯乙烯类聚合物具有至少约１０００的重量平均分子量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过阴离子聚合方法制备的苯乙烯类聚合物中离子锂残留物的去除。
技术介绍
聚苯乙烯在塑料制品和材料生产中有很多应用。阴离子苯乙烯类聚合物的一个重要应用是作为溴化苯乙烯类聚合物生产的原材料。已知溴化阴离子聚苯乙烯是应用在热塑性塑料中的一种非常有用的阻燃剂，所述热塑性塑料例如聚丁烯对苯二酸酯、聚乙烯对苯二酸酯和尼龙。有机锂化合物通常在诸如阴离子聚苯乙烯的阴离子苯乙烯类聚合物的合成中用作引发剂。为了有效地溴化所述阴离子苯乙烯类聚合物，有必要有效地从聚合物中去除离子锂催化剂残留物。当通过阴离子聚合并且在锂离子存在下制备聚苯乙烯时，残留在产品聚苯乙烯中的锂离子会对聚苯乙烯的进一步加工造成问题，例如在制备装置中沉淀为固体锂盐，造成阻塞，或所述残留在聚苯乙烯中的锂离子会不利影响进一步的反应，例如溴化，其中锂离子可以与溴化过程中使用的溶剂起反应，或妨碍溴化催化剂。本领域公知用于苯乙烯类单体的阴离子聚合以制备苯乙烯类聚合物的方法，参见例如美国专利号6,657,028。迄今为止，通过添加少量水(每摩尔有机锂引发剂约1至约5摩尔的水)，然后添加更大量的水(通常每七重量份苯乙烯类聚合物溶液约1重量份水)，并把所述混合物加热至范围为约50℃至约70℃的温度，从低Mw(～1000-10000)苯乙烯类聚合物中去除锂离子。加热后，所述混合物被输送通过凝聚过滤器以有助于从有机相中分离水相，从而可以显著减少阴离子聚苯乙烯中的锂离子含量。为了分离水相(含锂)和有机相(含苯乙烯类聚合物)，凝聚过滤器的使用通常对低Mw阴离子苯乙烯类聚合物是必要的，因为所述水(水相)一般作为小滴(droplet)悬浮在有机相中。急需有一种不需要凝聚-->过滤器的从阴离子催化制备的苯乙烯类聚合物中去除锂的方法。
技术实现思路
令人惊讶地，依照本专利技术，无需凝聚过滤器从有机相中分离水相，用以从通过阴离子聚合制备的苯乙烯类聚合物中去除锂离子，尽管这种苯乙烯类聚合物与水混合经常形成乳状液。所述乳状液通过凝聚过滤器时不能被打碎。依照本专利技术，可以有利地分离乳化的混合物。此外，在本专利技术中，不使用凝聚过滤器即可完成含锂离子的水相从含苯乙烯类聚合物有机相中的分离。已观察到苯乙烯类聚合物中存在的锂的量显著降低。特别是，在实验室规模上，锂离子的水平已经被降低少至百万分之18(18ppm)。因此，本专利技术提供了一种用于降低苯乙烯类聚合物中锂离子的量的有效方法。本专利技术的一个实施方式是，一种方法，其包括加热含锂混合物至一个或多个至少约90℃的温度，并且在一个或多个压力下足以使所述整个混合物基本上保持液相。所述含锂混合物包括水、锂离子、至少一种液态饱和烃，以及至少一种通过阴离子聚合形成的苯乙烯类聚合物。在此方法中，相对于所述苯乙烯类聚合物的重量，所述水的量为至少约10重量％，且所述苯乙烯类聚合物具有至少约1000的重量平均分子量。本专利技术的另一个实施方式是，在至少一种苯乙烯类单体的阴离子聚合方法中的一种改进的方法，其中至少一种有机锂引发剂用于在产品溶液中制备苯乙烯类聚合物，用水终止所述阴离子聚合。所述苯乙烯类聚合物具有至少约1000的重量平均分子量。所述改进的方法包括，在阴离子聚合已经被终止后，加热至少部分的所述产品溶液至一个或多个至少约90℃的温度，并且在一个或多个压力下足以使被加热的产品溶液的整个部分基本上保持液相。本专利技术的这些以及其他实施方式和特征还将在后续的说明书和附加的权利要求中进一步阐明。具体实施方式本说明书中给出的百万分之几(ppm)的表达式是以重量为基础。本专利技术中使用的用于制备苯乙烯类聚合物的苯乙烯类单体可以是任何阴离子聚合苯乙烯类单体。适当但非限制性的实例包括苯乙烯、邻甲基苯乙烯、-->间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二甲基苯乙烯等，包括前述两种或几种的混合物。优选所述苯乙烯类单体基本上由苯乙烯组成。本领域公知，苯乙烯单独或在一种或几种可与苯乙烯共聚合的单体存在下的阴离子聚合，在此不讨论阴离子聚合方法；对于苯乙烯阴离子聚合的一种方法的描述，参见美国专利号6,657,028，此处其通过参考并入本文中。经由本专利技术方法的苯乙烯类聚合物具有至少约1000重量平均分子量(Mw)。本专利技术方法中的阴离子苯乙烯类聚合物(即用阴离子引发剂形成的苯乙烯类聚合物)优选具有范围为约3000至约30000的重量平均分子量。更优选地，本专利技术方法中的阴离子苯乙烯类聚合物具有范围为约3000至约15000的重量平均分子量；本专利技术方法中特别优选的是重量平均分子量范围为约3000至约12000的阴离子苯乙烯类聚合物。Mw是基于本领域公知的使用光散射检测器的凝胶渗透色谱法(GPC)技术；对于该技术更深入的描述，参见例如国际专利公开WO 98/50439。在本专利技术中的一个实施方式中，通过阴离子聚合制备的苯乙烯类聚合物的锂离子含量得到降低。在该方法中，含锂混合物由至少一种阴离子苯乙烯类聚合物、至少一种液态饱和烃、锂离子和水形成。所述液态饱和烃的量如此以致相对于所述苯乙烯类聚合物和所述液态饱和烃的组合重量，存在约5重量％至约70重量％、更优选约20重量％至约60重量％的所述苯乙烯类聚合物。所述液态饱和烃可以是任何脂肪族的或脂环族的烃，或者是两种或几种脂肪族的或脂环族的烃的混合物，其在阴离子聚合反应条件下为液态。所述饱和烃优选在分子中含约4至约12个碳原子。所述脂肪族烃可以为直链的或支链的。合适的脂肪族烃非限制性的实例包括戊烷、异戊烷、己烷、2-甲基戊烷、辛烷、2，2，4-三甲基戊烷等。更优选地，所述液态饱和烃是一种或几种液态饱和脂环族烃。合适的所述脂环族烃的非限制性实例包括环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、环庚烷、1，3-二甲基环己烷、1，4-二甲基环己烷等，特别优选环己烷作为所述液态饱和烃。在含锂混合物中，相对于所述苯乙烯类聚合物的重量，所述水的量为至少约10重量％，优选为约20重量％至约100重量％。更优选相对于所述苯乙烯-->类聚合物的重量，所述水的量为约25重量％至约40重量％。可以用更大量的水，但没有必要也不合适，因为更大量的水通常并不能显著地增加从苯乙烯类聚合物中去除锂离子的量，并且会产生更多的废液体积。搅拌所述含锂混合物并把所述含锂混合物加热至至少约90℃的温度，优选范围为约90℃至约250℃的温度。更优选地，含锂混合物被加热至范围为约100℃至约220℃的温度。更加优选的是范围为约110℃至约200℃的温度。不希望受理论的束缚，一般认为相对高的温度有助于打破通常在含锂混合物中形成的乳状液。使用高温的好处是可以降低含锂混合物的粘度。此外，加热含锂混合物所需的时间通常相对较短。特别地，在实验室规模上，加热时间约为大约1小时左右。任选地在加热至至少约90℃的温度之前，所述含锂混合物可以被加热至较低提高的温度，例如在约55℃至约70℃的范围内。本专利技术的方法中，增高的压力的应用允许所述含锂混合物加热至高温，但同时整个混合物基本上保持液相。这里使用的术语“增高的压力”是指比大气压更高的压力。这里使用的术语“整个混合物基本上”表明所述混合物可以稍微偏离完全的液相，这种小的偏离包括少量的蒸气形成。应用于所述含锂混合物的压力优选在每平方英寸约20至约100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括加热含锂混合物至一个或多个至少约９０℃的温度，并且在一个或多个压力下足以使所述整个混合物基本上保持液相，其中，所述含锂混合物包括水、锂离子、至少一种液态饱和烃，以及至少一种通过阴离子聚合形成的苯乙烯类聚合物，其中，相对于所述苯乙烯类聚合物的重量，所述水的量为至少约１０重量％，且所述苯乙烯类聚合物具有至少约１０００的重量平均分子量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-8-1 60/834,6291.一种方法，其包括加热含锂混合物至一个或多个至少约90℃的温度，并且在一个或多个压力下足以使所述整个混合物基本上保持液相，其中，所述含锂混合物包括水、锂离子、至少一种液态饱和烃，以及至少一种通过阴离子聚合形成的苯乙烯类聚合物，其中，相对于所述苯乙烯类聚合物的重量，所述水的量为至少约10重量％，且所述苯乙烯类聚合物具有至少约1000的重量平均分子量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热是至范围为约90℃到约250℃的温度。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压力范围为每平方英寸约20磅至每平方英寸约1000磅。4.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于所述苯乙烯类聚合物的重量，所述水的量为约20重量％至约100重量％。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述苯乙烯类聚合物具有范围为约3000至约30000的重量平均分子量。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述苯乙烯类聚合物具有范围为约3000至约15000的重量平均分子量。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液态饱和烃的量如此以致相对于所述苯乙烯类聚合物和所述液态饱和烃的组合重量，存在约20重量％至约60重量％的所述苯乙烯类聚合物。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述苯乙烯类聚合物具有范围为约3000至约30000的重量平均分子量，其中，相对于所述苯乙烯类聚合物的重量，所述水的量为约25重量％至约40重量％。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述苯乙烯类聚合物具有范围为约3000至约30000的重量平均分子量，其中，相对于所述苯乙烯类聚合物的重量，所述水的量为约25重量％至约40重量％，并且其中所述加热是至范围为约100℃至约220℃的温度。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述苯乙烯类聚合物具有范围为约3000至约30000的重量平均分子量，其中，相对于所述苯乙烯类聚合物的重量，所述水的量为约25重量％至约40重量％，并且其中所述加热是至范围为约100℃至约220℃的温度，并且其中所述压力范围为每平方英寸约20磅至每平方英寸约500磅。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述苯乙烯类聚合物具有范围为约3000至约15000的重量平均分子量，其中，相对于所述苯乙烯类聚合物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙尼W利恩，约翰F巴尔霍夫，
申请(专利权)人：雅宝公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]