[發明專利]管式反應器合成低分子量苯乙烯-馬來酸酐樹脂的方法

在審

• 申請號: 202111495859.0
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN113968927A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 沈顯波;蔡建華;陳軍;單威
• 申請（專利權）人: 江西聯合化工有限公司
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F222/08;C08F2/01
• 代理公司: 杭州星隆專利代理事務所(特殊普通合伙) 33441
• 代理人: 劉星海

本發明提供了一種管式反應器合成低分子量苯乙烯?馬來酸酐共聚物的方法，所述的方法為：將苯乙烯、馬來酸酐溶于溶劑中分成兩組，得到兩種反應液；將所述兩種反應液按照一定流速比，分別通過不同的進料管路進行混合，使得苯乙烯、馬來酸酐和引發劑始終以特定比例在管式反應器中進行反應，制得低分子量苯乙烯?馬來酸酐交替共聚物。本發明工藝簡單，反應過程中放熱穩定，反應易控制，具有經濟環保等優點。

技術領域

本發明屬于高分子合成領域，具體涉及一種管式反應器合成低分子量苯乙烯-馬來酸酐樹脂的方法。

背景技術

低分子量且分子量分布較窄的苯乙烯-馬來酸酐樹脂是一種具有廣泛用途的聚合物，在造紙、紡織、印染、涂料、化工等行業可分別用作紙張表面施膠劑、有機顏料分散劑、乳液聚合的保護膠體等。

目前，苯乙烯-馬來酸酐共聚物的制備方法主要有溶液聚合，少量的本體聚合、本體-懸浮聚合和沉淀聚合。但是，這些方法較難得到低分子量且分子量分布較窄的聚合物。

原子轉移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)和可逆加成-斷裂鏈轉移聚合(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer radicalPolymerization,RAFT)常用于合成低分子量且分子量分布較窄的苯乙烯-馬來酸酐樹脂。但是，存在復雜的操作過程和RAFT試劑價格昂貴等缺點，這限制了工業應用。

管式反應器，也稱推流式反應器，自1940年起開發應用。管式反應器呈管狀，長徑比很大，屬于連續操作反應器。根據操作方式不同，可分為間歇、連續、半連續3種。盡管攪拌釜反應器在工業中得到了最廣泛的應用，但對于要求停留時間非常短且高強度局部混合的快速反應，攪拌釜反應器并不適用。因此，其他的強化混合反應器被陸續加以考慮替代攪拌釜反應器。而管式反應器除了進料停留時間短和可實現一定強度的局部混合外，還具有結構簡單、加工方便、傳熱面積大、傳熱系數高、耐高壓、安全和高效等優點。

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種利用管式反應器合成低分子量(數均分子量控制在4000～9000范圍內)窄分布(PDI小于2.20)的苯乙烯-馬來酸酐樹脂的方法。

發明內容

本發明利用管式反應器來合成低分子量苯乙烯-馬來酸酐樹脂產品，其特征在于：按照下述步驟進行，

(1)在攪拌下將引發劑和苯乙烯加入到溶劑中作為反應物料A，將引發劑和馬來酸酐加入到溶劑中作為反應物料B，分別通過氮氣系統將反應物料A和B中溶解的氧含量降至2ppm以下；

(2)經計量泵將物料A和B分別通入管式反應器中進行混合、反應，設定溫度由外部換熱器進行控制，換熱介質為導熱油，再通過流量控制改變停留時間；

(3)反應結束后，將接收罐內反應液進行干燥得苯乙烯-馬來酸酐樹脂產品，產品總收率為92～97％，數均分子量控制在4000～9000范圍內，分子量分布小于2.20。

其中步驟(1)中所述的引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化苯甲酰、過氧化二叔丁基中的一種或幾種。

其中步驟(1)中所述的溶劑包括選自丁酮、甲基丙酮、2-戊酮、3-戊酮、3-甲基-2-丁酮、2-己酮、3-己酮、2-甲基-3戊酮、3，3-二甲基-2-丁酮、4-甲基-2戊酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2，4-二甲基-3戊酮、2-辛酮、2，6-二甲基-4-庚酮、環戊酮、環己酮或環庚酮中的一種或幾種。

其中步驟(1)中所述引發劑的質量為所述苯乙烯和所述馬來酸酐總質量的1～5％，所述馬來酸酐與苯乙烯摩爾比為1:1～5，所述苯乙烯、馬來酸酐和引發劑總的質量與溶劑質量比為1:1～3。

其中步驟(2)中所述反應物料A流速為20mL/min～40mL/min，所述反應物料B流速為5mL/min～25mL/min。