清洁聚合反应器的方法技术

本发明专利技术涉及清洁用于在一种或多种保护性胶体和/或乳化剂的存在下通过自由基引发的一种或多种烯键式不饱和单体的乳液聚合而制备聚合物水分散体的聚合反应器的方法，其特征在于首先将水性混合物加入到聚合反应器中，其包含一种或多种烯键式不饱和单体、一种或多种保护性胶体和/或乳化剂且不包含氧化引发剂，其中烯键式不饱和单体的比例基于所述水性混合物的总重量为20至70重量％，然后将所述水性混合物加热至50℃至100℃的温度，然后将聚合反应器用水性混合物处理5分钟至3小时，然后加入一种或多种引发剂和任选其它的原料，然后引发聚合，然后将由此获得的水性聚合物分散体从聚合反应器中除去，并进行后处理以除去在处理期间脱附的壁沉积物。间脱附的壁沉积物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】清洁聚合反应器的方法
[0001]本专利技术涉及一种通过自由基引发的可自由基聚合的烯键式不饱和单体的乳液聚合而清洁用于制备水性聚合物分散体的聚合反应器的方法。
[0002]聚合物水分散体在广泛应用中用作粘合剂，例如在粘合剂、涂料应用中、在地毯、纺织品和纸张应用中以及在建筑化学产品中用作粘合剂，其中所述建筑化学产品中用在诸如瓷砖粘合剂、抹灰和密封剂中。这些水分散体通常在搅拌聚合反应器中分批地(不连续地)或在搅拌的釜级联中连续地通过水乳液聚合而制备。工艺效率受到通过经由冷却表面散发的散热而限制，其中所述冷却表面例如冷却盘管和反应器壁。
[0003]所述散热也受到称为结垢的壁沉积物形成的限制。该壁沉积物基本上由在聚合过程中不充分稳定且沉积在反应器内壁或内部部件的表面上的聚合物组成。为了改善散热，在分批聚合的情况下因此必须在一批或多批之后辛苦地清洗反应器，例如用有机溶剂或者通过在高压下用水高压清洗的纯机械清洗。
[0004]为了防止壁沉积，可以如EP 0152115 B1和EP 3256497 B1中所述，将聚合反应器的内部及其内部部件的表面涂覆有防垢剂。此处的缺点是涂覆成本以及防污涂覆剂对聚合产物污染的风险。
[0005]已知机械方法用于去除已经形成的壁沉积物。US 6274690 B1提出用喷水器清洗反应器内壁。EP 2689838 A1描述了一种聚合方法，其中将惰性磨料颗粒添加到聚合混合物中以防止在聚合过程中形成沉积物。在EP 2658644 B1的管式反应器中的连续聚合过程中，反应器内表面用刮刀和擦拭器清洁。在WO 98/29186 A1的方法中，使反应器壁振动以防止沉积物的形成。US 2006/0130870 A1描述了一种借助用低频声波进行处理而清洁聚合反应器壁的方法。这些机械方法的缺点是设备费用以及这些方法所需的在反应器内部上形成沉积物的风险。
[0006]聚合反应器的内部也可以用化学试剂清洗。在US 4038473中，用热碱性洗涤剂溶液除去在氯乙烯聚合期间形成的壁沉积物。在EP 0057433 A1的方法中，将具有多价金属盐的表面活性剂水溶液用于清洁。EP 0633061 A1描述了在管式反应器中的连续乳液聚合，该反应器使用表面活性剂溶液进行清洁。US 4904309也使用表面活性剂溶液进行清洁。在EP 3351612 A1中，用非离子表面活性剂溶液冲洗聚合反应器。EP 1230019 B1描述了在环管反应器中的乳液聚合，其中聚合反应器用水进行清洗，并且将洗涤水再用于聚合中。根据EP 0248681 B1，将皂形成剂如碱金属硅酸盐或碱金属磷酸盐、碱如碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐、表面活性剂和有机溶剂如二甲苯或甲苯的组合物，任选与单体的组合物用于清洁反应器内部。化学清洗方法的缺点是清洗所需的时间以及产物被清洗液成分污染的风险。
[0007]因此，本专利技术的目的是提供一种清洁用于制备聚合物水分散体的反应器的改进方法，通过该方法可以有效地去除聚合物壁的沉积物，并确保改善的设备利用率(由于清洁而导致的停机时间更短)以及由于清洁溶液而更少的浪费。
[0008]本专利技术涉及清洁用于在一种或多种保护性胶体和/或乳化剂的存在下通过自由基引发的一种或多种烯键式不饱和单体的乳液聚合而制备聚合物水分散体的聚合反应器的方法，其特征在于首先将水性混合物加入到聚合反应器中，其包含一种或多种烯键式不饱
和单体、一种或多种保护性胶体和/或乳化剂，且不包含氧化引发剂，其中烯键式不饱和单体的比例基于所述水性混合物的总重量为20至70重量％，然后将所述水性混合物加热至50℃至100℃的温度，然后将聚合反应器用水性混合物处理5分钟至3小时，然后加入一种或多种引发剂和任选其它的原料，然后引发聚合，然后将由此获得的水性聚合物分散体从聚合反应器中除去，并进行后处理以除去在处理期间脱附的壁沉积物。
[0009]借助自由基引发的乳液聚合而制备聚合物水分散体已有多次描述，并且是本领域技术人员已知的；例如在Encyclopedia of Polymer Science and Engineering，第8卷(1987)，John Wiley and Sons，第659-677页。
[0010]所述烯键式不饱和单体优选选自乙烯基酯、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基芳族化合物、烯烃和乙烯基卤化物、以及任选的可与其共聚的其他单体。合适的乙烯基酯是具有1至18个碳原子的羧酸的那些。优选乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、乙酸1-甲基乙烯酯、新戊酸乙烯酯和具有9至11个碳原子的α-支化一元羧酸的乙烯基酯，例如或(Hexion的商品名)。特别优选乙酸乙烯酯。合适的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的单体例如是具有1至15个碳原子的直链或支化醇的酯。优选的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯。特别优选丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。优选的乙烯基芳族化合物是苯乙烯、甲基苯乙烯和乙烯基甲苯。优选的烯烃是乙烯、丙烯和丁二烯。优选的乙烯基卤化物是氯乙烯。
[0011]特别优选包含乙酸乙烯酯和1至40重量％的乙烯的共聚单体混合物；和包含乙酸乙烯酯和1至40重量％乙烯和1至50重量％的一种或多种其他共聚单体的混合物，其中所述其它共聚单体选自在羧酸基团中具有3至15个碳原子的乙烯基酯，例如丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、具有9至11个碳原子的α-支链羧酸的乙烯基酯，例如VeoVa9、VeoVa10、VeoVa11；和
[0012]包含乙酸乙烯酯、1至40重量％乙烯、优选1至60重量％具有1至15个碳原子的直链或支化醇的丙烯酸酯，特别是丙烯酸正丁酯或丙烯酸2-乙基己酯的混合物；
[0013]和包含30至75重量％乙酸乙烯酯、1至30重量％月桂酸乙烯酯或具有9至11个碳原子的α-支化羧酸的乙烯基酯以及1至30重量％具有1至15个碳原子的直链或支化醇的丙烯酸酯，特别是丙烯酸正丁酯或丙烯酸2-乙基己酯的混合物，其另额外包含1至40重量％的乙烯；
[0014]和包含乙酸乙烯酯、1至40重量％乙烯和1至60重量％氯乙烯的混合物；其中，该混合物还可以任选包含其他单体，并且其中在每种情况下的重量百分比总计为100重量％。
[0015]合适的保护胶体例如为，部分皂化的聚乙烯醇；聚乙烯吡咯烷酮；聚乙烯醇缩醛；水溶性形式的多糖，例如淀粉(直链淀粉和支链淀粉)、纤维素及其羧甲基、甲基、羟乙基、羟丙基衍生物；蛋白质，例如酪蛋白或酪蛋白酸盐、大豆蛋白、明胶、木质素磺酸盐；合成聚合物，例如聚(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯与羧基-官能共聚单体单元的共聚物、聚(甲基)丙烯酰胺、聚乙烯磺酸及其水溶性共聚物；三聚氰胺甲醛磺酸盐、萘甲醛磺酸盐、苯乙烯马来酸和乙烯基醚马来酸共聚物；阳离子聚合物，例如聚二烯丙基二甲基氯化铵(poly-DADMAC)。优选部分皂化的聚乙烯醇，其水解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在一种或多种保护性胶体和/或乳化剂的存在下通过一种或多种烯键式不饱和单体的自由基引发的乳液聚合而清洁用于制备聚合物水分散体的聚合反应器的方法，其特征在于在聚合反应器中初始加入水性混合物，其包含一种或多种烯键式不饱和单体、一种或多种保护性胶体和/或乳化剂，并且不包含氧化引发剂，其中烯键式不饱和单体的比例基于所述水性混合物的总重量为20至70重量％，然后将所述水性混合物加热至50℃至100℃的温度，并将聚合反应器用水性混合物处理5分钟至3小时，然后加入一种或多种引发剂和任选存在的其它原料，然后引发聚合反应，将由此获得的水性聚合物分散体从聚合反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：HP，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：