干燥聚合材料的方法
【專利說明】干燥聚合材料的方法
[0001]本發(fā)明涉及干燥潮濕的聚合材料以獲得干燥的聚合材料的方法。本發(fā)明還涉及通過本發(fā)明所述方法可獲得的干燥的聚合材料。此外，本發(fā)明涉及本發(fā)明所述方法的多種用途以及所述干燥的聚合材料的多種用途。
[0002]聚合材料在當(dāng)今世界中有多種用途。目前，聚合材料在多種產(chǎn)業(yè)(例如汽車、船舶、航空、醫(yī)療、防御、運(yùn)動/娛樂、建筑、裝瓶、家用器具家用器具和機(jī)械)中得到應(yīng)用。由于這個原因，對聚合材料的需求持續(xù)增長，同時對其質(zhì)量的要求也更加嚴(yán)格。這為周密設(shè)計(jì)旨在提供更高生產(chǎn)量的方法以及提高由此產(chǎn)生的聚合材料的純度提供了動力。特別地，如果聚合材料打算被用作活性藥物成分(API)，那么提高的和一致的純度不僅是期望的，而且在某些情況下是相關(guān)規(guī)定所要求的?？梢允褂枚喾N方法和聚合技術(shù)，在不存在或存在溶劑的情況下生產(chǎn)聚合材料，溶劑通常為有機(jī)溶劑或水。如果在水存在下制備聚合材料(例如懸浮或乳液聚合)或在聚合材料的制備過程中使用水(例如聚合物被懸浮在水中)，那么在聚合材料適用于其想要的用途之前，需要趕走一定量的水。其原因在于:聚合材料中存在的水量可顯著影響聚合材料的性能；因此，除去至少一些聚合材料中所含的水通常是期望的。例如，對于打算用作API的聚合材料，不能總是以其最初被生產(chǎn)的形式使用它們，其中所述形式可以是聚合材料的懸浮液或乳液；因此，在生產(chǎn)這種聚合材料的過程中，高效干燥所述聚合材料以趕走不想要量的揮發(fā)物(例如水)是非常重要的步驟，因?yàn)樗绊懢酆喜牧系男阅芎捅婚L期儲存的能力。
[0003]由于與氟結(jié)合的某些聚合材料在高于某些水含量、低于某些水含量或位于某些水含量之間時展示出有限的穩(wěn)定性，因此需要可靠且快速的干燥方法以確保長期的穩(wěn)定性。對于質(zhì)量和純度至關(guān)重要的API，尤其如此。
[0004]此外，如果在水存在下制備聚合材料(例如懸浮或乳液聚合)或在聚合材料的制備過程中使用水(例如聚合物被稀釋在水中)，那么一旦應(yīng)用已知的干燥方法，這將導(dǎo)致不期望的聚合材料的團(tuán)聚。團(tuán)聚是不想要的，因?yàn)樗粌H影響聚合材料的性能，而且在許多場合和應(yīng)用中，危害聚合材料的性能，這要么進(jìn)一步增加制備聚合材料的成本，因?yàn)轭~外和相當(dāng)昂貴的方法步驟對于將那些團(tuán)聚破碎為具有期望尺寸的顆粒是必需的，要么由于聚合材料自身的屬性或者是因?yàn)槠扑樗鰣F(tuán)聚所需的額外步驟無成本效率，根本不可能破碎所述團(tuán)聚；從而使得某些聚合材料在商業(yè)上無吸引力或不適用于某些應(yīng)用，這二者都導(dǎo)致聚合材料的應(yīng)用受限。
[0005]因此，存在對至少下述方法的需求:所述方法允許高效干燥聚合材料，同時所述方法還能夠提供純度高、無不期望的團(tuán)聚、貯存穩(wěn)定性延長的干燥的聚合材料。此外還期望的是，所述干燥方法具有較低能量需求。
[0006]因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供下述方法，所述方法允許高效干燥含永久結(jié)合的氟的聚合材料，且降低或甚至消除聚合材料在干燥期間的團(tuán)聚，優(yōu)選地連同高純度的干燥的聚合材料和/或延長的貯存穩(wěn)定性，優(yōu)選地還連同較低的能量需求。
[0007]本發(fā)明的目標(biāo)通過干燥潮濕的聚合材料以獲得干燥的聚合材料的方法被實(shí)現(xiàn)，其中所述方法包含下述步驟:
[0008]?將所述潮濕的聚合材料與碳水化合物的水溶液混合以提供所述潮濕的聚合材料與所述碳水化合物的混合物；
[0009].加熱和/或過濾所述潮濕的聚合材料與所述碳水化合物的所述混合物來除去一定量的揮發(fā)物和碳水化合物以獲得具有揮發(fā)物含量VCstsw的預(yù)干燥的聚合材料(預(yù)干燥步驟)；
[0010]?在流化床中使預(yù)干燥的材料流體化來進(jìn)一步除去一定量的揮發(fā)物以獲得具有揮發(fā)物含量VCtsw的干燥的聚合材料(流化床干燥步驟)；以及
[0011].從流化床中回收和收集干燥的聚合材料；其中VChtsw高于VCtsw，所述潮濕的聚合材料包含至少一種聚合材料，所述聚合材料包含永久結(jié)合至所述聚合材料的氟。
[0012]本文中所公開的上述方法(連同所有其優(yōu)選特征或者它們的任何優(yōu)選實(shí)施方式，或者特征的任意組合或者它們的優(yōu)選實(shí)施方式的任意組合)在本文中被稱為“本發(fā)明所述方法”。
[0013]本發(fā)明所述方法提供潮濕的聚合材料的高效干燥，且降低或甚至消除潮濕的聚合材料在干燥過程中的團(tuán)聚，優(yōu)選地連同高純度(或等同地，較低量的雜質(zhì))的干燥的聚合材料和/或延長的貯存穩(wěn)定性；本發(fā)明所述方法優(yōu)選地還組合了較低的能量需求。
[0014]優(yōu)選地，本發(fā)明所述方法包含下述步驟:
[0015]?過濾潮濕的聚合材料來除去一定量的揮發(fā)物和碳水化合物以獲得具有揮發(fā)物含量VChtsw的預(yù)干燥的聚合材料(預(yù)干燥步驟)。
[0016]本發(fā)明所述方法涉及將潮濕的聚合材料與碳水化合物的水溶液混合，這可提供進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。例如，因?yàn)榱骰苍试S在較高溫度下持續(xù)較短時間，因此本發(fā)明所述方法允許在稍微較高的溫度下在流化床中干燥可能對在升高溫度(例如高于30°C的溫度)下的干燥本質(zhì)上敏感的聚合材料，而不使聚合材料分解或不使其變粘或團(tuán)聚，這導(dǎo)致質(zhì)量得到提高的干燥的聚合材料。特別地，對于API，這代表了重要的進(jìn)步。此外，所述方法還可使流化床的生產(chǎn)量提高，這自然導(dǎo)致流化床需要顯著更少的能量來從給定質(zhì)量的潮濕的聚合材料中除去揮發(fā)物(例如水)。此外，本發(fā)明所述方法可提供對揮發(fā)物含量的加強(qiáng)控制，最具體地，實(shí)現(xiàn)干燥的聚合材料中期望的目標(biāo)揮發(fā)物含量；由于干燥的聚合材料中的揮發(fā)物含量影響其貯存穩(wěn)定性，因此這極其重要。
[0017]優(yōu)選地，本發(fā)明所述方法包含下述步驟:
[0018]?將潮濕的聚合材料與碳水化合物的水溶液混合以提供潮濕的聚合材料與碳水化合物的混合物；和
[0019]?過濾潮濕的聚合材料與碳水化合物的混合物來除去一定量的揮發(fā)物以獲得具有揮發(fā)物含量VCstsw的預(yù)干燥的聚合材料(預(yù)干燥步驟)；
[0020]?在流化床中使預(yù)干燥的材料流體化來進(jìn)一步除去一定量的揮發(fā)物以獲得具有揮發(fā)物含量VCtsw的干燥的聚合材料(流化床干燥步驟)；以及
[0021].從流化床中回收和收集干燥的聚合材料；其中VChtm高于VCtm。
[0022]優(yōu)選地，在本發(fā)明所述方法中，通過選自下述組的任何一種技術(shù)進(jìn)行過濾，其中所述組由離心、帶式過濾、壓力過濾、真空抽濾和它們的組合組成。更優(yōu)選地，在本發(fā)明所述方法中，通過選自下述組的任何一種技術(shù)進(jìn)行過濾，其中所述組由離心、壓力過濾和它們的組合組成。當(dāng)通過例如吸濾過濾器通過壓力過濾進(jìn)行過濾時，所應(yīng)用的優(yōu)選壓力可在1.l-7bar的范圍內(nèi)。當(dāng)通過真空抽吸進(jìn)行過濾時，那么吸力可在l_900mbar的范圍內(nèi)。
[0023]優(yōu)選地，在本發(fā)明所述方法中，預(yù)干燥步驟還包含穿過潮濕的聚合材料鼓吹或抽吸氣體；更優(yōu)選地，所述氣體是惰性氣體，最優(yōu)選地是氮?dú)狻Ｍㄟ^穿過潮濕的聚合材料鼓吹或抽吸氣體獲得的另一優(yōu)點(diǎn)是允許對在本發(fā)明所述方法的預(yù)干燥步驟中獲得期望的VCst
加強(qiáng)控制和/或可趕走非永久結(jié)合至聚合材料的氟。例如，這可通過下述方法實(shí)現(xiàn):在本發(fā)明所述方法的預(yù)干燥步驟期間，隨時間測量VCbw-，并且一旦達(dá)到VCbw-即停止鼓吹或抽吸氣體。
[0024]優(yōu)選地，在本發(fā)明所述方法中，不在預(yù)干燥步驟中實(shí)施加熱。這具有如下有益效果:甚至進(jìn)一步降低本發(fā)明所述方法的能量需求，同時不危害本發(fā)明所述方法的任何一種其余優(yōu)勢。
[0025]除非上下文另外清楚表明，本文中使用的單數(shù)形式的術(shù)語(例如聚合物、組合物)被解釋為包含復(fù)數(shù)形式，反之亦然。
[0026]對于本文所給出的任何參數(shù)的所有上限和下限，界限值被包括在每個參數(shù)的每個范圍內(nèi)。本文所述參數(shù)的最小值和最大值的所有組合可被用于限定本發(fā)明的多種實(shí)施方式和優(yōu)選的參數(shù)范圍。
[0027]在本發(fā)明的上下文中，除非有相反聲明，供選擇的參數(shù)的允許范圍的上限值或下限值的公開，加上一個所述值比其它所述值更高度優(yōu)選的指示，被解釋為暗示性地聲明:所述參數(shù)的處于更優(yōu)選的和次優(yōu)選的所述供選值之間的每個中間值自身相對于所述次優(yōu)選值是更優(yōu)選的，并且相對于處于所述次優(yōu)選值和所述中間值之間的每個值是更優(yōu)選的。
[0028]在本文中，本發(fā)明所述方法的“預(yù)干燥步驟”和與所述“預(yù)干燥步驟”有關(guān)的所有相關(guān)優(yōu)選特征或?qū)嵤┓绞奖硎颈景l(fā)明的其中發(fā)生如下操作的方法步驟:加熱和/或過濾潮濕的聚合材料的混合物來除去一定量的揮發(fā)物，以獲得具有揮發(fā)物含量VCstsw的預(yù)干燥的聚合材料。
[0029]在本文中，本發(fā)明所述方法的“流化床干燥步驟”和與所述“流化床干燥步驟”有關(guān)的所有相關(guān)優(yōu)選特征或?qū)嵤┓绞奖硎颈景l(fā)明的其中發(fā)生如下操作的方法步驟:在流化床中使預(yù)干燥的材料流體化來進(jìn)一步除去一定量的揮發(fā)物，以獲得具有揮發(fā)物含量VCtsw的干燥的聚合材料。
[0030]在本文中，“流化床”表示下述固體顆粒物，其中當(dāng)流體(液體或氣體)向上經(jīng)過所述固體顆粒物時，其由類靜態(tài)固體狀態(tài)轉(zhuǎn)換為類動態(tài)流體狀態(tài)。例如在http://en.wikipedia.0rg/wiki/Fluidized bed, 2013 年 8 月 8 日中描述了流化床。
[0031 ] 在本文中，“聚合材料”表示聚合物以及含有聚合物和至少另一種不同的化學(xué)物質(zhì)的組合物。可以通過任何已知的聚合方法(例如通過縮聚、自由基聚合、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合)生產(chǎn)聚合材料；其中可不存在或存在溶劑，溶劑通常有機(jī)溶劑或水，例如乳液聚合，懸浮聚合；如果聚合材料是含聚合物和至少另一種不同的化學(xué)物質(zhì)的組合物，那么還可牽涉將聚合物與至少另一種不同的化學(xué)物質(zhì)混合，這可通過任何已知的混合物質(zhì)的方法(例如復(fù)合、高剪切混合、低剪