同時、交替或相繼地經各自單獨的進料(供料)或經由一次或多次進 料進行,其中運些氧化締可W單獨或W混合物形式計量加入。通過所述氧化締和/或二氧化 碳計量加入的方式和/或順序可W合成無規、交替、嵌段類或梯度類的具有側鏈的低粘度聚 酸碳酸醋多元醇。
[0031] 優選地,使用相對于在所述聚酸碳酸醋多元醇中計算的所需二氧化碳量計過量的 二氧化碳,因為由于二氧化碳的反應惰性所致,過量二氧化碳是有利的。二氧化碳量可W通 過總壓確定。對于用于制備所述具有側鏈的低粘度聚酸碳酸醋多元醇的共聚合而言,被證 明有利的總壓(絕對)為0.01至120 bar,優選為0.1至110 bar,特別優選為1至100 bar。可 W將二氧化碳連續或不連續地輸送至反應容器中。運取決于,所述氧化締和C〇2消耗多快和 該產物是否應任選含有無 C〇2的聚酸嵌段或具有不同C〇2含量的嵌段。同樣可W在添加所述 氧化締時改變二氧化碳的濃度。根據所選反應條件,可W將氣態、液態或超臨界態的C〇2導 入反應器中。0)2還可固體形式加入到反應器中,然后在所選反應條件下轉變為氣態、 溶解、液態和/或超臨界態。
[0032] 在步驟(丫)中,可W例如將二氧化碳通過W下方式導入混合物中: (i) 從下向反應器中的反應混合物吹氣(Begasung), (ii) 使用空屯、軸攬拌器, (iii) 組合根據(i)和(ii)的進料,和/或 (iv) 通過使用多級進行的攬拌裝置通過液體表面吹氣。
[0033] 根據(i)在反應器中的反應混合物的吹氣優選通過吹氣環、吹氣噴嘴、或通過氣體 導入管進行。所述吹氣環優選是吹氣噴嘴的一個環狀裝置或兩個或更多個環狀裝置,運些 吹氣噴嘴優選設置在反應器底部上和/或在反應器的側壁上。
[0034] 根據(ii)的空屯、軸攬拌器優選為其中氣體通過攬拌器的空屯、軸導入到反應混合 物中的攬拌器。通過攬拌器在反應混合物中的旋轉(即在混合時)在攬拌葉片的與空屯、軸相 連的末端處產生負壓,W致從處于反應混合物上方的氣體空間中抽吸氣相(含C〇2和任選未 消耗的氧化締)并通過該攬拌器的空屯、軸導入反應混合物中。
[0035] 根據(i)、(ii)、(iii)或(iv)的反應混合物的吹氣可W分別通過新鮮計量加入二 氧化碳進行,和/或與從反應混合物上方的氣體空間抽吸氣體并隨后再壓縮該氣體組合。例 如,將從反應混合物上方的氣體空間抽吸并壓縮的氣體任選與新鮮二氧化碳和/或氧化締 混合,再次根據和/或(iv)導入反應混合物中。
[0036] 優選地,由于在Ξ元共聚合時在反應產物中嵌入二氧化碳和氧化締所產生的壓降 通過新鮮計量加入的二氧化碳補償。
[0037] 所述氧化締可W單獨或與C〇2-起通過液體表面導入或直接導入液相中。優選地, 將所述氧化締直接導入液相中,因為其優點在于將引入的氧化締與液相快速地充分混合并 由此避免局部的氧化締濃度峰值。可W通過一個或多個導入管、一個或多個噴嘴或多個進 料點的一個或多個環狀裝置導入到液相中,該多個進料點優選設置在反應器底部上和/或 在反應器的側壁上。
[0038] Ξ個步驟(α)、(β)和(γ )可W在相同反應器中或者分別單獨地在不同反應器中進 行。特別優選的反應器類型是攬拌容器、管式反應器和回路反應器。如果反應步驟(α)、(β) 和(γ )在不同反應器中進行,對于每個步驟可W使用不同的反應器類型。
[0039] 具有側鏈的聚酸碳酸醋多元醇可W在回混反應器,如攬拌容器或回路反應器中制 備,其中該攬拌容器或回路反應器根據實施方案和操作方式通過反應器夾套、位于內部和/ 或處于累送循環中的冷卻面冷卻。在反應結束后才取出產物的半間歇式應用中W及在連續 取出產物的連續應用中,應特別注意氧化締的進料速度。應運樣設定該進料速度,W使得盡 管二氧化碳的抑制作用,氧化締足夠快速地發應完。在第二活化步驟(步驟的過程中在反應 混合物中的游離氧化締濃度優選為〉0至< 100重量%,特別優選為〉0至含50重量%,最優 選為〉0至含20重量%(分別基于所述反應混合物的重量計)。在反應(步驟丫)過程中在反 應混合物中的游離氧化締濃度優選為〉0至含40重量%,特別優選為〉0至含25重量%,最 優選為〉0至^ 15重量%(分別基于所述反應混合物的重量計)。
[0040] 在攬拌容器中用于共聚合(步驟丫)的另一個實施方案的特征在于,也可W將一 種或多種Η-官能的起始劑化合物在反應過程中連續地計量加入到反應器中。在該反應過程 中連續計量加入到反應器中的Η-官能的起始劑化合物的量優選為至少20摩爾%當量,特別 優選為70至95摩爾%當量(分別基于Η-官能的起始劑化合物的總量計)。在連續進行該方法 時,在該反應過程中連續計量加入到反應器中的Η-官能的起始劑化合物的量優選為至少80 摩爾%當量,特別優選為95至100摩爾%當量(分別基于Η-官能的起始劑化合物的總量計)。
[0041] 在一個優選的實施方案中,根據步驟(α)和(β)活化的催化劑-起始劑混合物在相 同的反應器中進一步與氧化締和二氧化碳反應。在另一個優選的實施方案中,根據步驟(曰) 和(β)活化的催化劑-起始劑混合物在另一個反應容器(例如攬拌容器、管式攬拌器或回路 反應器)中進一步與氧化締和二氧化碳反應。在另一個優選的實施方案中,根據步驟(α)準 備的混合物在另一個反應容器(例如攬拌容器、管式反應器或回路反應器)中根據步驟(β) 和(丫)與單體和二氧化碳反應。
[0042] 在管式反應器中進行反應時,將根據步驟(α)準備的混合物或根據步驟(α)和(β) 活化的混合物和任選的起始劑W及氧化締和二氧化碳連續地通過管累送。在使用根據步驟 (α)準備的混合物時,根據步驟(β)的第二活化步驟在管式反應器的第一步驟中,且根據步 驟(丫)的Ξ元共聚合在該管式反應器的第二步驟中進行。反應物的摩爾比根據所需聚合物 而變。
[0043] 在一個優選的實施方案中,二氧化碳W其液體或超臨界形式計量加入,W實現組 分的最佳可混合性。二氧化碳可W在反應器入口處和/或通過沿著反應器設置的進料點引 入反應器中。所述氧化締的一部分量可W在反應器入口處引入。剩余量的氧化締優選通過 多個沿著反應器設置的進料點引入反應器中。有利地,裝入混合元件,例如由EhWeld Mikrotechnik BTS Gm地公司銷售的那些W更好地充分混合反應物,或裝入同時改進充分 混合和熱輸出的混合器-熱交換器元件。優選地,將通過該混合元件計量加入的C〇2和/或氧 化締與反應混合物混合。在一個可選實施方案中,將反應混合物的不同體積組分 (Volumenelement)彼此混合。
[0044] 不連續或連續運行的攬拌容器或回路反應器同樣可W用于制備具有側鏈的低粘 度聚酸碳酸醋多元醇。其中通常包括具有內部和/或外部物質循環(任選具有設置在循環中 的熱交換器面)的反應器,例如射束回路反應器、噴射回路反應器或也可連續運行的文丘里 循環反應器、或回環狀設計的具有適合于循環反應混合物的裝置的管式反應器、或多個彼 此串聯的管式反應器或多個彼此串聯的攬拌容器的回環。
[0045] 在連續運行的攬拌容器或回路反應器中進行反應時,將反應物通過連續運行的攬 拌容器或回路反應器連續累送。在使用根據步驟(α)準備的混合物時,根據步驟(β)的第二 活化步驟與根據步驟(丫)的Ξ元共聚合同時在連續運行的攬拌容器或回路反應器中進行。 反應物的摩爾比根據所需聚合物而變。使用連續運行的攬拌容器或回路反應器因此特別有 利,因為在此情況下在步驟(丫)或在步驟(β)和(丫)中可實現回混,W使游離氧化締在該反 應混合物中的濃度可保持在最佳范圍內,優選〉0至含40重量%,更優選〉0至含25重 量%,最優選〉0至^ 15重量%(分別基于反應混合物的重量計)。
[0046] 此外,使用連續運行的攬拌容器或回路反應器的優點在于,所述側鏈W保持相同 的幾率隨機嵌入聚合物鏈中,運產生特別有利的產物性能例如特別低的粘度。
[0047] 優選地,該聚酸碳酸醋多元醇在連續法中制備。運既可W包括連續共聚合也可W 包括連續添加所述一種或多種Η-官能的起始劑物質。本發明因此還提供如下方法,其中在 步驟(丫)中將一種或多種Η-官能的起始劑物質、DMC催化劑W及至少兩種氧化締在二氧化 碳存在下("共聚合")連續計量加入到反應器中,其中計量加入的最輕和最重的氧化締的分 子量差值大于或等于24 g/mol且最輕的氧化締是C2-C4氧化締,且其中從反應器中連續除 去所得反應混合物的一部分量(含反應產物)。優選地,在此情況下在步驟(丫)中連續計量 加入懸浮在H-官能的起始劑化合物中的DMC催化劑。
[0048] 本文使用的術語"連續的"可W定義為添加相關催化劑或反應物W保持基本上連 續的有效含量的DMC催化劑或反應物的模式。催化劑輸入可W真正連續或W相對窄間隔的 增量進行。相同地,起始劑的連續添加可為真正連續的或W增量進行。遞增添加 DMC催化劑 或反應物W使所添加的材料的濃度在下次遞增添加之前的一定時間基本上降至零,運不會 背離本方法。但是優選的是,DMC催化劑濃度在該連續反應進程的大部分過程中基本上保持 在相同濃度,且在共聚合方法的大部分過程中存在起始劑物質。不明顯影響產物性質的DMC 催化劑和/或反應物的遞增添加在本文使用該術語的意義上仍是"連續的"。例如可提供循 環回路,其中待反應的混合物的一部分送回該方法中的先前點,由此平緩由增量添加所致 的不連續性。
[0049] 為了實現完全轉化,通常可W在其中進行步驟(丫)的反應裝置之后連接另一容器 或管("停留管"),其中反應之后存在的剩余濃度的游離氧化締完全反應。優選地,在該下游 反應器中的壓力與進行反應步驟(γ )的反應裝置中的壓力相同。但是,在該下游反應器中 的壓力也可W選擇地更高或更低。在另一個優選的實施方案中,將二氧化碳在反應步驟 (丫)之后完全或部分地排出并使所述下游反應器在常壓或小的超壓下運行。該下游反應器 中的溫度優選為10至150°c,特別優選為20至100°C。反應混合物在后續反應時間結束時或 在該下游反應器的出口處可優選含有小于0.05重量%的氧化締。在該下游反應器中的后續 反應時間或停留時間優選為10 min-24 h,特別優選為10 min-3 h。
[0050] 在步驟(α)中用于懸浮所述催化劑的懸浮劑不含有Η-官能團。所有極性非質子、弱 極性-非質子和非極性-非質子溶劑適合作為懸浮劑,其分別不含有Η-官能團。還可W使用 兩種或更多種運些懸浮劑的混合物作為懸浮劑。在此處,示例性地提及下列極性非質子溶 劑:4-甲基-2-氧代-1,3-二氧雜環戊燒下也稱作環狀碳酸亞丙醋)、1,3-二氧雜環戊燒- 2- 酬、丙酬、甲乙酬、乙臘、硝基甲燒、二甲亞諷、環下諷、二甲基甲酯胺、二甲基乙酷胺和Ν- 甲基化咯燒酬。所述非極性-和弱極性-非質子溶劑包括例如酸,如二嗯燒、二乙酸、甲基-叔 下基酸和四氨巧喃,醋,如乙酸乙醋和乙酸下醋,控,如戊燒、正己燒、苯和烷基化的苯衍生 物(例如甲苯、二甲苯、乙基苯)和氯代控,如氯仿、氯苯、二氯苯和四氯化碳。作為懸浮劑,優 選使用4-甲基-2-氧代-1,3-二氧雜環戊燒、1,3-二氧雜環戊燒-2-酬、甲苯、二甲苯、乙基 苯、氯苯和二氯苯W及兩種或更多種運些懸浮劑的混合物,特別優選為4-甲基-2-氧代-1, 3- 二氧雜環戊燒和1,3-二氧雜環戊燒-2-酬或者4-甲基-2-氧代-1,3-二氧雜環戊燒和1,3- 二氧雜環戊燒-2-酬的混合物。
[0051] 在一個可選實施方案中,作為在步驟(α)中用于懸浮所述催化劑的懸浮劑的是一 種或多種選自脂族內醋、芳族內醋、交醋、在碳酸醋基團的氧原子之間具有至少Ξ個任選取 代的亞甲基的環狀碳酸醋、脂族環狀酸酢和芳族環狀酸酢的化合物。不受理論束縛,此類懸 浮劑在聚合進程的稍后過程中在起始劑存在下嵌入聚合物鏈中。由此省去下游的提純步 驟。
[0052] 脂族或芳族內醋是在環中含有醋鍵的環狀化合物。優選的化合物是4-元環內醋如 β-丙內醋、β-下內醋、β-異戊內醋、β-己內醋、β-異己內醋、β-甲基-β-戊內醋,5-元環內醋, 如丫-下內醋、丫-戊內醋、5-甲基巧喃-2(3Η)-酬、5-甲叉基二氨巧喃-2(3Η)-酬、5-徑基巧 喃-2 (5Η)-酬、2-苯并巧喃-1 (3Η)-酬和6-甲基-2-苯并巧喃-1 (3Η)-酬,6-元環內醋,如δ-戊 內醋、1,4-二嗯燒-2-酬、二氨香豆素、1Η-異色締-1-酬、細-化喃并[3,4-b ]化晚-8-酬、1,4- 二氨-3H-異色締-3-酬、7,8-二氨-5H-化喃并[4,3-b ]化晚-5-酬、4-甲基-3,4-二氨-1H-化 喃并[3,4-b]化晚-1-酬、6-徑基-3,4-二氨-1H-異色締-1-酬、7-徑基-3,4-二氨-2H-色締- 2-酬、3-乙基-1H-異色締-1-酬、3-巧圣基甲基)-lH-異色締-1-酬、9-徑基苯并[de] 異色締-1-酬、6,7-二甲氧基-1,4-二氨-3H-異色締-3-酬和3-苯基-3,4-二氨-1H-異色締- 1 -酬,7-元環內醋,如ε -己內醋、1,5-二氧雜環庚-2-酬、5-甲基氧雜環庚-2-酬、氧雜環庚- 2,7-二酬、硫雜環庚-2-酬、5-氯氧雜環庚-2-酬、(4S)-4-(丙-2-基)氧雜環庚-2-酬、7-下基 氧雜環庚-2-酬、5-(4-氨基下基)氧雜環庚-2-酬、5-苯基氧雜環庚-2-酬、7-己基氧雜環庚- 2-酬、(5S,7S)-5-甲基-7-(丙-2-基)氧雜環庚-2-酬、4-甲基-7-(丙-2-基)氧雜環庚-2-酬, 和更多元環內醋,如(7E)-氧雜環十屯碳-7-締-2-酬。
[0053] 交醋是在環中含有兩個或更多個醋鍵的環狀化合物。優選的化合物是乙交醋(1, 4- 二嗯燒-2,5-二酬)、心丙交醋化-3,6-二甲基-1,4-二嗯燒-2,5-二酬)、D-丙交醋、0心丙 交醋、內消旋丙交醋和3-甲基-1,4-二嗯燒-2,5-二酬、3-己基-6-甲基-1,4-二嗯燒-2,5-二 酬、3,6-二(下-3-締-1-基)-1,4-二嗯燒-2,5-二酬(分別包括光學活性形式)。特別優選心 丙交醋。
[0054] 作為環狀碳酸醋,優選使用在碳酸醋基團的氧原子之間具有至少Ξ個任選取代的 亞甲基的化合物。優選的化合物是Ξ亞甲基碳酸醋、新戊二醇碳酸醋巧,5-二甲基-1,3-二 嗯燒-2-酬)、2,2,4-Ξ甲基-1,3-戊二醇碳酸醋、2,2-二甲基-1,3-下二醇碳酸醋、1,3-下二 醇碳酸醋、2-甲基-1,3-丙二醇碳酸醋、2,4-戊二醇碳酸醋、2-甲基下-1,3-二醇碳酸醋、 TMP-單締丙基酸碳酸醋、季戊四醇二締丙基酸碳酸醋、5-(2-?基乙基)-1,3-二嗯燒-2-酬、 5- [2-(節氧基)乙基]-1,3-二嗯燒-2-酬、4-乙基-1,3-二氧雜環戊-2-酬、1,3-二氧雜環戊- 2-酬、5-乙基-5-甲基-1,3-二嗯燒-2-酬、5,5-二乙基-1,3-二嗯燒-2-酬、5-甲基-5-丙基- 1,3-二嗯燒-2-酬、5-(苯基氨基)-1,3-二嗯燒-2-酬和5,5-二丙基-1,3-二嗯燒-2-酬。特別 優選為Ξ亞甲基碳酸醋和新戊二醇碳酸醋。
[0055] 在碳酸醋基團的氧原子之間具有少于Ξ個任選取代的亞甲基的環狀碳酸醋在本 發明的用于環氧化物和C〇2共聚合的方法條件下不或僅W小含量地嵌入聚合物鏈中。
[0056] 但是,在碳酸醋基團的氧原子之間具有少于Ξ個任選取代的亞甲基的環狀碳酸醋 可W與其它懸浮劑一起使用。在碳酸醋基團的氧原子之間具有少于Ξ個任選取代的亞甲基 的優選的環狀碳酸醋是碳酸亞乙醋、碳酸亞丙醋、2,3-下二醇碳酸醋、2,3-戊二醇碳酸醋、 2-甲基-1,2-丙二醇碳酸醋、2,3-二甲基-2,3-下二醇碳酸醋。
[0057] 環狀酸酢是在環中含有酸酢基團的環狀化合物。優選的化合物是班巧酸酢、馬來 酸酢、鄰苯二甲酸酢、1,2-環己燒二甲酸酢、聯苯二甲酸酢、四氨鄰苯二甲酸酢、甲基四氨鄰 苯二甲酸酢、降冰片締二酸酢及其氯代產物、班巧酸酢、戊二酸酢,二甘醇酸酢、1,8-糞二 甲酸酢、班巧酸酢、十二締基班巧酸酢、十四締基班巧酸酢、十六締基班巧酸酢、十八締基班 巧酸酢、3-和4-硝基鄰苯二甲酸酢、四氯鄰苯二甲酸酢、四漠鄰苯二甲酸酢、衣康酸酢、二甲 基馬來酸酢、締丙基降冰片締二酸酢、3-甲基巧喃-2,5-二酬、3-甲基二氨巧喃-2,5-二酬、 二氨-2H-化喃-2,6 (3H)-二酬、1,4-二嗯燒-2,6-二酬、2H-化喃-2,4,6 (3H,5H) 酬、3-乙 基二氨巧喃-2,5-二酬、3-甲氧基二氨巧喃-2,5-二酬、3-(丙-2-締-1-基)二氨巧喃-2,5-二 酬、N-(2,5-二氧代四氨巧喃-3-基)甲酯胺和3[(2E)-下-2-締-1-基]二氨巧喃-2,5-二酬。 特別優選是班巧酸酢、馬來酸酢和鄰苯二甲酸酢。
[0058] 為了形成所述低粘度聚酸碳酸醋多元醇的聚合物鏈,使用具有對于烷氧基化活性 的Η原子的H-官能的起始劑化合物(起始劑)。對于烷氧基化活性的具有活性Η原子的基團是 例