[发明专利]双酚A的纯化方法

说明书

数十年来，双酚A一直是非常有用的化学品。作为一种双官能团单体，它被用于许多聚合物的制备。例如：双酚A（2，2-二羟苯基-丙烷）被用来制备环氧树脂、聚醚亚胺和聚丙烯酸酯，特别是聚碳酸酯。上述聚合物体系中，对于某些体系，尤其是环氧体系，聚合反应所用的双酚A纯度不必太高。环氧树脂只需双酚A的纯度大约为95%就可以了。在这样的体系中存在的杂质绝大部分一般都是邻对位双酚A。但是对于其它聚合物体系，尤其是聚碳酸酯，双酚A的纯度必须相当高。其纯度以不低于99.50%为好，99.80%或99.90%或更高则最好，而且在制备双酚A型聚碳酸酯中许多情况下是必须的。因此，双酚A的制备和纯化引起人们的极大注意。

本领域有许许多多关于双酚A的制备的参考文献。通常是在一种催化体系的存在下，使苯酚与丙酮缩合而制成的。催化剂一般是酸性催化剂。许多年来，在专利技术和工业实际中特别有用的催化剂之一是盐酸。尽管由于反应物转化为双酚A的转化率高，这一方法开始时较为经济，但设备的维修却耗资很大。盐酸的腐蚀性极强，一般的金属反应器和管道必须频繁更换。显然，可采用玻璃衬里反应器或某些合金，但这相当昂贵。近年来，似乎有使用非均相酸性催化体系的趋势，其中，酸催化作用是在催化剂表面，实际上是与催化剂结合进行的。这样，“酸”就不会随着未反应的反应物和双酚A流走。这样的催化体系一般是深度交联的磺化聚苯乙烯，例如：离子交换树脂及类似物。双酚A制好后，有各种已知的分离和纯化方法。其中许多都在大量本领域专利文献中出现。通常将苯酚深度馏出并/或用双酚A酚加合物进行加合物结晶的方法初步纯化双酚A。亦可采用蒸馏双酚A本身的方法。双酚A的纯化也可按下述方法进行：加入甲苯或二氯甲烷之类的各种有机溶剂以除去双酚A中的各种杂质。此外，水和各种二元醇（如乙二元醇和甘油）也单独或共同用来除去双酚A中的杂质。

如上所述，制备高纯度的双酚A对聚碳酸酯的制备是极其重要的。鉴于操作、贮存和一般纯度的原因，双酚A以正交晶形或针状（树枝状）晶体被分离出来，优选正交晶形。至今，获取正交晶形的方法中都需要外加水和二元醇。该二元醇的实例有：乙二醇、甘油、丁二醇和（如美国专利4，113，974所述的水共溶剂体系。使用其它溶剂（如甲苯和二氯甲烷）制备双酚A晶体时会生成针状（树枝状）晶体。上述的每一种方法都要用到诸如有机溶剂之类的外加化学品和/或水，并且要用到萃取、浆液操作、离心、过滤、真空系统、蒸馏、干燥等操作和废水处理设备。

我们发现了一种纯化双酚A的新方法。它不需上段最后一句提及的任何操作。本方法能高效、低耗地得到极高纯度的双酚A。该方法包括采用在降膜式动态结晶器中进行分步熔体结晶的方法纯化不纯双酚A。用这种方法可得到高纯度双酚A。而不会被外来溶剂或其它材料污染。这些结果相当惊人，因为在本领域还没有任何东西能够使人 相信这一方法能得到如此高的纯度。尤其考虑到杂质的返混和降解反应对双酚A的潜在污染。此外，本方法非常有效，可以通过数个经济可行的步骤制得高纯度双酚A。

此外，本方法惊人的地方是可析出正交晶形的双酚A。因此，本方法可在没有外加溶剂如水、二元醇或其混合物的情况下生产正交晶形双酚A。本方法极为有效和多产。以反应制得的粗双酚A为原料，可以不用不列任何一种操作高产率地制得高纯度双酚A。所述操作为：有机溶剂、水萃取、浆液操作、离心、过滤、真空系统、干燥机或蒸馏。

本发明包括通过在降膜式动态结晶器中分步熔体结晶来纯化不纯双酚A的方法。

本发明的另一方面是不用溶剂（如：二元醇、水或其混合物）得到双酚A正交晶体。

本发明还有一个方面，即在降膜式动力结晶器中分步熔体结晶粗双酚A制得双酚A正交晶体。

本发明此外还有一个方面，即在形成双酚A正交晶体的过程中不用水或有机溶剂来制备纯双酚A。

在所有上述情况下，可得到纯度至少为约99.50%，优选的可得到至少99.80%或99.90%的双酚A正交晶体。