[發明專利]一種聚二烯烴釜內合金的工業化生產方法及其裝置

有效

• 申請號: 202210031229.6
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114349904B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 邵華鋒;賀愛華;王日國
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08F236/08
• 分類號: C08F236/08;C08F236/06;C08F2/01;C08F2/38;C08F4/642
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 孟琦

本發明涉及一種反式?1,4?聚丁二烯/丁二烯?異戊二烯共聚物/反式?1,4?聚異戊二烯釜內合金的工業化生產方法及裝置。該生產方法一為間歇法，丁二烯均聚合后，將預定量丁二烯和異戊二烯送至聚合裝置，進行共聚合得到組成梯度分布的共聚物，然后再進行異戊二烯的均聚合。該生產方法一為連續法法，在連續聚合裝置中，丁二烯均聚合后，丁二烯和異戊二烯固定摩爾比進行共聚合，得到組成均勻分布的共聚物，然后再進行異戊二烯的均聚合。該生產裝置包括前處理系統、聚合系統和后處理系統。通過該生產方法及裝置，實現聚二烯烴釜內合金的工業化生產。

技術領域

本發明涉及石油化工的制備技術領域，具體涉及的是一種聚二烯烴釜內合金的工業化生產方法以及實施該方法的工程化系統和裝置。

背景技術

反式-1,4-丁二烯-異戊二烯共聚橡膠(TBIR)是由異戊二烯單體和丁二烯單體共聚合生成的新一代橡膠材料，與普通天然橡膠相比，這種材料的最大特點是具有優異的耐屈撓疲勞性能，低的滾動阻力，壓縮生熱低，耐磨性好，是制造高性能節能環保輪胎的優異材料。其優異的動態性能、耐疲勞性能和低生熱性能，在各種減震橡膠材料上也將有光明的前途。專利(US?5100965、WO?9723521、US?4020115、US5844044、UK?2029426)公開了高反式結構的丁二烯-異戊二烯共聚物的優異的物理力學性能，特別是耐疲勞性和耐裂口增長性能優異，是發展高性能輪胎的理想膠料。

中國發明專利ZL?201210138621.7和200910174494.4分別公開了一種反式-1,4-結構的丁二烯-異戊二烯共聚橡膠和復合橡膠。共聚橡膠中，反式結構含量大于90％，共聚物中丁二烯和異戊二烯的組成分別為0.5-80％和20-99.5％可以調節共聚單體組成控制。同時，其兩種單體的微觀結構序列分布可以是梯度分布或均勻分布的。該專利未涉及工業化的生產流程和生產裝置，無法實現工業化生產。同時該專利也未涉及解決聚合物的后處理、助劑體系添加及擠出造粒問題。而傳統橡膠的后處理凝聚過程會產生大量的廢水，同時能耗也非常高。利用共聚合中異戊二烯與丁二烯竟聚率的差異，可以采用兩次投料法或一次投料法合成反式-1，4-結構的聚二烯烴復合橡膠。該合成方法中采用本體法或溶液法，其單體轉化率均受到聚合方法的限制，不能太高。同時，該方法得到的聚合物中沒有丁二烯均聚物，即高反式-聚丁二烯TPB，使得該復合橡膠的力學性能不能滿足高強度使用需求。

中國發明專利201610173038.8公開了反式丁戊共聚橡膠的工業化生產方法，但并未涉及丁二烯均聚合和異戊二烯共聚合的系統和裝置，也沒有涉及到丁二烯回收時的真空裝置和處理條件等。中國發明專利201710913932.9公開了TBIR的溶液法工業化裝置。

為了克服和解決上述提及的問題，即以上專利所公開的聚合物，均為異戊二烯與丁二烯的共聚物或聚異戊二烯和丁二烯-異戊二烯的共聚物，而沒有反式-1,4-聚丁二烯TPB結構。同時，沒有對工業化方法和裝置進行報道。本專利申請一種反式-1,4-聚丁二烯/丁二烯-異戊二烯共聚物/反式-1,4-聚異戊二烯釜內合金的工業化生產方法及實施該方法的裝置。

發明內容

鑒于以上，本發明的主要目的之一是提供一種聚二烯烴釜內合金的工業化生產方法。本發明的主要目的之二是提供實施上述聚二烯烴釜內合金的工業化生產方法的工業系統裝置。

本發明的第一個目的，提供了一種聚二烯烴釜內合金的工業化生產方法，該方法包括以下步驟：

(1)生產裝置采用真空處理及氮氣充分置換后，再采用丁二烯單體進行進一步置換處理；

(2)精制后的丁二烯單體按照預定劑量經過換熱器通入聚合反應器，助催化劑和給電子體按照預定劑量經過計量泵注入到聚合反應器；開啟攪拌混合均勻；將聚合反應器升溫至預定溫度后，經過計量裝置按照預定量注入主催化劑和氫氣；調整攪拌轉速，開始聚合反應；