[发明专利]使用氟化丙烯溶剂的单体聚合

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2012年11月8日提交的美国临时专利申请号61/724,293的优先权，其公开内容通过引用以其整体并入本文。

发明领域

本发明涉及在氟化丙烯溶剂存在下单体的聚合和共聚。更特别是，本发明涉及适合于使一种或多种单体聚合以形成聚合物和/或共聚物的聚合介质的用途，其中使用四氟丙烯(tetrafluoropolypropylene)作为所述一种或多种单体的溶剂或稀释剂。

背景技术

在聚α-烯烃如聚异丁烯的生产方法中通常使用氯代甲烷作为溶剂或稀释剂。例如，在高分子量聚异丁烯和异丁烯-异戊二烯丁基橡胶聚合物的生产中，使用氯代甲烷中的淤浆聚合方法。同样地，还使用氯代甲烷进行异丁烯和对甲基苯乙烯的聚合。类似地，还使用氯代甲烷生产星型支化丁基橡胶。

通常，此类聚合方法在低温下(一般在约-90℃下)使用氯代甲烷作为反应混合物的稀释剂。使用氯代甲烷是由于各种原因，包括其溶解单体和催化剂例如氯化铝，但不溶解聚合物产物。

然而，存在许多与在氯代甲烷中聚合有关的问题，例如，聚合物粒子在反应器中彼此附聚并在反应器壁、传热表面、叶轮和搅拌器/泵上聚集的倾向。随着反应温度升高，附聚的速率迅速增加。附聚的粒子趋于粘附到它们接触的所有表面上，并在其上生长和积垢，所述表面如反应器排放管线以及任何用于除去聚合的放热的传热设备，所述传热设备是至关重要的，因为必须保持低温反应条件。

发明概述

本发明涉及适合于使一种或多种单体聚合以形成其聚合物和共聚物的聚合介质，其中使用氟化聚丙烯作为所述一种或多种单体的溶剂或稀释剂。所述聚合介质特别适合于淤浆聚合方法。

一方面，提供一种聚合介质，其包含、基本上由或由以下组成：一种或多种催化剂，四氟丙烯，和一种或多种包括至少一种α-烯烃的单体。

另一方面，提供一种聚合方法，其在反应器中使用这种聚合介质，以生产聚合物和/或共聚物。

再一方面，提供一种聚合介质和方法，其使用反式-1-氯-3，3，3-三氟丙烯代替前述的四氟丙烯。

发明详述

在全球变暖和臭氧损耗方面存在对环境的关注。在本发明中使用四氟丙烯解决这些问题。例如，反式-1，3，3，3-四氟丙-1-烯(或“反式-HFO-1234ze”)具有零臭氧损耗潜势(ODP)和6的全球变暖潜势(GWP)，这是相当低的。

氢氟烃和氢氟烯烃的毒性和易燃性也备受潜在关注。特别是氢氟烯烃通常是有毒和易燃的；然而，本发明的四氟丙烯也解决这个问题。例如，反式-HFO-1234ze既无毒也不是高度易燃的。此外，当与一些单体组合使用时，反式-HFO-1234ze可降低那些单体(例如异丁烯)的易燃性。

根据本发明可以使用的单体包括可使用分散在稀释剂中的路易斯酸聚合的单体。α-烯烃如异丙烯是特别优选的；然而，根据本发明也可以使用任何可阳离子聚合的单体(例如，烯烃、苯、苯乙烯、乙烯基醚等)。

特别优选的四氟丙烯包括：反式-1，3，3，3-四氟丙-1-烯；顺式-1，3，3，3-四氟丙-1-烯；2，3，3，3-四氟丙烯；和它们的混合物。在替代方案中，反式-1-氯-3，3，3-三氟丙烯可用于代替四氟丙烯，并实现许多与四氟丙烯相同的好处。

根据本发明的一些四氟丙烯在它们可以形成共沸或类共沸组合物方面也是有用的。如本文所用的，术语“共沸或类共沸”在其广义上旨在包括严格共沸的组合物，和表现类似共沸混合物的组合物。从基本原理上，流体的热力学状态是由压力、温度、液体组成以及蒸气组成定义的。共沸混合物是两种或更多种组分的体系，其中在规定的压力和温度下液体组成和蒸气组成相等。在实践中，这意味着共沸混合物的组分是恒沸的且在相变过程中不能分离。

共沸组合物是恒沸组合物，且类共沸组合物是恒沸或基本恒沸的。换句话说，对于共沸和类共沸组合物，在沸腾或蒸发期间形成的蒸气的组成与原始液体组成相同，或基本相同。因此，通过沸腾或蒸发，如果有，则液体组成只在最小程度或可忽略不计的程度上变化。这与非类共沸组合物形成对比，其中在沸腾或蒸发期间液体组成在相当程度上变化。在所指定范围内的本发明的所有共沸或类共沸组合物以及在这些范围以外的某些组合物是类共沸的。