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。本發明還涉及通過本發明所述方法可獲得的干燥的聚合材料。此外，本發明涉及本發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]聚合材料在當今世界中有多種用途。目前，聚合材料在多種產業(例如汽車、船舶、航空、醫療、防御、運動/娛樂、建筑、裝瓶、家用器具家用器具和機械)中得到應用。由于這個原因，對聚合材料的需求持續增長，同時對其質量的要求也更加嚴格。這為周密設計旨在提供更高生產量的方法以及提高由此產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規定所要求的。可以使用多種方法和聚合技術，在不存在或存在溶劑的情況下生產聚合材料，溶劑通常為有機溶劑或水。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物(例如水)是非常重要的步驟，因為它影響聚合材料的性能和被長期儲存的能力。
[0003]由于與氟結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定性，因此需要可靠且快速的干燥方法以確保長期的穩定性。對于質量和純度至關重要的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)，那么一旦應用已知的干燥方法，這將導致不期望的聚合材料的團聚。團聚是不想要的，因為它不僅影響聚合材料的性能，而且在許多場合和應用中，危害聚合材料的性能，這要么進一步增加制備聚合材料的成本，因為額外和相當昂貴的方法步驟對于將那些團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為破碎所述團聚所需的額外步驟無成本效率，根本不可能破碎所述團聚；從而使得某些聚合材料在商業上無吸引力或不適用于某些應用，這二者都導致聚合材料的應用受限。
[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、無不期望的團聚、貯存穩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，本發明的目標是提供下述方法，所述方法允許高效干燥含永久結合的氟的聚合材料，且降低或甚至消除聚合材料在干燥期間的團聚，優選地連同高純度的干燥的聚合材料和/或延長的貯存穩定性，優選地還連同較低的能量需求。
[0007]本發明的目標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現，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物和碳水化合物以獲得具有揮發物含量VCstsw的預干燥的聚合材料(預干燥步驟)；
[0010]?在流化床中使預干燥的材料流體化來進一步除去一定量的揮發物以獲得具有揮發物含量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(連同所有其優選特征或者它們的任何優選實施方式，或者特征的任意組合或者它們的優選實施方式的任意組合)在本文中被稱為“本發明所述方法”。
[0013]本發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聚，優選地連同高純度(或等同地，較低量的雜質)的干燥的聚合材料和/或延長的貯存穩定性；本發明所述方法優選地還組合了較低的能量需求。
[0014]優選地，本發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物和碳水化合物以獲得具有揮發物含量VChtsw的預干燥的聚合材料(預干燥步驟)。
[0016]本發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，這可提供進一步的優點。例如，因為流化床允許在較高溫度下持續較短時間，因此本發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聚，這導致質量得到提高的干燥的聚合材料。特別地，對于API，這代表了重要的進步。此外，所述方法還可使流化床的生產量提高，這自然導致流化床需要顯著更少的能量來從給定質量的潮濕的聚合材料中除去揮發物(例如水)。此外，本發明所述方法可提供對揮發物含量的加強控制，最具體地，實現干燥的聚合材料中期望的目標揮發物含量；由于干燥的聚合材料中的揮發物含量影響其貯存穩定性，因此這極其重要。
[0017]優選地，本發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物以獲得具有揮發物含量VCstsw的預干燥的聚合材料(預干燥步驟)；
[0020]?在流化床中使預干燥的材料流體化來進一步除去一定量的揮發物以獲得具有揮發物含量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]優選地，在本發明所述方法中，通過選自下述組的任何一種技術進行過濾，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。更優選地，在本發明所述方法中，通過選自下述組的任何一種技術進行過濾，其中所述組由離心、壓力過濾和它們的組合組成。當通過例如吸濾過濾器通過壓力過濾進行過濾時，所應用的優選壓力可在1.l-7bar的范圍內。當通過真空抽吸進行過濾時，那么吸力可在l_900mbar的范圍內。
[0023]優選地，在本發明所述方法中，預干燥步驟還包含穿過潮濕的聚合材料鼓吹或抽吸氣體；更優選地，所述氣體是惰性氣體，最優選地是氮氣。通過穿過潮濕的聚合材料鼓吹或抽吸氣體獲得的另一優點是允許對在本發明所述方法的預干燥步驟中獲得期望的VCst
加強控制和/或可趕走非永久結合至聚合材料的氟。例如，這可通過下述方法實現:在本發明所述方法的預干燥步驟期間，隨時間測量VCbw-，并且一旦達到VCbw-即停止鼓吹或抽吸氣體。
[0024]優選地，在本發明所述方法中，不在預干燥步驟中實施加熱。這具有如下有益效果:甚至進一步降低本發明所述方法的能量需求，同時不危害本發明所述方法的任何一種其余優勢。
[0025]除非上下文另外清楚表明，本文中使用的單數形式的術語(例如聚合物、組合物)被解釋為包含復數形式，反之亦然。
[0026]對于本文所給出的任何參數的所有上限和下限，界限值被包括在每個參數的每個范圍內。本文所述參數的最小值和最大值的所有組合可被用于限定本發明的多種實施方式和優選的參數范圍。
[0027]在本發明的上下文中，除非有相反聲明，供選擇的參數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選的指示，被解釋為暗示性地聲明:所述參數的處于更優選的和次優選的所述供選值之間的每個中間值自身相對于所述次優選值是更優選的，并且相對于處于所述次優選值和所述中間值之間的每個值是更優選的。
[0028]在本文中，本發明所述方法的“預干燥步驟”和與所述“預干燥步驟”有關的所有相關優選特征或實施方式表示本發明的其中發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物，以獲得具有揮發物含量VCstsw的預干燥的聚合材料。
[0029]在本文中，本發明所述方法的“流化床干燥步驟”和與所述“流化床干燥步驟”有關的所有相關優選特征或實施方式表示本發明的其中發生如下操作的方法步驟:在流化床中使預干燥的材料流體化來進一步除去一定量的揮發物，以獲得具有揮發物含量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，其中當流體(液體或氣體)向上經過所述固體顆粒物時，其由類靜態固體狀態轉換為類動態流體狀態。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物質的組合物。可以通過任何已知的聚合方法(例如通過縮聚、自由基聚合、原子轉移自由基聚合)生產聚合材料；其中可不存在或存在溶劑，溶劑通常有機溶劑或水，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物質的組合物，那么還可牽涉將聚合物與至少另一種不同的化學物質混合，這可通過任何已知的混合物質的方法(例如復合、高剪切混合、低剪