提供了一种生产聚合物材料例如具有中孔结构的酚醛树脂的离散固体珠的方法，该方法能够以工业规模来生产树脂珠，而没有快速形成的树脂聚集以及生产中断。该方法包含下面的步骤：（ａ）将可聚合液体前体例如线性酚醛树脂和作为交联剂的六胺的溶解在第一极性有机液体例如乙二醇中的流与液体悬浮介质流进行合并，该液体悬浮介质是一种第二非极性有机液体例如含有干性油的变压器油，液体前体与该液体悬浮介质是基本上或者完全不混溶的；（ｂ）混合该合并的流来将该可聚合液体前体作为小滴分散在该悬浮介质中，该混合是例如使用管路静态混合器来进行的；（ｃ）使所述的小滴在该悬浮介质的层流中聚合以形成不能附聚的离散固体珠；和（ｄ）从该悬浮介质中回收所述的珠。还提供了一种用于形成聚合物材料离散固体珠的设备。在其它的实施方案中，提供了一种碳化和活化碳质材料的方法，以及一种用于碳化和活化碳质材料的外火焰回转窑。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种能够以工业规模运行来由液体前体制造有机树脂珠的方法，该液 体前体在目标条件下经历了快速的聚合。其特别的，但是并非专门的涉及到能够碳化以形 成碳珠的树脂珠的生产，虽然所形成的树脂珠可以具有其它的用途例如作为离子交换树 脂。本专利技术还提供用于形成聚合物材料离散固体珠的设备，在其中可以以一些实施方案执 行上述的方法。本专利技术提供一种碳化和活化碳质材料的方法和设备，其特别的，但是并非专 门的适于上述树脂珠的碳化和活化。本专利技术还提供了一种制备活性炭的方法和设备。
技术介绍
聚合物珠的生产US-A-4424318 (Vairetti等人)中公开了聚合物珠的生产，其通过控制在液体层 流中的小滴的聚结，随后通过液体在下行塔中的分散聚合来生产硬化的珠，该珠随后被进 一步加热6-8小时来完成聚合。该珠是一种苯乙烯和二乙烯苯的共聚物，并且分散介质是 含有彭润土和木质素磺酸钠的水性氯化钙。由于长时间的聚结阶段，因此该方法不能用于 快速的聚合混合物，该文没有公开或者建议聚合可以在层流塔中进行，也没有任何的建议 分散介质可以是非水性的。本专利技术人的认识和观点是Vairetti方法没有被商业化，并且苯 乙烯/二乙烯苯珠的生产仍然是一种搅拌的间歇工艺。特别是苯乙烯/二乙烯苯共聚物珠的制备还公开在US-A-6492471中(Eisenbeiss 等人，Merck)，其中说明了大的工业规模生产聚合物珠的问题仍然没有得以解决。原因包 括混合问题、获得期望的珠尺寸分布和在死角中结块聚集体的规划的问题。所公开的解 决方案是使用高性能的微观混合器。连续相是水、水/醇或者水/有机溶剂，分散相是烃 或者可混溶少量水的烃，其包含待聚合的单体(一种或多种)。特别优选给出的是来自 IMMdnstitut fur Mikrotechnik Mainz GmbH)的所谓的LIGA微观混合系统(微观混合 器)，在其中两种液体流以彼此相反的方向在混合装置的特定形状的微通道中进行传输，随 后通过垂直于流动方向的狭缝而放出。预想了 0. 1_300μπι尺寸的粒子的生产，更典型的是 1-20 μ m或者10-50 μ m的粒子的生产，并且没有公开更大的小滴的形成。使用微观混合器 对于可聚合液体前体(其聚合速率在目标的混合温度时是相当快的)是不适当的，因为在 这样的混合器中，通道的尺寸与所生产的珠子的尺寸相同，并且混合器由于聚合物的积累 沉积而被堵塞的可能性很高。此外，没有公开也没有建议分散小滴聚合的层流条件。本专利技术所涉及的一个问题是提供一种方法，其能够以工业规模来生产树脂珠，而 没有快速形成的树脂聚集以及生产中断。中孔珠的生产该问题与本申请人是相关的，这是因为本申请人致力于寻求以工业规模生产酚醛 树脂的中孔珠，来作为生产具有中孔/微孔结构的碳珠的中间体。W002/12380 (Tennison等人，该公开在此引入作为参考)公开了一种中孔树脂的 制造，将亲核成分(其包含酚化合物或者酚缩合预聚物)与选自甲醛、多聚甲醛、糠醛和六 亚甲基四胺的至少一种的亲电子交联剂在成孔剂的存在下进行缩合以形成树脂，所述的成孔剂选自二醇(例如乙二醇)、二醇醚、环酯、取代的环酯、取代的线性酰胺、取代的环酰胺、 氨基醇以及任何一个上述物质与水的混合物。该成孔剂以能够有效的赋予树脂中孔性的量 而存在(例如至少120重量份的成孔剂被用来溶解100重量份的亲核成分，其相当于100 重量份的总树脂形成成分，即亲核成分加上亲电子成分)，并且在缩合之后通过清洗或者通 过真空干燥将成孔剂从多孔树脂中除去。所形成的树脂可以通过在惰性气氛中加热到至 少600°C的温度碳化来得到具有双峰孔分布的材料，用氮气吸附孔隙率测定法来评价该孔 结构显示其包含直径高到20人的微孔和直径为20- 500A的中孔，并且该材料还含有大孔。 对于该中孔来说，孔体积相对于孔半径对数的微分值(dV/dlogR)在20-500人的范围内的 至少某些孔径值时大于0. 2。该中孔碳没有活化而能够具有250-800m2/g的BET表面面积。 它可以通过在二氧化碳，蒸汽或者其混合物存在下，将其在高温加热来活化，例如通过在二 氧化碳中在高于800°C时对其加热来活化，或者它可以通过在空气中在高于400°C时对其 加热来活化。此后它将具有高到2000m2/g的表面面积。作为此处使用的术语“BET表面面 积”是通过Brunauer，Emmett和Teller(BET)方法根据ASTM D1993-91来测量的，同样参 见 ASTM D6556-04。在W002/12380中公开了粉末和珠子两种形式的树脂的生产。珠形树脂可以通过 将部分交联的预聚物倾倒到热液体例如含分散剂的矿物油中并搅拌该混合物来生产。该预 聚物溶液形成了初始时是液体，然后随着固化的进行而变成固体的珠子。平均珠子粒度是 通过几种加工参数来控制的，包括搅拌器类型和速度、油温度和粘度、预聚物溶液粘度以及 溶液与油的体积比，并且能够将平均粒度调整为5-2000 μ m,虽然在实践中由于在搅拌的分 散容器中的珠子的问题，难以达到较大的珠子尺寸。然后可以将该珠从油中滤出。在一种 制备实施例中，将工业线性酚醛树脂与乙二醇在高温混合，并与六胺混合和加热来得到一 种粘稠的溶液，将该溶液倾倒到含有干性油的矿物油中，此后将混合物进一步加热来进行 固化。固化完成后，将反应混合物冷却，此后将所形成的中孔树脂滤出，并水洗来除去成孔 剂和少量的低分子量聚合物。将该固化珠碳化成具有上述孔结构的中孔碳珠，并且可以如 上所述来进行活化。其声称能够生产具有窄的粒度分布的珠，例如优于10和优选优于5的 D90.D10。但是，在实践中在搅拌的槽反应器中能够达到的珠子尺寸分布是相当差的，此外 该方法随着规模增大导致混合状况的均勻性变差，并因此导致粒度分布变差。专利申请W02006/103404(Cashmore 等人，British American TobaccoCo，该公 开在此引入作为参考)公开了上述的中孔碳珠适于混入到香烟的烟雾过滤器中，并且该碳 化的树脂(其获自用含氮交联剂例如六亚甲基四胺或者三聚氰胺交联的酚醛树脂或者其 是由亲核前体例如氨基苯酚所生产的)对于从烟草烟雾的蒸汽相中除去氰化氢是特别有 效的，并且同样能够有效的除去甲醛、乙醛和1，3-丁二烯。据说微珠形式的多孔碳例如 50-1000 μ m尺寸的微珠特别适于烟制品的制造处理中，这是因为微珠减少了用于形成香烟 过滤器的吸收剂材料纤维束粘接在一起并产生不均勻的装填的危险，以及因为它们具有低 的磨损速率，并因此产生了比已知形态的碳例如椰子木炭更少的尘埃。因此本专利技术所涉及的一种更具体的问题是以工业规模生产酚醛树脂的中孔珠，而 没有快速形成的妨碍所述生产的聚合材料的聚集。珠子的碳化和活化碳质材料在回转窑中的碳化和活化二者都是已知的，但是实际生产中所涉及的方法是缓慢的，并且所生产的材料它们的性能是不稳定的。US-A-1505517 (Woodruff等人)公开了在回转窑中的碳的活化，该回转窑以大约1 转/2分钟的速度旋转，相对于水平线倾斜一个较小的角度并且具有螺槽(flights)，该螺 槽用于搅拌该窑中的材料以及用于在窑气氛中将所述材料升起本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产聚合物材料离散固体珠的方法，所述的方法包括步骤： （ａ）由可聚合液体前体流和液体分散介质流以形成一种合并的流，该液体前体与该液体分散介质是基本上或者完全不混溶的； （ｂ）处理该合并的流来将该可聚合液体前体作为小滴分散在分散介质中； （ｃ）使该小滴在分散介质的层流中聚合以形成不能附聚的离散固体珠；和 （ｄ）从该分散介质中回收所述的珠， 分散处理的时间比层流聚合的时间短，目的是基本上避免在分散处理过程中发生液体前体的附聚。
【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：SR滕尼森，JR通布里奇，RN普莱斯，O科奇恩琴科，
申请(专利权)人：英美烟草投资有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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