[发明专利]聚合方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2006年6月14日提交的美国临时专利申请第60/813929号的优先权，该申请全文参考结合入本文中。

技术领域

本发明涉及用来制备聚合物的聚合方法，具体来说涉及使用连续法制备缩聚物的方法。

背景技术

聚酯、聚酰胺和聚氨酯是呈阶梯状增长的种类或者具有重要工业价值的缩聚物。有效的制造方法对于这些聚合物在市场上的持续经济生存能力是很重要的。由于连续法中每单位产出所需的基建投资较低，而且制造成本较低，所以连续法经常优于间歇法。

在有机溶剂的存在下连续制备熔融态的聚氨酯已经成为许多专利的主题。由于这些高分子量(20000-200000Mw)聚氨酯及其衍生物的粘性，在对其进行处理的工艺中、特别是在与聚氨酯预聚物的反应中使用了大量不同的技术。通常使用挤出机对反应组分进行捏和，以得到高度混合。聚合物和溶剂在挤出机中混合一定的时间，以使得聚合物溶解在溶剂中。然而，挤出机可能需要高基建投资和高能耗。

人们使用静态和强化动态混合器，在较短的停留时间内达到高度混合。静态混合床和合适的泵使物料通过静态混合床。然而，对于静态混合器，在穿越静态混合床的两头具有极高的压降(＞300千帕)，这需要具有高抽气能力，强化混合器会造成负面的副反应，例如造成交联和高分子量的产生。

制备工艺还包括将封端的聚合物引入高剪切混合器中处理小于1分钟的时间，将这些聚合物混合入溶剂中。但是，使用高剪切混合器会带来过高的压降，如果系统未充分密封，可能会造成爆炸。

发明内容

本发明的一个方面包括一种制备聚合物的方法，该方法包括将链增长化合物与活性化合物一起引入第一混合器；在第一混合器中形成均匀混合物；将该均匀混合物输送通过管式反应器和静态混合床中的至少一种中；将所述均匀混合物输送到第二混合器，该第二混合器选自旋转电弧混合器和高粘度混合器；在第二混合器中使所述均匀混合物与封端剂反应。

本发明的另一个方面包括一种制备聚氨酯的方法，该方法包括：在第一混合器中将选自单官能醇、多元醇和多胺的链增长化合物与多异氰酸酯混合起来，形成均匀的混合物；将该均匀混合物输送到管式反应器和静态混合床中的至少一种中；将所述均匀混合物在所述管式反应器和静态混合床中的至少一种之内保持不超过45分钟；将所述均匀混合物输送到选自旋转电弧混合器和高粘度混合器的第二混合器；在第二混合器中使所述均匀混合物与封端剂反应。

具体实施方式

活性化合物是双官能或多官能的异氰酸酯，优选包括脂族或芳族的二异氰酸酯。可使用多官能物料(包含三个或更多个官能部分的物料)来引入链支化。所述活性化合物优选具有通式OCN-R-NCO，其中R是双官能有机基团。链增长化合物是Mw＜15000的多元醇，包括双官能醇、二胺和二硫醇。

缩聚物，具体来说是聚氨酯，可通过所述多异氰酸酯之类的活性化合物与多元醇之类的链增长化合物之间的一步反应制备。用来制备聚氨酯的多异氰酸酯可以使每个分子包含至少两个异氰酸酯基的脂族、脂环族、芳族或杂环族有机二异氰酸酯和多异氰酸酯，还可以是它们的混合物。其例子包括脂族二异氰酸酯或三异氰酸酯，例如丁烷-1，4-二异氰酸酯、戊烷-1，5-二异氰酸酯、己烷-1，6-二异氰酸酯和4-异氰酸甲酯基辛烷-1，8-二异氰酸酯；脂环多异氰酸酯，例如4，4’-亚甲基二-3，5，5-三甲基-1-异氰酸根合-3-异氰酸甲酯基环己烷和ω，ω’-二异氰酸根合-1，3-二甲基环己烷；以及芳族多异氰酸酯，例如萘-1，5-二异氰酸酯、4，4’-、2，4’-、和2，2’-二异氰酸根合二苯甲烷或粗制MDI，二异氰酸甲酯基苯。

合适的多元醇是聚氨酯化学领域已知的OH官能度＞1.5OH/分子的多羟基化合物。例子包括二醇(例如1，2-乙二醇、1，3-丙二醇和1，2-丙二醇，以及1，4-丁二醇)、三醇(例如甘油和三羟甲基丙烷)以及四醇(例如季戊四醇)、聚醚型多元醇、聚酯型多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚硫醚多元醇。优选的多羟基化合物是聚醚型多元醇。