[發明專利]不含水及溶劑的聚合物的生產方法

有效

• 申請號: 200980139308.1
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN102171250A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 約爾格·基?；舴?/a>;維爾納·貝克爾;羅爾夫·費爾勒;保爾·瓦格納;約翰·洛夫格羅夫;漢斯-因戈爾夫·保羅
• 申請（專利權）人: 朗盛國際股份公司
• 主分類號: C08C2/00
• 分類號: C08C2/00;C08L9/00;C08L23/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

本發明涉及不含水和溶劑的聚合物，具體而言為不含水和溶劑的合成橡膠產品，像非鹵化的以及鹵化丁基橡膠制品連同用于它們的生產方法。本發明進一步涉及一種適合于完成所述方法的裝置。

合成橡膠具有重要的工業用途并且典型地是通過單體的(共)聚合反應產生的，它典型地是經由漿料、溶液或溶解工藝進行。合成橡膠的實例包括丁基橡膠類和鹵化丁基橡膠類、聚異丁烯、乙烯丙烯二烯M-類別橡膠類(EPDM)、丁腈橡膠類(NBR)以及苯乙烯-丁二烯橡膠類(SBR)。

在該(共)聚合反應之后，該反應器排放混合物至少包含該聚合物、溶劑、剩余單體以及催化劑。為了回收該聚合物，該排放流典型地用蒸汽和熱水處理該。大部分溶劑和未反應的單體由此被閃蒸掉。蒸汽和水接觸的一個缺點是合成橡膠被凝結了。然后這些合成膠在水中以濕屑粒的形式存在。然后將大部分水通過排出分離，接著是例如施用干燥擠出機以及一個最終的真空干燥步驟。

生成丁基橡膠的異丁烯與異戊二烯的共聚作用例如是在大約-60℃至-100℃的低溫下在工業上進行的以獲得高摩爾質量。淤漿法使用氯甲烷作為一種稀釋劑而溶液法使用一種惰性的烴作為一種溶劑。在該聚合反應之后，該丁基橡膠聚合物或者作為一種在氯甲烷中的漿料或者作為一種在烴中的均勻溶液存在。未反應的單體也在該反應器排出的混合物中存在。需要將該丁基橡膠聚合物回收并且從該稀釋液或溶劑中分離。

在淤漿法中，聚合反應器排放流在閃蒸鼓中用蒸汽和熱水處理。大部分氯甲烷和未反應的單體由此被閃蒸掉并且水通過冷凝從這些蒸氣中分離出。當將來自該反應器的聚合物進一步處理時，比如通過鹵化，該丁基橡膠產品可以作為一種通過將該反應器內容物排入一種熱溶劑(比如己烷)的溶液而直接回收。在這個階段以后使該氯甲烷蒸發并且應用一個此外的汽提階段以去除剩余單體殘余物。

在該溶液法中，在該聚合反應步驟過程中應用一種惰性的烴溶劑和一種烷基鋁鹵化物催化劑。然后將這些剩余單體在一個蒸餾汽提過程中從該反應器溶液中移出。在這個蒸餾步驟之后，該丁基橡膠聚合物作為一種在烴中的均勻溶液存在。這種溶液或者可以進一步進行處理(比如經受一個鹵化步驟)、或該丁基橡膠聚合物可以直接從該溶液分離。該丁基橡膠從溶液的分離與淤漿法的相似，并且還包括與蒸汽和熱水接觸，由此該聚合物得以凝結。然后該丁基橡膠聚合物在水中以濕屑粒形式存在(在水中6wt％至10wt％的聚合物)。為抵消該凝結作用，在凝結/蒸汽汽提法之后將脂肪酸鹽類加入含有在水中的丁基橡膠屑粒的閃蒸鼓中。在加入添加劑之后，然后使丁基橡膠通過進一步干燥轉變成最終的商業的包裝形式。干燥典型地通過排放進行、隨后施用干燥擠出機以及在一個流化床中的最終干燥步驟。

丁基橡膠的一種商業上重要的化學修飾是鹵化作用，它導致了氯化和溴化丁基橡膠，以下還表示為鹵代丁基橡膠或單獨表示為溴代丁基橡膠或氯代丁基橡膠。

鹵代丁基橡膠在技術上是通過使一種在烷中的常規的丁基橡膠的溶液與氯或溴在一個攪拌容器中接觸而生產的。一般將所述溶液表示為粘結劑。作為副產品形成的未反應的鹵素和鹵化氫通過加入苛性堿溶液中和。還可以在那個階段并入添加劑。然后將所生成的溶液進行蒸汽汽提以去除該溶劑，由此使該橡膠凝結成為一種固態產品。該固體產品總體上是作為一種在水中的5％到12％的漿料而回收的。在回收之前立即將穩定劑和/或抗氧化劑加入到該鹵化丁基橡膠中。該鹵化丁基橡膠然后使用機械干燥裝備通過一種類似于用于常規的丁基橡膠的方法進行最終處理；然而，由于該鹵化產品的更高反應性，采用了較不劇烈的條件。

這些上述的用于凝結和蒸汽汽提的工藝經受了很高的能量消耗。大量的蒸汽是必要的以便不僅蒸發溶劑而且還加熱并且保持了在汽提鼓中的全部的含水量在一個高溫下。添加額外的蒸汽也是必需的以通過降低在該汽提鼓中溶劑的分壓而汽提掉溶劑的殘余量。

因為凝結后丁基橡膠在該漿料中的濃度總體上僅為按重量計5％到12％，并且對于鹵化丁基橡膠僅為5％到20％，上述的這些工藝還利用了大量水。來自這種漿料的全部水構成廢水并且必須被去除。雖然該廢水包含來自中和反應的鈉鹽，但因為該鹽濃度太低，再加工并且再循環該廢水以去除這些鈉鹽在經濟上是不可行的。

將這些橡膠屑粒利用簡單的篩盤或篩子從該大體積的水中機械地分離出。在這個第一分離以后該(鹵)丁基橡膠仍包含大約30％到50％的水。然后此外的機械干燥使用擠出機通過對該產品進行捏合并且擠壓出水進行。這種機械干燥方法的缺點是水被沒有通過這種篩子阻止的小的橡膠顆粒污染了，其結果是該廢水要求額外的處理。