專(zhuān)利名稱(chēng)：借助共沸噴霧干燥使聚合物從溶劑-聚合物的混合物中蒸汽析出的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借助高溫蒸汽將不希望要的，即污染性的溶劑從溶劑-溶質(zhì)組合物中除去的方法，其中該蒸汽與該溶液中存在的污染性溶劑形成共沸物，當(dāng)該溶液進(jìn)行這樣的處理時(shí)，該共沸物被蒸出，于是，含有污染性溶劑的溶質(zhì)被純化。
具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及在溶劑蒸汽或聚合物溶質(zhì)在有機(jī)溶劑中的分散液的溶劑蒸汽共沸混合物的存在下進(jìn)行噴霧干燥，形成不含污染性溶劑的自由流動(dòng)粉末。較好的聚合物是硅氧烷聚合物。
背景技術(shù)：
一種用于制備聚硅氧烷粉末的方法公開(kāi)在美國(guó)專(zhuān)利4,935,484(‘484)中。硅氧烷聚合物或共聚物的含水膠體分散液經(jīng)噴霧干燥生成平均粒徑為10-150nm的聚硅氧烷粉末。雖然這樣生產(chǎn)的粉末可用于多種用途，但是這種粉末依然含有在其制備時(shí)使用的乳化劑，這是一種雜質(zhì)。
按照’484專(zhuān)利的說(shuō)法，采用將含水硅氧烷聚合物、共聚物噴霧干燥的方法制取的聚硅氧烷粉末可用于塑料中，作為具有疏水性的微細(xì)二氧化硅的代用品。但是，當(dāng)經(jīng)過(guò)這樣噴霧干燥的聚合物、共聚物是一種由三有機(jī)基甲硅烷氧基單元與四甲硅烷氧基單元共同構(gòu)成的聚合物、共聚物時(shí)，用’484專(zhuān)利的方法生產(chǎn)出的含水噴霧干燥粉末與其他聚硅氧烷流體不相容。
鑒于’484專(zhuān)利的這一缺點(diǎn)，如能生產(chǎn)出粒度介于約0.10-約200μm并且聚集體尺寸介于約10μm-約200μm的自由流動(dòng)有機(jī)硅粉末，而且這種粉末又能與其他硅氧烷聚合物相容，因而可與之結(jié)合，則將是很理想的。這類(lèi)材料中經(jīng)這樣處理后具備有用特性的是那些與鏈烯基取代的有機(jī)聚聚硅氧烷和氫化聚聚硅氧烷流體構(gòu)成組合物的一類(lèi)。
發(fā)明概述廣義地說(shuō)，本發(fā)明利用共沸物的形成，并結(jié)合使用噴霧干燥方法將不希望的溶劑從溶液中除去，從而凈化含有不希望溶劑的溶液，或者將此溶劑完全脫除，生產(chǎn)出基本上不含不希望溶劑的固體。
因此，廣義上說(shuō)，提供一種如下的從含有一種或多種溶質(zhì)的溶液中除去污染性溶劑的方法，包括(a)讓所述溶液與具有一定沸騰溫度的共溶劑接觸，其中所述共溶劑與所述溶質(zhì)不混溶，而且所述共溶劑的沸騰溫度與所述污染性溶劑的沸騰溫度不同，同時(shí)所述共溶劑與所述污染性溶劑形成一種共沸物；以及(b)將所述被溶劑污染的溶液在所述共溶劑的存在下噴霧干燥，其中所述溶劑與所述共溶劑共沸蒸出，從而，所述污染性溶劑便從所述溶質(zhì)中被去除掉。
作為具體的實(shí)施例子，本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于含有聚合物的溶液，更具體說(shuō)含有硅氧烷聚合物，特別是含有如下通式的硅氧烷聚合物的溶液MiDjTkQp其中下標(biāo)j和k是零，下標(biāo)i和p是非零的正數(shù)。當(dāng)本發(fā)明的方法應(yīng)用于較好的硅氧烷聚合物時(shí)，就生成基本不含污染性溶劑(或污染性溶劑的混合物)的微細(xì)粉末狀硅氧烷聚合物。
發(fā)明詳述由溶液合成或經(jīng)過(guò)溶液的合成或者類(lèi)似的方法生成的聚合物，如果從中去除了有機(jī)溶劑，常常會(huì)變成一種難以處理的固體。當(dāng)把合成后的聚合物或共聚物中的溶劑除去會(huì)生成難以處理的固體時(shí)，一般不把溶劑除掉，而產(chǎn)品就以其制備時(shí)在溶劑中的分散液或溶液的形式使用。這使得必須開(kāi)發(fā)出高固體含量的合成方法，或者除去污染性溶劑的新穎方法。
適用于本發(fā)明方法的在有機(jī)溶劑中合成的、或者采用溶劑輔助或中介的方法準(zhǔn)備的聚合物或齊聚物是熱塑性聚合物，它包括但不限于，聚醚、多硫化物、聚酰亞胺、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚醚酰胺、聚砜、聚胺酯、聚酯、聚碳酸酯、聚硅氧烷、上述的任何一種的合金及其混合物。本發(fā)明的方法尤其適用于聚酯、聚碳酸酯及聚硅氧烷之類(lèi)。在聚硅氧烷的情況下，可以用本發(fā)明的方法干燥的硅氧烷聚合物可以有各種各樣的組成MDM、TD、MT、
MDT、MDTQ、MQ、MDQ、MTQ等等。這些式子中的每一個(gè)均選自下列聚硅氧烷的通式MiDjTkQp其中下標(biāo)i、j、k以及p可以獨(dú)立地是零或正數(shù)，前提條件是當(dāng)p不為零時(shí)，i、j、k中之一也必須不為零。為清楚起見(jiàn)，M是通式為R3SiO1/2的單官能團(tuán)，D是通式為R2SiO2/2的雙官能團(tuán)，T是通式為RSiO3/2的三官能團(tuán)，而Q是通式為SiO4/2的四官能團(tuán)。在這些例子中，取代基R可以是任何各種各樣的有機(jī)基團(tuán)，當(dāng)然可以獨(dú)立地選擇。在M基團(tuán)的情況下，所有的三個(gè)R基團(tuán)可以各不相同，也可其中兩個(gè)相同，或者三個(gè)全部相同。類(lèi)似地，對(duì)于D基團(tuán)，其R基團(tuán)既可以相同也可以不同。在制備硅氧烷聚合物的過(guò)程中，如果在合成中使用兩種或多種不同的M、D或T基團(tuán)，則可能生成共聚物。因此，上述排列可以無(wú)限變更。一般，這些單價(jià)的R取代基可以選自氫、含1-40個(gè)碳的烷基、含2-40個(gè)碳的鏈烯基、含6-40個(gè)碳的芳基、以及7-40個(gè)碳的烷芳基。而且，當(dāng)這些R取代基不是氫時(shí)，它們可以被氟、氯、溴、碘部分地鹵化，或者被氧或硫的衍生基團(tuán)，例如羥基或氫硫基、酯基、硫酯基、醚基、硫醚基等，或者它們的任何一種組合所取代。
一些用于這類(lèi)聚合及齊聚過(guò)程的溶劑是苯、甲苯、二甲苯、混合芳族溶劑、石蠟烴、5-20個(gè)碳原子的石蠟烴溶劑的混合物以及1-10個(gè)碳原子的醇。最近這一問(wèn)題已經(jīng)按照美國(guó)專(zhuān)利5,319,040、5,324,806、以及5,357,007公開(kāi)的方法，通過(guò)噴霧干燥以除去溶劑得到解決。該方法生產(chǎn)出的微細(xì)聚合物粉末不再難以處理，而是易于處理，而且能很好地分散在其他硅氧烷中。這項(xiàng)技術(shù)可以推廣到其他被溶劑污染的聚合物組合物中去。例如，那些通過(guò)以溶劑為介質(zhì)的聚合反應(yīng)合成的聚酯、聚碳酸酯之類(lèi)，當(dāng)超過(guò)一定數(shù)值的分子量時(shí)在除去溶劑后會(huì)形成難處理的固體物質(zhì)。因此，這類(lèi)新開(kāi)發(fā)的噴霧干燥技術(shù)可以提供生產(chǎn)分子量較高的聚合物，并從產(chǎn)品中方便地除去大部分溶劑的方便手段，生產(chǎn)出分散得很細(xì)、容易處理的粉末。
雖然在’040、’806以及’007專(zhuān)利中公開(kāi)的技術(shù)借助簡(jiǎn)單的噴霧干燥措施能除去相當(dāng)一部分溶劑，但無(wú)法除去全部的溶劑。這既可能是優(yōu)點(diǎn)，也可能是不利之處，要看該痕量溶劑的存在是有助于將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為有用形式，還是該溶劑代表了必須去掉的污染物而定。在含有痕量芳族溶劑，例如苯或甲苯的情況下，如果該產(chǎn)品用于不涉及人體的場(chǎng)合，則芳族溶劑造成的污染可能并不值得特別擔(dān)憂。反之，當(dāng)用于化妝品以及個(gè)人護(hù)理制劑，或者在該樹(shù)脂或熱塑性塑料將成為醫(yī)療用具的一個(gè)部件的場(chǎng)合下，則這種溶劑污染就被認(rèn)為是比較嚴(yán)重的了。
本發(fā)明顯著區(qū)別于先有技術(shù)之處在于，溶劑聚合物混合物的噴霧干燥是在外加溶劑或溶劑混合物，以下稱(chēng)之為共溶劑，的存在下進(jìn)行的。通過(guò)選擇共溶劑，以便該共溶劑與載有聚合物、共聚物、樹(shù)脂或熱塑性塑料的溶劑或溶劑混合物形成共沸物，噴霧干燥過(guò)程也同時(shí)起著共沸蒸餾的作用，聚合物、共聚物、樹(shù)脂或熱塑性塑料以微細(xì)粉末形式在噴霧干燥設(shè)備中析出。這種新方法可以將聚合物、共聚物、樹(shù)脂或熱塑性塑料的溶劑污染降低到比不借助共溶劑的噴霧干燥方法所能達(dá)到的低得多的水平。
用作合成的中間介質(zhì)或者作為合成聚合物、共聚物、樹(shù)脂或熱塑性塑料時(shí)所用的溶劑的有機(jī)溶劑，一般是沸點(diǎn)低于250℃的溶劑。例如，如果一種聚合物材料是由溶劑介質(zhì)聚合制備的，其中溶劑是苯，則所得到的被苯(溶劑)污染的聚合物的噴霧干燥則是用水作為共溶劑，形成經(jīng)典的苯-水共沸物來(lái)完成的。在等于或高于苯水共沸物蒸餾的溫度下進(jìn)行共沸噴霧干燥可使共沸物共沸蒸餾而離開(kāi)聚合物，從而導(dǎo)致聚合物析出。合適的共溶劑是水、乙二醇、丙二醇、丁醇、異丁醇、烯丙醇、醋酸、2-氯乙醇、乙二胺、硝基乙烷、丙酮酸、1-氯-2-丙酮、表氯醇、丙酸以及1，2-丙酮二醇。
為了除去污染性溶劑，所選共溶劑應(yīng)不與溶質(zhì)或聚合物混溶或者溶解于其中。在共沸噴霧干燥中使用不混溶或不溶解的共溶劑就能生產(chǎn)出污染性溶劑含量低的聚合物(或溶質(zhì))，且不會(huì)招致因共溶劑引起的二次污染。另外要考慮的是，所選用于共沸噴霧干燥的共溶劑必須能與污染性溶劑形成沸點(diǎn)比共溶劑本身低的共沸物。這項(xiàng)要求導(dǎo)致了多相體系的形成，其中至少有一個(gè)汽相和兩個(gè)要求的液相。本發(fā)明的方法要求，共沸混合物的共溶劑組分的選擇必須使得污染性溶劑能從噴霧干燥過(guò)程中沸點(diǎn)較低的液相蒸出。上述多相的存在使得污染性溶劑被分配在沸點(diǎn)較低的液相中，該相在噴霧干燥過(guò)程中借助共沸蒸餾被排除，從而使溶質(zhì)或聚合物凈化。
在共溶劑存在下的溶劑污染聚合物的噴霧干燥可以采用本領(lǐng)域已知的技術(shù)實(shí)施，或者采用裝有至少一個(gè)渦流霧化器噴嘴的噴霧干燥器、裝有二流噴嘴的噴霧干燥器、或者如美國(guó)專(zhuān)利5,248,087公開(kāi)的一種備有微液滴發(fā)生器的噴霧干燥器完成。
噴霧干燥過(guò)程的溫度可以在低至50，高至300℃之間的范圍變化，根據(jù)制備用的溶劑和所選的共溶劑而定。該范圍較好為90-300℃，更好為100-250℃，最好為150-200℃。當(dāng)希望降低噴霧干燥器熱負(fù)荷時(shí)，這些優(yōu)選范圍則變?yōu)檩^好60-250℃，更好65-200℃，最好70-190℃。而當(dāng)采用高沸點(diǎn)溶劑和共溶劑時(shí)，上述優(yōu)選范圍又變?yōu)檩^好100-300℃，更好150-300℃，最好200-300℃。
本發(fā)明提供一種制備自由流動(dòng)的聚硅氧烷粉末的方法。這種自由流動(dòng)的粉末可以比較容易地同其他聚硅氧烷材料摻混，形成一種更為穩(wěn)定的配料。本發(fā)明方法的一個(gè)具體的實(shí)施方案包括(1)形成一種有機(jī)聚硅氧烷的水解液，它被視為用于本發(fā)明方法的聚合物，包含三有機(jī)基甲硅烷氧基單元與四甲硅烷氧基單元，其三有機(jī)基甲硅烷氧基與四甲硅烷氧基的比例為約0.65∶1-約3∶1，(2)將含有機(jī)基甲硅烷氧基的水解液從步驟(1)的混合物中以有機(jī)溶劑分散液或溶液的形式分離出來(lái)，以及(3)將步驟(2)中生成的有機(jī)溶劑分散液或溶液在蒸汽，或蒸汽與步驟(2)中使用的溶劑或溶劑混合物的共沸混合物的存在下進(jìn)行噴霧干燥。
三有機(jī)基甲硅烷氧基M的通式是M＝R3SiO1/2，其中R基團(tuán)可以獨(dú)立地選自氫和1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基。R較好選自氫、1-6個(gè)碳原子的烷基、6-20個(gè)碳原子的芳基、7-20個(gè)碳原子的烷芳基，R更好是甲基。由于僅就碳骨架對(duì)R取代基做了界定，故還可以有其他使R取代基官能化的取代基。這樣，R便包括鹵代甲基，例如三氟甲基，三氯甲基；鹵代高級(jí)烷基，例如三氟丙基；鹵代芳基，例如氯苯基；氧化芳基，例如酚取代基等。其他類(lèi)型的三有機(jī)基甲硅烷氧基單元，M’和M”，可以包含一部分被水解的混合物。這類(lèi)三有機(jī)基甲硅烷氧基基團(tuán)的通式是M’＝R2R1SiO1/2(或者是R2R1Si)以及M”＝R2HSiO1/2(或者是R2HSi)其中R是如上面定義的，R1是2-40個(gè)碳原子的鏈烯基。該三有機(jī)基甲硅烷氧基單元可以進(jìn)一步含有通式如下的D單元R2RSiO2/2(或者R2RSiO)以及通式如下的T單元RSiO3/2(或者RSiO3)其中R同上面的定義，R2選自R，R1以及H。D單元和T單元的數(shù)量可獨(dú)立地最高達(dá)約25％(摩爾)。
四甲硅烷氧基單元的通式是SiO4/2。
本發(fā)明方法的說(shuō)明中提到的有機(jī)水解液可以分散或溶解在諸如苯、甲苯、二甲苯、混合二甲苯之類(lèi)的芳族溶劑中。
以有機(jī)聚硅氧烷的總重量為基準(zhǔn)，有機(jī)聚硅氧烷水解液可以含有約0.02-約5重量百分?jǐn)?shù)的，較好約0.1-3重量百分?jǐn)?shù)的，最好約0.5-2.5重量百分?jǐn)?shù)的羥基。
生產(chǎn)三有機(jī)基聚硅氧烷水解液的方法可參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利2,676,182(’182)。在’182專(zhuān)利中，二氧化硅水溶膠在酸性條件下與三有機(jī)基甲硅烷氧基單元的源，例如六甲基二硅氧烷或者可水解的三有機(jī)基硅氧烷，例如三甲基氯硅氧烷反應(yīng)，隨后回收得到可分散在象苯之類(lèi)的有機(jī)溶劑中的硅氧烷聚合物或共聚物。
主要適用于一般結(jié)構(gòu)式為MQ、MMviQ、MDviQ、MMHQ、MDHQ、MDTQ、TD及其各種組合的聚硅氧烷的本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施方案包括(1)將聚硅氧烷的有機(jī)溶液預(yù)熱到50-300℃的溫度，(2)對(duì)該溶液加壓并將其壓過(guò)一個(gè)兩相噴霧噴嘴，使溶液與一種聚硅氧烷僅微溶于其中的、能與該有機(jī)溶劑形成共沸物的共溶劑的蒸汽接觸。而且，為了形成在本發(fā)明的方法中起作用的共沸物，有機(jī)溶劑的摩爾濃度應(yīng)該高于共溶劑或其混合物的摩爾濃度。這些條件的作用是要使聚硅氧烷從溶劑中以顆粒狀析出，同時(shí)借助共溶劑在形成共沸物過(guò)程中的作用把溶劑從聚硅氧烷中驅(qū)除。即使殘留有任何伴隨聚硅氧烷顆粒的液體，也通常是共溶劑。
溶劑體系具有去除實(shí)際上全部溶劑同時(shí)留下被共溶劑潤(rùn)濕的固體的這種能力，提高了能量效率。被共溶劑潤(rùn)濕的固體可接著在間接接觸熱交換器中干燥，這樣可以在不增加工藝蒸汽用量的情況下進(jìn)行熱交換。與全部輸入熱量都通過(guò)加熱過(guò)的共溶劑向過(guò)程供應(yīng)相比，間接熱交換器的能量效率較高。
用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的顆粒尺寸為約0.40-約1,000μm，較好10-200μm，最好20-100μm。
(3)將汽/液/固物料流加熱，使殘余的共溶劑液體汽化并使蒸汽過(guò)熱。
(4)通過(guò)旋風(fēng)分離器、多孔金屬過(guò)濾器、織造或紡制袋式過(guò)濾器或者濾芯過(guò)濾器將固體從過(guò)熱蒸汽中分離出來(lái)。旋風(fēng)分離器可能是較好的，因?yàn)檫@種設(shè)備能通過(guò)設(shè)計(jì)更有效地捕獲細(xì)顆粒物料。
(5)將回收到的固體收集在備有蒸汽吹掃的收集容器中，優(yōu)選用空氣或氮?dú)獯祾?。蒸汽吹掃將夾帶在固體的自由空隙容積中的共溶劑蒸汽排代出去，從而降低了固體的最終溶劑含量。
(6)利用直接接觸或間接接觸熱交換器將蒸汽流冷凝。當(dāng)作為優(yōu)選方案的溶劑與共溶劑不混溶時(shí)，直接接觸式冷凝器，再接一個(gè)相分離器就能提供特別有效的溶劑循環(huán)手段。
(7)為不凝性氣體提供低壓出口，以便系統(tǒng)操作在低于大氣壓的壓力下，即2-760mmHg，較好25-700mmHg，更好50-300mmHg，最好100-250mmHg的壓力。由于采用減壓，所有組分的分壓都降低了。這對(duì)于減少在析出固體的自由空隙容積中夾帶共溶劑的量尤其重要。對(duì)于適度低壓場(chǎng)合特別有用的一個(gè)安排是采用一種液體噴射引射器，它提供直接接觸冷凝器的功能，結(jié)果，同時(shí)還提供為形成或維持引射器上游的低壓所需的能量。然后，當(dāng)采用不混溶的溶劑和共溶劑時(shí)，可將引射器排出物潷析，將一部分冷卻到27℃以下，然后返回至引射器作為驅(qū)動(dòng)流體。
任何熔點(diǎn)高于25℃，較好高于35℃，更好高于43℃，最好高于50℃并且可溶于有機(jī)溶劑的聚硅氧烷均可以采用本發(fā)明的方法除掉溶劑，其限制條件是，要存在一種不與該聚硅氧烷混溶的共溶劑，而且，有了它，溶劑與共溶劑形成兩個(gè)液相，其中溶劑和共溶劑形成低沸點(diǎn)、富含溶劑的共沸物。
雖然這種脫除溶劑方法的特定具體實(shí)施方案涉及形成自由流動(dòng)的固體的噴霧干燥，但是，本發(fā)明的方法同樣也可應(yīng)用于干燥通常難以提純的黏稠液體的物料。如果采用這種方法的實(shí)施方案，則在噴霧干燥器的底部就會(huì)收集到液體，而不是固態(tài)自由流動(dòng)粉末。在液體干燥過(guò)程情況下的共溶劑選擇，除要形成共沸物之外還要受到與被干燥液相不混溶的附加條件的限制。
本發(fā)明的方法不局限于聚合物溶液，而是可以推廣到包括從含有需要的產(chǎn)品或溶質(zhì)的溶液中除去不希望溶劑的情況，做法是在其中加入能與不希望或污染性溶劑形成共沸物的共溶劑或者共溶劑的混合物，然后將含有溶質(zhì)、污染性溶劑以及共溶劑的溶液噴霧干燥，從而除掉污染性溶劑。
本發(fā)明的一個(gè)尤其重要的有利方面是，它可以用來(lái)脫除硅氧烷聚合物中的有害(因而是污染性的)芳族溶劑。這一點(diǎn)之所以重要是因?yàn)?，用?lái)生產(chǎn)硅氧烷聚合物的最方便的合成方法經(jīng)常采用芳族溶劑。一個(gè)顯著的例子是在生產(chǎn)含有作為主鏈或封端取代基的長(zhǎng)鏈烴基取代基的聚硅氧烷方面的應(yīng)用。這方面之所以存在問(wèn)題是因?yàn)?，有許許多多聚硅氧烷的重要用途是用在個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品方面，從健康和安全的角度考慮，產(chǎn)品中即使有痕量的芳族溶劑都是不希望的，因此在個(gè)人護(hù)理用品中這類(lèi)污染性溶劑的含量受到嚴(yán)格的管制。
本文提到的所有美國(guó)專(zhuān)利均作為參考文獻(xiàn)，收入本文。
實(shí)驗(yàn)實(shí)例160wt％的M/Q摩爾比為約0.65、數(shù)均分子量約為3,000克/摩爾以及硅烷醇含量約為2.0wt％的MQ樹(shù)脂-甲苯溶液，在大氣壓下用水蒸氣進(jìn)行蒸汽析出，通入袋式過(guò)濾分離器，以捕集生成的微細(xì)固體顆粒。蒸汽相在列管式冷凝器中冷凝。剛剛回收到的固體物料含濕(即含水)量為14wt/％、粒度分布從0.40μm到約100μm，平均粒徑為14μm。由袋式過(guò)濾器回收的固體顆粒樹(shù)脂經(jīng)過(guò)干燥，以除去殘余水分。采用20厘泊的聚二甲基聚硅氧烷流體，僅用手工混合就可將這樣制備的粒狀樹(shù)脂分散，生成透明的混合物。這表明，用本發(fā)明技術(shù)生成的粒狀聚硅氧烷很容易分散在低分子量的聚硅氧烷流體中。
把從袋式過(guò)濾器回收的一份3.518克濕粒狀聚硅氧烷試樣在密封隔膜管瓶中加熱到150℃，然后采用型號(hào)19395A的惠普液上分析儀從聚硅氧烷液面上方抽3ml氣體試樣注入105米R(shí)TX-1毛細(xì)管氣體色譜柱中。經(jīng)對(duì)比每20ml液上空間含0.0009克甲苯的參照混合物，未在試樣中檢測(cè)出甲苯。檢測(cè)極限為7(重量)ppm。因此，本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的聚硅氧烷試樣，其產(chǎn)物中含有的芳族溶劑在7ppm以下。顯然，該方法可以操作在更為嚴(yán)格的條件下，以達(dá)到更高的污染性溶劑去除程度。因此，較好將污染性溶劑去除到3(重量)ppm以下的水平，更好1(重量)ppm以下，最好0.5(重量)ppm以下的水平。
實(shí)例2為了進(jìn)行比較，采用裝有二流噴嘴的Niro輕便HT噴霧干燥器將與實(shí)例1相同的MQ樹(shù)脂甲苯溶液進(jìn)行噴霧干燥。噴霧干燥的操作條件是，采用氮?dú)鉃楦稍飫?，其流量?5千克/小時(shí)，進(jìn)、出口溫度分別為200和110℃。氮干燥氣與MQ樹(shù)脂(60wt％在甲苯中的溶液形式)重量比為0.72。得到的MQ樹(shù)脂粉末的平均粒度為68μm，含有1.5wt％的殘余甲苯溶劑。
這一實(shí)例通過(guò)對(duì)比證明，在聚硅氧烷溶液的噴霧干燥過(guò)程中采用形成共沸物的共溶劑能顯著減少生成的粉末被污染性溶劑污染的程度。
定義封端基團(tuán)M也可以定義為M＝R3Si， a)而通常的定義則是M＝R3SiO1/2。
b)如果不注意現(xiàn)行的化學(xué)計(jì)算慣用規(guī)則，將這兩種定義可互換地使用，則它們都會(huì)造成關(guān)于存在，還是不存在二價(jià)氧連接種的形式結(jié)構(gòu)問(wèn)題。當(dāng)采用定義a)時(shí)，必須在諸如MDM這樣的結(jié)構(gòu)式的左邊插入一個(gè)額外的氧原子，即MODM，同時(shí)假定D的定義是
當(dāng)采用定義b)時(shí)，為了精確起見(jiàn)，必須將結(jié)構(gòu)式MDM寫(xiě)成為MD(SiR2)M，以便取消結(jié)構(gòu)式中額外的一個(gè)氧原子。通常為聚硅氧烷化學(xué)接受的通俗(或慣用)寫(xiě)法假定，熟悉本領(lǐng)域一般知識(shí)的專(zhuān)業(yè)人員(對(duì)于化學(xué)專(zhuān)業(yè)而言，根據(jù)美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的規(guī)定，具備科學(xué)碩士學(xué)位)知道當(dāng)使用這種簡(jiǎn)寫(xiě)結(jié)構(gòu)式時(shí)需根據(jù)采用的是哪種定義而增加或刪除二價(jià)氧原子，當(dāng)對(duì)作為上述定義式基礎(chǔ)的化學(xué)計(jì)算細(xì)節(jié)不加注意而可互換地使用這些結(jié)構(gòu)式時(shí)這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)榈湫偷暮?jiǎn)化式是MDM而不是MODM或MD(SiR2)M，盡管從上下文來(lái)看，后兩式按照M的定義是正確的，不過(guò)前者可能通俗地或習(xí)慣上正確，也可能不正確，這要看定義是否被混淆而定。
當(dāng)使用分?jǐn)?shù)下標(biāo)時(shí)，從概念上講，這樣標(biāo)記的原子由兩個(gè)中心平等地共享。正如聚硅氧烷化學(xué)中慣用的那樣，這是指兩個(gè)硅原子平等地共享一個(gè)氧原子。因此，下標(biāo)1/2表示在硅和氧原子交替出現(xiàn)的鏈接結(jié)構(gòu)中一個(gè)鏈接的氧，2/2表示兩個(gè)鏈接的氧，3/2表示三個(gè)鏈接的氧，而4/2則表示四個(gè)鏈接的氧。
同樣地，一個(gè)結(jié)構(gòu)成分簡(jiǎn)寫(xiě)M、D或T上邊的上標(biāo)H，例如MH或DH，表示一個(gè)氫原子取代了一個(gè)R取代基，表示該化學(xué)種已轉(zhuǎn)變?yōu)樗^氫化物或氫聚硅氧烷。另外，上標(biāo)vi具體地表示一個(gè)乙烯基取代基，通常指鏈烯基取代基；一般鏈烯基取代基選自2-40個(gè)碳原子的鏈烯基基團(tuán)。
申請(qǐng)人在本文中將污染性溶劑定義為產(chǎn)品中存在的任何不希望要的溶劑。
權(quán)利要求
1.一種從含有聚合物溶質(zhì)的溶液中除去具有一定沸騰溫度的污染性溶劑的方法，包括(a)讓所述溶液與一種具有一定沸騰溫度的共溶劑接觸，其中所述共溶劑與所述溶質(zhì)不混溶，所述共溶劑的沸騰溫度不同于所述污染性溶劑的沸騰溫度，而且所述共溶劑與所述污染性溶劑形成一種共沸物；以及(b)將被所述污染性溶劑污染的所述聚合物在所述共溶劑的存在下噴霧干燥，其中所述溶劑與所述共溶劑共沸蒸出，從而，所述污染性溶劑便從所述聚合物中脫除掉。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚合物選自聚酯、聚碳酸酯以及聚硅氧烷。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述溶劑選自苯、甲苯、二甲苯、含有1-20個(gè)碳原子的石蠟烴溶劑、含有1-10個(gè)碳原子的醇溶劑及其混合物。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述共溶劑選自水、乙二醇、丙二醇、丁醇、異丁醇、烯丙醇、醋酸、2-氯乙醇、乙二胺、硝基乙烷、丙酮酸、1-氯-2-丙酮、表氯醇、丙酸以及1，2-丙酮二醇。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述聚硅氧烷具有如下通式MiDjTkQp其中下標(biāo)j和k是零，下標(biāo)i和p是非零的正數(shù)，M的通式為R3SiO1/2，其中R獨(dú)立地選自氫、1-40個(gè)碳原子的烷基、2-40個(gè)碳原子的鏈烯基、6-40個(gè)碳原子的芳基以及7-40個(gè)碳原子的烷芳基；Q的通式為SiO4/2。
6.用權(quán)利要求5的方法生產(chǎn)的噴霧干燥硅氧烷聚合物，其中噴霧干燥硅氧烷聚合物中的污染性溶劑的濃度在約7ppm以下。
7.一種用于從含有溶質(zhì)的溶液中除去具有一定沸騰溫度的污染性溶劑的方法，包括(a)讓所述溶液與一種具有一定沸騰溫度的共溶劑接觸，其中所述共溶劑與所述溶質(zhì)不混溶，所述共溶劑的沸騰溫度與所述污染性溶劑的沸騰溫度不同，而且所述共溶劑與所述污染性溶劑形成一種共沸物；以及(b)將所述被溶劑污染的溶液在所述共溶劑的存在下噴霧干燥，其中所述溶劑和所述共溶劑共沸蒸出，從而，所述污染性溶劑便從所述溶質(zhì)中清除掉。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述的噴霧干燥是在不高于大氣壓的壓力下進(jìn)行的。
9.一種用于從含有聚合物溶質(zhì)的溶液中除去具有一定沸騰溫度的污染性溶劑的方法，該方法基本上由以下步驟構(gòu)成(a)讓所述溶液與一種具有一定沸騰溫度的共溶劑接觸，其中所述共溶劑與所述溶質(zhì)不混溶，所述共溶劑的沸騰溫度與所述污染性溶劑的沸騰溫度不同，而且所述共溶劑與所述污染性溶劑形成一種共沸物；以及(b)將所述被污染性溶劑污染的聚合物在所述共溶劑的存在下噴霧干燥，其中所述溶劑和所述共溶劑共沸蒸出，從而，所述污染性溶劑便從所述聚合物中脫除掉。
10.一種用權(quán)利要求1的方法噴霧干燥的硅氧烷聚合物，其中噴霧干燥硅氧烷聚合物中污染性溶劑的含量在約7ppm以下。
全文摘要
一種從含有固體溶質(zhì)的溶液中除去污染性溶劑的方法，該方法包括讓所述溶液與一種能與污染性溶劑形成共沸物的共溶劑接觸，從而形成混合物，然后將該污染性溶劑-共溶劑混合物在等于或高于發(fā)生共沸蒸餾的溫度下以及在該共溶劑的存在下噴霧干燥，從而，該污染性溶劑借共沸蒸餾而離開(kāi)溶質(zhì)。該方法尤其適用于聚合物溶質(zhì)，特別是聚硅氧烷。
文檔編號(hào)C08F6/10GK1153180SQ96112500
公開(kāi)日1997年7月2日 申請(qǐng)日期1996年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月1日
發(fā)明者J·H·文格羅維斯, R·W·格林, C·B·昆因 申請(qǐng)人:通用電氣公司