[發明專利]一種固體丙烯酸樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201410598497.1
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104311726A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 王旭朋;宋延林;楊明;劉云霞;金小玲;秦明明
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F212/08;C08F220/44;C08F212/12;C08F220/28;C08F222/02;C08F220/14;C08F220/22;C08F226/10;C08F2/38;C09D11/107
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明涉及涂料和油墨行業用丙烯酸樹脂的制備方法，尤其是一種固體丙烯酸樹脂的制備方法。

背景技術

通常涂料及油墨用固體丙烯酸樹脂是采用本體聚合方法或懸浮聚合方法生產。采用本體聚合方法得到的產物是塊狀固體丙烯酸樹脂，將該塊狀固體丙烯酸樹脂經過加熱熔融、造粒后出售。本體聚合方法在進行聚合的中后期的聚合自加速效應將會導致所得到的固體丙烯酸樹脂的分子量分布過寬，其分子量分布系數大約在3～5之間，使用分子量分布過寬的固體丙烯酸樹脂制造的涂料或油墨的儲存存在穩定性差的問題，其表現為在儲存期間易產生沉淀，分層以及發花現象。另外，由于本體聚合方法在進行聚合的中后期的聚合自加速效應，還會導致易產生爆聚以及聚合溫度難以控制的現象。

韓華石油化學株式會社的專利ZL99814773.7公開了一種將苯乙烯單體組分和丙烯酸單體組分，及5～15重量份的二丙二醇甲基醚與水的混合溶劑連續加入到外部裝有內含冷卻盤管的油夾套的連續攪拌可控溫反應器中，在150～220℃可控溫反應器中停留10～20分鐘進行共聚，聚合物輸送至180～210℃的溫度、-500～-750毫米汞柱的真空壓力下運行的下落型排氣段，從聚合物中脫除揮發成分。但是該工藝的反應溫度難以得到良好控制，因此會產生不穩定問題。

中國專利CN1279693A公開了一種采用管式反應器制備低玻璃化溫度固體丙烯酸酯樹脂的方法。所制樹脂重均分子量為10000或更低，主要用作涂料和鑄塑用樹脂體系的添加劑。

中國專利CN100560622C公開了一種采用連續本體聚合方法制備分子量為6000～9000的固體丙烯酸樹脂的方法，該樹脂主要應用于水性油墨，作為色漿的研磨分散樹脂和丙烯酸乳液聚合的保護樹脂。

中國專利CN101735370B公開了一種水溶性固體苯丙樹脂的制備方法。在攪拌反應釜中通入超臨界流體為反應介質，加入苯乙烯類單體、丙烯酸類單體、引發劑和鏈轉移劑進行自由基聚合反應，反應產物經排氣減壓脫除揮發組分和超臨界流體，可得到純凈的水溶性固體苯丙樹脂。反應溫度等于或高于聚合反應介質臨界溫度31.1℃，反應壓力高于或大于聚合反應介質臨界壓力7.38MPa。雖然該方法是在較低溫度下進行，但壓力變得較大，反應條件不易控制，成本較高。

發明內容

本發明的目的是為了克服目前采用反應釜制備固體丙烯酸樹脂的溫度不易控制，以及采用管式反應器壓力、溫度過高等缺陷，從而提供一種將釜式聚合與管式聚合相結合的制備固體丙烯酸樹脂的方法。

本發明的固體丙烯酸樹脂的制備方法是：將硬單體、軟單體、功能單體、引發劑、鏈轉移劑和輔助組分在物料罐中攪拌溶解均勻后，加入到反應釜中進行聚合反應；當反應釜中的上述的單體的總轉化率為40～50％時，開始將溶劑儲罐中的稀釋溶劑逐漸滴入到反應釜中進行降粘，以始終使反應釜中的物料保持良好的流動狀態，直至使上述的單體的總轉化率達到70～80％后，將所得稀釋物從反應釜中排到儲料罐中；然后經高壓泵將該稀釋物從儲料罐中連續打入管式反應器中進行聚合反應；反應產物從管式反應器中出來后進入脫揮塔，脫除稀釋溶劑后的固體丙烯酸樹脂從脫揮塔的下部排出，得到固體丙烯酸樹脂。脫除的稀釋溶劑經冷凝器冷卻后進入溶劑儲罐中，等待再次進入反應釜中參與反應流程。

所述的反應釜中所加入的各物料的比例為：

所述的反應釜在進行聚合反應時的溫度為120～180℃，壓力為0.1MPa～1MPa。

所述的管式反應器在進行聚合反應時，其管式反應器內的壓力為0.5～10MPa，溫度為150～240℃，稀釋物在管式反應器中的停留時間為2～40分鐘。

所述的反應產物從管式反應器中出來后進入脫揮塔，其脫揮塔內的壓力為0.01MPa～0.05MPa，溫度為150～250℃。

所述的硬單體包括選自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲基酯中的一種或幾種的混合物。

所述的軟單體包括選自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸環己酯中的－種或幾種的混合物。