[发明专利]一种粗聚碳酸酯溶液的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种界面缩聚法制备的粗聚碳酸酯溶液的纯化方法。

背景技术

界面缩聚法生产聚碳酸酯工艺是将双酚溶解在碱金属水溶液中，以其碱金属盐的形式和溶解在与聚碳酸酯互溶的溶剂(通常为二氯甲烷或氯苯)中的光气进行界面缩聚反应制备高分子树脂，但此过程中光气也会同时发生水解和碱解副反应，生成大量的碳酸盐和氯化盐。通常的工艺是将所得的聚碳酸酯有机相溶液与含盐和残留单体的水相进行分离得到粗聚碳酸酯溶液，粗聚碳酸酯再经过洗涤纯化并脱除溶剂得到聚碳酸酯树脂。

通常在界面缩聚反应过程中，由于实质上水和溶剂存在一定的互溶度，例如在25℃下水在二氯甲烷中的溶解度约为0.18％，二氯甲烷在水中的溶解度约为1.32％，因此在界面缩聚反应结束时，将含聚碳酸酯的有机相和含盐及残留单体的水相分离后，所得到的聚碳酸酯溶液中会至少残留有达到饱和溶解度的水，这些微量的水又会把盐份带入有机相。一般反应结束后将含有聚碳酸酯的有机相从水相中分离出来后，为了去除有机相内所含的杂质，需要采用水相清液反复洗涤，再将上述有机相和水相混合溶液分离得到纯化的聚碳酸酯溶液。洗涤工艺通常需要多步洗涤，但无法有效降低有机相中的残留水份，最终残留的盐份含量仍较高。另外，为提高有机相中水份洗脱效果，通常也会采用提高分离程度的措施来改善，而这又会导致水相中残留少量聚碳酸酯，影响后续处理。

现有技术关于界面缩聚法制备的粗聚碳酸酯溶液的纯化方法中，主要采用洗涤分离工艺。中国专利CN1461322中采用塔板式倾析器与聚结器和离心机的组合作为分离器，两步水洗来纯化有机相，最终有机相溶液中含水率为0.5wt％，水相残留聚碳酸酯0.09wt％。中国专利CN1648153A中采用直列混合器和聚结分离器来纯化粗聚碳酸酯溶液，最终有机相溶液中的含水率大于0.2wt％。美国专利US5260418中给出了采用离心分离工艺纯化粗聚碳酸酯溶液，最终有机相溶液中含水率为0.2wt％，聚碳酸酯树脂中钠离子残留小于1ppm。美国专利US6384185中通过控制乳液结构来纯化粗聚碳酸酯溶液，最终有机相溶液中的含水率为0.2wt％。美国专利US4316009中采用纤维填料的吸水、憎水性来分离洗涤水相，最终有机相溶液中含水率在0.16～0.6wt％之间。

上述传统的粗聚碳酸酯纯化工艺中，普遍采用洗涤分离工艺，最终纯化后的聚碳酸酯溶液中含水率仍在0.2wt％左右，且制得的产品盐份残留量较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可有效提高水份和盐份去除率的界面缩聚法制备的粗聚碳酸酯溶液的纯化方法。本发明不仅能显著降低聚碳酸酯溶液中的含水率，还能有效降低产品中的盐类杂质残留，提高精制效果，从而有效防止在后续工艺过程中水份对聚碳酸酯树脂及抗氧剂的水解副反应，同时提高产品纯度，提升产品品质。

为解决上述技术问题，本发明利用聚碳酸酯溶液中的溶剂与水共沸的特点，采用传统洗涤分离和闪蒸过滤相结合的工艺，利用闪蒸工艺降低聚碳酸酯溶液中的水份，进一步采用过滤工艺脱除析出的盐份，最终得到高度纯化的聚碳酸酯溶液。

本发明提供了一种界面缩聚法制备的粗聚碳酸酯溶液的纯化方法，所述方法包括如下步骤：

a)向所述粗聚碳酸酯溶液中加入纯水混合得到有机相和水相，然后分离除去水相得到初步纯化的有机相聚碳酸酯溶液a；

b)闪蒸脱除步骤a)所得聚碳酸酯溶液a中占溶剂总量5～70wt％的溶剂，

得到脱溶剂后的聚碳酸酯溶液b；

c)向步骤b)脱溶剂后的聚碳酸酯溶液b中补加入步骤b)中脱除溶剂量20～120wt％的溶剂进行稀释，得到聚碳酸酯溶液c’，然后闪蒸脱除所述聚碳酸酯溶液c’中占溶剂总量5～70wt％的溶剂，得到聚碳酸酯溶液c”；

d)将步骤c)中制得的聚碳酸酯溶液c”采用＜10μm的过滤器过滤，得到高纯度的聚碳酸酯溶液d，最后经脱挥造粒得到高纯度聚碳酸酯树脂。

本发明所述粗聚碳酸酯溶液是指本领域界面缩聚法制备的聚碳酸酯溶液经除去水相和催化剂后所得到的粗聚碳酸酯溶液，所述粗聚碳酸酯溶液中通常含有一定量的水份和无机盐类杂质。

本发明方法所述步骤a)中，纯水是用来洗涤粗聚碳酸酯溶液，作为优选的实施方式之一，粗聚碳酸酯溶液与纯水的质量比为1～15∶1，优选3～12∶1，水油比过低将影响洗脱效果和分离效果，水油比过高会产生大量废水。

粗聚碳酸酯溶液和纯水混合可采用静态混合器或搅拌釜，分离除去水相可采用离心分离机、聚结分离器、塔板倾析器、沉降罐等。