Способ получения ароматического поликарбоната

Способ получения ароматического поликарбоната

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Данное изобретение относится к способу получения ароматического поликарбоната.

Уровень техники

Ароматические поликарбонаты обладают превосходными механическими свойствами, такими как ударная вязкость, теплостойкость, прозрачность и тому подобное, и широко используются в различных деталях машин, оптических дисках и автомобильных деталях.

Способ непосредственного взаимодействия бисфенолов, таких как бисфенол А, и фосгена (межфазный способ) и способ поликонденсации бисфенолов, таких как бисфенол А, и сложных карбоновых диэфиров, таких как дифенилкарбонат, по реакции обмена сложного эфира (способ в расплаве) известны как способы получения таких ароматических поликарбонатов. Прежде всего, способ в расплаве по реакции обмена сложного эфира имеет преимущество в том, что поликарбонаты могут быть получены относительно недорого по сравнению с межфазным способом.

Кстати, реакцию поликонденсации между ароматическим дигидроксисоединением и карбоновым сложным диэфиром в расплаве обычно проводят, используя многоступенчатый реактор в присутствии катализатора обмена сложного эфира (см. патентный документ 1).

Кроме того, на данный момент известно много примеров ароматических поликарбонатов, полученных в расплаве. Например, существует способ, в котором разность температур между температурой полимера и температурой теплоносителя в реакторе составляет 100°С или менее, когда предельная вязкость [η] полученного ароматического поликарбоната составляет 0,2 или менее, разность температур равна 80°С или менее, когда [η] превышает 0,2 и равна 0,35 или менее, и разность температур равна 50°С или менее, когда [η] превышает 0,35 (см. патентный документ 2); способ автоматического регулирования вязкости полимера на выходе конечного реактора путем изменения температуры или давления согласно предварительно установленным программам на основе измеренных величин (см. патентный документ 3); и способ, в котором разность между температурой внешней поверхности стенки трубопровода, который переносит расплавленный полимер, имеющий высокую молекулярную массу, и температурой расплавленного полимера в сосуде для полимеризации находится в пределах от -3°С до 50°С (см. патентный документ 4).

Кроме того, существует способ перемещения ароматического дигидроксисоединения и диарилкарбоната с использованием вакуума и инертного газа, в резервуар для растворения и смешивания исходного материала, нагретого до 115-220°С, чтобы довести степень реакции до диапазона от 5 до 95%, и затем перемещения смеси на последующую стадию, сопровождаемую полимеризацией (см. патентный документ 5 и патентный документ 6); способ получения поликарбонатного форполимера регулированием конечного отношения гидроксильных групп многочисленных форполимеров и одновременного непрерывного получения многочисленных поликарбонатов, имеющих различные молекулярные массы, на стадии пост-полимеризации (см. патентный документ 7); и способ получения, который объединяет одну первую стадию полимеризации и многочисленные стадии последующей полимеризации (см. патентный документ 8).

Далее, существует способ получения, в котором поверхностную температуру реакторного материала регулируют до температуры 230°С или выше, подавляя тем самым кристаллизацию поликонденсата низшего порядка поликарбоната, образовавшегося в ходе реакции поликонденсации (см. патентный документ 9).

Способ в расплаве обычно предусматривает операцию последовательного доведения рабочих условий реактора как возрастающих ступеней до условий более высокой температуры и глубокого вакуума, чтобы эффективно удалять побочно образующийся фенол, тем самым увеличивая степень полимеризации образующегося полимера. Более того, чтобы избежать ухудшения цветового тона полимера, необходимо снизить тепловую предысторию, насколько это возможно, и удалять побочно образующийся фенол в течение короткого периода времени.

С указанных позиций заявлен способ получения высокомолекулярного ароматического поликарбоната, имеющего превосходный цветовой тон, путем регулирования среднего времени пребывания расплавленного реагента в каждом реакторе и интенсивности перемешивания на единицу объема расплавленного реагента, при получении ароматического поликарбоната, используя установку для получения, содержащую множество вертикальных реакторов и по меньшей мере один горизонтальный реактор, соединенные последовательно (см. патентный документ 10).

Патентный документ 1: JP-A-05-239334

Патентный документ 2: JP-A-06-065365

Патентный документ 3: JP-A-06-065366

Патентный документ 4: JP-A-10-330474

Патентный документ 5: JP-A-2003-034719

Патентный документ 6: JP-A-2003-034720

Патентный документ 7: JP-A-2003-192782

Патентный документ 8: JP-A-2004-026916

Патентный документ 9: JP-A-2000-198839

Патентный документ 10: JP-A-2001-200047

Описание изобретения

Следует отметить, что, когда ароматический поликарбонат получают, используя установку для получения, содержащую множество вертикальных реакторов, соединенных последовательно, полимер, рассеянный и/или захваченный частью газовой фазы, получает тепловую предысторию, которая делает возможным образование продукта с высокой температурой плавления в реакторе, на последующей стадии, по причине того, что, например, свойства самопромывания ухудшаются при снижении количества флегмы во время непрерывной работы в течение продолжительного времени.

Загрязнение расплавленного реагента таким продуктом с высокой температурой плавления вызывает ряд проблем таких, что шестеренчатый насос, который отводит расплавленный реагент, забивается и ароматический поликарбонатный продукт загрязняется инородными веществами. Поэтому необходимы контрмеры для решения указанных проблем.

Далее, согласно проведенным в настоящее время подробным исследованиям, выяснено, что в производстве ароматического поликарбоната с применением аппарата для получения, содержащего множество вертикальных и горизонтальных реакторов, соединенных последовательно, эффективность подавления побочного образования фенола в вертикальных реакторах на более поздней стадии полимеризации является недостаточной только при контроле времени пребывания и интенсивности перемешивания, и, как результат, существует тенденция нарушения течения реакции поликонденсации.

Данное изобретение решает указанные проблемы производства ароматического поликарбоната в расплаве.

То есть одна цель данного изобретения - предоставить способ получения ароматического поликарбоната, содержащего уменьшенное количество продукта с высокой температурой плавления, при получении ароматического поликарбоната в расплаве.

Другая цель данного изобретения - предоставить способ получения высокомолекулярного ароматического поликарбоната, имеющего меньшую тепловую предысторию и превосходный цветовой тон, способом в расплаве.

Средства для решения проблем

Согласно данному изобретению предложены следующие п.п.(1-12):

(1) Способ получения ароматического поликарбоната, характеризующийся тем, что при получении ароматического поликарбоната с использованием ароматического дигидроксисоединения и карбонового сложного диэфира в качестве исходных материалов и с использованием многочисленных реакторов температура расплавленного реагента Т1 (°С) по меньшей мере в одном реакторе А и температура расплавленного реагента Т2 (°С) в реакторе В, следующем за реактором А, отвечают следующей формуле (1):

Т2<Т1 формула (1)

(2) Способ получения ароматического поликарбоната по п.(1), характеризующийся тем, что температура расплавленного реагента Т1 (°С) и температура расплавленного реагента Т2 (°С) дополнительно отвечают следующей формуле (2):

260°С<Т2<Т1<280°С формула (2)

(3) Способ получения ароматического поликарбоната по пп.(1) или (2), характеризующийся тем, что по меньшей мере один реактор среди многочисленных реакторов является вертикальным реактором.

(4) Способ получения ароматического поликарбоната по любому из пп.(1-3), характеризующийся тем, что реактор А является вертикальным реактором.

(5) Способ получения ароматического поликарбоната по любому из пп.(1-4), характеризующийся тем, что вертикальный реактор присоединен к концу многочисленных реакторов, соединенных последовательно, и реактор, следующий за вертикальным реактором, является горизонтальным реактором.

(6) Способ получения ароматического поликарбоната по любому из пп.(1-5), характеризующийся тем, что полимер в реакторе А имеет средневязкостную молекулярную массу от 4000 до 14000.

(7) Способ получения ароматического поликарбоната, который является способом получения ароматического поликарбоната поликонденсацией в расплаве с реакцией обмена сложного эфира с использованием ароматического дигидроксисоединения и карбонового сложного диэфира в качестве исходных материалов и с использованием множества реакторов, снабженных перемешивающим устройством, и характеризуется тем, что площадь поверхности испарения на единицу перерабатываемого количества расплавленного реагента в реакторе, в который подают расплавленный реагент, имеющий предельную вязкость 0,1 дл/г или более, равна 1,0 м²·ч/м³ или более.

(8) Способ получения ароматического поликарбоната, в котором по меньшей мере один из реакторов является вертикальным реактором и по меньшей мере один из вертикальных реакторов соответствует условию, описанному в п.(7).

(9) Способ получения ароматического поликарбоната по п.(7), характеризующийся тем, что вертикальный реактор дополнительно соответствует следующим условиям (1) и (2):

(1) среднее время пребывания расплавленного реагента в реакторе в пределах 120 минут, и

(2) интенсивность перемешивания на единицу добавленного объема к расплавленному реагенту в реакторе равна 2,0 кВт/м³ или более.

(10) Способ получения ароматического поликарбоната по п.(7), характеризующийся тем, что реакторы содержат множество вертикальных реакторов, соединенных последовательно, и по меньшей мере один горизонтальный реактор, следующий за вертикальным реактором.

(11) Способ получения ароматического поликарбоната по п.(9), характеризующийся тем, что среднее время пребывания расплавленного реагента в горизонтальном реакторе в пределах 120 минут и площадь поверхности испарения на единицу перерабатываемого количества расплавленного реагента в горизонтальном реакторе равна 4,0 м²·ч/м³ или более.

(12) Способ получения ароматического поликарбоната по п.1 или (7), характеризующийся тем, что полученный ароматический поликарбонат имеет средневязкостную молекулярную массу 10000 или более.

Согласно данному изобретению может быть получен ароматический поликарбонат, имеющий уменьшенное количество продукта с высокой температурой плавления. Дополнительно, высокомолекулярный ароматический поликарбонат, имеющий превосходный цветовой тон, может быть получен в расплаве.

Краткое описание чертежа

Чертеж представляет вид примерной установки для получения ароматического поликарбоната.

Описание цифровых ссылок и обозначений

2а - первый резервуар для смешивания исходного материала

2b - второй резервуар для смешивания исходного материала

3а, 3b - перемешивающая лопасть анкерного типа

4а - насос для подачи исходного материала

5а - резервуар раствора катализатора

5b - труба для подачи катализатора

6а - первый вертикальный реактор

6b - второй вертикальный реактор

6с - третий вертикальный реактор

7а, 7b, 7с - лопасть MAXBLEND

8а, 8b, 8с, 8d - перегонная труба

9а - четвертый горизонтальный реактор

10а - лопасть решетчатого типа

11а - экструдер

12а, 12b, 12с - отверстие для дополнительной подачи

13а - ванна стренги

14а - куттер стренги

15а - центробежный дегидратор

16а, 16b - бункер продукта

81а, 81b, 81с, 81d - конденсирующее устройство

82а, 82b, 82с, 82d - устройство, понижающее давление

Предпочтительный вариант осуществления изобретения описан подробно ниже. Данное изобретение не ограничивается следующими вариантами осуществления и может быть осуществлено с различными модификациями без изменения его сущности. Кроме того, используемый чертеж предназначен для пояснения данного варианта осуществления и не является ограничительным.

В данном изобретении ароматический поликарбонат получают поликонденсацией по реакции обмена сложного эфира между ароматическим дигидроксисоединением и сложным карбоновым диэфиром.

Способ получения ароматического поликарбоната непрерывным проведением реакции поликонденсации с использованием ароматического дигидроксисоединения и карбонового сложного диэфира в качестве исходных материалов в присутствии катализатора обмена сложного эфира описан ниже.

(Ароматическое дигидроксисоединение)

Ароматическое дигидроксисоединение, используемое в данном варианте осуществления, включает соединение, представленное следующей общей формулой (1).

Общая формула (1)

В общей формуле (1) А означает одинарную связь, имеющую прямую или разветвленную цепь или циклическую двухвалентную углеводородную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, которая может быть замещенной, или двухвалентную группу, представленную -О-, -S-, -CO- или -SO₂-. Х и Y означают атом галогена или углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода. р и q представляют целые числа 0 или 1. Х и Y и р и q могут быть одинаковыми или разными, соответственно.

Конкретные примеры ароматического дигидроксисоединения включают бисфенолы, такие как бис(4-гидроксидифенил)метан, 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, 2,2-бис(4-гидрокси-3-метилфенил)пропан, 2,2-бис(4-гидрокси-3-трет-бутилфенил)пропан, 2,2-бис(4-гидрокси-3,5-диметилфенил)пропан, 2,2-бис(4-гидрокси-3,5-дибромфенил)пропан, 4,4-бис(4-гидроксифенил)гептан и 1,1-бис(4-гидроксифенил)циклогексан; бифенолы, такие как 4,4'-дигидроксибифенил и 3,3',5,5'-тетраметил-4,4'-дигидроксибифенил; бис(4-гидроксифенил)сульфон, бис(4-гидроксифенил)сульфид, бис(4-гидроксифенил)простой эфир и бис(4-гидроксифенил)кетон.

Из них предпочтителен 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан (бисфенол А, иногда называемый здесь сокращенно как ВРА). Указанные ароматические дигидроксисоединения могут быть использованы одни или как смеси двух или более из них.

(Карбоновый сложный диэфир)

Карбоновый сложный диэфир, используемый в данном варианте осуществления, включает соединение, представленное следующей общей формулой (2).

Общая формула (2)

В общей формуле (2) А' означает имеющую прямую или разветвленную цепь или циклическую одновалентную углеводородную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, которая может быть замещенной. Две группы А' могут быть одинаковыми или разными.

Конкретные примеры карбонового сложного диэфира включают дифенилкарбонат, замещенный дифенилкарбонат, такой как дитолилкарбонат; диметилкарбонат, диэтилкарбонат и ди-трет-бутилкарбонат.

Из них предпочтительны дифенилкарбонат (иногда называемый здесь сокращенно как DРC) и замещенный дифенилкарбонат. Указанные карбоновые сложные диэфиры могут быть использованы одни или как смеси двух или более из них.

Карбоновый сложный диэфир может быть заменен дикарбоновой кислотой или дикарбоновым сложным эфиром в количестве предпочтительно 50 мол.% и более предпочтительно 30 мол.% или менее.

Примеры дикарбоновой кислоты или дикарбонового сложного эфира включают терефталевую кислоту, изофталевую кислоту, дифенил-терефталат и дифенил-изофталат. Когда такую дикарбоновую кислоту или дикарбоновый сложный эфир используют совместно, получают сложный полиэфиркарбонат.

Такие карбоновые сложные диэфиры (включая указанную заменяющую дикарбоновую кислоту или дикарбоновый сложный эфир, как указано в описании) используют в избытке по отношению к дигидроксисоединению.

Конкретно, карбоновый сложный диэфир используют в молярном отношении обычно от 1,01 до 1,30 и предпочтительно от 1,02 до 1,20 к ароматическому дигидроксисоединению. В тех же условиях реакции наблюдается увеличение скорости реакции при уменьшении молярного отношения, что приводит к увеличению средневязкостной молекулярной массы ароматического поликарбоната. Кроме того, когда молярное отношение увеличивается в этом диапазоне, скорость реакции снижается и появляется тенденция к снижению средневязкостной молекулярной массы.

Когда молярное отношение слишком мало, количество концевых ОН групп поликарбоната, полученного поликонденсацией, увеличивается, и реакционная способность становится высокой, но теплостойкость, стойкость к гидролизу и тому подобное проявляют склонность к ухудшению. Далее, когда молярное отношение слишком велико, становится трудным получать ароматический поликарбонат, имеющий желательную молекулярную массу.

Катализатор обмена сложного эфира, используемый в данном варианте осуществления, включает катализаторы, традиционно используемые при получении поликарбоната способом обмена сложного эфира, и конкретно не ограничен. Как правило, примеры катализатора включают соединения основного характера, такие как соединение щелочного металла, соединение бериллия или магния, соединение щелочноземельного металла, соединение бора основного характера, соединение фосфора основного характера, соединение аммония основного характера и соединение амина.

Из указанных катализаторов обмена сложного эфира соединение щелочного металла является наиболее предпочтительным. Такие катализаторы обмена сложного эфира могут быть использованы одни или как смеси двух или более из них.

Катализатор обмена сложного эфира используют в пределах обычно от 1·10^-9 до 1·10^-1 моль и предпочтительно от 1·10^-7 до 1·10^-2 моль на моль ароматического дигидроксисоединения.

Соединение щелочного металла включает неорганические соединения щелочных металлов, такие как гидроксиды, карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов, и органические соединения щелочных металлов, такие как соли щелочных металлов со спиртами, фенолами или органическими карбоновыми кислотами. Примеры щелочного металла включают литий, натрий, калий, рубидий и цезий.

Из указанных соединений щелочных металлов предпочтительно соединение цезия, и особенно предпочтительны карбонат цезия, гидрокарбонат цезия и гидроксид цезия.

Примеры соединения бериллия и магния и соединения щелочноземельного металла включают неорганические соединения щелочноземельных металлов, такие как гидроксиды или карбонаты бериллия, магния и щелочноземельных металлов, и соли указанных металлов и спиртов, фенолов и органических карбоновых кислот. Примеры щелочноземельных металлов включают кальций, стронций и барий.

Примеры соединения бора основного характера включают натриевую соль, калиевую соль, литиевую соль, кальциевую соль, магниевую соль, бариевую соль и стронциевую соль соединения бора. Примеры соединения бора включают тетраметил бор, тетраэтил бор, тетрапропил бор, тетрабутил бор, триметилэтил бор, триметилбензил бор, триметилфенил бор, триэтилметил бор, триэтилбензил бор, триэтилфенил бор, трибутилбензил бор, трибутилфенил бор, тетрафенил бор, бензилтрифенил бор, метилтрифенил бор и бутилтрифенил бор.

Примеры соединения фосфора основного характера включают соединения трехвалентного фосфора, такие как триэтилфосфин, три-н-пропилфосфин, триизопропилфосфин, три-н-бутилфосфин, трифенилфосфин и трибутилфосфин, и четвертичные фосфониевые соли, полученные из указанных соединений.

Примеры соединения аммония основного характера включают гидроксид тетраметиламмония, гидроксид тетраэтиламмония, гидроксид тетрапропиламмония, гидроксид тетрабутиламмония, гидроксид триметилэтиламмония, гидроксид триметилбензиламмония, гидроксид триметилфениламмония, гидроксид триэтилметиламмония, гидроксид триэтилбензиламмония, гидроксид триэтилфениламмония, гидроксид трибутилбензиламмония, гидроксид трибутилфениламмония, гидроксид тетрафениламмония, гидроксид бензилтрифениламмония, гидроксид метилтрифениламмония и гидроксид бутилтрифениламмония.

Примеры соединения амина включают 4-аминопиридин, 2-аминопиридин, N,N-диметил-4-аминопиридин, 4-диэтиламинопиридин, 2-гидроксипиридин, 2-метоксипиридин, 4-метоксипиридин, 2-диметиламиноимидазол, 2-метоксиимидазол, имидазол, 2-меткаптоимидазол, 2-метилимидазол и аминохинолин.

Способ получения ароматического поликарбоната описан ниже.

Ароматический поликарбонат получают приготовлением смеси в желательном молярном отношении ароматического дигидроксисоединения и соединения карбонового сложного диэфира в качестве исходных материалов (стадия приготовления исходного материала) и подвергания указанных соединений многостадийной реакции поликонденсации в присутствии катализатора реакции обмена сложного эфира в расплавленном состоянии с использованием нескольких реакторов (стадия поликонденсации). Способ осуществления реакции может быть или периодическим способом, непрерывным способом, или полупериодическим. Используемые реакторы содержат множество вертикальных реакторов и последующий по меньшей мере один горизонтальный реактор. Как правило, указанные реакторы соединены последовательно и обработку проводят непрерывно.

После стадии поликонденсации непрореагировавшие исходные материалы и побочные продукты реакции в расплавленном состоянии удаляют (стадия удаления летучих веществ) и охлажденный ароматический поликарбонат формуют в виде гранул, имеющих заданный размер частиц (стадия гранулирования).

Каждая стадия способа получения описана ниже.

(Стадия приготовления исходного материала)

Ароматическое гидроксисоединение и карбоновый сложный диэфир, используемые в качестве исходных материалов ароматического поликарбоната, обычно готовят как расплавленную смесь, используя аппарат типа смесителя периодического, полупериодического или непрерывного действия, в атмосфере инертного газа, такого как азот или аргон. Например, в случае применения бисфенола А в качестве ароматического дигидроксисоединения и дифенилкарбоната в качестве карбонового сложного диэфира, температуру расплавленной смеси выбирают из диапазона обычно от 20 до 180°С и предпочтительно от 125 до 160°С.

В этом случае относительные количества ароматического дигидроксисоединения и карбонового сложного диэфира регулируют так, что карбоновый сложный диэфир находится в избытке, и так, что карбоновый сложный диэфир находится в относительном количестве обычно от 1,01 до 1,30 моль и предпочтительно от 1,02 до 1,20 моль на моль ароматического дигидроксисоединения.

Поликонденсацию путем реакции обмена сложного эфира между ароматическим дигидроксисоединением и карбоновым сложным диэфиром проводят непрерывно как многоступенчатую стадию обычно из 2 ступеней или более и предпочтительно от 3 до 7 ступеней. Конкретные условия реакции таковы, что температура находится в пределах от 150 до 320°С, давление находится в пределах от величин нормального давления до 0,01 торр (1,33·10^-3 кПа) и среднее время пребывания находится в пределах от 5 до 180 минут.

В каждом реакторе в многоступенчатой стадии обычно дополнительно осуществляют поэтапное повышение температуры и углубление вакуума в пределах указанных условий реакции для того, чтобы эффективно выпустить побочно образующийся фенол с протеканием реакции поликонденсации. Предпочтительно устанавливать температуру настолько низкой, как это возможно, и время пребывания таким коротким, как это возможно, чтобы предотвратить ухудшение качества, такого как цветовой тон, получаемого ароматического поликарбоната.

В данном варианте осуществления среднее время пребывания 120 минут или менее и предпочтительно 90 минут или менее.

Для поликонденсации путем многоступенчатой стадии обычно несколько вертикальных реакторов, каждый из которых имеет перемешивающую лопасть, соединяют последовательно и снабжают их горизонтальным реактором в качестве конечной ступени, тем самым повышая среднюю молекулярную массу ароматического поликарбоната. Обычно используют от 2 до 5 и предпочтительно 3-4 вертикальных реактора.

Используемый здесь вертикальный реактор означает, что ось вращения перемешивающей лопасти является вертикальной (перпендикулярное направление). Форма используемого вертикального реактора такова, что отношение (L/D) длины L прямой части корпуса к внутреннему диаметру D реакционного резервуара равно 3 или менее и предпочтительно от 0,5 до 3. Длина L прямой части корпуса реактора означает длину между двумя касательными линиями и означает расстояние между касательной линией одной стороны боковой части корпуса и граничной поверхностью другой стороны, когда верхняя часть или нижняя часть реактора является плоской. Внутренний диаметр D реактора означает расстояние в зоне, которая заполняется жидким расплавом.

Примеры типа перемешивающей лопасти в вертикальном реакторе включают турбинную лопасть, гребную лопасть, лопасть фардлер, анкерную лопасть, лопасть FULLZONE (изготовленную Shinko Pantek Co., Ltd.), лопасть санмелер (изготовленную Mitsubishi Heavy Indusrties, Ltd.), лопасть MAXBLEND (изготовленную Sumitomo Heavy Indusrties, Ltd.), спиральноленточную лопасть и волнистую лопасть решетчатого типа (изготовленную Hitachi, Ltd.).

Далее, горизонтальный реактор означает реакционный резервуар, в котором ось вращения перемешивающей лопасти является горизонтальной (горизонтальное направление). Примеры перемешивающей лопасти в горизонтальном реакционном резервуаре включают одностержневые перемешивающие лопасти, такие как дискового типа и лопаточного типа, и двухстержневые перемешивающие лопасти, такие как HVR, SCR и N-SCR (изготовленные Mitsubishi Heavy Indusrties, Ltd.), Bivolac (изготовленныe Sumitomo Heavy Indusrties, Ltd.) и лопасть в форме очков и лопасть решетчатого типа (изготовленную Hitachi, Ltd.).

Катализатор обмена сложного эфира, используемый в поликонденсации ароматического дигидроксисоединения, и соединение карбонового сложного диэфира обычно предварительно подготавливают в виде водного раствора. Концентрация водного раствора катализатора конкретно не ограничена, и ее доводят до оптимальной концентрации в соответствии с растворимостью катализатора в воде. Другой органический растворитель, такой как ацетон, спирт, толуол или фенол, может быть использован вместо воды.

Свойства воды, используемой для растворения катализатора, конкретно не ограничены, при условии, что вид и концентрация содержащихся в ней примесей постоянны. Как правило, предпочтительно используют дистиллированную воду, деионизированную воду и тому подобное.

После стадии поликонденсации непрореагировавшие исходные материалы, катализатор обмена сложного эфира, моногидроксисоединение, побочно образующееся в реакции обмена сложного эфира, и низкомолекулярное соединение, такое как олигомер поликарбоната, в расплавленном реагенте удаляют на стадии удаления летучих веществ. Обработку для удаления летучих веществ обычно проводят непрерывно в наклонном экструдере.

Может быть использован экструдер любого типа, пока он имеет наклонную часть, и конкретно не ограничен. Примеры экструдера включают одношнековые и многошнековые наклонные экструдеры. В частности, предпочтителен двухшнековый экструдер сопряженного типа. Направление вращения оси шнеков экструдера может быть тем же самым направлением вращения или другим направлением вращения. Изгибов обычно несколько - от 2 до 10.

На стадии удаления летучих веществ после реакции поликонденсации предпочтительно нейтрализовать и/или дезактивировать имеющий основный характер остаточный катализатор обмена сложного эфира в ароматическом поликарбонате кислотным соединением или его производными. Это может подавить побочную реакцию при удалении летучих веществ и удалить остаточные непрореагировавшие исходные материалы и гидроксисоединение.

В качестве кислотного соединения или его производных, добавляемых на стадии удаления летучих веществ, могут быть использованы любые соединения настолько, насколько они нейтрализуют имеющий основный характер катализатор обмена сложного эфира, и они конкретно не ограничены. Примеры соединения включают кислоты Бронстеда, такие как соляная кислота, азотная кислота, борная кислота, серная кислота, сернистая кислота, фосфорная кислота, фосфористая кислота, гипофосфорная кислота, полифосфорная кислота, адипиновая кислота, аскорбиновая кислота, аспарагиновая кислота, азелаиновая кислота, аденозинфосфат, бензойная кислота, муравьиная кислота, валериановая кислота, лимонная кислота, гликолевая кислота, глутаминовая кислота, глутаровая кислота, коричная кислота, янтарная кислота, уксусная кислота, винная кислота, щавелевая кислота, п-толуолсульфиновая кислота, п-толуолсульфоновая кислота, нафталинсульфоновая кислота, никотиновая кислота, пикриновая кислота, пиколиновая кислота, фталевая кислота, терефталевая кислота, пропионовая кислота, бензолсульфиновая кислота, бензолсульфоновая кислота, малоновая кислота и малеиновая кислота, и их сложные эфиры. Из указанных кислотных соединений или их производных предпочтительны сульфоновые кислоты или их сложные эфиры; наиболее предпочтительны п-толуолсульфоновая кислота, метил-п-толуолсульфонат и бутил-п-толуолсульфонат.

Растворитель, который растворяет кислотное соединение или его производные, конкретно не ограничен, пока он растворяет кислотное соединение или его производные. Из всех растворителей предпочтительна вода. Для нерастворимого в воде кислотного соединения или его производных может быть использован смешанный растворитель из воды и органического растворителя, такого как добавляемый к ней ацетон. Указанные кислотные соединения или их производные добавляют в количестве в пределах от 0,1 до 50-кратного и предпочтительно от 0,5 до 30-кратного эквиваленту нейтрализации имеющего основный характер катализатора обмена сложного эфира, используемого в реакции поликонденсации.

Когда экструдер, снабженный многоступенчатыми наклонными каналами, используют на стадии удаления летучих веществ, кислотное соединение или его производное добавляют вблизи наклонного канала, ближайшего к отверстию для подачи смолы. Варианты осуществления обработки ароматического поликарбоната в экструдере для удаления летучих веществ и нейтрализации включают способ введения в экструдер и обработку в расплавленном состоянии сразу после полимеризации и способ предварительного охлаждения и отверждения и затем введения в экструдер и обработку.

Поликарбонат в форме стренги, выгружаемый из экструдера на стадии удаления летучих веществ, обычно гранулируют устройством для резки стренги после ванны, подвергают удалению воды центробежным дегидратором или тому подобным и затем помещают в бункер продукта.

Способ получения ароматического поликарбоната по данному изобретению конкретно описан ниже на основе чертежа.

Чертеж представляет вид, показывающий пример аппарата для получения ароматического поликарбоната. В аппарате для получения, показанном на чертеже, ароматический поликарбонат получают включая стадию приготовления исходного материала, на которой готовят смесь, содержащую ароматическое дигидроксисоединение и карбоновый сложный диэфир, и стадию поликонденсации, на которой проводят реакцию поликонденсации указанных исходных материалов в расплавленном состоянии с использованием нескольких реакторов, и затем стадию удаления летучих веществ, на которой удаляют непрореагировавшие исходные материалы и побочные продукты реакции в расплавленном реагенте, и стадию гранулирования, на которой получают гранулы ароматического поликарбоната.

Первый резервуар 2а для смешивания исходного материала и второй резервуар 2b для смешивания исходного материала соединены последовательно, и на стадии приготовления исходного материала предусмотрен насос 4а для подачи приготовленных исходных материалов на стадию поликонденсации. Например, первый резервуар 2а для смешивания исходного материала и второй резервуар 2b для смешивания исходного материала, соответственно, снабжены перемешивающими лопастями анкерного типа 3а и 3b.

В дальнейшем в первый резервуар 2а для смешивания исходного материала подают в качестве карбонового сложного диэфира расплавленный дифенилкарбонат (иногда называемый здесь далее как DPC) через загрузочное отверстие 1а-1 для подачи DPC и в качестве ароматического дигидроксисоединения подают бисфенол А в порошкообразном состоянии через загрузочное отверстие 1b для подачи ВРА.

Первый вертикальный реактор 6а, второй вертикальный реактор 6b и третий вертикальный реактор 6с, которые соединены последовательно, и четвертый горизонтальный реактор 9а, последовательно присоединенный к последней ступени третьего вертикального реактора 6с, предусмотрены на стадии поликонденсации. Первый вертикальный реактор 6а, второй вертикальный реактор 6b и третий вертикальный реактор 6с снабжены находящимися внутри них лопастями MAXBLEND 7а, 7b и 7с, соответственно. Далее, четвертый горизонтальный реактор 9а снабжен находящейся внутри него лопастью решетчатого типа 10а.

Дополнительно имеются резервуар 5а для растворения катализатора, в котором предварительно готовят катализатор обмена сложного эфира, и труба 5b для введения катализатора для подачи катализатора обмена сложного эфира, приготовленного в резервуаре 5а для растворения катализатора, в первый вертикальный реактор 6а.

Кроме того, перегонные трубы 8а, 8b, 8с и 8d для выпуска образующихся при реакции поликонденсации побочных продуктов или тому подобного подогнаны к четырем реакторам, соответственно. Перегонные трубы 8а, 8b, 8с и 8d присоединены к конденсирующим устройствам 81а, 81b, 81с и 81d, соответственно, и понижающие давление устройства 82а, 82b, 82с и 82d поддерживают в каждом реакторе состояние заданного пониженного давления.

Экструдер 11а, имеющий загрузочные отверстия 12а, 12b и 12с для подачи добавок, предусмотрен на стадии удаления летучих веществ.

На стадии гранулирования предусмотрены ванна 13а для стренги, в которой происходит охлаждение выпускаемого из экструдера 11а поликарбоната в форме стренги, устройство 14а для резки стренги, которое режет охлажденную стренгу до частиц заданного размера, центробежный дегидратор 15а для удаления воды из гранул и бункеры 16а и 16b для продукта, в которые поступают высушенные гранулы.

В аппарате получения ароматического поликарбоната, показанном на чертеже, расплав DPC, приготовленный при заданной температуре в атмосфере газообразного азота, и порошок ВРА, взвешенный в атмосфере газообразного азота, непрерывно подают в первый резервуар 2а для смешивания исходного материала из прохода 1а-1 для подачи DPC и прохода 1b для подачи ВРА, соответственно. Когда уровень жидкости в первом резервуаре 2а для смешивания исходного материала превышает ее уровень как максимальный уровень в перепускном трубопроводе, смесь исходных материалов поступает во второй резервуар 2b для смешивания исходного материала.

Затем смесь исходных материалов непрерывно подают в первый вертикальный реактор 6а через питающий насос 4а для подачи исходного материала.

Далее, карбонат цезия в виде водного раствора в качестве катализатора обмена сложного эфира непрерывно подают в первый вертикальный реактор 6а из резервуара 5а для растворения катализатора посредством трубы 5b для введения катализатора.

В первом вертикальном реакторе 6а поддерживают, например, температуру 220°С, давление 13,33 кПа (100 торр) и частоту вращения лопасти 160 об/мин в атмосфере азота и обеспечивают постоянный уровень жидкости, так что среднее время пребывания равно 60 минутам, тогда как образующийся побочно фенол отгоняют из перегонной трубы 8а и реакцию поликонденсации продолжают. Потом расплавленный реагент, выпускаемый из первого вертикального реактора 6а, непрерывно направляют во второй вертикальный реактор 6b, третий вертикальный реактор 6с и четвертый горизонтальный реактор 9а последовательно, и реакция поликонденсации продолжается. Условия реакции в каждом реакторе соотв