NL194799C - Werkwijze voor het isoleren van thermoplastische aromatische polycarbonaten uit oplossingen hiervan. - Google Patents

Description

1 194799

Werkwijze voor het isoleren van thermoplastische aromatische polycarbonaten uit oplossingen hiervan

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het isoleren van thermoplastische aromatische 5 polycarbonaten uit oplossingen hiervan, waarbij een oplossing van thermoplastisch aromatisch polycarbo-naat in een organisch oplosmiddel met behulp van waterdamp wordt verdeeld tot een suspensie van polycarbonaatdeeltjes, gecondenseerd water en waterdamp/oplosmiddeldamp.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.508.339. Deze werkwijze wordt uitgevoerd in een droogapparaat omvattende ten minste een droogstap, waarbij deze droogstap uit een 10 combinatie van venturi-menger met een verlengde droogpijp met een constante dwarsdoorsnede bestaat. Bovendien wordt een, uit ten minste drie trappen bestaande uitvoeringsvorm beschreven, waarbij na de eerste verlengde droogbuis de vluchtige bestanddelen (water, oplosmiddel) van de gevormde deeltjes gescheiden worden en de deeltjes via een venturi-menger naar een tweede verlengde droogbuis geleid wordt. In deze tweede droogstap worden de deeltjes opnieuw met een hete gasstroom in contact gebracht. 15 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze volgens de aanhef, met het kenmerk, dat de suspensie in een buis, die ten minste drie vernauwingen van de dwarsdoorsnede bezit, wordt nagedroogd, met dien verstande, dat de buis geen venturi-menger met een vernauwing omvat.

Opgemerkt wordt dat uit het Amerikaanse octrooischrift 4.212.967 (overeenkomende met de Europese octrooiaanvrage 3996) bekend is een combinatie van een mondstuk van het De Laval-type met een 20 verwarmde buis, waarvan de diameter, beginnend bij het mondstuk groter wordt.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.568.418 openbaart de combinatie van een mondstuk met een hierop aansluitende agglomeratiebuis, waarbij de buis door een constante diameter en ten minste zes halfcirkelvormige lussen wordt gekenmerkt.

Volgens deze bekende werkwijzen worden polycarbonaatdeeltjes gewonnen die verregaand bevrijd zijn 25 van organisch oplosmiddel. Om te geraken tot zeer kleine gehaltes resterend oplosmiddel Is echter een nadroging vereist. De hiervoor vereiste omstandigheden bijvoorbeeld de vereiste tijd en het van de tijd direct afhankelijke apparaatvolume spelen voor de technische bruikbaarheid van de isoleringswerkwijze een belangrijke rol.

De polycarbonaatdeeltjes die volgens de tot nu toe bekende werkwijzen worden genomen hebben een 30 nog niet geheel bevredigde nadroogbaarheid.

Er werd nu verrassenderwijze gevonden, dat de bij de isolering van thermoplastische aromatische polycarbonaten uit een oplosssing hiervan met behulp van waterdamp gewonnen polycarbonaatdeeltjes dan bijzonder effectief kunnen worden bevrijd van resterend oplosmiddel wanneer polycarbonaatoplossing en waterdamp, bijvoorbeeld in een tweestoffenmondstuk, worden verenigd en de daarbij gevormde polycarbo-35 naatdeeltjes, die als suspensie in gecondenseerd water en waterdamp/oplosmiddeldamp aanwezig zijn, in een buis, die direct aansluit aan de verenigingsplaats, verder van oplosmiddel worden bevrijd, waarbij de buis ten minste drie vernauwingen in de dwarsdoorsnede en hierop aansluitende verwijdingen tot de oorspronkelijke diameter bezit. De buis omvat geen venturi-menger met een vernauwing.

De polycarbonaatdeeltjes worden van de dampfase bijvoorbeeld in een cycloon gescheiden en in een 40 hierop volgende droogtrap van resterend oplosmiddel bevrijd.

Thermoplastische aromatische polycarbonaten die in de zin van de werkwijze volgens de uitvinding worden toegepast zijn de bekende aromatische homopolycarbonaten, copolycarbonaten en mengsels van deze polycarbonaten die zijn afgeleid van de volgende difenolen: hydrochinon, resorcinol, 45 dihydroxyfenyleen, bis-(hydroxyfenyl)alkanen, bis-(hydroxyfenyl)cycloalkanen, bis-(hydroxyfenyl)sulfiden, bis-(hydroxyfenyl)ethers, 50 bis-(hydroxyfenyl)ketonen, bis-(hydroxyfenyl)sulfonen, bis-(hydroxyfenyl)sulfoxiden, a,a’-bis-(hydroxyfenyl)diisopropylbenzenen, alsmede van de in de kern gealkyleerde en in de kern gehalogeneerde verbindingen hiervan.

55 Difenolen die de voorkeur hebben zijn bijvoorbeeld: 4,4’-dihydroxyfenyl 2,2-bis-(4-hydroxyfenyl)propaan 194799 2 2.4- bis-(4-hydroxyfenyl)-2-methylbutaan 1.1 -bis-(4-hydroxyfenyl)cyclohexaan a,a’-bis-(4-hydroxyfenyl)-p-diisopropylbenzeen 2.2- bis-(3-methyl-4-hydroxyfenyl)propaan 5 2,2-bis-(3-chloor-4-hydroxyfenyl)propaan bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyfenyl)methaan 2.2- bis-(3,5-methyl-4-hydroxyfenyl)propaan bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyfenyl)sulfon 2.4- bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyfenyl)-2-methylbirtaan 10 1,1-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyfenyl)cyclohexaan a,a’-bis-(3,5 dimethyl-4-hydroxyfenyl)-p-diisopropylbenzean 2.2- bis-(3,5-dichloor-4-hydroxyfenyl)propaan 2.2- bis-(3,5-dibroom-4-hydroxyfenyl)propaan an 1.1 -bis-(4-hydroxyfenyl)-3,3-dimathyl-5-methylcyclohexaan.

15 Difenolen die in het bijzonder de voorkeur hebben zijn bijvoorbeeld: 2.2- bis-(4-hydroxyfenyl)propaan 2.2- bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyfenyl)propaan 2.2- bis-(3,5-dichloor-4-hydroxyfenyl)propaan 2.2- bis-(3,5-dibroom-4-hydroxyfenyl)propaan 20 1,1 -bis-(4-hydroxyf enyl)cyclohexaan en 1.1 -bis-(4-hydroxyfenyl)-3,3-dimethyl-5-methylcyclohexaan.

Deze bekende fenolen zijn of uit de literatuur bekend of kunnen volgens uit de literatuur bekende werkwijzen worden bereid.

Het overeenkomstige geldt voor de daaruit te verkrijgen thermoplastische aromatische polycarbonaten.

25 De aromatische polycarbonaten kunnen door de inbouw van geringe hoeveelheden, bijvoorbeeld tussen 0,05 en 2,0 mol% betrokken op de toegepaste difenolen, van driefunctionele of meer dan driefunctionele verbindingen, bijvoorbeeld met drie of meer dan drie fenolische hydroxyl-groepen, vertakt zijn.

Ook deze polycarbonaten zijn uit de literatuur bekend respectievelijk kunnen volgens uit de literatuur bekende werkwijzen worden verkregen.

30 Enige van de toepasbare verbindingen met drie of meer dan drie fenolische hydroxylgroepen zijn bijvoorbeeld floroglucinol, 4,6-dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyfenyl)hepteen-2, 4,6 dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyfenyljheptaan, 1,3,5-tri-(4-hydroxyfenyl)benzeen, 1,1,1-tri-(4-hydroxyfenyl)ethaan, tri-(4-hydroxyfenyljfenylmethaan, 2,2-bis-[4,4-bis-(4-hydroxyfenyl)cyclohexyl]propaan, 2,4-bis-(4-hydroxyfenylisopropyl)fenol, 2,6-bis*(2’-hydroxy-5’-methyl-benzyl)-4-methylfenol, 2-4(4-hydroxyfenyl)-2-(2,4-35 dihydroxyfenyl)propaan, hexa-[4-(4-hydroxyfenylisopropyl)fenyl]-ortho-tereftaalzuurester, tetra-(4- hydroxyfenyljmethaan, tetra-[4-(4-hydroxyfenylisopropyl)-fenoxymethaan en 1,4-bis[(4,4”-dihydroxytrifenyl)-methyljbenzeen. Enige andere driefunctionele verbindingen zijn 2,4-dihydroxybenzoezuur, trimesinezuur, cyanuurchloride en 3,3-bis-(4-hydroxy-3-methylfenyl)-2-oxo-2,3dihydroindool.

De hier betreffende thermoplastische aromatische polycarbonaten hebben gewoonlijk gemiddelde 40 molecuulgewichten naar het gewicht Mw van 10.000 tot meer dan 200.000, bij voorkeur van 20.000 tot 80.000, bepaald door metingen van de relatieve viscositeit in dichloormethaan bij 25°C en een concentratie van 0,5 g in 100 ml dichloormethaan. Oplossingen van thermoplastische aromatische polycarbonaten in organische oplosmiddelen worden met voordeel verkregen wanneer de bereiding van thermoplastische aromatische polycarbonaten volgens de bekende fasengrensvlakwerkwijze worden bereid of volgens de 45 werkwijze in homogene oplossing, het zogenaamde pyridineproces.

Een dergelijke bereiding van een polycarbonaatoplossing kan bijvoorbeeld als volgt worden beschreven: In een geschikte apparatuur worden per uur 61,2 kg van een oplossing bestaande uit 48,75 kg 2,2-bis-(4-hydroxyfenyljpropaan, 237 kg water, 39,4 kg 45%’s nantronloog, 50 g natriumboorhyrdide en 750 g p-tert-butylfenol met 4,75 g fosfeen in 90 kg dichloormethaan onder toevoeging van 3 kg 45%’s natronloog 50 continu gefosgeneerd.

Na toevoeging van 40 g/uur triethylamine en 0,75 kg/uur 45%’s natronloog verkrijgt men na een gemiddelde verblijfstijd van een half uur een polycarbonaat met een relatieve viscositeit 1,303,

Na afscheiding van de waterige fase wordt de organische polycarbonaatoplossing voor verdere verwerking na geschikte verdunning respectievelijk concentratie toegepast.

55 De betreffende oplossingen van thermoplastische aromatische polycarbonaten in de organische oplosmiddelen hebben concentraties tussen 3 gew.% en 25 gew.%, bij voorkeur tussen 5 gew.% en 20 gew.%.

3 194799

Als oplosmiddel zijn behalve het reeds genoemde dichloormethaan alle oplosmiddelen geschikt, die de polycarbonaten voldoende oplossen en die een kookpunt niet hoger dan 150°C bezitten. Oplosmiddelen die de voorkeur hebben zijn dichloormethaan, monchloorbenzeen, tolueen alsmede mengsels van de genoemde oplosmiddelen.

5 De toegepaste waterdamp heeft een temperatuur van 100 tot 350°C, bij voorkeur van 140 tot 250°C.

De verhouding van polycarbonaatoplossing tot waterdamp bedraagt 0,5:1 tot 6:1, bij voorkeur 1:1 tot 5:1. De zich aan de verenigingsplaats van polycarbonaatoplossing en stoom aansluitende buis heeft ten minste drie vernauwingen in de buis, waarin het oppervlak van de dwarsdoorsnede tot 40 tot 80% van het oorspronkelijke oppervlak wordt verkleind. De buisvernauwing strekt zich uit over een lengte van ten minste 10 3D, waarbij D de oorspronkelijke buisdiameter betekent en de buisvernauwing niet sprongsgewijs, doch continu plaatsvindt om verstopping te vermijden. Na het vernauwen wordt de buis wijder tot de uitgangs-doorsnede.

De totale buislengte bedraagt ten minste 50D, waarbij D de hiervoor genoemde betekenis heeft.

De buis kan bijvoorbeeld recht of spiraalvormig gevormd zijn of uit rechte buisstukken, die door 15 willekeurig gevormde bogen zijn verbonden, bestaan. In een vorm die de voorkeur heeft is de buis tot een temperatuur die 10°C tot 40°C beneden de glasovergangstemperatuur van het te isoleren polycarbonaat ligt verwarmd.

De volgens de werkwijze volgens de uitvinding geïsoleerde polycarbonaten kunnen op grond van hun uiterst geringe gehalte aan resterend oplosmiddel volgens bekende werkwijzen tot verschillende vorm-20 stukken, bijvoorbeeld ook tot foelies, platen en draden worden verwerkt. Aan de volgens de werkwijze volgens de uitvinding geïsoleerde polycarbonaten kunnen nog voor of tijdens hun vormgeving de gebruikelijke additieven, stabiliseermiddelen tegen UV-licht, warmte en vocht, vormlosmiddelen, kleurstoffen, pigmenten of vulstoffen zoals roet of glasvezels worden toegevoegd.

De toepassing van deze polycarbonaatvormstukken vindt op gebruikelijke wijze plaats bijvoorbeeld op het 25 gebied van de elektrotechniek, de optiek, in de automobielbouw en in de verlichtingsindustrie.

De tekeningen stellen twee voorbeelden van geschikte buisvernauwingen voor. In afbeelding a is een continue vernauwing van de doorsnede volgens een snijvlak in de lengte van de buis weergegeven.

In afbeelding b zijn in bovenaanzicht loodrecht op de buisas twee verschillende mogelijkheden vein een 30 vernauwing van de dwarsdoorsnede getoond. In voorbeeld 1 is dit door een verkleining van de straal van de buis gerealiseerd, in voorbeeld 2 door de overgang van een cirkelvormige doorsnede in een elliptische.

Voorbeelden 35 Voorbeeld 1 7,5 kg polycarbonaal op basis van bisfenol A met een gemiddeld molecuulgewicht van Mw=29.800 wordt opgelost in 42,5 kg dichloormethaan. 16 kg/h van deze 15%’s polycarbonaatoplossingwordt in een T-stuk (inwendige diameter 4 mm) met 8 kg/h stoom (15 bar=200°C) verenigd. Het derde been van het T-stuk is verbonden met een 100 cm lange rechte buis met een inwendige diameter van eveneens 4 mm. De buis 40 bezit vier vernauwingen met elk een lengte van 30 mm, waarbij de afstand tussen de vernauwingen 20 cm is en de overgang van een normale tot een vernauwde doorsnede een lengte van ongeveer 1 cm heeft. De aan het einde van de buis uittredende polycarbonaatdeeltjes worden in een cycloon van waterdamp en oplosmiddeldamp gescheiden.

De deeltjes worden bij 120°C in vacuüm gedroogd en het restgehalte aan dichloormethaan wordt 45 bepaald. De resultaten zijn in tabel 1 samengevat.

Voorbeeld 2

Zoals in voorbeeld 1 worden polycarbonaatoplossing en stoom verenigd, in plaats van de rechte buis wordt echter een spiraalvormige gebogen buis van dezelfde lengte en met dezelfde doorsnede toegepast. De 50 diameter van de spiraalwindingen bedraagt 60 mm. De vernauwingen in de buis komen in aantal en dimensionering overeen met die van voorbeeld 1. De resultaten zijn samengevat in tabel 1.

Voorbeeld 3

Zoals in voorbeeld 1 worden polycarbonaatoplossing en stoom verenigd, in plaats van de rechte buis 55 worden echter vijf buisstukken van 10 cm lang verbonden door half cirkelvormige bogen (diamer D=60 mm) toegepast. De vernauwingen in de doorsnede komen overeen met die van voorbeeld 1 en bevinden zich in de rechte deelstukken. De resultaten zijn samengevat in tabel 1.

Claims (3)

194799 4 Vergelijkend voorbeeld 1 Zoals in voorbeeld 1 worden polycarbonaatoplossing en stoom verenigd, in plaats van de rechte buis met vernauwingen in de doorsnede wordt een rechte buis zonder vernauwingen toegepast. De resultaten zijn samengevat in tabel 1. 5 Vergelijkend voorbeeld 2 Zoals in voorbeeld 2 worden polycarbonaatoplossing en stoom verenigd, in plaats van de spiraalvormig gebogen buis met vernauwingen van de doorsnede wordt een spiraalvormig gebogen buis zonder vernauwingen toegepast. De resultaten zijn aangegeven in tabel 1. 10 Vergelijkend voorbeeld 3 Zoals in voorbeeld 3 worden polycarbonaatoplossing en stoom verenigd, er wordt echter een buis zonder vernauwingen van de doorsnede toegepast. De resultaten zijn aangegeven in tabel 1.

15 Vergelijkend voorbeeld 4 Zoals in vergelijkend voorbeeld 1 worden polycarbonaatoplossing en stoom verenigd, in plaats van de buis met een lengte van 100 cm zonder vernauwingen wordt een buis met een lengte van 10 cm toegepast. De resultaten zijn samengesteld in tabel 1.

20 TABEL 1: RESULTATEN VAN HET DROGEN BIJ 120°C/30 MBAR Voorbeeld 1 2 3 V1 V2 V3 V4 Resterend methyleenchloride 40 25 30 40 20 20 25 25 na: 2 uren.* Resterend methyleenchloride <2 <2 <2 15 15 20 10 na: 6 uren.* * Alle waarden voor resterend dichloormethaan In dpm. 30 Werkwijze voor het isoleren van thermoplastische aromatische polycarbonaten uit oplossingen hiervan, 35 waarbij een oplossing van thermoplastisch aromatisch polycarbonaat in een organisch oplosmiddel met behulp van waterdamp wordt verdeeld tot een suspensie van polycarbonaatdeeltjes, gecondenseerd water en waterdamp/oplosmiddeldamp, met het kenmerk, dat de suspensie in een buis, die ten minste drie vernauwingen van de dwarsdoorsnede bezit, wordt nagedroogd, met dien verstande, dat de buis geen venturi-menger met een vernauwing omvat. Hierbij 1 blad tekening