用于生產(chǎn)聚碳酸酯組合物的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于生產(chǎn)聚碳酸酯組合物的方法。另外，本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)聚碳酸酯的連續(xù)方法，包括：將芳族二羥基化合物流和碳酸二芳基酯流合并從而形成混合物；通過以下方式來控制所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的重量或摩爾比：在所述控制步驟的工作溫度下測定所述混合物中的聲速，Vs；和測定所述混合物中所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的重量或摩爾比；和如果需要，調(diào)節(jié)所述芳族二羥基化合物流和所述碳酸二芳基酯流中的至少一種的流量，從而達到所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的所需重量或摩爾比；和在催化劑的存在下聚合所述芳族二羥基化合物和所述碳酸二芳基酯從而產(chǎn)生所述聚碳酸酯。
【專利說明】用于生產(chǎn)聚碳酸酯組合物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容涉及一種用于生產(chǎn)聚碳酸酯組合物的方法；更具體而言，涉及由具有 受控摩爾比的單體來生產(chǎn)聚碳酸酯組合物的連續(xù)熔體方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯被廣泛地用作許多不同的制造業(yè)中的原料。據(jù)信，對聚碳酸酯的需求將 在未來幾年內(nèi)顯著增加，并且因此，目前正在開發(fā)聚合方法的改進。
[0003] 幾種用于生產(chǎn)聚碳酸酯的方法是已知的，例如，通過芳族二羥基化合物和碳酸二 芳基酯的反應(yīng)。
[0004] 該芳族二羥基化合物和碳酸二芳基酯基于化學(xué)計量學(xué)考慮一般以1:1的摩爾比 加入，其中在聚合的后續(xù)階段，可以加入額外的碳酸二芳基酯，例如，補償沿著聚合物工藝 過程的損失或增加最終聚碳酸酯中的端封水平。
[0005] 芳族二羥基化合物和碳酸二芳基酯二者的相對量一般通常使用質(zhì)量流量計控制， 但即使采用這種類型的設(shè)備，卻經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，存在所配制的單體摩爾比的顯著偏差。這些偏差 可以改變最終產(chǎn)品中的端封比的值，因此可以影響聚碳酸酯的這種熱老化穩(wěn)定性。
[0006] 由于對聚碳酸酯生產(chǎn)的需求日益增加，特別是考慮到引入原料的方式，用于生產(chǎn) 聚碳酸酯的方法也留有充分的改進空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] -種用于監(jiān)控在含有芳族二羥基化合物和碳酸二芳基酯的混合物中芳族二羥基 化合物或碳酸二芳基酯的相對水平的方法，包括：在所述方法的工作溫度下測量所述混合 物中的聲速（sound velocity)，Vs ;以及基于方程1、2、3或4來確定所述混合物中所述芳族 二羥基化合物或所述碳酸二芳基酯的相對水平：
[0008] WP1 = a+bXVs (方程 1)
[0009] WP2 = 100 - (a+bXVs) (方程 2)
[0010] WR= [100- (a+bXVs)]/(a+bXVs) (方程 3)
[0011] MR = (Mwl/Mw2) X [100 - (a+bXVs)V(a+bXVs)(方程 4)
[0012] 其中WP1是所述芳族二羥基化合物在所述混合物中的重量百分比，WP2是所述碳 酸二芳基酯在所述混合物中的重量百分比，Mwl是所述芳族二羥基化合物的分子量，Mw2是 所述碳酸二芳基酯的分子量，WR是所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的重量比， MR是所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的摩爾比，并且a和b是常數(shù)。
[0013] 一種用于生產(chǎn)聚碳酸酯的連續(xù)方法，包括：將芳族二羥基化合物流（流股）和碳 酸二芳基酯流混合以形成混合物；通過以下方式來控制所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥 基化合物的重量比或摩爾比：在所述控制步驟的工作溫度下測量所述混合物中的聲速，Vs ; 以及基于方程3或方程4來確定所述混合物中所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物 的重量比或摩爾比：
[0014] WR= [100- (a+bXVs)]/(a+bXVs) (方程 3)
[0015] MR = (Mwl/Mw2)x[100 - (a+bXVs)V(a+bXVs)(方程 4)
[0016] 其中Mwl是所述芳族二羥基化合物的分子量，Mw2是所述碳酸二芳基酯的分子量， WR是所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的重量比，MR是所述碳酸二芳基酯與所 述芳族二羥基化合物的摩爾比，并且a和b是常數(shù)；以及如果需要，調(diào)節(jié)所述芳族二羥基化 合物流和所述碳酸二芳基酯流中的至少一個的流量（流速），從而達到所述碳酸二芳基酯 與所述芳族二羥基化合物的所需重量或摩爾比；和在催化劑存在下聚合所述芳族二羥基化 合物和所述碳酸二芳基酯從而生產(chǎn)所述聚碳酸酯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 現(xiàn)在參照附圖，這些附圖是示例性的，而不是限制性的，并且其中相同的元件在幾 個附圖中都采取相似編號。
[0018] 圖1是制備聚碳酸酯的連續(xù)熔體聚合方法的示意圖。
[0019] 圖2是連續(xù)熔體聚碳酸酯裝置（設(shè)備，工廠）中基于質(zhì)量流量計的標準摩爾比控 制機制的示意圖。
[0020] 圖3是連續(xù)熔體聚碳酸酯裝置中基于超聲波流量計的摩爾比控制機制的示意圖。
[0021] 圖4顯示了連續(xù)熔體聚碳酸酯裝置中所述預(yù)混合器中DPC與雙酚A的所測定的摩 爾比相對于頻率，其中所述摩爾比由質(zhì)量流量計控制。
[0022] 圖5A和圖5A舉例說明了所述預(yù)混合器中DPC/BPA摩爾比的變化對所述聚碳酸酯 產(chǎn)品中的端封比的影響。
[0023] 圖6顯示了聚碳酸酯端封水平對所述產(chǎn)品的熱老化性能的影響。
[0024] 圖7顯示了在熔體聚碳酸酯裝置中所述預(yù)混合器中DPC與雙酚A所測定的摩爾比 相對于頻率，其中所述摩爾比由超聲波流量計控制。

【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在合成聚碳酸酯中與芳族二羥基化合物與所述碳酸二芳基酯 的目標摩爾比的顯著偏差可以對轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率，以及所制備的聚碳酸酯本身的特性和 性質(zhì)，例如，分子量，端封比和熱穩(wěn)定性具有重要影響，正如圖5A、圖5B和圖6中所見。
[0026] 在試圖降低與所述目標摩爾比的偏差中，所述芳族二羥基化合物與所述碳酸二芳 基酯的相對用量通常使用質(zhì)量流量計來控制。即使采用這種類型的設(shè)備，然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 所配制的單體摩爾比存在顯著偏差，這可以改變最終產(chǎn)品中的端封比的值并可以例如影響 聚碳酸酯產(chǎn)品的熱老化穩(wěn)定性（圖6)。
[0027] 本發(fā)明人已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過使用超聲波流量計控制所述碳酸二芳基酯和所述 芳族二羥基化合物的摩爾比可以大大降低所述單體摩爾比的偏差，并相應(yīng)地在本文中描述 了一種生產(chǎn)具有改進性能的聚碳酸酯產(chǎn)品的改進方法。例如，與所需的摩爾比的標準偏差 可以小于〇. 02,小于0. 01，小于0. 005,小于0. 001，或小于0. 0005?？梢赃_到0. 0001的最 低限度，即，所述標準偏差可以為〇. 0001至小于〇. 02,或0. 0001至小于0. 01，或0. 0001至 小于0· 005,或0· 0001至小于0· 001。
[0028] 所述改進方法是基于利用聲速在所述碳酸二芳基酯和所述芳族二羥基化合物中 的差異從而確定所述兩種單體的相對含量。具體地， 申請人:發(fā)現(xiàn)，在所述碳酸二芳基酯中的 聲速不同于在所述芳族二羥基化合物的聲速，并且這種差異在固定溫度下與這二者的二元 混合物中的質(zhì)量組成線性相關(guān)。因此，通過測定碳酸二芳基酯/芳族二羥基化合物混合物 中的聲速（Vs，以m/s計），在所述混合物中所述碳酸二芳基酯和所述芳族二輕基化合物的 量（按重量百分比計）和所述摩爾比（MR)可以用簡單的線性方程推導(dǎo)。此外， 申請人:發(fā)現(xiàn)， 基于超聲波流量計的摩爾控制機制相比于基于質(zhì)量流量計的控制機制提供了更大的精確 度。因此，由使用超聲波流量計控制機制的方法生產(chǎn)的聚碳酸酯可以具有恒定的端封（端 帽，endcap)比從而改善了熱老化穩(wěn)定性。
[0029] 如本文中所用的"聚碳酸酯"是指具有式（1)的碳酸酯重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的組合物
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于監(jiān)控在含有芳族二羥基化合物和碳酸二芳基酯的混合物中所述芳族二羥 基化合物或所述碳酸二芳基酯的相對水平的方法，所述方法包括： 在所述方法的工作溫度下測量所述混合物中的聲速，Vs ;以及 基于方程1、2、3或4來確定所述混合物中所述芳族二羥基化合物或所述碳酸二芳基酯 的相對水平： WP1 = a+bXVs (方程 1) WP2 = 100 - (a+bXVs) (方程 2) WR = [100- (a+bXVs)]/(a+bXVs) (方程 3) MR= (Mwl/Mw2)X[100-(a+bXVs)V(a+bXVs)(方程 4) 其中 WP1是所述芳族二羥基化合物在所述混合物中的重量百分比， WP2是所述碳酸二芳基酯在所述混合物中的重量百分比， Mwl是所述芳族二羥基化合物的分子量， Mw2是所述碳酸二芳基酯的分子量， WR是所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的重量比， MR是所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的摩爾比，并且 a和b是常數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 計算所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的重量比WR或摩爾比MR ; 將經(jīng)計算的重量比WR或摩爾比MR和所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的所 需的重量比或摩爾比進行比較；以及 如果需要，調(diào)節(jié)加入到所述混合物中的所述芳族二羥基化合物的量或所述碳酸二芳基 酯的量從而達到所需的重量比WR或摩爾比MR。
3. -種用于生產(chǎn)聚碳酸酯的連續(xù)方法，包括： 將芳族二羥基化合物流和碳酸二芳基酯流合并以形成混合物； 通過以下方式來控制所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的重量或摩爾比： 在所述控制步驟的工作溫度下測量所述混合物中的聲速，Vs ;和 基于方程3或方程4來確定所述混合物中所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物 的重量或摩爾比： WR= [100- (a+bXVs)]/(a+bXVs) (方程 3) MR= (Mwl/Mw2)X[100-(a+bXVs)V(a+bXVs)(方程 4) 其中Mwl是所述芳族二羥基化合物的分子量，Mw2是所述碳酸二芳基酯的分子量，WR是 所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的重量比，MR是所述碳酸二芳基酯與所述芳族 二羥基化合物的摩爾比，并且a和b是常數(shù)；和 如果需要，調(diào)節(jié)所述芳族二羥基化合物流和所述碳酸二芳基酯流中的至少一種的流 量，從而達到所述碳酸二芳基酯與所述芳族二羥基化合物的所需的重量或摩爾比；以及 在催化劑的存在下使所述芳族二羥基化合物和所述碳酸二芳基酯聚合以生產(chǎn)所述聚 碳酸酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括將催化劑流加入到所述混合物中，并且將所述 混合物加入到單體預(yù)混合器中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述流量包括調(diào)節(jié)控制所述碳酸二芳基 酯和所述芳族二羥基化合物中的至少一種的流量的閥門的開口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，還包括在確定所述聲速之前混合所述混 合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其中，所述混合物是所述芳族二羥基化合 物和所述碳酸二芳基酯的二元混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其中，所述混合物中的所述聲速通過超聲 儀進行測量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其中，a和b是溫度依賴性常數(shù)；并且其 中，a和b通過在所述工作溫度下測量具有已知碳酸二芳基酯和二羥基芳族化合物的摩爾 或重量比的碳酸二芳基酯和二羥基芳族化合物混合物中的聲速并回歸線性模型來確定。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其中，在所述芳族二羥基化合物和所述 碳酸二芳基酯之間發(fā)生任何實質(zhì)性反應(yīng)之前測量所述聲速。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其中，當使0至小于0. lmol %的所述碳 酸二芳基酯反應(yīng)時測量所述聲速。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其中，所述芳族二羥基化合物是雙酚 A，并且所述碳酸二芳基酯是碳酸二苯酯。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的方法，其中，將所述工作溫度固定在恒定值的 ±1°C 內(nèi)。
14. 一種通過根據(jù)權(quán)利要求3至13中任一項所述的方法生產(chǎn)的聚碳酸酯。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的聚碳酸酯，其中，所計算出的重量比WR或摩爾比MR與所需 的重量比或摩爾比的標準偏差小于0. 02 ;并且 由所述聚碳fe醋制成的制品在所述制品被暴露于130 C的溫度800h之后具有小于5個 單位的△黃度指數(shù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的聚碳酸酯，其中，由所述聚碳酸酯制成的制品在所述制品 被暴露于130°C的溫度200h之后具有小于2個單位的Λ黃度指數(shù)。
【文檔編號】C08G64/06GK104231254SQ201410277761
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】伊格納西奧·維克·費爾南德斯, 伊莎貝爾·馬西安·阿維萊斯 申請人:沙特基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料Ip私人有限責任公司