[發(fā)明專利]用于制備連續(xù)本體ABS樹脂的含物料內(nèi)循環(huán)的管式平推流反應(yīng)器及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210566284.1
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN102977279A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁博;唐治鈁;李楊;申凱華;王益波;王艷色;張鋒;張冬梅;李耀波;周川;鄭建國;劉萬勝;鄭樹松;吳玉祥;劉福德;張素杰;范鐵軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北方華錦化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司;大連理工大學(xué)
• 主分類號: C08F279/04
• 分類號: C08F279/04;C08F2/01
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料合成與制備領(lǐng)域，涉及到合成樹脂領(lǐng)域，特別涉及到一種基于串并聯(lián)結(jié)構(gòu)排列的平推流反應(yīng)器系統(tǒng)及制備高性能ABS樹脂方法。

背景技術(shù)

ABS樹脂具有耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)性及電性能良好的特點，易于成型，機械加工性能優(yōu)異，在電子電器、儀器儀表、汽車、建材工業(yè)和日用制品等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。我國ABS應(yīng)用高度集中在電冰箱、電視機、電話、辦公用品等電子、電器配件上，占消費量的80%，玩具和汽車配件各占10%。近年來，汽車、電子等行業(yè)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了ABS的消費增長，其中，電子及大型電器產(chǎn)品對ABS樹脂的消費量以年均約5.6%的速度增長，小型電器對ABS的消費量以年均約5.7%的速度增長。

目前ABS樹脂生產(chǎn)技術(shù)主要有乳液接枝摻混法和連續(xù)本體法兩種工藝。乳液接枝摻混法是通過丁二烯乳液聚合制備聚丁二烯膠乳，然后與一定量的苯乙烯、丙烯腈接枝聚合，得到ABS接枝粉料。ABS接枝粉料與SAN樹脂按一定的比例摻混，得到ABS樹脂產(chǎn)品。乳液接枝摻混法制備ABS樹脂生產(chǎn)工藝，流程長且復(fù)雜，為間歇操作過程，廢水量大，乳聚、接枝、摻混等過程控制點多，后處理過程繁雜。

連續(xù)本體聚合法是生產(chǎn)ABS樹脂的主要工藝之一，是將增韌橡膠組分按照一定的比例溶于苯乙烯、丙烯腈和溶劑中，溶解后的膠液在一定溫度和引發(fā)劑、分子量調(diào)節(jié)劑，經(jīng)自由基反應(yīng)進(jìn)行接枝聚合過程，通過脫揮、造粒過程得到ABS樹脂產(chǎn)品。連續(xù)本體聚合ABS樹脂工藝采用多級連續(xù)管式反應(yīng)器串聯(lián)排列的聚合系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝簡潔，工藝流程緊湊，ABS樹脂產(chǎn)品純凈，工藝綠色環(huán)保。但連續(xù)本體聚合法制備ABS樹脂工藝，對橡膠種類、反應(yīng)器的控制，強化傳質(zhì)、傳熱過程有較高的要求。通用電氣(GE)、道化學(xué)(Dow)、孟山都(Monsanto)、巴斯夫(BASF)、日本三井東亞等公司的連續(xù)本體法?ABS工藝各具特色。

連續(xù)本體法進(jìn)行ABS樹脂生產(chǎn)的代表工藝有道化學(xué)(Dow)的串聯(lián)式多級平推流管式反應(yīng)器和日本三井東亞多釜串聯(lián)連續(xù)反應(yīng)器。相比較而言，多釜串聯(lián)連續(xù)反應(yīng)器中物料存在停留時間分布，裝料系數(shù)一般小于75%，屬于非滿釜操作，生產(chǎn)的ABS產(chǎn)品分子量分布寬，顏色偏黃，性能較差。而串聯(lián)式多級平推流管式反應(yīng)器系統(tǒng)，物料的停留時間一致，屬于滿釜操作，杜絕了反應(yīng)器壁掛壁問題，產(chǎn)品性能、顏色較佳，國內(nèi)引進(jìn)的連續(xù)本體法ABS樹脂生產(chǎn)裝置，均為串聯(lián)式多級平推流管式反應(yīng)器。但串聯(lián)式多級平推流管式反應(yīng)器，裝置傳質(zhì)、傳熱要求高，各級反應(yīng)器工藝波動性大，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，存在爆聚等問題。

基于上述ABS樹脂制備工藝現(xiàn)狀，本發(fā)明涉及一種含物料內(nèi)循環(huán)的連續(xù)本體ABS樹脂的生產(chǎn)工藝和相關(guān)設(shè)備，主要解決目前常規(guī)本體ABS生產(chǎn)工藝中多級反應(yīng)器反應(yīng)狀態(tài)差異大，反應(yīng)器系統(tǒng)穩(wěn)定性差的突出問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用多級平推流管式反應(yīng)器，通過串并聯(lián)排列，實現(xiàn)部分物料在聚合體系中內(nèi)循環(huán)，解決目前多級串聯(lián)式平推流管式反應(yīng)器，傳質(zhì)、傳熱要求高，反應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問題，提供一種具有內(nèi)循環(huán)的多級平推流管式反應(yīng)器的ABS聚合工藝，提高和改善反應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和ABS樹脂產(chǎn)品的性能。

本發(fā)明的一種含物料內(nèi)循環(huán)的連續(xù)本體ABS樹脂的生產(chǎn)工藝，具有以下特征：包括四個串并聯(lián)平推流反應(yīng)器組成的聚合系統(tǒng)，其中反應(yīng)器R1、R2和R3串聯(lián)排列，第四個反應(yīng)器R4并聯(lián)連接于反應(yīng)器R1入口和反應(yīng)器R2出口之間。反應(yīng)物流經(jīng)第一平推流反應(yīng)器R1、第二平推流反應(yīng)器R2流出后，分為兩股，一股經(jīng)第三平推流反應(yīng)器R3進(jìn)一步聚合后，真空脫揮和擠出造粒，得到ABS樹脂產(chǎn)品。另一股物流經(jīng)第四平推流反應(yīng)器R4循環(huán)后，與溶膠的單體原料混合，重新進(jìn)入第一平推流反應(yīng)器R1。

本發(fā)明的一種含物料內(nèi)循環(huán)的連續(xù)本體工藝制備ABS樹脂產(chǎn)品，具有以下特征：所制備的ABS樹脂為橡膠增韌的聚苯乙烯-丙烯腈的樹脂產(chǎn)品，其特征在于增韌橡膠為聚丁二烯橡膠、丁苯橡膠、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯三元集成橡膠，分散相為接枝了苯乙烯、丙烯腈嵌段共聚物的橡膠粒子，連續(xù)相為大分子的苯乙烯、丙烯腈共聚物。增韌橡膠為聚丁二烯橡膠、丁苯橡膠或、和苯乙烯-異戊二烯-丁二烯三元集成橡膠，為陰離子溶液聚合得到的產(chǎn)品。

聚合工藝為甲苯或乙苯為溶劑，1,1-二叔丁基過氧化環(huán)己烷為引發(fā)劑，正十二烷基硫醇為鏈轉(zhuǎn)移劑，1-十八烷基-3-（3.5-二叔丁基-4-羥苯基）丙酸酯為抗氧劑。橡膠溶解后重量比占膠液的5-20%之間，苯乙烯占膠液總量40-75%之間，溶劑占膠液總量10-20%之間，丙烯腈占膠液總量10-20%之間。