[发明专利]一种聚碳酸酯乳液的连续纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯的制备方法，具体涉及将光气界面缩聚法缩聚终止后得到含聚碳酸酯乳液分离为聚碳酸酯有机溶剂溶液和含杂质的水溶液的连续方法。

背景技术

目前聚碳酸酯生产主要采用光气法合成和酯交换法两种方法。光气法以2，2-双(对羟基苯基)丙烷(简称双酚A)为原料，二氯甲烷等为溶剂加入光气、氢氧化钠、及其它助剂，此法所得产品的分子量大、产品质量高，易于大规模生产，是应用最为广泛的聚碳酸酯制备方法。光气法生产聚碳酸酯采用最多的为光气界面缩聚法，此法合成简单，但后处理工艺较为复杂，需对合成后产物进行分离洗涤纯化，除去聚碳酸酯溶液中的杂质并分离出其中的水相，最后将溶剂从聚碳酸酯溶液中脱除得到产物，合成结束后产物分离洗涤纯化效果的好坏，直接关系到聚碳酸酯产品的质量。光气界面缩聚法反应结束后产物以有机相、水相两相存在，聚碳酸酯溶解于溶剂存在于有机相中，在将聚碳酸酯从溶剂中分离出来之前，必须首先分离除去产物中的水相，对有机相进行洗涤纯化，除去其中的催化剂、未反应完的单体及助剂、氯化钠、碳酸钠等杂质，使其满足聚碳酸酯生产要求。光气界面缩聚法反应结束后有机相粘度高，洗涤纯化过程中不利于其中杂质的脱除，必须通过加入溶剂或升高物料温度等手段，降低有机相粘度，再对其进行洗涤纯化。用水性洗液对含有聚碳酸酯的有机溶液洗涤后，得到一种乳状、混浊的液体。从含聚碳酸酯的有机相中分离出含盐的水相的过程通常借助于所谓的相分离装置分多步进行，相分离装置采用离心机方式操作并根据比重的不同将有机溶液与水性液体相分离。

目前常用的液液分离纯化的方法有：离心分离洗涤、静态分离洗涤、凝聚分离洗涤，或者其中任意两种之间的组合。利用离心机强制应用重力的方法离心分离液体的技术很普遍，洗涤分离洗涤效果好，但其操作难度大、洗涤水用量大。由于离心分离机中实质上存在界面，中间相在此聚集，即便所述中间相聚集减少，该方法还是存在必须定期停机进行清洗的问题。而且离心分离机的维护、运行耗电方面的花费很大。此外，还存在驱动部分、旋转部分的故障、磨损或者二氯甲烷挥发引起的树脂积累而引起异常停车，因此有必要准备备用机。静态分离洗涤设备大，所需设备多、分离速度慢，效果较差，分离出的水相中碳酸酯胶液含量大，不利于下一步水相的处理和回收。即使在静态分离槽内部插入分离板或档板，为了确保沉降时间，必须增大分离槽。此外，包含在聚碳酸酯乳液中的酚类化合物含有亲水的羟基和亲脂的芳环，它们能起到表面活性剂的作用，因此很难将它们分离。当比重不同的两种液体通过静态分离时，不可避免会形成的中间层聚集。该方法还存在必须定期停机进行清洗的问题。众所周知油水聚结分离器能用于液液分离。凝聚分离洗涤虽然分离速度较快，但洗涤效果差，洗涤后产品很难达到要求，洗涤水的用量大，分离出的水相和静态分离一样碳酸酯胶液含量较大，不能直接处理和回收。凝聚分离器是促进乳液中的水滴等凝聚的器具，通液体时引起有机相和水相的分离，通常在凝聚分离器的槽内进行分离。如果在凝聚分离器槽内进行有机相和水相的两相界面分离操作，含杂质的中间比重物质例如金属氯化物、金属氢氧化物、劣化单体以及聚合物等积蓄在该槽内，使凝聚分离器寿命缩短，不能获得纯度高的聚碳酸酯有机溶液。

聚碳酸酯的纯化方法在文献DE19510061A1中有报道，其中从制备过程中得到的、包含聚碳酸酯的有机相和含盐的水相的混合物在第一分离步骤被分离成两相，随后用稀的无机酸洗涤有机相以去除任何可能残留下来的催化剂，得到的两相混合物接着用一个以离心机方式操作的相分离装置从水相主体中分离出来，剩余的含有聚碳酸酯的有机相任选地通过一个或多个聚结器以去除附着的含有盐的残留水，洗涤步骤和相分离都再次反复进行。在本方法中使用的聚结器填充着一种具有强疏水表面的材料例如聚丙烯纤维或聚四氟乙烯纤维。

中国专利申请号00820021.1描述了采用塔板式倾析器与聚结器倾析器串联、再连接离心机分离纯化光气界面缩聚制备聚碳酸酯产物的方法，其中采用至少一台塔板式倾析器或聚结器倾析、三台离心机，加入了至少两股新鲜洗涤水，并且洗涤水最终都废弃，造成水资源的极大浪费，动态设备离心机的使用数量也较多。