制备橡胶改性耐冲击树脂的连续方法技术

一种制备橡胶改性耐冲击树脂（ＨＩ－ＰＳ和ＡＢＳ）的方法，使用至少两个聚合反应器和一个设置在两个反应器之间的颗粒分散器，把含有芳香乙烯单体或含有由芳香乙烯单体及乙烯基氰的单体组成的混合物的初始单体与添加的橡胶状聚合物一起聚合，该方法通过确定第一反应器中聚合单体浓度间的关系，第一反应器中橡胶状聚合物量的关系和第一反应器中聚合液所占体积与分散器内容积之间的关系以及分散器中剪切搅拌器的圆周线速度关系可获得高品级的树脂。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本专利技术特别涉及的是一种方法，当把由橡胶状聚合物溶解到包含芳香乙烯单体的或包含由芳香乙烯单体及乙烯基氰单体组成的混和物的初始单体中得到的初始溶液通过利用本体聚合方法或溶液聚合方法进行聚合时，所用的橡胶状聚合物达到预定的分散在反应液中的粒度。在橡胶状聚合物存在下聚合苯乙烯而得到的耐冲击聚苯乙烯树脂(下文缩写成HI-PS树脂)是一种具有高冲击强度的聚苯乙烯树脂。并广泛应用于不同的应用领域。按照生产HI-PS树脂的方法的目前趋势，这种树脂主要是通过连续的本体聚合方法制备。然而，这种树脂仍有一部分还是利用本体聚合或悬浮聚合方法的不连续聚合反应来制备。象这样的连续法到目前为止已被广泛地应用于制备橡胶改性苯乙烯树脂，橡胶状聚合物是以0.1到10μ的平均粒度分散在树脂中，由于橡胶状聚合物在所生产的树脂中的粒度对树脂的性质。例如冲击强度和表面光泽，产生重要的影响，因此，控制橡胶状聚合物在树脂中粒度的操作过程在制备橡胶改性聚苯乙烯树脂的技术中是有重要地位的。一般说来，橡胶状聚合物分散在橡胶改性苯乙烯树脂中的粒度和颗粒形状取决于聚合反应期间内的操作条件，即形成分散的橡胶颗粒的操作条件(在本专利技术中这样的操作条件下文称之为“颗粒形成操作”)。在反应期间包含橡胶状聚合物的反应液在聚合反应过程中从连续相状态变成不连续相状态。橡胶改性苯乙烯树脂的连续制备方法比普通不含橡胶状聚合物的苯乙烯树脂的连续制备方法或制备橡胶改性苯乙烯树脂的不连续方法更困难，这是因为在橡胶改性苯乙烯树脂的连续制备方法中，颗粒形成操作是在伴随着反应液从一个反应器到另一个反应器的转移操作及聚合反应条件下进行的。因此，到目前为止为解决这样的困难提出了一些复杂的方法。例如，日本专利公开No.29793/1977提出了这样一种方法，其中在颗粒形成操作之前，橡胶状聚合物予先接枝的予聚合反应先予完成。日本专利公开No.7794/1978提出了这样一种方法，在此方法中已达到从30%到80%单体转化的聚合反应溶液和要被聚合的初始单体进行混合。日本专利公开No.17725/1984提出了一部分聚合反应溶液被循环到初始单体系统中的方法。众所周知，在单体转化较慢的早期聚合阶段，把加强搅拌聚合反应液的步骤作为使含有橡胶状聚合物的连续相(本文缩写成“橡胶相”)变成分散在聚合反应液中的橡胶颗粒的操作方式是有效的。在日本专利公开No.9245/1987中也已知道，搅拌容器型的聚合反应器在颗粒形成操作这样的步骤中是有效的。尽管它比较简单，但是为了形成粒度为0.6μ及更小的颗粒，它需要大量的搅拌动力。在橡胶状聚合物存在下，通过聚合苯乙烯和丙烯腈得到的所谓ABS树脂，由于具有优良的冲击强度、耐化学性、耐热性、硬度、表面光泽和其它特性，已有很多申请。ABS树脂通常是在所说的乳液聚合过程中生产的。在这个过程中，包含橡胶状聚合物的乳化液加到苯乙烯和丙烯腈单体内，而后这样得到的混合物发生聚合反应。通常乳化聚合过程有这样的问题，由于使用数倍于聚合物的乳化液，聚合反应阶段需要大量的设备，并且由于在这个过程中如乳化步骤、凝结步骤和干燥步骤这样一系列的步骤是必需的，这就使得整个生产的控制变得复杂了。再者由于在此过程中不可避免地要使用不纯的乳化剂、凝结剂，这样得到的树脂就被污染了。作为一种改进此乳化聚合过程的方式，在日本专利公开35354/1974和35355/1974中提出来了，其中在所用过的乳化液中提取原有的橡胶成份送入要被聚合的苯乙烯和丙烯腈单体中之后，这种包含橡胶成分的单体通过连续本体聚合过程被聚合以生产ABS树脂。尽管这种方法的过程与传统的乳化聚合方法相比明显简化了，但是这个过程仍保留了复杂的提取步骤。作为其它的制务ABS树脂的方法，日本专利公开No.20303/1970、日本专利公开No.9144/1972、36201/1980提出了一些连续本体聚合方法或溶液聚合方法。这些方法具有聚合反应和后处理简单及减少污染环境的废物的优点。然而这些方法也存在一些问题，用这些方法制备的树脂的物理性质总不是优良的，特别是ABS显著的特性之一，所形成树脂的表面光泽是低劣的，并且这些方法需要特殊的设备。在使用连续本体聚合方法或溶液聚合方法制备ABS树脂中，分散在树脂中的橡胶状聚合物的粒度对所生成树脂在冲击强度、表面光泽和其它的物理性质方面具有明显的影响。显然控制橡胶状聚合物在树脂中的粒度的操作方式在制备ABS树脂的工艺中占有重要的位置。已经知道，对所用单体转化缓慢的早期聚合阶段的聚合液强力搅拌作为使含有橡胶状聚合物的连续相(下文缩写为“橡胶相”)转化为分散在聚合液中的橡胶颗粒的操作方式是有效的。本专利技术人在日本专利公开No.2284/1988中提出了这样一种方式，在这个阶段中使用搅拌器型的反应器。这个方法虽然比较简单，但是为了制造粒度为0.8μ或更小的橡胶颗粒却需要很大的搅拌功率。日本专利公开No.18477/1974公开了使用颗粒分散机械对聚合反应液中在先形成的橡胶颗粒进行剪切处理来得到所需粒度的橡胶颗粒。在这个方式中，在用分散机械对橡胶颗粒进行剪切处理之后，通过把交联剂加入到含有被剪切橡胶颗粒的聚合液中和把聚合液保持在温度为150-200℃的范围内，橡胶状聚合物的交联反应和所有单体的聚合反应同时完成。然而，近来需要对诸如HI-PS树脂或ABS树脂这样的橡胶改性耐冲击树脂的连续生产过程中的颗粒形成操作方法进行改进，以适应由于这种树脂应用的扩展市场对树脂的物理性能的更高需要;并适应不断增长的使用更高效率的制备方法以降低此树脂的生产成本的要求。本专利技术的目的是提供一种方法，以适应上述要求。依靠这个方法能够获得含有所需粒度。并有良好外观的橡胶改性耐冲击苯乙烯树脂，如HI-PS树脂和ABS树脂，并能高效率地，不需大量搅拌功率消耗和复杂的操作过程就可控制橡胶状聚合物的粒度。本专利技术为连续制备橡胶改性耐冲击树脂的方法，其特征在于在此方法中至少使用了两个聚合反应器和一个颗粒分散器，该分散器是一种使橡胶状聚合物以细的橡胶颗粒形式分散在树脂中的设备，该方法包括步骤(1)通过把由橡胶状聚合物溶解到由至少一种芳香乙烯单体构成的初始单体或溶解在由至少一种芳香乙烯单体和至少一种乙烯基氰单体组成的混合物所构成初始单体中所得到的初始溶液连续地供入第一聚合反应器中;(2)在第一反应器中初始单体的聚合反应一直进行，直到从第一反应器由初始单体中获得的聚合物的浓度已经达到能使溶解的橡胶状聚合物转变成分散在反应液中它的颗粒所需要的程度;(3)从第一反应器中连续提出反应液，提出的量和提供给第一反应器中的初始单体的量相一致;(4)然后从第一反应器中提出的反应液送到颗粒分散器中，分散器具有由旋转刀片或园筒形转子组成的并高速旋转的剪切搅拌器，以使在反应液中形成的橡胶状聚合物的颗粒通过剪切搅拌器进行剪切处理;(5)在颗粒分散器中进行过剪切处理的反应液转送到第二聚合反应器中，从初始单体中形成的聚合物的数量保持在25%或更多，并与初始单体转化成产品的比率一样，反应液在第二反应器中继续进行聚合反应，如果需要的话，可接着在第三、第四聚合反应器中进行;聚合反应在下述操作条件下进行(A)应满足下式V2/V1＜0.2其中V1是第一反应器中被反应液占据的容本文档来自技高网...

【技术保护点】
使用至少两个聚合反应器及一个颗粒分散器连续制备橡胶改性耐冲击树脂的方法，包括下列步聚：（１）把由橡胶状聚合物溶解在初始单体中所得到的初始溶液连续通入第一聚合反应器中，其中初始单体由被用来聚合的至少一种芳香乙烯单体构成或者由被用来聚合的由至少一种芳香族乙烯单体和乙烯基氰单体组成的一种混合物构成；（２）使第一反应器中的初始单体进行聚合反应，直到第一反应器中的由聚合而得到的聚合物浓度达到这样一个值，在该值下，橡胶状聚合物被转变成分散在该反应液中的它的颗粒；（３）将含有橡胶状聚合物颗粒的反应液以与供入第一反应器中初始溶液量相当的量从第一反应器中连续抽出；（４）然后，把由第一反应器中抽出的反应液通入颗粒分散器，该分散器装有由旋转搅拌器或园筒形转子组成的并以高速旋转的剪切搅拌器，在该分散器中，通过剪切搅拌器对反应液中的橡胶状颗粒施加剪切处理；（５）将颗粒分散器中已经经受剪切处理的反应液接着通入第二反应器，其中由初始单体形成的聚合物的量与初始单体形成产品的转化率一样被保持在２５％或更多，反应液接着在第二反应器中继续进行反应，如果需要的话，可在后续的聚合反应器（例如：第三、第四反应器）中接着进行，其特征在于，聚合反应在下述条件下进行：（Ａ）应满足下面的式子：Ｖ↓［２］／Ｖ↓［１］＜０．２其中：Ｖ↓［１］是反应液在第一反应器中占据的体积，Ｖ↓［２］是颗粒分散器的内容积；（Ｂ）旋转的叶片或转子的园周线速度是０．５米／秒或更快一些；和（Ｃ）应满足下面的式子：１＜Ｘ↓［１］≤２０和１．５Ｘ↓［１］－０．０５Ｘ↑［２］↓［１］＜Ｘ↓［２］＜４．５Ｘ↓［１］－０．０５Ｘ↑［２］↓［１］其中：Ｘ↓［１］是橡胶状聚合物与第一反应器出口处反应液的按重量百分数的比，Ｘ↓［２］是由初始单体形成的聚合物与第一反应器出口处反应液的按重量百分数的比。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松原行，伊藤纪文，岩本宗，菅崎和男，安藤敏彦，古田靖夫，市川功三，小世均，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]