本发明专利技术涉及来源于含溶剂聚合物熔体的具有极低的挥发性成分和热降解产物残留水平，以及具有改善的光学性质，特别是黄度指数(YI)和优良热稳定性的聚碳酸酯。本发明专利技术进一步涉及用于制备这些聚碳酸酯的装置和方法，其借助于具有至少三个脱挥发分区的脱挥发分挤出机，将夹带剂分散进来的区域位于至少三个脱挥发分区的上游。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及来源于含溶剂聚合物熔体的具有极低的挥发性成分和热降解产物残留水平，以及具有改善的光学性质，特别是黄度指数(YI)和优良热稳定性的聚碳酸酯。本专利技术进一步涉及用于制备这些聚碳酸酯的装置和方法，其借助于具有至少三个脱挥发分区的脱挥发分挤出机，用于将夹带剂分散进来的区域位于至少三个脱挥发分区的上游。在用于制备聚碳酸酯的已知界面方法中，使用例如氯苯的芳族氯代烃以及二氯甲烷的溶剂，因为它们在聚碳酸酯中是有干扰性的，所以在最终产品中不希望有其残留含量。为了去除这些挥发性成分，脱挥发分挤出机必须由现有技术已知的方法，在较高温度下操作，这样产生热破坏和降解产物，以及由于缺陷结构，具有损害光学性质的缺点。因此对于获得具有改善的光学性质的聚碳酸酯而言，聚碳酸酯溶液的有效浓度和残留的溶剂含量在低温下的汽化具有极大的重要性。对于通过相界面法合成聚碳酸酯而言，存在该方法的许多文献说明，尤其在Schnell，“Chemistry and Physics of Polycarbonates”，Polymer Reviews，9卷，Interscience出版社，纽约，伦敦，悉尼 1964，33-70页中。在相界面法中，以碱性水溶液(或悬浮液)形式最初加入的双酚(或不同双酚的混合物)的二钠盐在形成第二个相的惰性有机溶剂或溶剂混合物存在下光气化。形成的和主要存在于有机相中的低聚碳酸酯借助于适当催化剂缩合，产生溶于有机相的高分子量聚碳酸酯。有机相最后被去除并在多级法中洗涤，以去除残余的钠和催化剂。典型地，反应之后，有机相包含10-20重量%的聚碳酸酯。聚碳酸酯随后必须从有机相中分离。浓缩聚碳酸酯溶液和分离聚碳酸酯的普通方法在专利文献和教科书中描述，并且为本领域技术人员所熟知。优选通过加热或借助于真空蒸发溶剂来从溶液中分离聚碳酸酯。为了在溶剂汽化之后直接获得熔融相，这种方法需要使用高沸点(＞100℃)溶剂，例如氯苯。为了改善反应期间聚合物在溶剂中的溶解性，还使用一种或多种高沸点溶剂和低沸点二氯甲烷的混合物。二氯甲烷对高沸点溶剂的重量比通常为约1:1。一种制备没有可检测量的残留溶剂的聚碳酸酯的手段是通过酯交换法来制备的。这种方法也为本领域技术人员所熟知，并且也记载在Schnell，“Chemistry and Physics of Polycarbonates”中。在这种方法中，单体，双酚或不同双酚的混合物，与碳酸二芳基酯或不同碳酸二芳基酯的混合物在平衡反应中反应。此时形成的副产物为酚或酚的混合物。去除这些酚以增加到所需分子量。由酯交换法制备的聚碳酸酯不可避免地包含反应中形成的酚，以及残余的双酚和碳酸二芳基酯(例如碳酸二苯酯)单体。残留的碳酸二苯酯含量例如为200至700 ppm。这些物质也是干扰性的。它们在例如注塑的加工和在制造商的挤出期间部分释放，并在那里产生恶臭负担和环境污染。此外，它们可能导致注塑中的沉积物形成，和由此导致使用寿命缩短。它们还能够在与食品接触时从聚碳酸酯转移到食品中，并导致其中的味道改变。水对味道改变尤其敏感。特别地，当在清洗和/或消毒期间，由聚碳酸酯制成的食品容器在氯或溴离子存在下与氯活化剂或强氧化剂接触时，酚倾向于形成卤代酚。苯酚在水中的味觉阈值在文献中被规定为10 μg/l (Young & Crane等人，1996)；卤代酚的味觉阈值低约500倍(H.Burttschel等人，J.Am.Water Works Assoc.，51:205 (1959)“Chlorine derivative of phenol causing taste and odor”和C.Joll等人，Curtin University of Technology，Centre for Applied organic Geochemistry，“The Chemistry of Halophenol Tastes in Perth Drinking Water”)。因此，对饮用水而言，聚碳酸酯中的残留苯酚含量是特别不利的。此外，由酯交换法制备的聚碳酸酯不可避免地包含催化剂残留物。这些催化剂是本领域技术人员已知的，并且在许多专利说明书中公开。它们可以例如为碱金属和碱土金属的碱性化合物，例如苯酚钠，例如浓度为大于30 ppb (基于钠)。这种化合物对聚碳酸酯的性能和稳定性是不利的。因为众所周知，在酯交换法中，酚属羟基端基必须与芳基端基反应，伴随着分子量增加，由酯交换法制备的聚碳酸酯不可避免地包含一定的最少含量的酚属羟基端基。工业上由酯交换法制备的聚碳酸酯具有例如超过200 ppm的酚属羟基端基浓度。酚属羟基端基对聚碳酸酯特别有害，因为它们不利地影响聚碳酸酯的稳定性，以及例如可能直接导致苯酚的再离解和碳酸二芳基酯的再形成。例如用于制备聚碳酸酯的催化剂，例如四苯基酚盐，尽管具有热分解的优点，但是同样以少量残留物的形式残留在产物中并且同样降低聚碳酸酯的稳定性。制备聚碳酸酯的其它手段在于在吡啶或吡啶与氯苯的混合物存在下，双酚的光气化，例如US 3 114 432中所述。因为强烈的不良气味，具有残留的吡啶含量的聚碳酸酯完全不适用于食品应用。卤代溶剂对酚及其卤代衍生物类似地显示低感官阈值。它们具有较低的溶解性和由于其较低的扩散常数更缓慢地迁移，但是根据情况转变为水并由此引起味道改变。在味道测试中，即使在水中的氯苯含量为1 ppb下，测试人员即已检测到味道改变。为了可靠地消除这种味道改变，要求由聚碳酸酯制造的饮用水瓶中的残留氯苯含量小于10 ppm。聚碳酸酯的热降解还可能产生甲酚，由于其强烈的味道，甲酚同样可导致食品中的味道改变。制备聚碳酸酯的其它可能性在于相界面中的反应，随后通过喷入加热气体，特别是水蒸气，排出挥发性成分，将聚碳酸酯从有机溶剂中分离。这涉及用载体气体喷射聚碳酸酯溶液，以及获得固体形式，特别是水湿润的悬浮体形式的聚碳酸酯。其它分离法为结晶和沉淀，以及烘烤掉固相中的残余溶剂。后一方法要求使用二氯甲烷作为溶剂，有可能获得约2 ppm二氯甲烷的挥发性溶剂残留含量。但是，二氯甲烷的残留含量在聚碳酸酯中是特别干扰性的，因为已知二氯甲烷在加工操作中和残余水分一起分解出盐酸，并且因此可能导致聚碳酸酯变色和模具腐蚀。在升高温度下，二氯甲烷还可能在后处理过程中导致性能损失，例如变色和凝胶形成。在相界面法所需的由氯气和一氧化碳制备光气的情况下，公知的是，任选存在的次要成分甲烷转变为四氯化碳。在喷射法中，高沸物四氯化碳相对于低沸物二氯甲烷被富集，使得在喷射法之后，还可能残留大约高达2 ppm的残留四氯化碳含量。如本领域技术人员已知的，残留的四氯化碳含量是产物中特别不希望有的。另一种方法为通过将芳族、未氯化芳族化合物，例如苯、甲苯、乙苯或各种二甲苯的蒸气喷入聚碳酸酯在二氯甲烷中的溶液中，随后固化和干燥，从溶液中分离聚碳酸酯，如DE 3 429 960中所述。残留的芳族化合物的含量也会改变味道。DE 3 429 960中没有教导可靠去除四氯化碳和二氯甲烷的方法。这一方法的重大缺点迄今出现在工业转化中。为此目的，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.30 EP 09007270.31.芳族聚碳酸酯，包含小于5 ppm的芳族氯化合物，小于0.5 ppm的二氯甲烷，小于5 ppm的一元酚和小于0.5 ppm的不含氯的芳族化合物。
2.根据权利要求1的芳族聚碳酸酯，包含小于0.01 ppm的四氯化碳，小于2 ppm的碳酸二芳基酯，小于2 ppm的双酚，小于0.05 ppm的碱金属，小于0.2 ppm的甲酚和小于200 ppm的酚属羟基。
3.用于使含溶剂的聚碳酸酯熔体脱挥发分的装置，使用具有至少三个脱挥发分区的脱挥发分挤出机，且在至少三个脱挥发分区的上游存在用于将夹带剂分散进去的多个区。
4.根据权利要求3的装置，特征在于组合了泡沫蒸发器和脱挥发分挤出机，其中顺序为泡沫蒸发器-脱挥发分挤出机。
5.根据权利要求4的装置，特征在于组合了下降管蒸发器、泡沫蒸发器和脱挥发分挤出机，顺序是下降管蒸发器、泡沫蒸发器和脱挥发分挤出机。
6.根据权利要求3至5任一项的装置，特征在于所述脱挥发分挤出机为双-或四-轴设计。
7.根据权利要求3至6任一项的装置，特征在于所述脱挥发分挤出机为紧密啮合的...
【专利技术属性】
技术研发人员：T克尼希，J基尔克霍夫，M比尔德尔，K科尔格吕贝尔，J雷希纳，J韦斯，J范登艾恩德，F布鲁恩塞尔斯，B鲁伊廷克斯，
申请(专利权)人：T克尼希，J基尔克霍夫，M比尔德尔，K科尔格吕贝尔，J雷希纳，J韦斯，J范登艾恩德，F布鲁恩塞尔斯，B鲁伊廷克斯，
类型：发明
国别省市：
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