[发明专利]分离亚苯基醚低聚物组合物的方法和亚苯基醚低聚物组合物

说明书

一种用于分离亚苯基醚低聚物组合物的方法包括将包含溶剂和亚苯基醚低聚物的溶液进料到薄膜蒸发器中，在薄膜蒸发器的内表面上形成膜，和加热以使膜中的溶剂脱挥发，以提供亚苯基醚低聚物组合物。薄膜蒸发器包括圆柱形加热室和具有一个或多个转子叶片的转子，其中一个或多个转子叶片的边缘和圆柱形加热室的内表面相隔0.5至3.5毫米的距离。还描述了亚苯基醚低聚物组合物。

背景技术

聚(亚苯基醚)(poly(phenylene ether))是在商业上很有吸引力的材料，这是因为它们具有物理、化学和电气性质的独特组合。此外，聚(亚苯基醚)与其他聚合物或添加剂的组合提供共混物，其导致包括耐化学性、高强度和高流动性的改善的整体性能。随着针对含亚苯基醚材料探索新型商业应用，希望更大范围的特性粘度材料(intrinsic viscositymaterial)，特别是较低特性粘度材料。

最通常用于生产聚(亚苯基醚)的方法涉及在含氧气体和包含金属胺络合物的催化剂存在下的至少一种一价苯酚的自缩合，以产生通常如在25℃下在氯仿中测量的0.35至0.65分升/克的特性粘度范围内的树脂。这些方法通常在有机溶剂存在下进行，并且通常通过从反应混合物中除去催化剂来终止反应。催化剂金属在借助螯合剂转化为可溶性金属络合物后，用标准萃取技术如液-液萃取从聚合物溶液中除去。

已经描述了从溶液中分离聚(亚苯基醚)的各种技术。已通过在反溶剂如甲醇中沉淀来从溶液中分离一些聚(亚苯基醚)。然而，这种沉淀方法通常产生较差产率的具有低分子量和/或高相对浓度的酚羟基的聚(亚苯基醚)。已通过所谓的脱挥发挤出过程(devolatilizing extrusion process)分离一些聚(亚苯基醚)，其中使用挤出机中的热量和减压来驱除溶剂。参见，例如，Braat等人的美国专利号6,211,327B1和6,307,010。然而，一些聚(亚苯基醚)在这些脱挥发挤出过程中经历热和/或氧化降解。此外，溶剂的蒸发是扩散限制的，并且不容易获得期望的熔体厚度。因此，很难在最终产品中达到低水平的残留溶剂。

还评价了用于聚(亚苯基醚)的其他蒸发技术，包括刮膜蒸发(wiped filmevaporation)(WFE)技术。WFE通常面临包括不期望的起泡、夹带和不一致的溶剂脱挥发的问题。WFE技术通常也不适用于分离亚苯基醚低聚物。在刮膜蒸发器中，蒸发器的旋转叶片和蒸发器表面之间存在物理接触。因此，如图1所示，WFE通常优选用于处理低粘度溶液(例如，粘度小于10,000厘泊的溶液)，其中阴影区域B表示各种亚苯基醚材料的优选熔体粘度范围。WFE的旋转叶片不断地从WFE的表面刮擦材料，防止了在WFE圆筒的内部均匀的膜涂层形成。此外，在聚(亚苯基醚)分离过程期间与固体颗粒的存在或形成相关的固有风险要求WFE转子叶片的边缘用铰链缓冲(cushion)。额外运动部件的存在带来(translate to)设备更高的磨损，这可能成本高昂并导致过量的停机时间(down time)。此外，WFE的搅拌器叶片需要用碳套管(carbon bushing)缓冲，其存在可能导致进料滞留。保留材料的降解与碳套管的磨损相结合可导致形成高水平的黑斑，其可能污染期望的亚苯基醚产物。

仍需要克服上述已知方法的局限性的用于分离亚苯基醚低聚物的改进方法。这种方法理想地提供符合各种性能规格的亚苯基醚低聚物组合物，特别地涉及残留溶剂水平、特性粘度和黑斑污染。此外，优选的方法将进一步允许调节亚苯基醚低聚物组合物中存在的胺含量的量。

发明内容

一个实施方案是用于分离亚苯基醚低聚物组合物的方法，所述方法包括将包含溶剂和亚苯基醚低聚物的溶液进料到薄膜蒸发器中，所述薄膜蒸发器包括圆柱形加热室和包括一个或多个转子叶片的转子，其中一个或多个转子叶片的边缘和圆柱形加热室的内表面相隔0.5至3.5毫米的距离；在圆柱形加热室的内表面上形成包含亚苯基醚低聚物和溶剂的膜；和加热圆柱形加热室以使膜中的溶剂脱挥发以提供特性粘度为0.03至0.13分升/克的亚苯基醚低聚物组合物，并且包含：外部胺含量小于1.5wt％的亚苯基醚低聚物；和基于亚苯基醚低聚物组合物的重量，0至10,000份每百万份重量(ppm)的量的残留溶剂。