[發(fā)明專利]一種懸浮聚合系統(tǒng)及懸浮聚合方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610531016.4
• 申請日: 2016-07-07
• 公開（公告）號: CN106084091B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈建華;王建黎;鐘軼泠
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波爭光樹脂有限公司
• 主分類號: C08F2/18
• 分類號: C08F2/18;C08F2/01;C08F212/08;C08F212/36
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所31272
• 代理人: 俞滌炯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種懸浮聚合系統(tǒng)，以及使用所述懸浮聚合系統(tǒng)的懸浮聚合方法，該懸浮聚合系統(tǒng)尤其適用于苯乙烯-二乙烯苯懸浮聚合的方法。

背景技術(shù)

單體以小液滴狀懸浮在分散介質(zhì)中的聚合反應(yīng)稱為懸浮聚合。懸浮聚合是單體以小液滴懸浮在水中的聚合。單體中溶有引發(fā)劑，一個小液滴就相當(dāng)于本體聚合的一個小單元。從單體液滴轉(zhuǎn)變?yōu)榫酆衔锕腆w粒子，中間經(jīng)過聚合物-單體粘性粒子階段，為了防止粒子相互粘結(jié)在一起，體系中須加有分散劑，以便在粒子表面形成保護(hù)膜。懸浮聚合的反應(yīng)機(jī)理與本體聚合相同，也有均相聚合和沉淀聚合之分。

懸浮聚合物的粒徑約0.05~2mm（或0.01~5mm），主要受攪拌和分散控制。懸浮聚合的反應(yīng)機(jī)理與本體聚合相同，也有均相聚合和沉淀聚合（非均相）之分。若是均相聚合，則為：在分散劑的作用下，單體在單體液滴里聚合，最終形成均勻堅硬透明的球珠狀粒子；若是非均相聚合，則為：引發(fā)劑在單體液滴引發(fā)得鏈自由基相互纏結(jié)在一起沉淀，形成最初的相分離物——原始微粒，原始微粒凝聚的初級粒子核。初級粒子核一經(jīng)形成就開始成長為早期的初級粒子，呈現(xiàn)相分離，體系變渾濁。因為形成的聚合物不溶于單體，所以在聚合主要是在聚合物的溶脹體進(jìn)行不在形成初核，初級粒子數(shù)不再增加而是均勻地長大（初級粒子核吸附獲捕捉單體相得自由基而增長、終止）。

一般在懸浮聚合的過程中，由于過度攪拌或分散劑的原因而會導(dǎo)致所形成的聚合物往往存在粒度均一性差的問題，從而影響了產(chǎn)品的最終收率；同時，在某些工藝中，懸浮聚合中的水相得不到合理的利用，最終被浪費(fèi)了，這在一定程度上增加了懸浮聚合的成本。

因此，改進(jìn)懸浮聚合的工藝或者設(shè)計出一種全新的懸浮聚合裝置，是本領(lǐng)域研發(fā)人員當(dāng)前的研究重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，為了克服聚合物粒度均一性差的技術(shù)問題，以提升產(chǎn)物收率，同時提高懸浮聚合中的水相的利用率，節(jié)約生產(chǎn)成本，發(fā)明人設(shè)計了一種集反應(yīng)物料的接收、混合、反應(yīng)、固化、分離和收集于一體的懸浮聚合系統(tǒng)。

因此，本發(fā)明的第一方面，提供了一種懸浮聚合系統(tǒng)，包括：

壓縮機(jī)，物料配制釜，管式反應(yīng)器A，管式反應(yīng)器B，固液分離裝置，收集釜，水相注入裝置，循環(huán)泵，以及若干管閥；其中，管式反應(yīng)器A和管式反應(yīng)器B串聯(lián)，所述管式反應(yīng)器A和管式反應(yīng)器B的外壁上均設(shè)置蒸汽加熱裝備或電加熱帶，并相應(yīng)地設(shè)置有保溫夾套；其中，所述壓縮機(jī)，用于將壓縮空氣或壓縮氮?dú)廨斔椭了鑫锪吓渲聘校⑶彝ㄟ^該壓縮空氣或壓縮氮?dú)鈱⑽锪吓渲聘袃Υ娴姆磻?yīng)原料注入管式反應(yīng)器A，維持管式反應(yīng)器A內(nèi)的溫度為80~86℃，得到所需粒徑的反應(yīng)微球；接著，反應(yīng)微球被壓入管式反應(yīng)器B，維持管式反應(yīng)器B內(nèi)的溫度為80~86℃，進(jìn)行定型固化，已固化的產(chǎn)物微球緩慢下降；然后，所得產(chǎn)物微球隨水相一起進(jìn)入所述固液分離裝置，分離出產(chǎn)物微球和水相，將收集的產(chǎn)物微球在所述收集釜內(nèi)進(jìn)一步老化，制得最終產(chǎn)品；而分離的水相則流至所述水相注入裝置，之后經(jīng)所述循環(huán)泵返回至所述管式反應(yīng)器B。

其中，所述反應(yīng)原料包括用于發(fā)生聚合反應(yīng)的單體化合物和引發(fā)劑、分散劑等試劑。此外，在所述物料配制釜中還可設(shè)置機(jī)械攪拌裝置，用于充分混合單體化合物和引發(fā)劑、分散劑等試劑。

其中，所述壓縮機(jī)通過調(diào)節(jié)壓縮空氣或壓縮氮?dú)獾牧髁浚捎糜诳刂品磻?yīng)原料的注入速度及注入量。其中，所述水相注入裝置中，可投入另一部分物料，包含水以及聚合反應(yīng)所需的分散劑、阻聚劑等。

優(yōu)選地，在所述懸浮聚合系統(tǒng)中，所述管式反應(yīng)器A和/或所述管式反應(yīng)器B的長度為2米-15米。

優(yōu)選地，在所述懸浮聚合系統(tǒng)中，所述管式反應(yīng)器A的兩端設(shè)置有孔板結(jié)構(gòu)Ⅰ和Ⅱ。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述懸浮聚合系統(tǒng)中，所述孔板結(jié)構(gòu)Ⅰ和Ⅱ的材質(zhì)為金屬材料或非金屬材料。

更進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述懸浮聚合系統(tǒng)中，所述金屬材料為不銹鋼、鋁或鎳。

更進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述懸浮聚合系統(tǒng)中，所述非金屬材料為塑料。

本發(fā)明的第二方面，提供了一種懸浮聚合方法，其使用本發(fā)明第一方面所述的懸浮聚合系統(tǒng)進(jìn)行。

本發(fā)明的第三方面，提供了一種苯乙烯-二乙烯苯懸浮聚合的方法，其使用本發(fā)明第一方面所述的懸浮聚合系統(tǒng)進(jìn)行。