聚合装置以及聚合物制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术聚合装置的要旨在于，所述聚合装置的特征在于，具有：将单体和聚合引发剂混合制备混合液的混合槽，将混合槽的混合液供给聚合釜的供给管，该管是周围围绕着流水管的同轴双套管，将通过供给管供给的混合液加热而进行单体聚合的聚合釜，调节供给管内混合液温度的调温设备。此外，本发明专利技术聚合物制备方法的要旨在于，所述聚合物制备方法是通过供给管将在混合槽中混合单体和聚合引发剂而制备的混合液供给至聚合釜中，并在聚合釜中加热混合液而进行单体聚合的聚合物制备方法，其特征在于，供给管是周围围绕着流水管的同轴双套管，将供给管内的混合液的温度调节为单体不发生聚合，且聚合引发剂不发生析出的温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚合装置以及使用了该装置的聚合物制备方法。
技术介绍
作为通过聚合烯类单体而得到烯类聚合物的方法，已知有溶液聚合法。 作为可用于溶液聚合的聚合装置，通常具有混合烯类单体、溶剂和聚合引 发剂的混合槽，和通过加热由混合槽经供给管供给的混合液而进行烯类单 体聚合的聚合釜'在溶液聚合法中，有在聚合釜中混合、加热溶剂、烯单 体和聚合引发剂来进行聚合的间歇式聚合法，以及预先向聚合釜中投入溶 剂，并在规定温度下从混合槽向聚合釜中滴入供给烯单体和聚合引发剂的 混合物来进行聚合的滴入式聚合法。前者可用作得到较高分子聚合物的方法。另外，后者可用作在能够得到较低分子共聚物的同时，还可在由多种 烯单体单元构成的烯类共聚物中获得更均匀共聚物组成的方法。然而，{吏用前述聚合装置并通过滴入式聚合蚤进行溶液聚合时，会产生以下的不便。 该聚合装置中，由于供给管出口附近位于聚合釜上部的内侧，因此其 因聚合釜内部的热而被加热。于是，在使用该聚合装置的溶液聚合中，烯 类单体以与聚合引发剂混合的状态供给至聚合釜中。因此，烯类单体的一部分，在供给管出口附近的管内由于#>热而开始聚合，并在供给管内生 成烯类聚合物而形成了碎玻璃(cullet),并且在使用多种烯单体时，大多 生成组成不均一的共聚物。在产生碎玻璃时，在聚合后的过滤工序中产生3堵塞，或在通过过滤工序无法完全除去碎玻璃的情况下，在以聚合物液体 或该聚合物溶液为原料的涂料中产生浑浊。此外，如果大量生成组成不均 一的共聚物，则共聚物溶液变浑浊，或在以该聚合物溶液为原料的M中， 有时产生点状的涂布缺陷。这种现象特别在许多包含具有羟基的烯单体或 具有羧酸基的烯单体及其衍生物的情况下显著出现。此外，使用固体状聚合引发剂时，在冬季等气温变低的状态下，流过 供给管的混合^到达聚合圣之前变冷，聚合引发剂析出。析出的聚合引 发剂堆积在供给管内，不久便堵塞了供给管。特别地，由于在烯类聚合物为丙烯酸类涂料用树脂时，为了减少溶剂 量，需要较低分子量的聚合物，并由此需要提高聚合引发剂浓度，因而容易出现上面的2种不利情况。另外，作为防止供给管内的单体进行聚合的方法，已知有将烯类单体 和聚合引发剂分别供给至聚合釜的方法(例如，专利文献1 >专利文献2 )。然而，在将烯类单体和聚合引发剂分别由供给管供给至聚合釜时，由 于它们各自直接被预先^至聚合釜的溶剂稀释了 ，因此存在烯类单体和 聚合引发剂在聚合釜中接触需要很长时间，并且在此之前聚合引发剂的一 部分已经分解并失效，聚合引发剂变得无用这样的问题。专利文献l:特开昭63-30334号爿>报专利文献2:特开2002-167411号公报
技术实现思路
因此，本专利技术目的在于提供一种在从混合槽到聚合蚤之间所设置的供 给管内不会生成聚合物或析出聚合引发剂的聚合装置，以及能够稳定制备 没有杂质混入的聚合物溶液的聚合物制备方法。也就是说，本专利技术的聚合装置的特征在于，具有将单体和聚合引发 剂混合制备混合液的混合槽，加热混合液而进行单体聚合的聚合釜，向聚 合釜中供给混合槽混合液的供给管，调节供给管内混合液温度的调温设备。此外，本专利技术的聚合物制备方法，是通过供给管将在混合槽中混合单体和聚合引发剂而制备的混合液供给至聚合釜中，并在聚合釜中加热混合 液而进行单体聚合的聚合物制备方法，其特征在于，将供给管内混合液的温度保持在15-30 x:的范围内。根据本专利技术的聚合装置，在从混合槽到聚合蒼之间所设置的供给管中， 可以抑制生成聚合物或析出聚合引发剂。此外，根据本专利技术的聚合物制备 方法，能够稳定制备没有杂质混入的聚合物溶液。本专利技术特别适用于制备 丙烯酸类涂料用树脂。附图说明i&存聚 合引发剂溶液的供给槽16,向混合槽12供给单体、溶剂的原料供给管30， 向聚合釜14供给混合槽12中混合液的混合液供给管32，取出在聚合爸14 中制备的聚合物溶液的聚合物溶液取出管34，向聚合釜14供,给槽16 中的聚合引发剂溶液的聚合引发剂供给管36，同轴设置而围绕混合液供给 管32的流水管40 (调温装置)，向流水管40供给水的给水管42，和从流水管40中排出水的排水管44。混合槽12具有槽主体60，搅拌其内部液体的搅拌叶62，使搅拌叶旋 转的电机64，供给聚合引发剂的入口 65，和调节槽主体60内部温度的调 温装置66。作为混合槽12，可以使用在以往溶液聚合装置中所用的那些混 合槽。聚合釜14具有釜主体70,搅拌其内部液体的搅拌叶72，使搅拌叶旋 转的电机74，调节釜主体70内部温度的调温装置76，和过滤从聚合蒼14 中取出的聚合物溶液的过滤器78。作为聚合釜14，可以使用在以往溶液聚 合装置中所用的那些聚合釜。混合液供给管32和流水管40 (调温装置)如图2所示，为双套管， 并且内管为混合液供给管32，外管为流水管40。通过在流水管40中流过 调节过温度的水，便能够将流过混合液供给管32的混合液温度调节至规定 温度。此外，如图2所示，流水管40围绕混合液供给管32直至位于聚合蚤 14上部内侧的混合液供给管32的出口 ，并且在混合液供给管32的出口处， 流水管40的端面纟皮密封。此外，由混合液供给管32和流水管40形成的双套管的端面如图2所 示，优选相对于管轴倾斜。通过使双套管端面倾斜，而使从混合液供给管 32出口流出的混合液到达双套管端面并流出，进而形成大液滴从双套管前 端落至聚合釜中。此倾斜角度a优选为30-60。。在双套管端面与管轴正交的情况下，从混合液供给管32出口出来的混 合液直接在聚合釜14中形成小飞沫而飞散开，混合液附着在聚合釜14内 部液面20上方所露出的聚合釜14的内壁和搅拌叶72最上部的搅拌叶72b 上，并在此处发生聚合，或生成烯类聚合物，由于该聚合物不溶于溶剂， 因此形成碎玻璃，或在使用多种烯单体时，生成大量组成不均一的共聚物。 在产生碎玻璃时，在聚合后的过滤过程中，有产生堵塞的可能性。此外， 如果在过滤工序中无法完全消除碎玻璃的话，则在以聚合物液体或此聚合 物溶液作为原料的涂料中容易产生浑浊。此外，如果产生很多组成不均一的共聚物，则形成了聚合物溶液浑浊，或成为在以此聚合物溶液为原料的 涂料中产生点状涂布缺陷的原因。此外，在聚合釜14中混合液供给管32的位置，在聚合釜14内壁和搅 拌叶72b之间，优选能够将混合液大致滴入中间的位置，以使滴入的混合 液不附着于在聚合釜14内液面20上方所露出的聚合釜14和搅拌叶72的 最上部搅拌叶72b上。下面，对使用聚合装置10的聚合物制备方法进行说明。 首先，向聚合釜14中^X溶剂，通过调温装置76将聚合釜14内部加 热至规定温度。另外，由原料供给管30向混合槽12中供给单体和溶剂，并从入口 65 ^聚合引发剂。在混合槽12中充分搅拌并混合单体、溶剂和聚合引发剂， 并将所得到的混合液暂时贮存起来。接着，开始向流水管40中流入以调节至规定温度的水。向流水管40 中供给水直至溶液聚合结束。然后， 一边控制聚合釜14中的温度， 一边通过混合液供给管32将混 合槽12中的混合液以规定的滴入速度滴入聚合釜14中，进行溶液聚合。 混合液滴入结束后，根据需要，通过聚合引发剂供给管36由供给槽16补 加聚合引发剂。溶液聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合装置，其特征在于，具有：　将单体和聚合引发剂混合制备混合液的混合槽，　将混合槽的混合液供给聚合釜的供给管，该管是周围围绕着流水管的同轴双套管，　将通过供给管供给的混合液加热而进行单体聚合的聚合釜，　调节供给管 内混合液温度的调温设备。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古川琢也，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]