一種聚碳酸酯的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚碳酸酯的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯簡稱PC是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可 分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳 酸酯的機械性能較低，從而限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲 得了工業(yè)化生產(chǎn)。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)上的特殊性，現(xiàn)已成為五大工程塑料中增長速度最快 的通用工程塑料。
[0003] 由于以往的聚碳酸酯的制備過程中利用堿金屬化合物和有機胺類化合物的混合 物作為催化劑，所以生產(chǎn)過程中時間較長、效率較低，且在預(yù)縮聚反應(yīng)中聚合物的鏈長種類 也比較多，所以導(dǎo)致最終產(chǎn)物的性能不夠穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)生產(chǎn)效率高、安全系 數(shù)高的聚碳酸酯的生產(chǎn)工藝。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案： 一種聚碳酸酯的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟 S1、一種或多種的二羥基化合物與碳酸二苯酯在原料混合罐內(nèi)進(jìn)行均勻混合；S2、原料 混合罐內(nèi)的混合物被輸送至酯交換反應(yīng)器中，并加入由金屬氧化物制備的溶膠或乙?；?酮堿金屬化合物或堿金屬醇鹽和芳香族硼酸酯以及芳香族磷酸酯組成的混合型催化劑。酯 交換溫度為150~200°C，壓力為70~15kPa，反應(yīng)時間為2. 5~5小時；S3、在酯交換反應(yīng) 之后將中間產(chǎn)物流體進(jìn)行分流，其中向至少的一路的中間產(chǎn)物中單獨地加入碳酸二苯酯， 以調(diào)節(jié)在預(yù)縮聚反應(yīng)產(chǎn)物中OH/芳基碳酸酯的端基比例以及反應(yīng)的摩爾比；S4、各支路混 合加入到預(yù)縮聚反應(yīng)器中，進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)，預(yù)縮聚溫度為230~250°C，壓力為4~8kPa， 反應(yīng)時間為1~2h，；S5、將預(yù)縮聚反應(yīng)完成的預(yù)聚物加入到縮聚反應(yīng)器中，進(jìn)行縮聚反應(yīng)， 縮聚反應(yīng)溫度為260~280°C，壓力為1~0. lkPa，反應(yīng)時間為2~5h ;S6、將縮聚反應(yīng)后 的產(chǎn)物輸送至帶真空裝置的雙螺桿脫揮擠出機內(nèi)進(jìn)行脫揮操作，利用高溫和真空作用將含 羥基的反應(yīng)產(chǎn)物和低聚物脫去，之后將最終產(chǎn)物送至水下造粒機中進(jìn)行造粒。
[0006] 作為優(yōu)選，所述二羥基化合物包含如下通式（1)異山梨醇或（2)1，4_二丁醇，
tl)或Ho-CH2-CH2-CH2-CH2-OH (2) 〇
[0007] 作為優(yōu)選，在酯交換反應(yīng)中以及在預(yù)縮聚反應(yīng)中產(chǎn)生的含有羥基的反應(yīng)產(chǎn)物通過 酯交換反應(yīng)器和預(yù)縮聚反應(yīng)器的氣相口都連接到共同的精餾塔中進(jìn)行除去，同時可將夾帶 的碳酸二苯酯與羥基反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離。
[0008] 作為優(yōu)選，所述金屬氧化物可以為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀，所述乙酰基丙酮堿金 屬化合物可以為乙?；?、乙?；c、乙?；洠鰤A金屬醇鹽可以為乙醇 鋰、乙醇鈉、乙醇鉀，所述芳香族硼酸酯可以為雙聯(lián)鄰苯二酚硼酸酯、三苯基硼酸酯，所述芳 香族磷酸酯可以為吡多醛-5-磷酸酯、二苯基磷酸酯。
[0009] 作為優(yōu)選，所述混合型催化劑為乙醇鈉、雙聯(lián)鄰苯二酚硼酸酯和吡多醛-5-磷酸 酯的混合物。
[0010] 本發(fā)明具有下述優(yōu)點：由于本發(fā)明一方面利用金屬氧化物制備的溶膠或乙?；?酮堿金屬化合物或堿金屬醇鹽和芳香族硼酸酯以及芳香族磷酸酯組成的混合物來作為混 合型催化劑加入到酯交換反應(yīng)中，從而使得酯交換反應(yīng)效率大大提高。另一方面，將碳酸二 苯酯加入到酯交換反應(yīng)后產(chǎn)物的支流中，來調(diào)整預(yù)縮聚反應(yīng)產(chǎn)物中OH/芳基碳酸酯的端基 比例以及反應(yīng)的摩爾比，從而使得最終產(chǎn)物中各聚合物碳鏈的長度較接近，性能也更加的 穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0011] 本發(fā)明一種聚碳酸酯的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟： 51、 將異山梨醇或1，4_二丁醇至少一種二羥基化合物與碳酸二苯酯在原料混合罐內(nèi) 進(jìn)行均勻混合，此處優(yōu)選為異山梨醇碳酸二苯酯之間與二羥基化合物的摩爾比為1. 03~ 1. 08,而原料混合罐設(shè)有從其底部連接至其頂部的回流線，并在該回流線上設(shè)有回流栗，以 便控制原料混合罐的物料輸出； 52、 位于原料混合罐之后，由三個串聯(lián)塔式酯交換反應(yīng)器組成，原料混合罐內(nèi)的混合物 被輸送至酯交換反應(yīng)器中，并加入由金屬氧化物制備的溶膠或乙?；獕A金屬化合物或 堿金屬醇鹽和芳香族硼酸酯以及芳香族磷酸酯組成的混合型催化劑。酯交換溫度為150~ 200°C，壓力為15~70kPa，反應(yīng)時間為2. 5~5h，同時連續(xù)除去釋放的羥基芳基反應(yīng)產(chǎn)物； 53、 在酯交換反應(yīng)之后將中間產(chǎn)物流體進(jìn)行分流，其中向至少的一路的中間產(chǎn)物中單 獨地加入碳酸二苯酯，以調(diào)節(jié)在預(yù)縮聚反應(yīng)產(chǎn)物中OH/芳基碳酸酯的端基比例以及反應(yīng)的 摩爾比； 54、 酯交換反應(yīng)器之后三個串聯(lián)的釜式預(yù)縮聚反應(yīng)器，各支路混合加入到預(yù)縮聚反應(yīng) 器中，進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)，預(yù)縮聚溫度為230~250°C，壓力為4~8kPa，反應(yīng)時間為1~2h， 同時連續(xù)除去釋放的羥基芳基反應(yīng)產(chǎn)物； 55、 連接于預(yù)聚反應(yīng)裝置，包括兩個串聯(lián)的帶有液壓驅(qū)動的臥式單軸葉輪反應(yīng)器，用于 接收預(yù)縮聚反應(yīng)完成的預(yù)聚物，進(jìn)行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)溫度為260~280°C，壓力為0. 1~ lkPa，反應(yīng)時間為2~5h，縮聚產(chǎn)物為聚碳酸酯熔體，將聚碳酸酯熔體輸送至多級冷卻器中 進(jìn)行冷卻； 56、 將縮聚反應(yīng)后的冷卻產(chǎn)物輸送至帶真空裝置的雙螺桿脫揮擠出機內(nèi)進(jìn)行脫揮操 作，利用高溫和真空作用將含羥基的反應(yīng)產(chǎn)物和低聚物脫去，而真空裝置是由真空系統(tǒng)由 冷卻器和羅茨或噴射真空栗-液環(huán)栗組組成，通過脫揮操作之后將最終產(chǎn)物送至水下造粒 機中進(jìn)行造粒。
[0012] 進(jìn)一步的方案為，酯交換反應(yīng)階段以及在預(yù)縮聚反應(yīng)的階段中產(chǎn)生的含有羥基的 反應(yīng)產(chǎn)物通過反應(yīng)器氣相口連接到共同的精餾塔中進(jìn)行除去，同時可將夾帶的碳酸二苯酯 與羥基反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離。
[0013] 再進(jìn)一步的方案為，金屬氧化物可以為氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀，乙?；獕A金 屬化合物可以為乙?；?、乙?；c、乙?；?，堿金屬醇鹽可以為乙醇鋰、 乙醇鈉、乙醇鉀，芳香族硼酸酯可以為雙聯(lián)鄰苯二酚硼酸酯、三苯基硼酸酯，所述芳香族磷 酸酯可以為吡多醛-5-磷酸酯、二苯基磷酸酯，優(yōu)選為乙醇鈉、雙聯(lián)鄰苯二酚硼酸酯和吡多 醛-5-磷酸酯，其比例為1 : 1.05~1.5 : 1.2~1.5。
[0014] 更進(jìn)一步的方案為，脫揮造粒裝置配有多種助劑添加裝置，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn) 品的多功能化。
[0015] 再更進(jìn)一步的方案為，酯交換反應(yīng)階段，預(yù)縮聚反應(yīng)階段和縮聚反應(yīng)階段的反應(yīng) 器內(nèi)與物料接觸的材質(zhì)都應(yīng)至少為904L，同時，連接與上述反應(yīng)器間的管道都應(yīng)至少為 904L。
[0016] 實施例1、將碳酸二苯酯和異山梨醇以比例1 : 1.03均勻混合，加入乙醇鈉、雙聯(lián) 鄰苯二酚硼酸酯和吡多醛-5-磷酸酯比例為1 : 1.08 : 1.08的混合型催化劑，進(jìn)行酯交 換反應(yīng)，酯交換反應(yīng)的參數(shù)溫度為178°C，壓力為47kPa，反應(yīng)時間為3. 4h。將酯交換反應(yīng)的 產(chǎn)物加入到預(yù)縮聚反應(yīng)器中，進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)，反應(yīng)參數(shù)溫度為242°C，壓力為6. 8kPa，反 應(yīng)時間為I. 2h。將預(yù)縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物加入到縮聚反應(yīng)器中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)的參數(shù)溫度 為269°C，壓力為0. 6kPa，反映時間為3. 2h，之后獲得聚碳酸酯的熔體，最后再將熔體冷卻 脫揮造粒制成成品。
[0017] 實施例2、將碳酸二苯酯和異山梨醇以比例1 : 1.08均勻混合，加入乙醇鈉、雙聯(lián) 鄰苯二酚硼酸酯和吡多醛-5-磷酸酯比例為1 : 1.48 : 1.47的混合型催化劑，進(jìn)行酯交 換反應(yīng)，酯交換