JP5591536B2 - 臭素化されたスチレン系重合体をそれらが中で生成される反応混合物から回収しおよび/またはそのような混合物をペレットまたは顆粒もしくは小球に転化させるための工程技術 - Google Patents

臭素化されたスチレン系重合体をそれらが中で生成される反応混合物から回収しおよび/またはそのような混合物をペレットまたは顆粒もしくは小球に転化させるための工程技術 Download PDF

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Description

背景
特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8、特許文献9、特許文献10、特許文献11、特許文献12、特許文献13、および特許文献14は、臭素化されたスチレン系重合体、例えばいずれかのこれまでに知られた臭素化されたスチレン系重合体の最良の既知の性質を有する臭素化されたポリスチレン、を製造するための非常に望ましい工程技術を記載している。これに関すると、明細書中でそしてその特許請求の範囲中で使用される用語「臭素化されたスチレン系重合体」および「臭素化されたポリスチレン」は、予め存在するスチレン系重合体、例えばポリスチレンまたはスチレンと少なくとも1種の他のビニル芳香族単量体との共重合体、の臭素化により製造される臭素化された重合体をさし、1種もしくはそれ以上の臭素化されたスチレン系単量体のオリゴマー化または重合により製造されるオリゴマーまたは重合体とは区別され、後者のオリゴマーまたは重合体の性質は典型的には臭素化されたポリスチレンとは多くの面でかなり異なる。当業者により普遍的に用いられている用語である特許請求の範囲を含めてここで使用されている用語「アニオン性スチレン系重合体」または「アニオン性ポリスチレン」は、言及される重合体がアニオン性重合開始剤、例えばリチウムアルキル、の使用により製造されたことを示す。用語「臭素化されたスチレン系重合体」および「臭素化されたポリスチレン」は、用語「臭素化されたアニオン性スチレン系重合体」または「臭素化されたアニオン性ポリスチレン」を包含しそして総称する。これらの総称的な用語は、例えば、フリーラジカル重合により製造されるスチレン系重合体またはポリスチレンの臭素化により製造される臭素化されたスチレン系重合体も包含する。
以上の特許に示されているように、臭素化反応混合物の液相から臭素化されたスチレン系重合体を回収するための普遍的な方法は、触媒を水性クエンチング媒体で不活性化し、臭素化された重合体を含有する有機相を水相から分離し、その溶媒の有機相を沸騰水中に供給することにより有機相をストリッピングし、それにより臭素化された重合体を沈殿させ、沈殿した臭素化された重合体を液体−固体分離技術、例えば濾過または遠心、により回収し、そして生じた微細に分割された臭素化されたスチレン系重合体を乾燥することを含んでなる。臭素化されたスチレン系重合体をさらに有効であり且つより費用のかからない方法で回収するための方法を見出しうることは非常に有利であろう。
臭素化されたスチレン系重合体を基質熱可塑性重合体と配合して耐炎化する時には、臭素化されたスチレン系重合体がペレット、顆粒、または小球の形態であることが望ましい。残念なことに、臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、例えば臭素化されたアニオン性ポリスチレン、並びにそれより少ない程度であるが、フリー−ラジカル重合により製造される臭素化されたスチレン系重合体の特徴は、生成物をペレット化するための試みが行われる時に実質的な量の小さい粒子および粉末を生成する性質である。外来の結合剤などにより一緒に結合されない限り、ペレットは生成、取扱いおよび/または包装中に破壊分離しそして典型的には「微細物」と称する小さい粒子および微細に分割された粉末に戻る傾向があるようである。この特徴のために、本質的に微細物を含まず且つ輸送および取扱い中に本質的に微細物を含まないままである臭素化されたアニオン性スチレン系重合体を製造するためには種々の普遍的なペレット化または圧縮工程は適していない。容易に認識しうるように、このタイプの生成物中の微細物の存在または生成はペレット化された生成物の外観にとって有害であるだけでなくその上に消費者によっても望まれない。
臭素化されたスチレン系重合体、特に臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、をある種の熱可塑性重合体中で耐炎剤として効果的に使用するためには、結合剤またはペレット化された形態での耐炎剤の一体性を保つための他の追加物質の使用もある種の消費者によっては望ましからざるものとみなされる。それ故、それらの製造、包装、輸送、および取扱い中に望ましくない量の微細物を生成しないような純粋なペレット化された臭素化されたスチレン系重合体、特に臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、を製造しうることが望まれるであろう。
ペレット化された臭素化されたスチレン系重合体、特に臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、の製造においては、操作の効率を改良すること並びに操作費用を最少にすることが重要である。微細物の回収および再循環が生成物の屑を回避しそして屑の廃棄問題を最少にする。しかしながら、製造され、回収されそして再循環される微細物の量が多ければ多いほど、ペレット化にかけられる重合体の量当たりのペレットの製造速度は低くなる。従って、高品質ペレットの製造速度が実質的に損なわれないようにするために過剰量の微細物の生成を回避しながら臭素化されたスチレン系重合体、特に純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、をペレット形態で高度に価格−効率的な方法で製造する方法を見出しうるなら非常に有利であろう。臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の場合には、重合体の顆粒または小球を製造する方法を見出しうるなら特に望ましいであろう。これは、生成物の全工程を包含する工程、取扱いおよび貯蔵において、並びに生成物の輸送および最終使用者による生成物の使用において、多くの重要な利点を達成させうるであろう。
米国特許第5,677,390号明細書 米国特許第5,686,538号明細書 米国特許第5,767,203号明細書 米国特許第5,852,131号明細書 米国特許第5,852,132号明細書 米国特許第5,916,978号明細書 米国特許第6,113,381号明細書 米国特許第6,207,765号明細書 米国特許第6,232,393号明細書 米国特許第6,232,408号明細書 米国特許第6,235,831号明細書 米国特許第6,235,844号明細書 米国特許第6,326,439号明細書 米国特許第6,521,714号明細書
発明の要旨
本発明の態様の一群によると、臭素化されたスチレン系重合体、そして特に臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、は上記の普遍的な回収方法と比べて、はるかに容易に且つ効率的にそしてより低い費用で、溶媒中溶液からそして特にそれらが生成される溶媒中溶液から回収されうる。
本発明の態様の別の群によると、臭素化されたスチレン系重合体、特に臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、は今回微細物を本質的に含まない純粋なペレット化された形態で製造されそして包装されうる。特許請求の範囲を包含してここで使用される際には、用語「ペレット」、「ペレット化された」、「ペレット化」などは普遍的なスクリーニング実施法を用いてスクリーニングされる場合に約4の標準米国メッシュ寸法のスクリーンを通ることができ且つ約40の標準米国メッシュ寸法のスクリーン上に残る量の粒子をさす。そのような寸法範囲内の粒子はいずれの形状であってもよくそしてそのため、顆粒と称することもでき、そしてそのため特許請求の範囲を包含してここでは用語「ペレット」、「ペレット化された」、「ペレット化」などはそれぞれ「顆粒」、「顆粒状」、「顆粒化」などを包含する。静電電荷、不完全なスクリーニングなどのために、少量(例えば、そのような寸法範囲内のペレットの合計重量を基準として約5重量%以下)のそれより微細な寸法の粒子が生成物中に残存しうる。特許請求の範囲を包含してここで使用される用語「純粋な」によると、追加成分、例えば結合剤(例えば、ワックスまたは他の重合体状もしくはオリゴマー状物質)、無機塩類など、がペレットの製造前または中に臭素化されたスチレン系重合体に加えられないことが意味される。その代わりに、臭素化されたスチレン系重合体はその製造後に臭素化された重合体中に残存する残存不純物だけを含有する。
さらに、比較的少量の微細物だけが操作中に製造されそして生成した純粋なペレットが良好な硬度および破砕強度を有するため、本発明の好ましい態様は経済的基準で望ましからざる量の微細物の生成を回避するという利点も可能にする。実際に、本発明の好ましい方法では、生成される生成物中に存在しうる少量の乾燥微細物が操作中に大きな出費または困難を伴わずに回収されそして再循環されうる。
本発明の他の特に好ましい態様は、比較的滑らかな表面を有しそしてそのために望ましからざる量の微細物の生成を伴なうことなくより容易に取扱われ、貯蔵され、輸送されそして使用される顆粒または小球の形態での臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の製造を可能にする。
本発明の態様の各々において、「重合体溶融物」、「重合体流」、「溶融物」、または「流」は臭素化されたスチレン系重合体、好ましくは臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、から脱揮押し出し機中で製造される。特許請求の範囲を包含してここで使用される際には、用語「重合体溶融物」、「重合体流」、「溶融物」、または「流」は脱揮押し出し機内の臭素化されたスチレン系重合体が溶融した物体および/または充分に軟化した物体になり、それがその時から脱揮押し出し機(それに加えられうる延長部を包含する)の残部および機械の放出端部に機械内にそのスクリューにより装備されたスラストの下に配置されたダイを通って進行する(すなわち、流れる)ことをさす。厳密に述べると、臭素化されたスチレン系重合体の真の溶融物が生成されたかどうかまたは臭素化されたスチレン系重合体が単にそれがここに示されたように流れる程度まで軟化されただけかどうかは問題でない。
従って、本発明の態様の一群の中では、典型的には少なくとも約50重量%の臭素含有量を有する臭素化されたスチレン系重合体を蒸発可能な溶媒、好ましくは蒸発可能なハロゲン化された溶媒、中の溶液から回収するための方法が提供される。これらの方法は、脱揮押し出し機中で、臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒から構成される押し出し可能な粘度の混合物を臭素化されたスチレン系重合体溶融物または流および主として蒸発可能な溶媒から構成される気相に転化させ、臭素化されたスチレン系重合体の該溶融物または流を溶融物または流の形態のままで脱揮押し出し機から回収し、そして該溶融物または流をそのまま固化させるかまたは固化を引き起こすことを含んでなる。この群の好ましい態様では、この方法は好ましくは固化した溶融物を粉末、顆粒またはペレット化された形態に細分することをさらに含んでなる。或いはまたはその上に、この方法は回収しそして気相を蒸発可能な溶媒としてそのまま液化させるかまたは液化を引き起こすことをさらに含んでなる。好ましくは、そのような液化した溶媒は臭素化されたスチレン系重合体の追加溶液を製造する際に使用される蒸発可能な溶媒として再循環される。態様のこの群の特に好ましい態様では、押し出し可能な粘度より低い粘度の臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒の混合物を押し出し可能な粘度の混合物に転化させ、それを引き続き脱揮押し出し機中でこの章の以上の部分で記載された通りにして処理する。押し出し可能な粘度より低い粘度から押し出し可能な粘度へのこの転化は典型的には、例えば蒸留またはフラッシュ蒸留により、充分な量の蒸発可能な有機溶媒、好ましくは蒸発可能なハロゲン化された有機溶媒、を押し出し可能な粘度より低い粘度の混合物から除去することにより実施される。態様のこの群の特に好ましい態様では、スチレン系重合体を蒸発可能な有機溶媒、好ましくはハロゲン化された有機溶媒、の中で臭素化しそして臭素化方法から典型的には少なくとも約50重量%の臭素含有量を有する臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な溶媒、好ましくはハロゲン化された有機溶媒、から構成される押し出し可能な粘度より低い粘度の混合物を得ることにより、押し出し可能な粘度より低い粘度の混合物が生成される。しばしば押し出し可能な粘度より低い粘度のそのような混合物は少なくとも50重量%、好ましくは少なくとも約60重量%、そしてより好ましくは少なくとも約67重量%、の臭素含有量を有する臭素化されたスチレン系重合体の蒸発可能な溶媒、好ましくは蒸発可能なハロゲン化された溶媒、中溶液である。態様のこの群のある種の態様では、臭素化反応を実施しおよび/または押し出し可能な粘度より低い粘度の混合物の生成をもたらす作業操作を続行する特別な方法が予備操作として利用される。態様のこの群の態様のあるものでは、押し出し可能な粘度の臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒の混合物を脱揮押し出し機中でこの章で以上に記載された通りにして処理する前に、この混合物を凝結濾過にかけてそのような混合物中に存在しうる担持された水および溶解した塩類を除去する。態様のこの群の種々の態様で実施しうる別の好ましい操作は、押し出し可能な粘度の混合物がこの章で以上に記載された通りにして脱揮押し出し機内で処理するための押し出し可能な粘度になる前に約175℃より低い温度において固体の形態である場合にはその混合物を予備加熱することである。この予備加熱は製作時に脱揮押し出し機とすでに合体されている予備加熱機部分の中でまたはその適当に予備加熱された内容物を脱揮押し出し機の入口部分中に放出する別個の予備加熱機の使用により行うことができる。予備加熱は混合物の温度を上昇させてそれが少なくとも軟化した移動可能な状態、部分的に液化された状態、または押し出し可能な粘度で、脱揮押し出し機中に供給されるようにすべきである。さらに、押し出し機内の温度調節をスクリューデザイン、スクリュー速度、および/またはバレル温度調整により行うこともできる。また、脱揮押し出し機に冷却能力を装備して局在化された過熱を回避することもできる。
本発明の態様の他の群の中では、典型的には少なくとも50重量%の臭素含有量を有するペレット化された臭素化されたスチレン系重合体をすぐ前の章で記載された通りにして機能する脱揮押し出し機からの押し出し物から製造する方法が提供される。態様のこの群の種々の態様は、脱揮押し出し機中での処理前に行われる1つもしくはそれ以上の操作を包含するすぐ前の章で記載された種々の態様の各々を包含する脱揮押し出し機中での押し出し可能な粘度の混合物の処理を含むすぐ前の章で記載された態様のいずれかを利用する。それ故、臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流を脱揮押し出し機からの溶融物または流の形態のままで回収しそして該溶融物または流をそのまま固化させるかまたは固化を引き起こす代わりに、態様のこの群では脱揮押し出し機からの溶融物または流をダイに通して1つもしくはそれ以上の臭素化されたスチレン系重合体溶融物または流の発生するストランドを製造し、ストランドをそのまま固化させるかまたは固化を引き起こし、そしてストランドを臭素化されたスチレン系重合体の固化したペレットに細分する。そのようなストランドを処理する好ましい方法は本発明の態様のこの群の追加態様を形成する。
本発明の態様のさらに別の群は純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の顆粒または小球を製造する方法であって、この方法が
>脱揮押し出し機中で、臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒の混合物を臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の溶融物または流および該溶媒の別個の気相に転化させ、そして
>該溶融物または流から、冷却された走行する平らな構成部品の近くにあるマニホルドまたはノズル中の少なくとも1つのオリフィスからの下方に向けられたプラグ流を生成し、該平らな構成部品は冷却液体に対して不浸透性でありそして上および下表面を有し、それによりオリフィスの下部および下表面の間に間隙があるため、溶融した純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体のプラグの少なくとも一部が(i)該間隙を橋架けしそして該平らな構成部品の上表面上に別の個別の顆粒または小球を生成するか、または(ii)オリフィスの下部から自由に滴下しそして該平らな構成部品の上表面上に落下しそして該平らな構成部品の上表面上で個別の顆粒または小球を生成し、該走行する構成部品が該平らな構成部品の下表面と接触する冷却液体の霧または噴霧により冷却される
ことを含んでなる方法を包含する。
本発明の以上のおよび他の態様、特徴および/または利点は以下の記述、添付図面および添付された特許請求の範囲からさらに明らかになるであろう。
以上で示されたものおよび以下で記載されるものの如き本発明の他の態様の全てにおける臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、例えば臭素化されたアニオン性ポリスチレン、からの顆粒または小球の製造を含む態様以外に、好ましい臭素化されたスチレン系重合体はフリーラジカル重合により生成されたスチレン系重合体(「フリー−ラジカルスチレン系重合体」)により製造されるスチレン系重合体の臭素化により生成されるものである。アニオン性重合により製造されるスチレン系重合体(「アニオン性スチレン系重合体」)の臭素化により製造される臭素化されたスチレン系重合体が特に好ましい。フリー−ラジカルスチレン系重合体の中では、フリーラジカル重合により生成されるゴムを含まないポリスチレン(「フリー−ラジカルポリスチレン」)が好ましい。アニオン性スチレン系重合体の中では、アニオン性重合により生成されるゴムを含まないポリスチレン(「アニオン性ポリスチレン」)が好ましい。他のタイプの臭素化されたスチレン系重合体、例えばカチオン性重合により製造されるスチレン系重合体の臭素化により製造される臭素化されたスチレン系重合体、を使用することができるが、それらは好ましくない。
特許請求の範囲を包含してここで使用される際には、用語「押し出し可能な粘度」は、混合物が100逆数(reciprocal)秒において約175℃〜約300℃の範囲内の温度にありながら約5000〜約5,000,000センチポイズの範囲内の粘度を有することを意味する。そのような混合物を(適当なポンプにより)脱揮押し出し機の中にそしてそれを通って流れさせそして押し出し機中で操作されて混合物が少なくとも1種もしくはそれ以上の前記範囲内および/またはそれより高い温度である時に蒸発可能な有機溶媒を蒸気状態で放出させうる。用語「混合物」によると特定成分の混合物が意味され、その混合物は固体の形態、または少なくとも1つの液相の形態であることができ、そして1つの液相または1つより多い液相の形態であるかどうかにかかわらずそれはその中に懸濁された1つもしくはそれ以上の固相を有しうる。用語「押し出し可能な粘度」は、混合物が脱揮押し出し機内で処理される時にそれが得るであろう粘度をさす。この処理前に、押し出し可能な粘度の混合物は押し出し可能な粘度である必要はなくそして普通はそうでない。
本発明の全ての工程態様では、押し出し可能な粘度の混合物は好ましくは固体の形態だけでなく、むしろ内部に懸濁または分散した固体を有しうる液相を有する粘着性の流動可能な物体の形態である。
この明細書中または以下の特許請求の範囲中での脱揮押し出し機またはその利用に関連する「圧力」の全ての言及は溶融物または流に課される減じられた圧力(真空)に関係しており、脱揮押し出し機のスクリューにより溶融物または流に課される力には関係しない。本発明のいずれかの態様において重合体中の有機溶媒の量を測定するためには、NMR分析を用いることが望ましい。結果は、脱揮押し出し機の出口部分から出た臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流が約10,000ppm(重量/重量)より少ない、そして好ましくは約5000ppm(重量/重量)より少ない、そしてさらにより好ましくは約1000ppm(重量/重量)より少ない、有機溶媒の平均を定常状態操作で含有することを示すべきである。
本発明のペレット化された純粋な臭素化されたスチレン系重合体の製造および単離のための全工程を説明するブロック図である。 本発明のペレット化された純粋な臭素化されたスチレン系重合体、そして好ましくはペレット化された純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、を本発明の方法に従い製造するために適する機械システムの図式的上面図である。 図2のシステムの図式的側面図である。 純粋な臭素化されたスチレン系重合体の顆粒または小球の製造のための本発明の全工程を説明するブロック図である。
本発明のさらなる詳細な記述
臭素化されたスチレン系重合体の回収に関する幾つかの態様
A)臭素化されたスチレン系重合体を蒸発可能な有機溶媒中混合物から回収する方法であって、この方法が脱揮押し出し機中で典型的には少なくとも約50重量%の、好ましくは少なくとも約60重量%の、そしてより好ましくは少なくとも約67重量%の、臭素含有量を有する臭素化されたスチレン系重合体、および蒸発可能な有機溶媒から構成される少なくとも押し出し可能な粘度の混合物を処理してそのような臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流および蒸発可能な溶媒から構成される気相を生成し、臭素化されたスチレン系重合体のそのような溶融物または流を溶融物または流の形態のままで脱揮押し出し機から回収し、そして該溶融物または流をそのまま固化させるかまたは固化を引き起こすことを含んでなる方法。好ましくは、脱揮押し出し機の出口部分から出たそのような臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流は約10,000ppm(重量/重量)より少ない、より好ましくは約5000ppm(重量/重量)より少ない、そしてさらに好ましくは約1000ppm(重量/重量)より少ない、有機溶媒の平均を脱揮押し出し機の定常状態操作において含有する。好ましくは、気相も回収される。
B)臭素化されたスチレン系重合体を蒸発可能な有機溶媒中混合物から回収する方法であって、この方法が
>入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の入口部分の中に、典型的には少なくとも約50重量%の、好ましくは少なくとも約60重量%の、そしてより好ましくは少なくとも約67重量%の、臭素含有量を有する臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒を含んでなる押し出し可能な粘度の混合物を連続的に導入し、そして
>上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体の流または溶融物が脱揮押し出し機中で生成されそして重合体溶融物または重合体流出口から放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集することができ、脱揮押し出し機の出口部分から出たそのような臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流が脱揮押し出し機の定常状態操作中に約10,000ppm(重量/重量)より少ない、より好ましくは約5000ppm(重量/重量)より少ない、そしてさらに好ましくは約1000ppm(重量/重量)より少ない、有機溶媒の平均を含有するようにすることを含んでなる方法。
C)臭素化されたスチレン系重合体を混合物が押し出し可能な粘度より低い粘度の混合物である蒸発可能な溶媒、好ましくは蒸発可能なハロゲン化された溶媒、との混合物、例えば約2000〜約200,000の範囲内の、好ましくは約2000〜10,000の範囲内の、そしてより好ましくは約3000〜約7000の範囲内の、GPC重量平均分子量を有するアニオン性スチレン系重合体、好ましくはアニオン性ポリチレン、を少なくとも約50重量%の、好ましくは少なくとも約60重量%の、そしてより好ましくは少なくとも約67重量%の、臭素含有量まで臭素化することにより生成された臭素化されたアニオン性スチレン系重合体(好ましくは臭素化されたアニオン性ポリスチレン)を約15〜約40重量%の範囲内で含有する溶液から回収する方法であって、そのような方法が
>そのような混合物を蒸留により、好ましくはフラッシュ蒸留により、押し出し可能な粘度の混合物に濃縮または転化させ、そして
>押し出し可能な粘度のそのような混合物を上記の態様A)または態様B)に記載された通りの方法で原料として使用する
ことを含んでなる方法。
押し出し可能な粘度より低い粘度の前駆体混合物、例えば溶液または懸濁液、を蒸留またはフラッシュ蒸留を使用することにより濃縮または転化させて押し出し可能な粘度の混合物への濃縮または転化を行うことを含む本発明の態様では、数種の利点が達成される。溶融物または重合体流への転化のためのより濃縮された混合物または溶液の脱揮押し出し機への導入並びにその結果としての脱揮押し出し機の操作により回収される溶媒の量の減少の他に、臭素化されたスチレン系重合体の最初の溶液を加熱して蒸留またはフラッシュ蒸留を行う。それ故、押し出し可能な粘度の蒸留またはフラッシュ蒸留された混合物を直ちに供給することにより、そのような混合物は効果的に予備加熱され、そのために混合物を溶融物または重合体流へ転化させるために脱揮押し出し機により必要な合計熱エネルギーを低下させる。濃縮は水も蒸留された溶媒と共に除去するため、脱揮押し出し機中で除去されたいずれかの有機溶媒は無水性でありそして別個の乾燥段階なしに臭素化への直接的再循環に適している。さらに、脱揮押し出し機への無水原料はそのような原料中の水の不存在のために腐食性がより少ない。臭素化されたスチレン系重合体の濃縮が必要でない態様では、脱揮押し出し機へのその供給前に押し出し可能な粘度の混合物を予備加熱することにより同じ利点(水の除去以外)が得られうる。
また、押し出し機中での少なくとも1種の非−溶媒、例えばアルカノールまたはケトン(特にメタノール、2−プロパノール、またはアセトン)の使用を必要とする米国特許第5,043,421号明細書の回収方法とは異なり、本発明の回収態様はいずれかのそのような非−溶媒の使用を必要としない。換言すると、本発明の回収方法は好ましくは脱揮押し出し機中へいずれかのそのような非−溶媒を供給せず、そして好ましくは回収された押し出し物は検出可能な量のそのようなアルコール系またはケトン系の非−溶媒を含まない。
ペレット化された臭素化されたスチレン系重合体の製造に関する幾つかの態様
1)ペレット化された臭素化されたスチレン系重合体を蒸発可能な有機溶媒中混合物から製造する方法であって、この方法が脱揮押し出し機中で典型的には少なくとも約50重量%の、好ましくは少なくとも約60重量%の、そしてより好ましくは少なくとも約67重量%の、臭素含有量を有する臭素化されたスチレン系重合体、および蒸発可能な有機溶媒から構成される少なくとも押し出し可能な粘度の混合物を処理してそのような臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流および蒸発可能な溶媒から構成される気相を生成し、臭素化されたスチレン系重合体のそのような溶融物または流を溶融物または流の形態のままで脱揮押し出し機から回収し、そしてそのような溶融物または流を臭素化されたスチレン系重合体の固体ペレットに転化させることを含んでなる方法。
2)ペレット化された臭素化されたスチレン系重合体を蒸発可能な有機溶媒中溶液から製造する方法であって、この方法が脱揮押し出し機中で典型的には少なくとも約50重量%の、好ましくは少なくとも約60重量%の、そしてより好ましくは少なくとも約67重量%の、臭素含有量を有する臭素化されたスチレン系重合体、および蒸発可能な有機溶媒の混合物を臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流および主として蒸発可能な溶媒から構成される別個の気相に転化させ、臭素化されたスチレン系重合体の該溶融物または流を溶融物または流の形態のままで脱揮押し出し機からダイを通して送ってそれにより臭素化されたスチレン系重合体溶融物または流の発生したストランドを製造し、該ストランドをそのまま固化させるかまたは固化を引き起こし、そしてストランドを臭素化されたスチレン系重合体の固化したペレットに細分することを含んでなる方法。
3)ペレット化された臭素化されたスチレン系重合体を蒸発可能な溶媒中溶液から製造する方法であって、この方法が
>脱揮押し出し機中で、臭素化されたスチレン系重合体、好ましくは臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、および蒸発可能な有機溶媒の混合物を臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流、好ましくは臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の溶融物または流、および該溶媒の別個の気相に転化させ、
>溶融物または重合体流を脱揮押し出し機からダイを通して押し出して押し出された重合体溶融物または重合体流の走行するストランドを製造し、
>そのような走行するストランドを固化しそして破壊し、細分し、または他の方法で臭素化されたスチレン系重合体のペレットに転化させることを可能にしおよび/またはそれを引き起こし、そして
>ペレットを寸法分類にかけてそのような生成物からそのような生成物中に存在しうる(a)もしあれば、特大寸法の粒子、および(b)もしあれば、微細物を除去しそして回収する
ことを含んでなる方法。
この態様の最初に挙げられた段階、すなわち臭素化されたスチレン系重合体の溶液を脱揮押し出し機中で臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または重合体流に転化する段階、は上記の生成物回収態様の通りにして行うことができそして好ましくは行われる。また、より濃縮された溶液を脱揮押し出し機に供給する前に溶液を予備加熱するかまたはフラッシュ蒸留の使用により溶液を濃縮することにより、回収される溶媒の量の減少および重合体溶融物または重合体流を製造するための脱揮押し出し機の熱エネルギー必要量の減少も達成しうる。
臭素化されたスチレン系重合体溶液を予備濃縮および/または予備加熱することにより与えられる利点の他に、本発明の前記のペレット化態様の利点は純粋な臭素化されたスチレン系重合体、例えば純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、を使用しそしてそれにより例えば改良された硬度、並びに製造、取扱い、貯蔵、および使用中の微細物生成減少傾向の如き望ましい性質を有する純粋な臭素化されたスチレン系重合体、例えば純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、のペレットを製造しうることである。
4)ペレット化された形態の臭素化されたスチレン系重合体の製造方法であって、この方法が
>スチレン系重合体を過大気圧下で蒸発可能な有機溶媒中で且つルイス酸臭素化触媒の存在下で、そしてハロゲン化水素共生成物の実質的に全てが反応混合物中に保持されるような閉鎖反応系の中で臭素化し、
>触媒をクエンチし、それにより(i)溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相および(ii)ハロゲン化水素を含有する水相を生成し、
>相(i)および(ii)を互いに分離し、そして相(i)が押し出し可能な粘度より低い粘度を有する場合には、(i)の有機相を濃縮して押し出し可能な粘度の混合物を生成し、
>液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、押し出し可能な粘度の(i)の有機相または混合物を連続的に導入し、そして
>上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体の流動可能な重合体流または重合体溶融物が脱揮押し出し機中で生成されそして少なくとも1つの重合体溶融物または重合体流出口から放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集し、
>脱揮押し出し機を出た該重合体溶融物または重合体流をダイの中に通して押し出された重合体溶融物または重合体流の1つもしくはそれ以上の走行する連続ストランドを製造し、
>そのような連続的に走行するストランドを固化しそして破壊し、細分し、または他の方法で臭素化されたスチレン系重合体のペレットに転化させることを可能にしおよび/またはそれを引き起こす
ことを含んでなる方法。
ペレット化された生成物を製造するための本発明の幾つかの別の態様
本発明のさらに他の態様は、
>優れた硬度および/または破砕強度性質を有する、新規なペレット化された純粋な臭素化されたスチレン系重合体、そして好ましくは新規なペレット化された臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、
>原料として(1)アニオン性スチレン系重合体(特にアニオン性ポリスチレン)、(2)臭素化剤(特に臭素)、(3)ルイス酸触媒(特にハロゲン原子が臭素およびまたは塩素であるハロゲン化アルミニウム触媒、並びに(4)蒸発可能な有機溶媒(特に蒸発可能なハロゲン化された溶媒)を用いる、臭素化されたアニオン性スチレン系重合体(特に臭素化されたアニオン性ポリスチレン)の高度に純粋な溶融物または流の製造のための新規な連続方法、
>原料として(1)アニオン性スチレン系重合体(特にアニオン性ポリスチレン)、(2)臭素化剤(特に臭素)、(3)ルイス酸触媒(特にハロゲン原子が臭素およびまたは塩素であるハロゲン化アルミニウム触媒、並びに(4)蒸発可能な有機溶媒(特に蒸発可能なハロゲン化された溶媒)を使用する、臭素化されたアニオン性スチレン系重合体(特に臭素化されたアニオン性ポリスチレン)の高度に純粋なペレットの製造のための新規な連続方法
>減じられたレベルのイオン性臭素(すなわち臭化物)含有量、並びに優れた硬度および/または破砕強度性質を有する、新規なペレット化された臭素化されたアニオン性スチレン系重合体(特に、新規な純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体)
に関する。
本発明の種々の態様では、脱揮押し出し機からの押し出し物は約10,000ppm(重量/重量)より少ない、そして好ましくは約5000ppm(重量/重量)より少ない、そしてさらにより好ましくは約1000ppm(重量/重量)より少ない、有機溶媒の平均を定常状態操作で有しそしてそれ故望ましい硬度および強度性質をそれに伴う微細物生成減少傾向と共に有する。
臭素化されたスチレン系重合体の顆粒または小球の生成に関する幾つかの態様
これらの態様は純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の顆粒または小球を製造する方法を含んでなり、この方法は
>脱揮押し出し機中で、臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒の混合物を臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の溶融物または流および該溶媒の別個の気相に転化させ、そして
>該溶融物または流から、冷却された走行する平らな構成部品の近くにあるマニホルドまたはノズル中の少なくとも1つのオリフィスからの下方に向けられたプラグ流を生成し、該平らな構成部品は冷却液体に対して不浸透性でありそして上部および下表面を有し、それによりオリフィスの下部および下表面の間に間隙があるため、溶融した純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体のプラグの少なくとも一部が(i)該間隙を橋架けしそして該平らな構成部品の上表面上に別の個別の顆粒または小球を生成するか、または(ii)オリフィスの下部から自由に滴下しそして該平らな構成部品の上表面上に落下しそして該平らな構成部品の上表面上で個別の顆粒または小球を生成し、該走行する構成部品が該平らな構成部品の下表面と接触する冷却液体の霧または噴霧により冷却される
ことを含んでなる。
この方法では、走行する平らな構成部品は好ましくは冷却液体に対して不浸透性であるエンドレスベルト、例えばエンドレス鋼ベルト、である。操作中に、溶融した純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体のプラグの少なくとも一部が該間隙を橋架けしそして該平らな構成部品の上表面上に別の個別の顆粒または小球を生成するか、或いは溶融した純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体のそのようなプラグの少なくとも一部がオリフィスの下部から自由に滴下しそして該平らな構成部品の上表面上に落下しそして平らな構成部品の上表面上で個別の顆粒または小球を生成する。(a)溶融した純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の該プラグの少なくとも一部が該間隙を橋架けしそして該平らな構成部品の上表面上に別の個別の顆粒または小球を生成するか、或いは(b)溶融した純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の該プラグの少なくとも一部がオリフィスの下部から自由に滴下しそして該平らな構成部品の上表面上に落下しそして該平らな構成部品の上表面上で個別の顆粒または小球を生成し、(a)および(b)が交互または無作為方式で起きるように、操作することもできる。
他の冷却液体も使用できるが、冷却液体の該霧または噴霧は好ましくは冷却水の霧または噴霧である。霧または噴霧は好ましくは該平らな構成部品の下表面に、該平らな構成部品の上表面上で別の個別の顆粒または小球が生成される領域の下に、適用される。
本発明の別の態様は純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の顆粒または小球の形態の臭素化されたアニオン性スチレン系重合体を製造するための全体的な方法である。そのような方法は
>アニオン性スチレン系重合体を過大気圧下で蒸発可能な溶媒中で且つルイス酸臭素化触媒の存在下で、そしてハロゲン化水素共生成物の実質的に全てが反応混合物中に保持されるような閉鎖反応系の中で臭素化し、
>触媒をクエンチし、それにより(i)溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相および(ii)ハロゲン化水素を含有する水相を生成し、
>相(i)および(ii)を互いに分離し、そして相(i)が押し出し可能な粘度より低い粘度を有する場合には、(i)の有機相を濃縮して押し出し可能な粘度の混合物を生成し、
>液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、押し出し可能な粘度の(i)の有機相または混合物を連続的に導入し、
>上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体の流動可能な重合体溶融物または重合体流が脱揮押し出し機中で生成されそして少なくとも1つの重合体溶融物または重合体流出口から放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集し、
>該重合体の流動可能な重合体溶融物または重合体流から冷却された走行する平らな構成部品の近くにあるマニホルドまたはノズル中の少なくとも1つのオリフィスからの下方に向けられたプラグ流を生成し、該平らな構成部品は冷却液体に対して不浸透性でありそして上部および下表面を有し、それによりオリフィスの下部および下表面の間に間隙があるため、溶融した純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体のプラグの少なくとも一部が(i)該間隙を橋架けしそして該平らな構成部品の上表面上に別の個別の顆粒または小球を生成するか、または(ii)オリフィスの下部から自由に滴下しそして該平らな構成部品の上表面上に落下しそして該平らな構成部品の上表面上で個別の顆粒または小球を生成し、該走行する構成部品が該平らな構成部品の下表面と接触する冷却液体の霧または噴霧により冷却される
ことを含んでなる。
この態様では、走行する平らな構成部品は冷却液体に対して不浸透性であるエンドレスベルトであり、そしてより好ましくはエンドレス鋼ベルトである。さらに、冷却液体の霧または噴霧は好ましくは冷却水の霧または噴霧である。霧または噴霧は好ましくは該平らな構成部品の下表面に、該平らな構成部品の上表面上で別の個別の顆粒または小球が生成される領域の下に、適用される。
臭素化されたスチレン系重合体
本発明に従い回収されおよび/またはペレット化される臭素化されたスチレン系重合体を生成するために臭素化されるスチレン系重合体は1種もしくはそれ以上のホモ重合体および/または1種もしくはそれ以上のビニル芳香族単量体の共重合体である。好ましいビニル芳香族単量体は式:
C=CR−Ar
[式中、Rは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基でありそしてArは炭素数6〜10の芳香族基(アルキル−環置換された芳香族基を包含する)である]
を有する。そのような単量体の例はスチレン、アルファ−メチルスチレン、オルト−メチルスチレン、メタ−メチルスチレン、パラ−メチルスチレン、パラ−エチルスチレン、イソプロペニルトルエン、ビニルナフタレン、イソプロペニルナフタレン、ビニルビフェニル、ビニルアントラセン、ジメチルスチレン類、およびtert−ブチルスチレンである。ポリスチレンが好ましい反応物である。臭素化されたスチレン系重合体が2種もしくはそれ以上のビニル芳香族単量体の共重合体の臭素化により製造される時には、スチレンが単量体の1種であること並びにスチレンが共重合可能なビニル芳香族単量体の少なくとも50重量パーセントそして好ましくは少なくとも約80重量パーセントを含んでなることが好ましい。単量体または重合体に関する用語「ビニル芳香族」および「スチレン系」はここでは交換可能方式で使用される。
臭素化されるスチレン系重合体の芳香族懸垂成分はアルキル置換されていてもまたは臭素もしくは塩素原子により置換されていてもよいが、好ましくはそのように置換されていない。典型的には、本発明の実施において使用される臭素化されたアニオン性スチレン系重合体を製造するために使用されるアニオン性スチレン系重合体は約2000〜約200,000の範囲内の、好ましくは約3000〜約10,000の範囲内の、そしてより好ましくは約3000〜約7000の範囲内の、GPC重量平均分子量(M)を有するであろう。そのようなアニオン性スチレン系重合体の多分散性は典型的には1〜約4の間の範囲内、そしてより好ましくは1〜約2の間の範囲内、であろう。典型的には、本発明の方法を用いて臭素化されたスチレン系重合体を製造するために使用されるフリーラジカル重合により製造されるスチレン系重合体は約30,000〜約500,000の範囲内の、好ましくは約50,000〜約300,000の範囲内の、そしてより好ましくは約150,000〜約250,000の範囲内の、GPC重量平均分子量(M)を有するであろう。フリーラジカル重合により製造されるそのようなスチレン系重合体の多分散性は典型的には1〜約10の間の範囲内であろう。前記のMおよび多分散性の全ては以下で記載されるゲル透過クロマトグラフィー(GPC)に基づく。
本発明に従い純粋なペレット化された形態に転化される重合体は、単一の臭素化されたスチレン系重合体または2種もしくはそれ以上の臭素化されたスチレン系重合体の配合物、好ましくは単一の臭素化されたアニオン性スチレン系重合体または2種もしくはそれ以上の臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の配合物、である。前記の配合物は臭素化されたホモ重合体だけ、臭素化された共重合体だけ、またはスチレン系単量体の少なくとも1種の臭素化されたホモ重合体および少なくとも1種の臭素化された共重合体でありうる。望ましくは、全てのそのような重合体の臭素含有量は少なくとも50重量パーセントであるが、それより少ない臭素含有量を有するスチレン系重合体も本発明により容易に製造されうる。好ましくは、これらのタイプの重合体は少なくとも約60重量%の、より好ましくは少なくとも約64重量%、さらにより好ましくは少なくとも約67重量%、そしてさらにより好ましくは少なくとも約68重量%、の臭素含有量を有する。普通、最大臭素含有量は約71重量%であり、最大約70重量%の臭素を有する重合体がより好ましい。ホモ重合体および共重合体の間として、フリーラジカル重合により製造される臭素化されたポリスチレン重合体が好ましくそして臭素化されたアニオン性ポリスチレン重合体がより好ましい。
フリーラジカル重合方法によるスチレン系重合体の製造方法は当該技術で既知でありそして文献に報告されている。例えば、Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, volume 16, John Wiley and Sons, 1989, pages 46−62を参照のこと。簡便さのために、用語「フリー−ラジカル的に製造されたスチレン系重合体」または「フリー−ラジカル的に製造されたポリスチレン」は、単数形または複数形のいずれでも、特許請求の範囲内ではフリーラジカル重合方法の使用によるまたは別の関係者の使用による臭素化前にすでに製造されたスチレン系重合体またはポリスチレンをさすことを示すために使用される。アニオン性スチレン系重合体、例えばアニオン性ポリスチレン、の製造方法も当該技術で既知でありそして文献に報告されている。例えば、引用することにより本発明の内容となる米国特許第3,812,088号、第4,200,713号、第4,442,273号、第4,883,846号、第5,391,655号、第5,717,040号、および第5,902,865号明細書を参照のこと。特に好ましい方法は引用することにより本発明の内容となる2003年12月2日に発行された同一所有権者の米国特許第6,657,028号明細書に記載されている。
臭素化されたアニオン性スチレン系重合体を製造するために使用できる臭素化方法は引用することにより本発明の内容となる米国特許第5,677,390号、第5,686,538号、第5,767,203号、第5,852,131号、第5,852,132号、第5,916,978号、第6,133,381号、第6,207,765号、第6,232,393号、第6,232,408号、第6,235,831号、第6,235,844号、第6,326,439号、および第6,521,714号明細書に開示されている。
本発明の全ての態様において、生成されおよび/または使用される好ましい臭素化されたスチレン系重合体は臭素化されたアニオン性スチレン系重合体であり、そして臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の中では臭素化されたアニオン性ポリスチレンが特に好ましい。
使用されるポリスチレンがフリーラジカル重合により製造されたような本発明のペレットの製造における使用に望ましい市販の臭素化されたポリスチレンの代表的な性質は以下のものを包含する:
外観/形態−粉末圧縮により生成される灰白色粉末または顆粒
臭素含有量−68.5重量%
Tg(℃)−182
比重(@23℃)−2.15
TGA(TA器具モデル2950、10℃/分、N下):
1重量%損失、℃−346
5重量%損失、℃−375
10重量%損失、℃−383
50重量%損失、℃−399
90重量%損失、℃−435
そのような臭素化されたポリスチレンは現在アルベマール・コーポレーション(Albemarle Corporation)から表示SAYTEX(R)HP−7010P耐炎剤として入手可能である。そのような臭素化されたポリスチレンの粉末−圧縮された顆粒形態はアルベマーレ・コーポレーションから表示SAYTEX(R)HP−7010G耐炎剤として入手可能である。
本発明のペレットの製造における使用に好ましい臭素化されたアニオン性ポリスチレンの代表的な性質は以下のものを包含する:
外観/形態−粉末の溶融押し出しにより生成される白色粉末またはペレット
臭素含有量−67〜71重量%
溶融流指数(220℃、2.16kg)−4〜35g/10分間
Tg(℃)−170
比重(@23℃)−2.2
TGA(TA器具モデル2950、10℃/分、N下):
1重量%損失、℃−361
5重量%損失、℃−386
10重量%損失、℃−394
50重量%損失、℃−417
90重量%損失、℃−435
上記の性質を有する臭素化されたポリスチレンの製造方法は米国特許第6,521,714号明細書に記載されている。臭素化されたアニオン性ポリスチレンは現在アルベマール・コーポレーションから表示SAYTEX(R)HP−3010G耐炎剤として入手可能である。そのような顆粒は粉末の溶融押し出しにより生成されそして本発明の方法により製造されない。SAYTEX(R)HP−3010P耐炎剤はアルベマール・コーポレーションにより製造される臭素化されたアニオン性ポリスチレンの粉末形態である。
溶媒
本発明の種々の態様で使用される臭素化されたスチレン系重合体の溶液中に存在する溶媒は、その中に溶解した臭素化されたスチレン系重合体が熱分解を受け始める温度より低い温度において蒸発することができそしてその中に溶解した臭素化されたスチレン系重合体と不利に反応しないいずれかの液体溶媒でありうる。典型的には、溶媒は1種もしくはそれ以上の大気圧において約150℃より低い沸騰温度を有するハロゲン化された溶媒から構成される。代表的なハロゲン化された溶媒は、各々のハロゲン原子が臭素原子もしくは塩素原子であるかまたは溶媒が少なくとも1個の臭素原子および少なくとも1個の塩素原子を含有するものである。1個もしくはそれ以上の臭素原子および/または塩素原子以外のハロゲン原子を含有する溶媒はそれより好ましくない。本発明の特徴は、溶媒がその中でルイス酸触媒の存在下でスチレン系重合体の臭素化により臭素化されたスチレン系重合体が製造されるような溶媒でありうることである。そのような方法の説明例はこの明細書の最初に引用された特許に示されている。しかしながら、所望するなら、溶媒交換工程を使用して最初の溶媒を異なる蒸発可能な溶媒で脱揮押し出し機への供給前のいずれかの適当な段階において交換することができる。用語「蒸発可能な」は単に溶媒がその中に溶解した特定の臭素化されたスチレン系重合体が許容不能な量の熱分解を受け始める温度より低い温度において沸騰すべきであることを意味する。この温度はもちろん例えば溶媒中に存在する臭素化されたスチレン系重合体のタイプ、溶液がしきい分解温度にある時間の長さ、および最終的な臭素化されたスチレン系重合体生成物に課される品質調節仕様の如き因子によって場合毎に変動するであろう。適当な有機溶媒の非−限定例はジクロロメタン、ジブロモメタン、ブロモクロロメタン、ブロモトリクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジブロモエタン、1,1−ジブロモエタン、1−ブロモ−2−クロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジブロモプロパン、1−ブロモ−3−クロロプロパン、1−ブロモブタン、2−ブロモブタン、2−ブロモ−2−メチルプロパン、1−ブロモペンタン、1−ブロモ−2−メチルブタン、1−ブロモヘキサン、1−ブロモヘプタン、ブロモシクロヘキサン、およびそれらの液体異性体、同族体、または類似体を包含する。2種もしくはそれ以上のそのような化合物の液体混合物を使用することができる。ブロモクロロメタンが特に好ましい溶媒である。溶媒交換工程が使用される場合には、そのようなハロゲン化された溶媒を例えば蒸発可能な液体芳香族炭化水素溶媒により交換されうる。
最初の溶媒溶液の乾燥および濃縮
その後の使用のための溶融物または流としての臭素化されたスチレン系重合体の回収方法に関する本発明の態様においてはそして溶液が幾らかの水を含有する臭素化されたスチレン系重合体をペレット化する方法に関する本発明の態様においては、水の本質的に全てではなくても大部分を除くことにより溶液を「乾燥」することが望ましい。例えば、反応混合物がスチレン系重合体のルイス酸で触媒作用を受ける臭素化から例えばハロゲン化された炭化水素またはハロ炭素溶媒の如き適当な有機溶媒中で生成される時には、反応混合物を例えば水自体の如き水性クエンチング溶液でクエンチすることにより触媒は典型的には不活性化される。有機溶媒中の臭素化されたスチレン系重合体の有機相を水相から分離するための相分離後に、幾らかの水が典型的にはそのような有機溶媒中に残る。そのような水を除去するために、「湿った」有機相(すなわち、臭素化されたスチレン系重合体と共に幾らかの残存量の水、例えば、約1500ppmの水、を含有する有機相)を好ましくは凝結器の中に通して自由水の少なくとも大部分の、例えば約300ppmもしくはそれより少ない水のレベルまでの、分離を行う)。有機溶媒中の臭素化されたスチレン系重合体の生じた「乾燥した」溶液が約40重量%より少ない臭素化されたスチレン系重合体を含有する場合には、そのような溶液は好ましくは蒸留、より好ましくはフラッシュ蒸留、にかけられて、重合体溶液により保持されるいずれかの水と共に収集可能な気相として有機溶媒を除去する。この方法で、少なくとも約50重量%の臭素化されたスチレン系重合体を含有するさらに濃縮された本質的に無水の有機溶液が製造される。そのようなさらに高度に濃縮された溶液は脱揮押し出し機への原料としての使用にとって理想的に適する。
有機液体系から水を分離するための凝結濾過を包含する凝結濾過のための技術は既知でありそして文献に報告され、そして水を有機液体系から分離するためのシステムは種々の商業的供給業者から入手可能である。そのような分離を行うために適するフィルター媒体はファイバーグラス、セラミックおよび砂を包含する。砂床の使用が、凝結濾過が使用される本発明の態様における使用に好ましい媒体である。
溶媒からの臭素化されたスチレン系重合体の回収
一部は以上で記載されている臭素化されたスチレン系重合体を有機溶媒中溶液から回収するための本発明の種々の方法では、脱揮押し出し機から最初に回収される生成物は溶融物の形態であるかまたは少なくとも軟らかい流動可能な形態である。溶融物を冷却するかまたはそのまま放冷することができそして次に貯蔵および輸送用の種々の形状または配置に(例えば成型により)転化させることができ、或いはそれを粒状形態または微細粉末形態に粉砕することができる。重合体溶融物または重合体流をペレット化形態に直接的に転化するためには、ペレット化された臭素化されたスチレン系重合体を製造することを目的とする本発明の態様の使用が特に好ましい。しかしながら、所望するなら、同一所有権者の公開されたPCT特許出願である国際公開第2005/118245号パンフレットに記載されているペレット化方法により製造されるペレットは良好な品質を有するため、その方法を乾燥粉末化された臭素化されたスチレン系重合体から使用することができる。しかしながら、入手可能な試験結果に基づくと、本発明に従い製造されるペレットは国際公開第2005/118245号パンフレットに従い製造されたものよりは、特に硬度および/または高い破砕強度において、良好である。
本発明の態様による溶液からの臭素化されたスチレン系重合体の回収はここに記載されたような適当な方法での脱揮押し出し機の選択および操作を含むため、溶媒を押し出し機の中で蒸発しそしてそこから収集することができそして好ましくは収集する。好ましくは、回収された溶媒をスチレン系重合体がルイス酸触媒を用いて臭素化される方法に再循環することにより再使用する。本発明の特に好ましい態様では、スチレン系重合体の臭素化を液相反応混合物中で大気圧下で閉鎖反応システム中で行って、触媒を破壊しそしてHX生成性臭化水素酸またはBrClが臭素化剤として使用される場合には塩酸を溶解するような水性クエンチング媒体中で反応混合物をクエンチすることにより反応が停止するまで気体状ハロゲン化水素(HX、ここでXは臭素または塩素原子である)共生成物は該閉鎖反応システムから別個にそしてそのような反応生成物とは別に放出されない。臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相およびHXを含有する水相は相分離工程、例えば下相の安静化および排水または上相のサイフォン除去、により互いに分離される。好ましくは、追加の水性洗浄を行って残存するHXおよび存在するかもしれないいずれかの無機塩類をさらに完全に除去する。所望するなら、有機相を凝結濾過にかけて有機相からの水相の本質的に完全な分離を行うことができる。臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相を濃縮した後に、さらに濃縮された有機相を次に脱揮押し出し機に導入し、そこで溶媒を蒸発させそして回収し、そして本質的に溶媒を含まない臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または重合体流が押し出し機から放出される。水相中のHXがHBrである場合には、その後に(i)水相を蒸気ストリッピングして水相からの残存有機溶媒を除去しそしてそれにより使用または販売に適する臭化水素酸生成物を与え、(ii)水相中のHBrを元素状臭素に転化させ、或いは(iii)HBrを水性金属塩基と反応させて使用または販売に適する金属臭化物の溶液を製造することにより水相から価値ある臭素を回収することが好ましい。
それ故、本発明の別の態様によると、典型的には少なくとも約50重量%の、そして好ましくは少なくとも約60重量%の、そしてより好ましくは少なくとも約67重量%の、臭素含有量を有する溶融物または重合体流の形態の臭素化されたスチレン系重合体の製造方法であって、この方法が
>スチレン系重合体を過大気圧下で蒸発可能な溶媒中で且つルイス酸臭素化触媒の存在下で、そしてハロゲン化水素共生成物の実質的に全てが反応混合物中に保持されるような閉鎖反応系の中で臭素化し、
>触媒をクエンチし、それにより(i)溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相および(ii)ハロゲン化水素を含有する水相を生成し、
>相(i)および(ii)を所望するなら凝結濾過を用いて互いに分離して相の本質的に完全な分離を行い、そして相(i)が押し出し可能な粘度より低い粘度を有する場合には、(i)の有機相を濃縮して押し出し可能な粘度の混合物を生成し、そのような濃縮は好ましくは蒸留またはフラッシュ蒸留の使用により行われ、
>液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、押し出し可能な粘度の(i)の有機相または混合物を連続的に導入し、そして
>上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体の流動可能な重合体溶融物または重合体流が脱揮押し出し機中で生成されそして少なくとも1つの重合体溶融物または重合体流出口から放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集することができ、そして好ましくは収集し、脱揮押し出し機の出口部分から出たそのような臭素化されたスチレン系重合体の重合体溶融物または重合体流が定常状態操作中に約10,000ppm(重量/重量)より少ない、そして好ましくは約5000ppm(重量/重量)より少ない、そしてより好ましくは約1000ppm(重量/重量)より少ない、有機溶媒の平均を含有するようにする
ことを含んでなる方法が提供される。
上記態様におけるクエンチングは、臭素化されたスチレン系重合体のバッチを製造したばかりの反応器の中でまたはより好ましくは別個の容器の中で行うことができる。臭素化が連続方式で行われる時には、臭素化反応生成物は圧力下のまま別個の容器または区域の中に連続的に移されそしてそのような容器または区域の中で水性クエンチング媒体、好ましくは水、と接触する。クエンチング中に触媒残渣は水相内で収集する傾向がありそしてハロゲン化水素の本質的に全てが水中に抽出される。上記態様において(i)および(ii)の間の相分離を行った後にそして脱揮押し出し機の液体入口部分への導入を行う前に、溶解した塩を含有する担持水を臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相から除去するために(i)の有機相を凝結濾過にかけることが好ましい。
ペレットの製造
本発明の種々の態様の中には、臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な溶媒の混合物からペレット化された臭素化されたスチレン系重合体を製造する方法があり、この方法は
>場合により、臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒、好ましくは蒸発可能なハロゲン化された有機溶媒、を含んでなる押し出し可能な粘度の混合物を、40重量%もしくはそれより少ない臭素化されたスチレン系重合体含有量を有するより少なく濃縮された混合物から製造し、ここで蒸発可能な有機溶媒は好ましくは臭素化されたスチレン系重合体がルイス酸触媒の存在下におけるスチレン系重合体の臭素化により中で製造されるハロゲン化された溶媒であり、
>液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒を含んでなる押し出し可能な粘度の混合物を連続的に導入し、そして
>上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体の流動可能な溶融物または流が脱揮押し出し機中で生成されそして重合体溶融物または重合体流出口から強制的に放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集することができ、そして好ましくは収集し、脱揮押し出し機の出口部分から出たそのような臭素化されたスチレン系重合体の重合体溶融物または重合体流が定常状態操作中に約10,000ppm(重量/重量)より少ない、そして好ましくは約5000ppm(重量/重量)より少ない、そしてより好ましくは約1000ppm(重量/重量)より少ない、有機溶媒の平均を含有するようにし、
>脱揮押し出し機からの重合体溶融物または重合体流をダイの中に通して押し出された重合体溶融物または重合体流の走行するストランドを製造し、
>そのような走行するストランドを(例えば、走行するストランドの温度における充分な低下を可能にしおよび/またはそれを引き起こすことにより)固化しそして(例えば、ベルトまたはウエブの多孔性が水を下向きにウエブの中に送ることを可能にするが破壊され、細分され、またはペレット化された重合体ストランドをベルトまたはウエブの上に保持するのに充分微細なものであり、そして破壊され、細分され、またはペレット化された重合体ストランドをベルトまたはウエブから寸法分類器の中に落下させそれにより落下からの衝撃がストランド片の幾らかの追加破壊を起こさせるようなコンベアベルトまたはウエブ下で真空系を与えて空気をウエブ上のストランドの上および周囲に下向きに引っ張ることにより、そしてコンベアベルトまたはウエブ上を走行するストランド上にストランドの少なくとも一部の破壊を引き起こすのに充分な力の水の噴射を下向きに適用することにより)破壊し、細分し、または他の方法で臭素化されたスチレン系重合体のペレットに転化させることを可能にしおよび/またはそれを引き起こし、
>ペレットを(例えば、適当なスクリーニング技術の使用により)寸法分類にかけてそのような生成物からそのような生成物中に存在しうる(a)もしあれば、特大寸法の粒子、および(b)もしあれば、微細物を除去しそして回収する
ことを含んでなる。
上記の方法では、寸法分類から生じうる特大寸法の粒子および微細物を収集しそしてそれらを例えば脱揮押し出し機の液体入口部分中に、そのような押し出し機の上流中のいずれかの他の入口に、またはダイの中を通る重合体溶融物または重合体流に再循環させて粒子および微細物が重合体溶融物または重合体流になることが好ましい。場合により行われる上記の第一段階を用いる時には、より少なく濃縮された溶液をフラッシュ蒸留にかけてそれにより所望するより多く濃縮された溶液を製造すること並びに脱揮押し出し機の蒸気収集装置により収集されたハロゲン化された溶媒をスチレン系重合体の臭素化を行うために使用される溶媒の少なくとも一部として再循環することも好ましい。
本発明のさらに別の態様は、ペレット化された臭素化されたスチレン系重合体を製造する方法であって、この方法が
>蒸発可能な溶媒中に溶解した少なくとも50重量%の臭素化されたスチレン系重合体を含有する溶液を、蒸発可能な溶媒を該重合体から分離しそして押し出し物として該重合体の溶融物または重合体流を押し出し物として生成するように適応されそして操作されている脱揮押し出し機の中に供給し、
>押し出し物をダイの中に送り、それにより溶融した純粋な臭素化されたスチレン系重合体、好ましくは純粋なアニオン性スチレン系重合体、の1つもしくはそれ以上の走行するストランドを生成し、そして
>そのような走行するストランドを(例えば、走行するストランドの温度における充分な低下を可能にしおよび/またはそれを引き起こすことにより)固化しそして(例えば、ベルトまたはウエブの多孔性が水を下向きにウエブの中に送ることを可能にするが破壊され、細分され、またはペレット化された重合体ストランドをベルトまたはウエブの上に保持するのに充分微細なものであり、そして破壊され、細分され、またはペレット化された重合体ストランドをベルトまたはウエブから寸法分類器の中に落下させそれにより落下からの衝撃がストランド片の幾らかの追加破壊を起こさせるようなコンベアベルトまたはウエブ下で真空系を与えて空気をウエブ上のストランドの上および周囲に下向きに引っ張ることにより、そしてコンベアベルトまたはウエブ上を走行するストランド上にストランドの少なくとも一部の破壊を引き起こすのに充分な力の水の噴射を下向きに適用することにより)破壊し、細分し、または他の方法で臭素化されたスチレン系重合体のペレットに転化させることを可能にしおよび/またはそれを引き起こし、そして
>ペレットを(例えば、適当なスクリーニング技術の使用により)寸法分類にかけてそのような生成物からそのような生成物中に存在しうる(a)もしあれば、特大寸法の粒子、および(b)もしあれば、微細物を除去しそして回収する
ことを含んでなる方法である。
本発明のさらに別の態様は、典型的には少なくとも約50重量%の、好ましくは少なくとも約60重量%の、そしてより好ましくは少なくとも約67重量%の、臭素含有量を有する重合体溶融物または重合体流の形態のペレット化された臭素化されたスチレン系重合体の製造方法であって、この方法が
>スチレン系重合体を過大気圧下で蒸発可能な溶媒中で且つルイス酸臭素化触媒の存在下で、そしてハロゲン化水素共生成物の実質的に全てが反応混合物中に保持されるような閉鎖反応系の中で臭素化し、
>触媒をクエンチし、それにより(i)溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相および(ii)ハロゲン化水素を含有する水相を生成し、
>そのような相を互いに分離し、そして好ましくは溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相を凝結濾過にかけ、
>溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相を濃縮して脱揮押し出し機中での使用に適する粘度にし、
>液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相を連続的に導入し、
>上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体の流動可能な重合体溶融物または重合体流が脱揮押し出し機中で生成されそして重合体溶融物または重合体流出口から放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集することができ、そして好ましくは収集し、脱揮押し出し機の出口部分から出たそのような臭素化されたスチレン系重合体の重合体溶融物または重合体流が定常状態操作中に約10,000ppm(重量/重量)より少ない、そして好ましくは約5000ppm(重量/重量)より少ない、そしてさらにより好ましくは約1000ppm(重量/重量)より少ない、有機溶媒の平均を含有するようにし、
>重合体溶融物または重合体流を脱揮押し出し機からダイの中に送って、押し出された重合体溶融物または流の1つもしくはそれ以上の走行するストランドを生成し、
>そのような走行するストランドを(例えば、走行するストランドの温度における充分な低下を可能にしおよび/またはそれを引き起こすことにより)固化しそして(例えば、ベルトまたはウエブの多孔性が水を下向きにウエブの中に送ることを可能にするが破壊され、細分され、またはペレット化された重合体ストランドをベルトまたはウエブの上に保持するのに充分微細なものであり、そして破壊され、細分され、またはペレット化された重合体ストランドをベルトまたはウエブから寸法分類器の中に落下させそれにより落下からの衝撃がストランド片の幾らかの追加破壊を起こさせるようなコンベアベルトまたはウエブ下で真空系を与えて空気をウエブ上のストランドの上および周囲に下向きに引っ張ることにより、そしてコンベアベルトまたはウエブ上を走行するストランド上にストランドの少なくとも一部の破壊を引き起こすのに充分な力の水の噴射を下向きに適用することにより)破壊し、細分し、または他の方法で臭素化されたスチレン系重合体のペレットに転化させることを可能にしおよび/またはそれを引き起こし、そして
>ペレットを(例えば、適当なスクリーニング技術の使用により)寸法分類にかけてそのような生成物からそのような生成物中に存在しうる(a)もしあれば、特大寸法の粒子、および(b)もしあれば、微細物を除去しそして回収する
ことを含んでなる方法である。
脱揮押し出し機
本発明の種々の方法を実施する際には、市販の脱揮押し出し機をそのような方法の実施における使用のために成功裡に応用することができる。押し出し機は単一スクリュー配置、同方向−回転2スクリュー配置、または逆方向−回転2スクリュー配置でありうる。2スクリュー非−相互噛み合い逆方向−回転2脱揮押し出し機が好ましい。機械には液体入口部分が押し出し機の供給部分にそして重合体溶融物または流の出口部分が押し出し機の放出部分に装備されていなければならない。スクリューの長さに沿って少なくとも2つのハウジング区画、そして好ましくは4つもしくはそれ以上のハウジング区画、も有していなければならず、それらは(a)互いに異なる温度(好ましくは調節可能な温度)においてそして(b)互いに異なる圧力(好ましくは調節可能な圧力)において独立して操作しうる。中間流または下流区画の少なくとも幾つかは、そして好ましくは区画の全ては機械中で使用される臭素化されたスチレン系重合体の重合体溶融物または重合体流を生成するのに充分な初期温度を与えられなければならない。典型的には、約350℃までの変動する温度で充分であろう。機械内の摩擦により発生した熱を重合体溶融物または重合体流が機械により処理される区分または領域の温度の設定においてもちろん考慮に入れなければならない。また中間流または下流区画の少なくとも幾つかは、そして好ましくは区画の全ては約1〜約500mgのHgの範囲内の減じられた圧力において独立して操作するように適応されるべきである。脱揮押し出し機は各区画で生成した全ての揮発分を収集するように適応される蒸気収集装置と共に使用すべきである。前方に飛行するスクリュー部品のピッチは製造速度を最大にする押し出し機の内容物の連続流を与えるように適応されるべきである。必要なら、または所望するなら、処理しようとする特定の臭素化されたスチレン系重合体の特徴のために、スクリュー部品はさらに強力な混合用に逆に飛行する部品および/またはシールを作成するための円筒状部品も含有しうる。そのような機械の製造業者は満足のいく流速を得るためのスクリューのタイプおよび/またはピッチを適応することができそして混合するとそれらに適当な脱揮押し出し機中で処理しようとする特定の臭素化されたスチレン系重合体の試料が供給される。脱揮押し出し機の連続操作が特に好ましい操作方式であるが、本発明の方法の少なくとも一部、例えば、溶液からの臭素化されたスチレン系重合体の回収方法、をバッチ操作として行うことが可能である。
そのような装置の商業的な製造業者により提供される脱揮押し出し機を使用することができる。
脱揮押し出し機、それらのデザインおよびそれらの操作を包含する押し出し機を熟知していない人にとっては、当業者に既知であり且つ入手可能なさらなる詳細に関してはChris Rauwendaal, Polymer Extrusion, 4th Edition, Hanser Gardner Publications, Inc., Cincinnati, Ohioを参照できる。また米国特許第3,082,816号および第4,110,843号明細書も参照のこと。
例示用の好ましい方法態様
脱揮押し出し機は臭素化されたアニオン性スチレン系重合体を最初の上流区画中での実質的に溶媒を含まないようにしそして中間流および/または下流区画中で溶融してなくても少なくとも高度に軟化し始めるようにするのに適する温度および圧力特徴において操作される。使用される温度特徴はそれ故、処理される臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の構成により幾分変動するであろう。
機械からの押し出し物をダイプレートの中におくりそして移動中の多孔性コンベアベルト上にそのまま滴下させる。
ベルトの内容物およびコンベアベルトの端部から発生しうるコンベアベルトのいずれかのその前の内容物を、ペレットおよび微細物を互いに分離するための分類器に滴下させる。分類器上へのそのような滴下は幾らかの破壊も起こしうる。分類器は、例えば、縦方向に前後振動を引き起こす本質的に水平に置かれたメッシュを含んでなりうる。このタイプの特に適する機械は例えばザ・ウィッテ・カンパニー・インコーポレーテッド(The Witte Company, Inc.)により入手可能なようなビブラトリー・クラスフィアー(Vibratory Classifier)である。
典型的な操作では、使用されるコンベアベルトは長さが約14フィートでありそして約100〜約200フィート/分の範囲内の速度で操作される。ストランドの噴霧処理中に使用される強制空気および水は典型的には周囲室温であるが、所望するなら熱衝撃を減ずるために加熱することができる。コンベアベルトの端部から分類器のスクリーンへの滴下の距離は典型的には約18〜約36インチの範囲内である。
脱揮押し出し機への原料として少なくとも50重量%(好ましくは少なくとも60重量%、そしてより好ましくは少なくとも67重量%)の臭素含有量を有する臭素化されたアニオン性ポリスチレンのブロモクロロメタン中50重量%溶液を用いる本発明の適当に実施されるペレット化方法のいずれにおいても、約5重量%以下が、好ましくは約3重量%が、そしてより好ましくは約1重量%以下が、標準米国40番ふるいを通過する微細物または粉塵であるような生成物を製造できなければならない。それ故、本発明のペレット化方法は高度に効率的であり、少量だけのそのような微細物がペレット化全操作において収集されそして好ましくは再循環される。
次に図面に戻ると、図1は使用されると特定の態様によって、描写された段階の一部または全てを使用できる本発明の好ましい方法操作に含まれる段階の多くをブロック図形式で描写する。図1に示された順序は典型的なものであるが、例えば図1に示されていない分離段階、洗浄段階または他の同様な処理段階の如き工程、において適当な変化または追加を行うことができる。それ故、IXで脱揮が行われる限り、本発明の態様はIXまたはそれより上のいずれかの段階で始まることができ、そしてIXより上のおよび/または下の段階は本発明に従う結果が得られる限り描写された順序に挿入または省略することができる。図1からわかるように、本発明のある種の態様はIである臭素化されたスチレン系重合体を生成するためのスチレン系重合体の臭素化で始まる。場合により、ハロゲン化水素(HBrまたはHCl)共−生成物を反応混合物から除去することができる。或いは、ハロゲン化水素共−生成物を反応混合物中に維持して共−溶媒として使用する。所望する臭素化度が達成された時に、触媒を不活性化させるために適する量の水の添加により、芳香族臭素化反応をIIで停止する。ハロゲン化水素共−生成物が反応混合物と共に維持された時には、この触媒不活性化は操作においてこの共−生成物を以前に排気しそして収集する代わりに、そのような技術が使用される時にハロゲン化水素共−生成物を反応混合物と共に維持するために圧力下で操作される閉鎖システムの中で行われる。いずれの場合にも、共−生成物HXの全てまたは一部だけと共に、水または例えば硫酸水素ナトリウムの如き他の成分を含有する水と共に、反応混合物がIIIでクエンチされる。ハロゲン化水素は臭化水素酸または塩酸として回収されうる。IIおよびIIIの工程の使用が好ましい。しかしながら、IIを省略しそして反応混合物を水または水性亜硫酸ナトリウム中にポンプ注入することによりクエンチングをIIIで行うことが可能である。水相および有機相はIVで分離される。臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相を次に例えば水酸化ナトリウム水溶液の如き水性塩基を用いてVで洗浄して残存HBrおよび/またはHClを除去することができる。
ある種の好ましい態様では、典型的には約40重量%までの臭素化されたスチレン系重合体の有機溶媒中溶液並びに幾らかの残存水および塩類より本質的になる有機相をVIで凝結濾過にかけて、担持された水および溶解した塩類を有機相から除去することが望ましい。本発明のある種の態様では、そのような有機相の処理が続けられる。他の態様では、典型的には約40重量%までの臭素化されたスチレン系重合体の有機溶媒中溶液より本質的になりそして凝結濾過にかけられていてもまたはいなくてもよい有機相が脱揮押し出し用の出発物質として使用される。いずれかのそのような場合にも、そのような有機相はVIIで濃縮されて、典型的には蒸留またはフラッシュ蒸留により押し出し可能な粘度の混合物を生成して有機溶媒の適当な部分を有機相混合物から除去する。好ましくは、混合物から除去された溶媒は再使用のために回収される。最初の有機相混合物がすでに押し出し可能な粘度を有する混合物を生成するために充分な高い分子量の臭素化されたスチレン系重合体である態様では、VIIのそのような濃縮段階は省略できる。押し出し可能な粘度の混合物を処理して脱揮押し出し機中で脱揮を行う前に、混合物をVIIIで予備加熱することが望ましい。そのような予備加熱は予備加熱区画が装備されているなら脱揮押し出し機の中でまたは脱揮押し出し機に予備加熱区画が装備されていないなら別個の予備加熱容器または区域の中で行うことができる。そのような予備加熱は典型的には脱揮押し出し機の操作を促進させ、そしてそれ故この方法で好ましく使用される。
本発明の一部の態様では、押し出し可能な粘度のそのような混合物の処理はV、VI、またはVIIを行った後に続けられるが、他の態様ではそのような混合物は出発物質として使用される。いずれかのそのような場合にも、押し出し可能な粘度の混合物は好ましくはVIIで濃縮により少なくとも生成された後にIXで脱揮押し出し機の中で処理されて臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流および有機溶媒の別個の気相を生成し、この有機溶媒は好ましくは溶媒としての再使用のために回収されそして凝縮される。次に溶融物または流をX−Aで生成物回収にかけるかもしくはX−Bでペレット化にかけ、または溶融物の一部をX−Aで生成物回収にかけそして他の部分(典型的には溶融物または流の残りの全て)をX−Bでペレット化にかける。X−Aにおけるような生成物回収は脱揮押し出し機からの臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または流の収集または回収のように簡単でありうる。図2および3はペレット化操作を行う好ましい方法を説明する。
次に同様な番号が同様な部品を示している図2(上面図)および3(側面図)に図式的に描写されているペレット製造に関する好ましいシステムに言及すると、典型的には少なくとも50重量%の臭素を含有する臭素化されたスチレン系重合体、好ましくは臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、および溶媒、好ましくはハロゲン化された溶媒、を含んでなる押し出し可能な粘度の混合物をライン10から予備加熱区画(示されていない)が装備された脱揮押し出し機11の入口12中に供給する。脱揮押し出し機11がそのように装備されていない場合には、混合物を好ましくは別個の予備加熱器または予備加熱区域(示されていない)に供給する。いずれかのそのような場合にも、混合物を好ましくは約165〜約185℃の範囲内の温度に予備加熱し、そして次に脱揮押し出し機中で処理して混合物を脱揮し、例えば、ハロゲン化された溶媒および存在するかもしれない揮発性物質を充分な熱および減じられた圧力の適用により実質的に除去する。脱揮押し出し機11のデザインによるが、揮発分のほとんどを入口12の近くに置かれた排気口を通って放出しうる。いずれの場合にも、脱揮押し出し機中のさらなる下流である押し出し機の内容物は臭素化されたスチレン系重合体の重合体溶融物および/または重合体流として流動可能な半固体状態となり、そして溶融物または流はダイ18を通して放出され、それにより重合体のストランド、典型的には連続ストランドがダイから移動中のコンベアベルト20上に押し出される。描写されているシステムにおいて、ベルト20は上向きに傾いているためベルトの上部の離れた端部は振動分類器30から約18〜約36インチ上にある。一般的に33として示される噴霧システムは、矢印35により示される方向に走行するベルト20の上部の上の熱い重合体ストランドの上に水の霧または噴霧を形成しそして分布させる。冷却されたストランドは次にベルト20によりエアナイフ37、37の下に運ばれ、それらがストランドの少なくとも一部を切断または破壊してペレットにする。エアナイフ37、37の位置の近くにあるベルト20の下側には残存水および微細物をベルト20の下側から吸引する普遍的な真空マニホルドシステム(示されていない)の真空入口39、39がある。生じたペレットはベルト20の上方の外側端部で放出されそして重力の影響下で振動分類器でありうる分類器30の操作上表面の上に落下する。落下の衝撃はベルト20から落下するより大きい片の破壊により追加のペレットの生成をもたらしうる。それ故、図2および3に描写されているシステム中のペレットは主としてエアナイフ37、37から伸びておりそして分類器30を包含する領域の中で生成される。微細物は分類器30により分離されそしてその中で収集され、それは分離後に残存するペレットを移送装置40、例えばペレットを受容しそして適当な重負荷包装容器50にペレットを供給するのに適する高さに前方および上方に運ぶために配置された例えば区分されたコンベアまたはバケツエレベーター、例えばスーパーザック(Supersack)またはゲイロード(Gaylord)容器、上に連続的に移送する。いずれかの微細物がペレット破壊によりそのような包装段階中に生成される場合には、移送装置から包装容器への落下の高さにおける減少によりそれを最少にするかまたは排除することができる。
図面の図4は、純粋な臭素化されたスチレン系重合体の顆粒または小球が製造される本発明の全体的方法を使用する段階の好ましい順序を示す。ペレットの製造に関する図1に関係する以上の記述は、最終段階を除いて、図4にも同様に適用される。図4では、最終段階は適当な工程および装置を用いる顆粒または小球の生成に関係する。
脱揮とその後の例えば市場で入手可能な装置を用いる顆粒または小球の生成の組み合わせが多くの重要な技術的および経済的な利点を与える。まず、操作のこの組み合わせの使用は臭素化されたアニオン性スチレン系重合体を反応物体から熱水中で沈殿させる非常に大規模な(例えば、16,000ガロン)沈澱容器の必要性を除く。また、例えば固体を液相から回収するための遠心機および生成物を乾燥するための大規模乾燥機の如き他の関係部品も除かれる。そのような大規模装置の排除は全工程をより小さい空間で操作可能にもする。さらに、熱エネルギー必要量を包含する操作費用が有意に低下し、工程で使用される(すなわち、脱揮押し出し機から来る)溶媒のかなりの部分を乾燥せずに再循環することができ、そして全工程は揮発性不純物または共生成物を工程で生成される重い最終製品(heavy ends)から駆逐する追加の可能性を有する。例えば、連続的または反復的バッチ操作中に、溶媒、好ましくはブロモクロロメタン、の少部分がジクロロブタンに転化され始め、そしてこの物質を工程に再循環される溶媒から少なくとも定期的に駆逐することが非常に有利である。
顆粒または小球の生成における使用に応用できる市販の装置の例はPastillation System Rollomat(R)として表示されるカエセル・スチール・ベルト・システムズGmbH(Kaiser Steel Belt Systems GmbH)から入手可能なシステムである。このタイプの装置およびその操作はカエセル・スチール・ベルト・システムズGmbHから入手可能な販促資料の中に記載されているだけでなく、米国特許第5,198,233号および第5,278,132号明細書にも記載されている。
分析工程
必要であるかまたは所望されると思われる場合には、例えば文献で報告されているようないずれかの信頼のおける分析工程をそのような分析または性質の測定において使用することができる。いずれかの疑いのあるまたは疑いがはさまれる場合には、以下の工程が推奨される:
1)臭素含有量−臭素化されたスチレン系重合体は例えばテトラヒドロフラン(THF)の如き溶媒中で良好なまたは少なくとも満足のいく溶解度を有するため、臭素化されたスチレン系重合体に関する合計臭素含有量の測定は従来のX−線蛍光技術を用いることにより容易に行われる。分析される試料は希釈試料、すなわち60mLのTHF中の0.1±0.05gの臭素化されたポリスチレン、である。XRF分光計はフィリップス(Phillips )PW1480分光計でありうる。ブロモベンゼンのTHF中の標準溶液が目盛り標準として使用される。
2)破砕強度−破砕強度試験はTestworksソフトウエアが装備されたSintech(R)1/S圧縮装置(MTSシステムズ・コーポレーション(MTS Systems Corporation)、エデンプライリー、ミネソタ州)を使用し、このソフトウエアはMTSシステムズ・コーポレーションにより供給された1/S圧縮装置の中に設置されている。1/S圧縮装置はコンピューターとインターフェース接続されている水平負荷電子、これもコンピューターとインターフェース接続されているデジタルマイクロコンピューター、並びに負荷セルの上に置かれておりそして負荷セルに垂直な下向き力を適用する垂直なスクリュー−駆動ピストンを包含する。破砕強度を測定するための工程は、ペレットの長さをマイクロメーターで測定してデジタル化された入力をコンピューターに与えることを含む。次に、ペレットをその端部で負荷セル上にピストンを用いて置いてペレットの上端と接触させる。装置が作動され、それによりピストンがペレットに対する徐々に増加する下向き力の適用を始める。同時に、負荷セルはペレットに適用される下向き力を連続的に測定し、そしてそのような測定値の入力がコンピューターに伝達される。適用される力が直前の力の10%までに突然低下する点に達した時に、ペレットは破壊点に達し、そして力の適用をソフトウエアプログラムにより直ちに停止する。コンピューターへの入力から、2つの値、すなわちペレットの破壊点における力のポンド数、および破壊点におけるペレットの長さのインチ当たりの力のポンド数、が得られる。それ故、適用される力が大きければ大きいほど、破砕強度が大きい。試験では、13個のペレットが無作為に選択されそして試験で使用される。唯一の条件は、選択されるペレットが平らな端部を有するために平らに留まることができそして負荷セル中で垂直に立ちそしてピストンの下表面に対して平らに適合する平らな上端部を有していなければならないことである。
3)分子量および多分散性−スチレン系重合体の分子量値はGPCによりウォーターズ(Waters)モデル510HPLCポンプおよび、検知器としての、ウォーターズ屈折率検知器であるモデル410および精査検知器光拡散検知器であるモデルPD2000または同等な装置を用いて得られる。カラムはウォーターズのμStyragel、500Å、10,000Åおよび100,000Åである。自動試料採取器はシマズ(Shimadzu)、モデルSil9Aである。ポリスチレン標準(M=185,000)を型通りに使用して光拡散データの精度を確かめる。使用した溶媒はHPLC等級のテトラヒドロフランである。使用した試験工程は10mLのTHF中に0.015−0.020gの試料を溶解させることを課する。この溶液のアリコートを濾過しそして50μLをカラム上に注入する。分離物をPD2000光拡散検知器用の精査検知器により提供されるソフトウエアを用いて分析する。この器具は重量平均分子量に関する並びに数平均分子量に関する結果を与える。それ故、多分散性に関する値を得るために、重量平均分子量に関する値を数平均分子量に関する値により割り算する。
4)臭素化されたスチレン系重合体試料中に保持された有機溶媒の量を測定するために、プロトンNMRスペクトルは約20重量%の臭素化されたスチレン系重合体の5/2容量比の二硫化炭素/ジクロロメタン−d中溶液に関してBruker DPX 400 MHZ器具を用いて得る(1回の30度パルス実験、8回の走査および15秒間のパルス遅延)。臭素化されたスチレン系重合体の積分値が有機溶媒成分に関する積分値と共に得られる。適切な分子量値をそのような積分値と共に使用して、重合体中の有機溶媒の量が計算される。
連続方法
本発明の方法は一定量の原料物質が処理されそして次に操作が停止されるバッチ方法として実施することができるが、本発明の方法を例えば装置補修または保全のための操作遮断だけが定期的になされる連続方法で実施することが好ましい。本発明の好ましい連続方法は、臭素化されたフリーラジカルスチレン系重合体の高度に純粋な溶融物もしくは流または臭素化されたフリーラジカルスチレン系重合体の高度に純粋なペットのいずれかを製造する。本発明の特に好ましい連続方法は臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の高度に純粋な溶融物もしくは流または臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の高度に純粋なペットのいずれかを製造する。図1におけるブロック図に記載されている操作の一部または全てはこれらの連続方法に共通している。
本発明のペレット
本発明によると、もしあれば、少量の微細粒子または粉塵を有するペレット化された臭素化されたスチレン系重合体が製造される。
本発明の新規なペレットは、以下の特性を有する純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体、好ましくは純粋な臭素化されたアニオン性ポリスチレン、から構成される:
A)少なくとも約50重量%の、好ましくは少なくとも約60重量%の、より好ましくは少なくとも約64重量%の、そしてさらにより好ましくは約67〜約71重量%の範囲内の、臭素含有量、
B)1平方インチ当たり少なくとも約28ポンドの、そして好ましくは1平方インチ当たり少なくとも約32ポンドの、破砕強度試験における平均破砕強度、
C)ペレットの少なくとも約70重量%が、そして好ましくは少なくとも約75重量%が、標準米国40番ふるい上に保持されそして約30重量%より多くがそして好ましくは約25重量%より多くが標準米国5番ふるい上に保持されない粒子寸法範囲。
より好ましくはペレットの少なくとも約80重量%が、さらにより好ましくは少なくとも約85重量%が、そしてさらにより好ましくは少なくとも約90重量%が、標準米国40番ふるい上に保持されそして、それぞれ、より好ましくは約20重量%より多くが、さらにより好ましくは約15重量%より多くが、そしてより好ましくは約10重量%より多くが標準米国5番ふるい上に保持されない。
本発明の使用により製造可能な顆粒または小球
本発明の方法を模するために、小球を製造しそして試験にかけてそれらの破砕硬度を測定した。Rollormat(R)小球化システム(カイセル・スチール・ベルト・システムズ(Kaiser Steel Belt Systems))を用いて約68%の臭素含有量および220℃および2.16キログラム負荷における10分間当たりの4〜35グラムの溶融流指数を有する臭素化されたアニオン性ポリスチレンを小球化にかけた。実質的に均一な小球を製造しそして水冷された走行する鋼ベルトの上で固化した。これらの小球の試料を物理的性質の測定用に収集した。特に、今記述した方法で製造された13個の無作為に選択された小球の高さおよび選択された小球の破砕強度の両方を測定するために試験を行った。これらの試験で使用した装置はSintech 1/S器具であった。使用した工程は以下のものを含む:
1)試験を受ける試料から13個の小球を無作為に選択しそして各小球のその平らな基部からそのドームの頂部までの高さを測定する。
2)小球を器具の静止している無パッド鋼板の上に置いて小球の平らな表面が鋼板上に留まり、小球のドームの頂部が器具の移動可能なクロスヘッドのすぐ下にくるようにし、そこに50ポンドの負荷セルが連結される。負荷セルには円筒状軸が連結されており、それはその端部で平らであり、その端部は小球のドームの頂部に直接的に接触するであろう。
3)クロスヘッドをドームの頂部の0.002インチ以内に低下させる。
4)クロスヘッドを器具の動力装備されたスクリュー駆動により毎分0.2インチの速度で最大負荷が記録される点で小球が破砕されるまで低下させ、そして1インチ当たりのポンド数で破砕強度を計算する。
以上の工程を個別に試験を受ける小球の試料からの13個の無作為に選択された小球の各々で繰り返す。それぞれ13回の場合の各々で、最大負荷(ポンド)を試験を受ける各小球の高さ(インチの分数)により割り算することにより、破砕強度を測定する。
表1は13回の個別試験の結果、得られた平均値、得られた値の標準偏差、並びに試験で得られた最小および最大値をまとめている。表1では、顆粒または小球は簡単に場所の節約のために小球と称する。使用される略語およびそれらの完全な意味は以下の通りである:in.はインチを示し、lbsはポンド力を示し、Avg.は平均値を示し、Std.Dev.は標準偏差値を示し、Min.は最小値を示し、そしてMax.は最大値を示す。
Figure 0005591536
耐炎剤としてのペレットまたは顆粒もしくは小球の使用
本発明のペレットおよび本発明に従い製造される顆粒/小球は広範囲の熱可塑性重合体中で耐炎剤として使用することができる。そのような重合体の中には、熱可塑性ポリエステル類、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンテレフタレートなど;熱可塑性ポリアミド類、例えばナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6,12など;ポリカーボネート類;ポリフェニレンオキシド類、例えばポリ(2,6−ジメチルフェニレンオキシド);ポリスルホン類;ポリスチレンまたは他のスチレン系ホモ重合体;2種もしくはそれ以上のスチレン系単量体の共重合体、例えばスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレンの共重合体;ゴム−改質されたビニル芳香族ホモ重合体または共重合体(例えば、耐衝撃性ポリスチレン);アクリレートまたはメタクリレート重合体、例えばエチレン−メチルアクリレート、エチレン−エチルアクリレート、エチレン−ブチルアクリレート、ポリ(メチルメタクリレート)など;エチレン−酢酸ビニル共重合体;アクリロニトリルをベースとした共重合体および三元共重合体、例えばアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)およびスチレン−アクリロニトリル(SAN)など;ポリオレフィン類、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−(1−ブテン)、およびエチレンと1種もしくはそれ以上の高級ビニルオレフィン類、例えばプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、との共重合体;並びに種々の重合体の配合物、混合物、または複合体、例えばポリ(2,6−ジメチルフェニレンオキシド)およびポリスチレンの配合物、ポリカーボネートおよびポリスチレンの配合物、および同様な配合物、がある。本発明のペレット化された耐炎添加剤の使用を一緒に用いて耐炎化されうる別の重合体は、ゴム状ブロック共重合体、例えばスチレン−エチレン−エチレン−スチレン、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンなど;ポリウレタン類;エポキシ樹脂;フェノール系樹脂;クラストマー類、例えば天然ゴム、ブチルゴム、GRS、GRN、EPDMなど;ポリシロキサン類などを包含する。さらに、適宜、重合体は化学的手段によりまたは照射により架橋結合されうる。本発明の実施における使用に適する多くの耐炎剤を含まない重合体は多くの商業源から得られうる。
本発明のペレットの使用により効果的に耐炎化されうる基質重合体の好ましい群はポリエステル類である。しばしばポリアルキレンテレフタレート類と称する熱可塑性ポリエステル類は、芳香族ジカルボン酸またはその反応性誘導体、例えばメチルエステル類または無水物、と脂肪族、脂環式、または芳香脂肪族ジオール類との反応生成物、およびそのような反応生成物の混合物である。そのような熱可塑性ポリエステル類の例はポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、並びに関連コポリエステル類、および1種もしくはそれ以上の熱可塑性ポリエステル類と1種もしくはそれ以上の他の熱可塑性重合体、例えばポリカーボネート類、そして特に芳香族ポリカーボネート類、との配合物を包含する配合物を包含する。
好ましい熱可塑性ポリエステル類は、ジカルボン酸成分を基準として少なくとも80重量%のそして好ましくは少なくとも90重量%のテレフタル酸およびジオール成分を基準として少なくとも80重量%のそして好ましくは少なくとも90重量%のエチレングリコールおよび/または1,4−ブタンジオール単位を含有する。
テレフタル酸単位の他に、好ましい熱可塑性ポリエステル類は20モル%までのそして好ましくは10モル%までの他の芳香族もしくは脂環式C8−14ジカルボン酸または脂肪族C4−12ジカルボン酸の単位、例えば、フタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、またはシクロヘキサン二酢酸の単位、を含有しうる。
エチレングリコールおよび1,4−ブタンジオール単位の他に、好ましい熱可塑性ポリエステル類は20モル%までのそして好ましくは10モル%までの他の脂肪族C3−12ジオール類または脂環式C6−12ジオール類、例えば、1,3−プロパンジオール、2−エチルプロパン−1,3−ジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサン−ジメタノール、3−エチルペンタン−2,4−ジオール、2−メチルペンタン−2,4−ジオール、2,2,3−トリメチルペンタン−1,3−ジオール、2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、2,2−ジエチルプロパン−1,3−ジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、2,4−ジヒドロキシ−1,1,3,3−テトラメチルシクロブタン、2,2−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、または2,2−ビス[4−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]プロパンの単位、を含有しうる。
ポリアルキレンテレフタレート類は比較的少量の3価もしくは4価アルコール類または3塩基性もしくは4塩基性カルボン酸類の導入により分枝鎖化することができる。これに関しては、例えば、米国特許第3,692,744号明細書を参照のこと。好ましい分枝鎖化剤の例はトリメシン酸、トリメリト酸、トリメチロールエタンおよびプロパン並びにペンタエリトリトールである。
特に好ましい熱可塑性ポリエステル類はテレフタル酸またはその反応性誘導体、例えばジアルキルエステル、並びにエチレングリコールおよび/または1,4−ブタンジオールだけから製造されるもの、並びにこれらのポリアルキレンテレフタレート類の混合物である。好ましいポリアルキレンテレフタレート混合物は1〜50重量%のポリエチレンテレフタレートおよび99〜50重量%のポリブチレンテレフタレートを含有する。特に好ましい混合物は1〜30重量%のポリエチレンテレフタレートおよび99〜70重量%のポリブチレンテレフタレートを含有する。
好ましく使用されるポリアルキレンテレフタレート類は一般的に、フェノール/o−ジクロロベンゼン(1:1重量部)中で25℃においてウベロード(Ubbelohde)粘度計を用いて測定して0.4〜1.5dl/g、好ましくは0.5〜1.3dl/gそしてより好ましくは0.55〜1.2dl/gの固有粘度を有する。これらの固有粘度範囲のポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレート並びにそれらの混合物が最も好ましい。既知のように、ポリエチレンテレフタレート工業用樹脂製造業者は新品PET(典型的には0.55−0.70IV)からの彼らの製品または工業用スクラップ、ポリエステルフィルムスクラップ、瓶および稀にはポリエステル繊維スクラップからの再利用PETを混和する。
本発明の実施において使用できる別の熱可塑性ポリエステル類は、例えば、ポリエーテルエステル類、ポリエステル−ポリカーボネート配合物または混合物、ポリエステル−ABS配合物または混合物、ポリエステル−MBS配合物または混合物、および衝撃性が改質された熱可塑性ポリエステル類を包含する。
ポリアルキレンテレフタレート類は既知の方法により製造することができる。例えば、Encyclopedia of Polymer Science and Technology,Vol.11,pages 62−128,John Wiley & Sons,Inc.,copyright 1969およびKirk−Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,4th Ed.,Vol.19,pages 609−653,John Wiley & Sons,Inc.,copyright 1996を参照のこと。
本発明のペレットの使用により効果的に耐炎化されうる好ましい熱可塑性重合体の他の群はポリアミド類であり、それらは時にはナイロン重合体と称する。そのようなポリアミド基質重合体は、非晶質および/または部分的結晶性の、主として脂肪族/脂環式性または部分的芳香族性の熱可塑性ポリアミドでありうる。典型的にはそのような物質は構造において主としてもしくは完全に脂肪族または脂環式性であるかまたは構造において部分的にもしくは完全に芳香族性であるジアミン類および構造において主としてもしくは完全に脂肪族または脂環式性であるかまたは構造において部分的にもしくは完全に芳香族性であるジカルボン酸類またはラクタム類から重縮合および/または重合方法により製造される。ポリアミド類の生成において使用される代表的なアミン類は、例えばヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、2,2,4−および2,4,4−トリメチル−ヘキサメチレンジアミン、ジアミノジシクロヘキシルメタン(異性体)、ジアミノジシクロヘキシルプロパン(異性体)およびイソホロンジアミン(異性体)、並びにキシリレンジアミンの如きジアミン類を包含する。原料物質として、アミノカルボン酸類、例えばε−アミノカプロン酸、またはω−アミノカルボン酸類、例えばω−アミノラウリン酸およびω−アミノウンデカン酸、も使用される。典型的には、使用されるカルボン酸は50重量%より少ない芳香族成分を有する脂肪族または混合脂肪族−芳香族ジカルボン酸類、例えばアジピン酸、2,2,4−および2,4,4−トリメチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸、である。
多くの既知の単量体からのコポリアミド類を使用することもできる。
本発明の実施において使用できる例示ポリアミド類は、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6,9、ナイロン6,10、ナイロン6,12、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン12,12、ナイロン6/6,6共重合体の如きポリアミド類、並びにナイロン4,6の如き高温ナイロン類、および部分的芳香族ナイロン類(例えば、ソルベイ(Solvay)からのIxcfポリアリールアミドPA MXD6、デュポン(DuPont)からのZytel HTN、およびソルベからのAモデルポリアリールアミド)である。使用できる他のポリアミド類は、ミツイ・ケミカルズ・インコーポレーテッド(Mitsui Chemicals,Inc.)からのArlen改質ポリアミド6T、クラレイ・カンパニー(Kuraray Company)からのGenestar PA9Tポリアミド樹脂、DSMからのStanylポリアミド46、モンサント(Monsanto)からのVydyneポリアミド6/66共重合体、ポリアミド612(クレアノバ(Creanova)からのVestamide)、および同様なポリアミド類を包含する。種々のナイロン重合体の中では、ナイロン6およびナイロン6,6が好ましい基質重合体である。
本発明は1種もしくはそれ以上のポリアミド類の熱可塑性配合物または混合物、例えば、ポリアミド−ポリオレフィン配合物または混合物、ポリアミド−イオノマー配合物または混合物、ポリアミド−ABS配合物または混合物、ポリアミド−EPDM配合物または混合物、ポリアミド−ポリフェニレンオキシド配合物または混合物、或いは衝撃性が改質されたポリアミド類、にも適用可能である。
ポリアミド重合体の製造方法は既知でありそして文献に記載されている。例えば、Encyclopedia of Polymer Science and Technology,Vol.10,pages 460−482,John Wiley & Sons,Inc.,copyright 1969およびKirk−Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,4th Ed.,Vol.19,pages 559−584,John Wiley & Sons,Inc.,copyright 1996を参照のこと。
以下の実施例は本発明の1つの態様の実施法および利点を説明する。この実施例は本発明の包括的な範囲に制限を与えることは意図しない。
この操作で使用される脱揮押し出し機はワーナー・アンド・フレイデラー(Werner & Pfleiderer)ZSK−30 30mm同方向−回転2スクリュー押し出し機であった。機械は27/1のL/D比を有する9−バレル配置を有していた。排気口がバレル4の上にあり、そしてバレル8上に30−インチ真空の適用のための排気口が装備された。バレル4内の排気口から出る揮発分を凝縮するための真空ノックダウントラップが装備された。機械は以下の温度特徴で操作された:冷却水ONを有する供給口、140℃における区域1、180℃における区域2、220℃における区域3、240℃における区域4。出口におけるダイは230℃に保たれた。スクリューデザインがバレル5および6内の静かな混練ブロック区画を与えた。操作条件は125rpmおよび30%トルク、並びに243℃の溶融温度および臭素化されたアニオン系ポリスチレン(SAYTEX(R)HP−3010、アルベマーレ・コーポレーションから生成された)のブロモクロロメタン(BCM)中83%溶液の8kg/時の供給速度である。2本のストランドを5−フィート長さのテークオフベルトコンベア上に押し出し、そして開放ドラムにベルトの端部で重力を与えた。試料を開放ドラムから採取した。この操作用に利用可能な臭素化されたアニオン性ポリスチレンの限定された物質量のために、機械は約8−10分間にわたり操作された。操作中に物質は滑らかに走行した。約20−30mLのBCM溶媒が真空ノックダウントラップの中で凝縮された。ドライアイスおよびイソプロピルアルコールを使用して真空トラップを冷却し、そしてこれは使用された30−インチHg真空においてもBCMを凝縮するために適していた。製造された純粋な臭素化されたアニオン性ポリスチレンの脱揮されたペレットは良好な外観を有しておりそして数個の貯蔵容器に入れるのに充分な硬度を有しており、それらの容器の中の2個は注目すべきペレット破壊なしに輸送された。
実施例で使用される全システムが図2および3に図式的に描写されている。そのようなシステムでは、以下の装置が使用された:
a)全てが実施例に記載されている通りに装備されそして適合されている脱揮押し出し機システム11。
b)ダイ18は4mm直径の孔を有する2−孔ダイであった。
c)コンベアベルト20は14フィート(約4.3メートル)の長さ、15インチ(約38.1cm)の幅、および3−インチ(約7.6−センチメートル)の直径ローラーを有するシアー−ベイ(Scheer−Bay)コンベアであった。メッシュベルトは約12°の角度で上向きに傾けられた。
d)分類器30はウィッテ(Witte)モデル番号200分類器であった。
ベルト20の端部から分類器30の頂部までの落下間の垂直距離は約24インチ(約61cm)であり、そして移送装置40の端部と空の時の容器50の底との間の垂直距離は約60インチ(約152cm)であった。コンベアは150〜175フィート/分(約45.7〜約53.3メートル/分)の速度で走行した。水の霧が毎分約1ガロン(約3.79リットル/分)の速度で供給された。エアナイフは10−25psigの圧力において操作されそしてコンベアベルトの表面から約5インチ(約12.7cm)上に置かれた。コンベアベルトの下に適用された真空は毎分2200立方フィート(毎分約62.3立方メートル)でありそして真空はコンベアベルトの最も近い表面に45平方インチ(約114.3平方センチメートル)の面積を有する各アプリケーターの口を有するベルトを横断して置かれている2つの真空アプリケーターにより直接適用された。
本発明のペレットで達成可能な改良された強度性質を説明するために、ブロモクロロメタン溶媒中に溶解させた臭素化されたアニオン性ポリスチレン粉末(SAYTEX(R)HP−3010、アルベマーレ・コーポレーション)から製造された60重量%溶液の脱揮押し出しにより製造されたペレット(本発明のペレット)および溶液の脱揮押し出しによってではなくその代わりに同一所有権者の公開されたPCT特許出願である国際公開第2005/118245号パンフレットに記載されたような臭素化されたアニオン性ポリスチレン粉末(SAYTEX(R)HP−3010、アルベマーレ・コーポレーション)の押し出しにより製造された良好な性質を有するペレット(本発明のペレットでない)の破砕強度が表2に示される。
Figure 0005591536
明細書またはその特許請求の範囲のいずれかで化学名または式により言及される成分は、単数形または複数形で言及されるかどうかにかかわらず、それらが化学名または化学タイプにより言及される別の物質(例えば、別の成分、溶媒、など)と接触する前にそれらが存在するとして同定される。もしあれば、それ以前の化学変化、転換および/または反応は指定された成分がこの開示に従い求められる条件下で合体することの当然の結果であるため、そのような化学変化、転換および/または反応が生じた混合物または溶液中で起きるかどうかは問題でない。また、以下の特許請求の範囲は現在形(「含んでなる」、「である」など)で物質、成分および/または構成成分に言及しうるが、それがこの開示に従い1種もしくはそれ以上の他の物質、成分および/または構成成分と最初に接触、配合または混合される直前に存在したような物質、成分または構成成分に対する言及である。この開示に従いそして化学専門家の知識を用いて実施される場合には、接触、配合または混合操作の工程中に化学反応または転換により物質、成分または構成成分がその元の本質性を失い得るという事実はそれ故、特に関係ない。
この明細書のいずれかの部分の中で言及される各々のそして全ての特許または他の文献または公開された文書は引用することによりここに完全に示されるようにこの開示の内容となる。
特に別の方法で示されない限り、冠詞「a」または「an」はここで使用される場合には特許請求の範囲を冠詞が言及する単一要素に限定する意図はなくそして限定するものとみなすべきでない。むしろ、冠詞「a」または「an」はここで使用される場合には、特に断らない限り、1つもしくはそれ以上のそのような要素を包含することが意図される。
本発明はその実施においてはかなりの変動に対する許容性がある。従って、以上の記述は本発明を以上で表示された特定の例示に限定することを意図せずそして限定するものとみなすべきでない。

Claims (21)

  1. 臭素化されたスチレン系重合体を蒸発可能な有機溶媒中混合物から回収する方法であって、この方法が脱揮押し出し機中で臭素化されたスチレン系重合体の混合物を臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または重合体流および主として蒸発可能な溶媒から構成される別個の気相に転化させ、臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または重合体流を脱揮押し出し機からの溶融物または重合体流の形態のままで回収し、そして該溶融物または重合体流をそのまま固化させるかまたは固化を引き起こすことを含んでなる方法。
  2. 該方法が
    >液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒を含んでなる押し出し可能な粘度の混合物を連続的に導入し、そして
    >上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体溶融物または重合体流が脱揮押し出し機中で生成されそして重合体溶融物または重合体流出口から放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集することができ、そして収集し、脱揮押し出し機の出口部分から出たそのような臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または重合体流が定常状態操作中に10,000ppm(重量/重量)より少ない有機溶媒の平均を含有するようにすることを含んでなる請求項1の通りの方法。
  3. ペレット化された臭素化されたスチレン系重合体を蒸発可能な有機溶媒中混合物から製造する方法であって、この方法が脱揮押し出し機中で押し出し可能な粘度の臭素化されたスチレン系重合体の混合物を臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または重合体流および主として蒸発可能な溶媒から構成される別個の気相に転化させ、臭素化されたスチレン系重合体の溶融物または重合体流を脱揮押し出し機からの溶融物または重合体流の形態のままで回収し、該溶融物または重合体流をそのまま固化させるかまたは固化を引き起こし、そして固化した溶融物または重合体流をペレットに転化させることを含んでなる方法。
  4. 該溶融物または重合体流を該脱揮押し出し機からダイを通して通過させることにより該溶融物または重合体流をそのまま固化させるかまたは固化を引き起こし、それにより臭素化されたスチレン系重合体溶融物または重合体流の発生するストランドを製造し、該ストランドをそのまま固化させるかまたは固化を引き起こし、そしてストランドを臭素化されたスチレン系重合体の固化したペレットに細分する請求項3の通りの方法。
  5. そのまま固化するかまたは固化を引き起こされる該ストランドを臭素化されたスチレン系重合体のペレットに転化させ、そしてペレットを寸法分類にかけてそのような生成物からそのような生成物中に存在しうる(a)もしあれば、特大寸法の粒子、および(b)もしあれば、微細物を除去しそして回収する請求項4の通りの方法。
  6. 溶融物または重合体流の形態の臭素化されたスチレン系重合体の製造方法であって、この方法が
    >スチレン系重合体を過大気圧下で蒸発可能な溶媒中で且つルイス酸臭素化触媒の存在下で、そしてハロゲン化水素共生成物が反応混合物中に保持されるような閉鎖反応系の中で臭素化し、
    >触媒をクエンチし、それにより(i)溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相および(ii)ハロゲン化水素を含有する水相を生成し、
    >相(i)および(ii)を互いに分離し、そして相(i)が押し出し可能な粘度より低い粘度を有する場合には、(i)の有機相を濃縮して押し出し可能な粘度の混合物を生成し、
    >液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、押し出し可能な粘度の(i)の有機相または混合物を連続的に導入し、そして
    >上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体の流動可能な重合体溶融物または重合体流が脱揮押し出し機中で生成されそして少なくとも1つの重合体溶融物または重合体流出口から放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集し、脱揮押し出し機の出口部分から出たそのような臭素化されたスチレン系重合体の重合体溶融物または重合体流が脱揮押し出し機の定常状態操作中に10,000ppm(重量/重量)より少ないこの方法で使用された有機溶媒の平均を含有するようにする
    ことを含んでなる方法。
  7. ペレット化された形態の臭素化されたスチレン系重合体の製造方法であって、この方法が
    >スチレン系重合体を過大気圧下で蒸発可能な溶媒中で且つルイス酸臭素化触媒の存在下で、そしてハロゲン化水素共生成物が反応混合物中に保持されるような閉鎖反応系の中で臭素化し、
    >触媒を水で不活性化し、それにより(i)溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相および(ii)ハロゲン化水素を含有する水相を生成し、
    >相(i)および(ii)を互いに分離し、そして相(i)が押し出し可能な粘度より低い粘度を有する場合には、(i)の有機相を濃縮して押し出し可能な粘度の混合物を生成し、
    >液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温
    度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、押し出し可能な粘度の(i)の有機相または混合物を連続的に導入し、そして
    >上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体の流動可能な重合体溶融物または重合体流が脱揮押し出し機中で生成されそして少なくとも1つの重合体溶融物または重合体流出口から放出されることができ、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集し、
    >脱揮押し出し機を出た該重合体溶融物または重合体流をダイの中に通して押し出された重合体溶融物または重合体流の1つもしくはそれ以上の走行する連続ストランドを製造し、
    >そのような連続的に走行するストランドを固化しそして臭素化されたスチレン系重合体のペレットに転化させることを可能にしおよび/またはそれを引き起こす
    ことを含んでなる方法。
  8. ペレット化された臭素化されたスチレン系重合体を製造する方法であって、この方法が>臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な溶媒を含んでなる押し出し可能な粘度の混合物を、蒸発可能な溶媒を該重合体から分離しそして該重合体の重合体溶融物または重合体流を押し出し物として生成するように適応されそして操作されている脱揮押し出し機の中に供給し、
    >押し出し物をダイの中に送り、それにより溶融した純粋な臭素化されたスチレン系重合体の1つもしくはそれ以上の走行するストランドを生成し、そして
    >そのような走行するストランドを固化しそして臭素化されたスチレン系重合体のペレットに転化させることを可能にしおよび/またはそれを引き起こすことによりそのようなストランドをペレット化し、そして
    >ペレットを寸法分類にかけてそのような生成物からそのような生成物中に存在しうる(a)もしあれば、特大寸法の粒子、および(b)もしあれば、微細物を除去しそして回収する
    ことを含んでなる方法。
  9. >液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒を含んでなる押し出し可能な粘度の混合物を連続的に導入することにより該供給を行い、
    >上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体溶融物または重合体流が脱揮押し出し機中で生成されそして重合体溶融物または重合体流出口から強制的に放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集することができ、脱揮押し出し機の出口部分から出たそのような臭素化されたスチレン系重合体の重合体溶融物または重合体流が10,000ppm(重量/重量)より少ない有機溶媒の平均を含有するようにし、脱揮押し出し機の出口部分から出たそのような臭素化されたスチレン系重合体の該重合体溶融物または重合体流が該ダイを通ってそれにより溶融した純粋な臭素化されたスチレン系重合体の該1つもしくはそれ以上の走行するストランドを生成する押し出し物である
    ことによりさらに特徴づけられる請求項8の通りの方法。
  10. この方法で臭素化しようとするスチレン系重合体が2000〜200,000の範囲内のGPC重量平均分子量(M)および1〜2の範囲内のGPC多分散性を有する少なくとも1種のアニオン性スチレン系重合体であり、ここで該方法で生成する臭素化されたアニオン性スチレン系重合体は少なくとも50重量%の臭素含有量を有する請求項6−7のいずれかの通りの方法。
  11. 該GPC重量平均分子量(M)が3000〜10,000の範囲内でありそして該臭素含有量が少なくとも60重量%である請求項10の通りの方法。
  12. 該GPC重量平均分子量(M)が3000〜7000の範囲内でありそして該臭素含有量が少なくとも67重量%である請求項10の通りの方法。
  13. この方法で臭素化されるスチレン系重合体が30,000〜500,000の範囲内のGPC重量平均分子量(M)および1〜10の範囲内のGPC多分散性を有する少なくとも1種のフリー−ラジカル的に製造されたスチレン系重合体であり、ここで該方法で生成する臭素化されたスチレン系重合体が少なくとも50重量%の臭素含有量を有する請求項6−7のいずれかの通りの方法。
  14. 該GPC重量平均分子量(M)が50,000〜300,000の範囲内でありそして該臭素含有量が少なくとも60重量%である請求項13の通りの方法。
  15. 該GPC重量平均分子量(M)が150,000〜250,000の範囲内であ
    りそして該臭素含有量が少なくとも67重量%である請求項14の通りの方法。
  16. 該臭素化されたスチレン系重合体が臭素化されたアニオン性スチレン系重合体である請求項1−9のいずれかの通りの方法。
  17. 該臭素化されたスチレン系重合体が臭素化されたポリスチレン重合体である請求項1−9のいずれかの通りの方法。
  18. 該臭素化されたスチレン系重合体が臭素化されたアニオン性ポリスチレン重合体である請求項1−9のいずれかの通りの方法。
  19. 以下の特徴:
    A)少なくとも50重量%の臭素含有量、
    B)1平方センチメートル当たり少なくとも1.96kg(1平方インチ当たり少なくとも28ポンド)の破砕強度試験における平均破砕強度、
    C)ペレットの少なくとも70重量%が標準米国40番ふるい上に保持されそして30重量%より多くが標準米国5番ふるい上に保持されないような粒子寸法範囲
    を有する純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体のペレットであって、該ペレットが請求項1に記載された方法によって得られたものであることを特徴とするペレット。
  20. 純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の顆粒または小球を製造する方法であって、この方法が
    >脱揮押し出し機中で、臭素化されたスチレン系重合体および蒸発可能な有機溶媒の混合物を臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の溶融物または重合体流および該溶媒の別個の気相に転化させ、そして
    >該溶融物または重合体流から、冷却された走行する平らな構成部品の近くにあるマニホルドまたはノズル中の少なくとも1つのオリフィスからの下方に向けられたプラグ流を生成し、該平らな構成部品は冷却液体に対して不浸透性でありそして上および下表面を有し、それによりオリフィスの下部および下表面の間に間隙があるため、溶融した純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体のプラグの少なくとも一部が(i)該間隙を橋架けしそして該平らな構成部品の上表面上に別の個別の顆粒または小球を生成するか、または(ii)オリフィスの下部から自由に滴下しそして該平らな構成部品の上表面上に落下しそして該平らな構成部品の上表面上で個別の顆粒または小球を生成し、該走行する構成部品が該平らな構成部品の下表面と接触する冷却液体の霧または噴霧により冷却される
    ことを含んでなる方法。
  21. 純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体の顆粒または小球の形態の臭素化されたスチレン系重合体の製造方法であって、この方法が
    >アニオン性スチレン系重合体を過大気圧下で蒸発可能な溶媒中で且つルイス酸臭素化触媒の存在下で、そしてハロゲン化水素共生成物が反応混合物中に保持されるような閉鎖反応系の中で臭素化し、
    >触媒をクエンチし、それにより(i)溶解した臭素化されたスチレン系重合体を含有する有機相および(ii)ハロゲン化水素を含有する水相を生成し、
    >相(i)および(ii)を互いに分離し、そして相(i)が押し出し可能な粘度より低い粘度を有する場合には、(i)の有機相を濃縮して押し出し可能な粘度の混合物を生成し、
    >液体入口部分および重合体溶融物または重合体流出口部分並びに(a)互いに異なる温度においてそして(b)互いに異なる圧力下で操作しうる少なくとも2つの区画であって、少なくとも2つの区画の一方が少なくとも2つの区画の他方から上流に置かれているような区画を有する脱揮押し出し機であって、これらの少なくとも2つの区画で生成した揮発分を集めるように適応された蒸気収集装置を有する操作中の脱揮押し出し機の液体入口部分の中に、押し出し可能な粘度の(i)の有機相または混合物を連続的に導入し、
    >上流に置かれた該区画の温度および圧力条件より高い温度および低い圧力条件において下流に置かれた該区画を操作して、(a)該重合体の流動可能な重合体溶融物または重合体流が脱揮押し出し機中で生成されそして少なくとも1つの重合体溶融物または重合体流出口から放出され、そして(b)主として該少なくとも2つの区画中の重合体から放出された溶媒から構成される揮発分を該蒸気収集装置により収集し、
    >該重合体の該流動可能な重合体溶融物または重合体流から、冷却された走行する平らな構成部品の近くにあるマニホルドまたはノズル中の少なくとも1つのオリフィスからの下方に向けられたプラグ流を生成し、該平らな構成部品は冷却液体に対して不浸透性でありそして上および下表面を有し、それによりオリフィスの下部および下表面の間に間隙があるため、溶融した純粋な臭素化されたアニオン性スチレン系重合体のプラグの少なくとも一部が(i)該間隙を橋架けしそして該平らな構成部品の上表面上に別の個別の顆粒または小球を生成するか、または(ii)オリフィスの下部から自由に滴下しそして該平らな構成部品の上表面上に落下しそして該平らな構成部品の上表面上で個別の顆粒または小球を生成し、該走行する構成部品が該平らな構成部品の下表面と接触する冷却液体の霧または噴霧により冷却される
    ことを含んでなる方法。
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