形成具有較少細(xì)粒子含量的聚(亞芳基醚)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有改善的粒度特征的聚(亞芳基醚)的方法。聚亞苯基醚的改善的粒度特征包括以下之一或兩者：(i)至多約50重量%的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
【專利說明】形成具有較少細(xì)粒子含量的聚(亞芳基醚)的方法
【背景技術(shù)】
[0001]本領(lǐng)域公知多種制備和分離聚(亞芳基)醚均聚物和共聚物的方法。很多描述于美國專利6，407，200。制備聚合物的一種確定的方法包括在由反應(yīng)混合物(其通常在溶劑例如甲苯中)的聚合反應(yīng)結(jié)束之后使用聚合物抗溶劑例如甲醇或含水甲醇等在攪拌下(攪拌或震蕩等)使聚合物沉淀，然后過濾所得沉淀物。這樣的過程通常適用于以高收率有效地制備所需聚(亞芳基醚)聚合物產(chǎn)物。但是，該方法存在一些缺點(diǎn)。例如，通過該方法制備的聚(亞芳基醚)粉末有時(shí)包括不期望的高比例粉末“細(xì)粒子(fines)” 一粒度小于約38微米(μπι)的固體粒子。
[0002]細(xì)粒子可能在 聚合物之后的加工過程中產(chǎn)生多種問題。作為第一個(gè)問題，它們的存在可能與在過濾和干燥階段過程中聚(亞芳基醚)的損失有關(guān)。同樣，細(xì)粒子往往會(huì)粘住加工線過濾器，在那里它們可能會(huì)引起堵塞和線壓力的不可接受的變化，過大的壓降，導(dǎo)致加工時(shí)間增加。過濾器壓降可能會(huì)引發(fā)警報(bào)，這會(huì)切斷通向運(yùn)輸線的粉末運(yùn)輸，例如，從樹脂筒倉(silo)到混配區(qū)的筒倉。
[0003]作為第二個(gè)問題，通常，高粉末細(xì)粒子的存在可能使得難以有效地在干燥運(yùn)輸系統(tǒng)中將聚合物粉末與氣體分開，這導(dǎo)致細(xì)粒子積聚在排放系統(tǒng)中，并且可能將灰塵排放到大氣中。從過濾器除去細(xì)粒子可能是困難和耗時(shí)的任務(wù)。此外，如果粉末處理涉及與空氣接觸的話，細(xì)粒子的存在可能產(chǎn)生灰塵爆炸危險(xiǎn)，因此必須安裝昂貴的安全設(shè)備。
[0004]作為第三個(gè)問題，除了運(yùn)輸和流動(dòng)問題之外，在之后的制備配制產(chǎn)物的混配操作過程中，細(xì)粒子的存在可能是有問題的。例如，盡管它們構(gòu)成了固體粉末組合物的一部分，但是細(xì)粒子通常不具有最小的固體質(zhì)量和密度值以確保適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料到擠出機(jī)。
[0005]已經(jīng) 報(bào)告了降低聚(亞芳基醚)的生產(chǎn)過程中細(xì)粒子含量的幾種方法。例如，制備具有降低的粉末細(xì)粒子含量的聚(亞芳基)醚的方法也描述于美國專利7，205，377。該方法包括在溶劑和絡(luò)合金屬催化劑的存在下使一元酚氧化偶聯(lián)，以制得聚(亞芳基醚)樹脂，然后除去一部分溶劑以制得具有濁點(diǎn)Ti 的濃縮溶液。然后將濃縮溶液與抗溶劑合并從而使聚(亞芳基醚)以沉淀混合物的形式沉淀。濃縮溶液在其即將與抗溶劑合并之前通常具有至少約(Ti -1(TC)的溫度。沉淀混合物在其形成之后的溫度為至少約(Ti I(TC)15
[0006]美國專利7，151，158公開了沉淀具有減少細(xì)粒子的聚(亞芳基醚)的方法。該方法包括在50，000至500，OOOsec 1的剪切速率將聚(亞芳基醚)混合物與溶劑合并以形成分散體。過濾的沉淀的沉淀聚(亞芳基醚)具有顯著較低的細(xì)粒子含量。
[0007]美國專利6，787，633公開了使具有減少細(xì)粒子的聚(亞芳基醚)沉淀的可替換方法，包括在將聚合物/溶劑混合物與抗溶劑合并之后，調(diào)整單個(gè)沉淀參數(shù)。
[0008]美國專利6，407, 200描述了制備聚(亞芳基醚)的方法，其中在催化的氧化還原步驟之后，將一部分反應(yīng)溶劑移除。移除溶劑部分留下聚合物產(chǎn)物的濃縮溶液。然后將該溶液與抗溶劑合并，從而使所需聚合物產(chǎn)物沉淀。如果即將在與抗溶劑合并之前濃縮溶液的溫度升高至指定水平，可能會(huì)減少不期望細(xì)粒子的產(chǎn)生。
[0009]美國專利6，316，592公開了從溶液淤漿分離聚合物樹脂的方法，其使用沉淀助劑，例如直鏈或支化聚合物，其吸收到聚合物樹脂顆粒的表面上。
[0010]最后，在美國專利3，923，738中，公開了制備聚亞苯基醚樹脂的方法，該樹脂具有窄粒度分布，較高的堆積密度和顯著較低的灰塵含量，通過用非溶劑介質(zhì)從有機(jī)芳族溶劑中沉淀的細(xì)粒子，所述非溶劑介質(zhì)能夠與芳族溶劑形成兩相體系。
[0011]盡管存在這些和其它方法，但是仍需要制備具有改善的粒度特征的聚(亞芳基醚)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]該需要和其它需要由本發(fā)明滿足，本發(fā)明涉及制備具有較低細(xì)粒子含量和較大平均粒度的聚(亞芳基)醚。 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)，調(diào)整各種加工參數(shù)的組合可使所得聚合物產(chǎn)物具有較低百分比的細(xì)粒子和較大平均粒度。
[0013]因此，第一方面，本發(fā)明涉及制備具有改善的粒度特征的聚(亞芳基)醚的方法，該方法包括以下步驟:
[0014](a)將包含聚(亞芳基醚)和溶劑的第一混合物與抗溶劑合并以形成包含所述溶劑、所述抗溶劑、和所述聚(亞芳基醚)的第二混合物；和
[0015]其中步驟(a)還包括多于一個(gè)選自(b)、(c)、(d)、(e)和(f)的工藝參數(shù):
[0016](b)使用產(chǎn)生剪切力的裝置在6m/s或更小的葉輪端速攪拌所述第二混合物；
[0017](c)提供固.含量為約10至約50重量％的所述聚(亞芳基醚)樹脂的步驟(a)的第一混合物；
[0018](d)使所述第二混合物的溫度保持比所述抗溶劑的沸點(diǎn)低至少5°C ；
[0019](e)提供所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約0.5:1至約4:1 ;和
[0020](f)提供包含至多5重量％水的抗溶劑；
[0021]其中所述改善的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
[0022]另一方面，本發(fā)明涉及制備具有改善的粒度特征的聚(亞芳基)醚的方法，該方法包括以下步驟:
[0023](a)使用含氧的氣體和絡(luò)合金屬催化劑在溶劑中使包含一元酚的單體氧化偶聯(lián)，制得作為在溶劑中的混合物的聚(亞芳基醚)樹脂的第一混合物；
[0024](b)從第一混合物除去一部分溶劑，制得濃縮的第一混合物；和
[0025](C)將步驟(b)的混合物與抗溶劑合并以形成第二混合物；
[0026]其中步驟(C)進(jìn)一步包括多于一個(gè)選自(d)、(e)、(f)、(g)和(h)的工藝參數(shù):
[0027](d)使用產(chǎn)生剪切力的裝置在6m/s或更小的葉輪端速攪拌所述第二混合物；
[0028](e)提供固含量為約10至約50重量％的所述聚(亞芳基醚)樹脂的步驟(a)的第一混合物；
[0029](f)使所述第二混合物的溫度保持比所述抗溶劑的沸點(diǎn)低至少5°C ；
[0030](g)提供所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約0.5:1至約4:1 ;和
[0031](h)提供包含至多5重量％水的抗溶劑；
[0032]其中所述改善的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。[0033]另一方面，本發(fā)明涉及制備具有改善的粒度特征的聚(亞芳基)醚的方法，該方法包括以下步驟:
[0034](a)使用含氧的氣體和絡(luò)合金屬催化劑在溶劑中使包含一元酚的單體氧化偶聯(lián)，制得包含聚(亞芳基醚)和溶劑的第一混合物，然后將所述第一混合物與抗溶劑合并以形成包含溶劑、抗溶劑和聚(亞芳基醚)的第二混合物，
[0035]其中步驟(a)包括多于一種選自(b)、(c)、(d)、(e)和(f)的工藝參數(shù):
[0036](b)使用產(chǎn)生剪切力的裝置在6m/s或更小的葉輪端速攪拌所述第二混合物；
[0037](c)提供固含量為約10至約50重量％的所述聚(亞芳基醚)樹脂的步驟(a)的第一混合物；
[0038](d)使所述第二混合物的溫度保持比所述抗溶劑的沸點(diǎn)低至少5°C ；
[0039](e)提供所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約0.5:1至約4:1 ;和
[0040](f)提供包含至多5重量％水的抗溶劑；
[0041]其中所述改善的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
[0042]在其它方面，本發(fā)明涉及包括聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)的聚亞苯基醚，其中所述聚亞苯基醚包含源自含嗎啉的催化劑的部分，其中聚亞苯基醚的改善的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
.[0043]在其它方面，本發(fā)明涉及包括聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)的聚亞苯基醚，其中所述聚亞苯基醚基本上不含引入的聯(lián)苯醌剩余物，其中聚亞苯基醚的改善的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
【具體實(shí)施方式】
[0044]所有引用的專利、專利申請(qǐng)、和其中參考文獻(xiàn)通過參考全部并入本申請(qǐng)。但是，如果本申請(qǐng)中的術(shù)語與并入的參考文獻(xiàn)中的術(shù)語矛盾或沖突，那么來自本申請(qǐng)的術(shù)語優(yōu)先于來自并入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)中的矛盾術(shù)語。
[0045]本申請(qǐng)披露的所有范圍是包含端點(diǎn),這些端點(diǎn)可以獨(dú)立地彼此組合。
[0046]除非本申請(qǐng)指出或與上下文明顯沖突，否則認(rèn)為描述本發(fā)明的上下文中(特別是在所附權(quán)利要求的內(nèi)容中)使用的術(shù)語“一個(gè)”和“一種”和“這個(gè)”和類似的指示物同時(shí)包括單數(shù)和復(fù)數(shù)。此外，應(yīng)該進(jìn)一步注意的是，本申請(qǐng)的術(shù)語“第一”、“第二”等不表示任何順序、數(shù)量、或重要性，而是用來區(qū)分不同的要素。連同數(shù)量使用的修飾語“大約”包含指定值并且具有由上下文所規(guī)定的含義(例如，其包括與特定量的測(cè)量相關(guān)的誤差程度)。
[0047]可用于本發(fā)明的聚(亞芳基醚)是本領(lǐng)域已知的。它們中的很多描述于美國專利 3，306，874 ;3，306，875 ;3，432，469 ;4，806，602 ;4，806，297 ;5，294，654 ;6，407，200 ；7，205，307 -J, 151，158 ;6，787,633 ;和3，923，738。正如指出，聚合物通常如下制備:使用含氧的氣體在溶劑和絡(luò)合金屬催化劑存在下使一元酚氧化偶聯(lián)。
[0048]例如，適宜的聚(亞芳基醚)包括含有具有下式的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的那些:
[0049]
【權(quán)利要求】
1.制備具有改善的粒度特征的聚(亞芳基醚)的方法，該方法包括以下步驟:(a)將包含聚(亞芳基醚)和溶劑的第一混合物與抗溶劑合并以形成包含所述溶劑、所述抗溶劑、和所述聚(亞芳基醚)的第二混合物；和其中步驟(a)還包括多于一個(gè)選自(b)、(c)、(d)、(e)和(f)的工藝參數(shù):(b)使用產(chǎn)生剪切力的裝置在6m/s或更小的葉輪端速攪拌所述第二混合物；(C)提供固含量為約10至約50重量％的所述聚(亞芳基醚)樹脂的步驟(a)的第一混合物；(d)使所述第二混合物的溫度保持比所述抗溶劑的沸點(diǎn)低至少5°C；(e)提供所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約0.5:1至約4:1 ;和(f)提供包含至多5重量％水的抗溶劑；和其中所述改善的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
2.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(a)溶劑包括C6-C18芳族烴。
3.權(quán)利要求2的方法，其中步驟(a)溶劑選自甲苯，二甲苯，及其混合物。
4.權(quán)利要求3的方法，其中步驟(a)溶劑包括甲苯。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一混合物是包含所述聚(亞芳基醚)和所述溶劑的均勻溶液。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一混合物是包含聚(亞芳基醚)和所述溶劑的淤漿。
7.權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(a)中所述第一混合物的溫度為約30°C至100°C。
8.權(quán)利要求7的方法，其中在步驟(a)中所述第一混合物的溫度為約40°C至90°C。
9.權(quán)利要求8的方法，其中在步驟(a)中所述第一混合物的溫度為約50°C至70°C。
10.權(quán)利要求1的方法，其中使用攪拌釜容器或高剪切混合泵將步驟(a)中的所述抗溶劑與所述第一混合物合并。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述抗溶劑包括C1-Cltl脂族醇。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述抗溶劑選自甲醇，乙醇，異丙醇，與水混合的甲醇，與水混合的乙醇，和與水混合的異丙醇。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述抗溶劑選自甲醇，或與水混合的甲醇。
14.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)參數(shù)(b)，所述葉輪端速為5m/s或更小。
15.權(quán)利要求14的方法，其中根據(jù)參數(shù)(b)，所述葉輪端速為4m/s或更小。
16.權(quán)利要求15的方法，其中根據(jù)參數(shù)(b)，所述葉輪端速為3m/s或更小。
17.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)參數(shù)(C)，在添加所述抗溶劑之前所述第一混合物的固含量為約15重量％至45重量％。
18.權(quán)利要求17的方法，其中根據(jù)參數(shù)(c)，在添加所述抗溶劑以形成所述第二混合物之前所述第一混合物的固含量為約20重量％至40重量％。
19.權(quán)利要求17的方法，其中根據(jù)參數(shù)(C)，所述第一混合物的固含量為約20至30重量％。
20.權(quán)利要求17的方法，其中根據(jù)參數(shù)(c)，所述第一混合物的固含量為約10至35重量％或更小。
21.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)參數(shù)(d)，所述第二混合物的溫度為約20至 65。。。
22.權(quán)利要求21的方法，其中根據(jù)參數(shù)(d)，所述第二混合物的溫度小于60°C。
23.權(quán)利要求21的方法，其中根據(jù)參數(shù)(d)，所述第二混合物的溫度小于50°C。
24.權(quán)利要求21的方法，其中根據(jù)參數(shù)(d)，所述第二混合物的溫度小于40°C。
25.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)參數(shù)(e)，所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約0.75:1至約3.75:1。
26.權(quán)利要求25的方法，其中根據(jù)參數(shù)(e)，所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約 1:1 至 3.5:1。
27.權(quán)利要求25的方法，其中根據(jù)參數(shù)(e)，所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約 1.75:1 至 3.25:1。
28.權(quán)利要求25的方法，其中根據(jù)參數(shù)(e)，所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約 2:1 至 3:1。
29.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)參數(shù)(f)，所述抗溶劑包含O重量％至約4.5重量％的水。
30.權(quán)利要求29的方法，其中根據(jù)參數(shù)(f)，所述抗溶劑包含O重量％至約3重量％的水。
31.權(quán)利要求29的方法，其中根據(jù)參數(shù)(f)，所述抗溶劑包含O重量％至約2重量％的`水。
32.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，包括兩種或更多種選自(b)、(c)、(d)、(e)和(f)的工藝參數(shù)。
33.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，包括三種或更多種選自(b)、(c)、(d)、(e)和(f)的工藝參數(shù)。
34.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，包括四種或更多種選自(b)、(c)、(d)、(e)和(f)的工藝參數(shù)。
35.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，包括工藝參數(shù)(b)、(c)、(d)、(e)和⑴。
36.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法,還包括多于一種選自(b)、(c)、(d)、(e)和(f)的工藝參數(shù):(b)使用產(chǎn)生剪切力的裝置在4m/s或更小的葉輪端速攪拌所述第二混合物；(c)提供固含量為約20至約30重量％的所述聚(亞芳基醚)樹脂的步驟(a)的第一混合物；(d)使所述第二混合物的溫度保持在約27至45°C；(e)提供所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約1:1至3.5:1 ;和(f)提供包含至多3重量％水的抗溶劑；其中所述改善的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
37.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法,還包括多于一種選自(b)、(c)、(d)、(e)和(f)的工藝參數(shù):(b)使用產(chǎn)生剪切力的裝置在3m/s或更小的葉輪端速攪拌所述第二混合物；(c)提供固含量為約20至約40重量％的所述聚(亞芳基醚)樹脂的步驟(a)的第一混合物；(d)使所述第二混合物的溫度保持在小于40°C；(e)提供所述抗溶劑與所述第一混合物的重量比為約1.75:1至3.25:1 ;和(f)提供包含至多2重量％水的抗溶劑；其中所述改善的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
38.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中所述改善的粒度特征包括至多約40重量％小于38微米的粒子。
39.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中所述改善的粒度特征包括平均粒度大于150微米。
40.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中所述改善的粒度特征包括至多約30重量％小于38微米的粒子。
41.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，所述粒度特征包括平均粒度大于175微米。
42.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中所述改善的粒度特征包括至多約20重量％小于38微米的粒子。
43.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中所述改善的粒度特征包括平均粒度大于200微米。
44.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，其中所述聚(亞芳基醚)包括聚亞苯基醚。
45.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，還包括如下形成步驟(a)的聚(亞芳基醚)的步驟，使用含氧的氣體和絡(luò)合金屬催化劑在溶劑中使包含一元酚的單體氧化偶聯(lián)，制得作為在溶劑中的混合物的聚(亞芳基醚)樹脂。
46.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)的方法，還包括以下步驟:分離具有改善的粒度特征的聚(亞芳基醚)。
47.包括聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)的聚亞苯基醚，其中所述聚亞苯基醚包含源自含嗎啉的催化劑的部分，其中所述聚亞苯基醚的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
48.包括聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)的聚亞苯基醚，其中所述聚亞苯基醚基本上不含引入的聯(lián)苯醌剩余物，其中所述聚亞苯基醚的粒度特征包括以下之一或兩者:(i)至多約50重量％的小于38微米的粒子；和(ii)平均粒度為大于100微米或更大。
【文檔編號(hào)】C08L71/12GK103443165SQ201180069203
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月15日
【發(fā)明者】N.V.托普爾, G.羅查-加利西亞, 郭樺 申請(qǐng)人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司