用于生产高分子量卤代丁基橡胶的常规溶剂方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产高分子量卤代丁基橡胶的常规溶剂方法。具体地，本发明专利技术披露了一种用于丁基橡胶在一种常见的介质中的溶液聚合作用以及随后的卤化作用的综合方法。该方法包括提供一种溶液聚合反应器，该反应器包含混合有一种单体混合物的C6介质，该单体混合物包括至少一种异烯烃单体与一种多烯烃单体，单体混合物与介质的质量比从61∶39到80∶20。一旦聚合，使用一种蒸馏法将残余未反应的单体混合物从该橡胶溶液分离。这些剩余单体然后可能被纯化并且再循环返回该反应器。然后使该分离的橡胶溶液卤化。该方法排除了继聚合作用之后对于使该橡胶从该介质分离的需要，然后使其再溶解在另一个溶剂中用于卤化作用，由此节约能源成本。

【技术实现步骤摘要】
本申请为申请日为2009年7月9日，申请号为200980126008.X，专利技术名称为“用于生产高分子量卤代丁基橡胶的常规溶剂方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种综合方法，该综合方法使用常见介质用于丁基橡胶的溶液聚合作用以及随后的卤化作用二者。更具体地说，本专利技术涉及一种方法，该方法使用常见脂肪族的介质(如一种C6溶剂)用于丁基橡胶的溶液聚合作用以及卤化作用二者，其中用中间体蒸馏除去未反应的单体。
技术介绍
在用于生产卤代丁基橡胶的常规方法中，首先使异丁烯与异戊二烯单体在一种极性卤代烃介质中聚合，如具有一种基于铝的引发系统的氯代甲烷(MeCl)，典型地是三氯化铝(AlCl3)或二氯乙基铝(EtAlCl2)。该丁基橡胶不是相当可观地溶解于这种极性的介质，而作为悬浮颗粒存在因此这个方法通常被称为一种淤浆法。然后在将剩余单体与聚合作用介质溶解在一种卤化作用介质中(典型地是一种非-极性的介质，如己烷(C6))之前，使它们从该丁基橡胶蒸汽汽提。该卤化方法最后产生该最终的氯化或溴化产物。该常规方法因此使用了应用两种不同的介质的分离聚合作用以及卤化作用步骤。一种用于聚合作用的极性介质以及一种用于卤化作用的非-极性介质的使用要求中间产物汽提以及溶解的步骤，并且从能量观点看是效率低的。使这些单体与MeCl从该丁基聚合物分离的步骤是在卤化作用之前实施的，以免从该氯或溴与剩余单体的反应形成高毒性的副产物。在该方法中使用的这些组分的标准沸点是：MeCl：-24℃；异丁烯：-7℃；以及异戊二烯：34℃。任何消除这些更重的剩余单体(异戊二烯)的汽提方法还将基本上除去全部MeCl和异丁烯。从该浆料除去全部这些未反应的组分的方法要求大量的能量。这些卤化的单体的更高分子量(并且因此更高的沸点)还排除了这些种类在该卤化方法之后的去除。对于丁基橡胶的聚合作用的溶解方法已知多年来已经并且在俄罗斯商业上实践了。该溶液方法的一个实例描述于加拿大专利1,019,095中，它披露了异-戊烷(C5)作为优选的聚合作用介质的用途。使用上述方法产生的这些聚合物是非-卤化作用。虽然卤化作用可以在该饱和的C5介质中发生，剩余单体(异丁烯、iC4，以及异戊二烯、iC5)的存在将导致在卤化作用过程中在前提到的不希望的副产物的形成。该未反应单体的去除是对于这样的一种方法的挑战并且仍然没有解决。虽然所希望的是通过蒸馏除去这些单体，该C5介质(异戊烷，28℃)的沸点是小于该更重的异戊二烯单体(iC5，34℃)，因此这种分离是不可能的。即使将正戊烷(沸点36℃)用作该介质，在沸点中的这个差异将不足以允许使用蒸馏技术有效去除该异戊二烯。作为一个结果，这些剩余单体和介质将全部必须一起从该丁基橡胶汽提，如在该淤浆法中，其中随后将该橡胶再溶解以用于卤化作用。这事实上是比从该常规淤浆法的卤化作用耗能更多的。因此使用异戊烷(C5)作为一种用于生产卤代丁基橡胶的常见介质使用该常规溶液方法是不实际的。在本领域中已知的是在该溶液方法中使用己烷(C6)作为一种聚合作用介质。然而，一种聚合物溶液的粘度强烈的取决于所使用介质的粘度。因为对于一种给定的分子量以及聚合物固体水平，C6介质的粘度比C5介质的粘度高，因此所生成的该聚合物溶液的粘度也更高。在C6用作一种溶剂时，这限制了聚合物固体含量在相对低水平，因为否则该溶液变得太粘而不能很好地传热、泵送、以及操作。一种方法的总的经济性强烈地取决于在从该聚合反应器出现的溶液或悬浮液中聚合物固体的水平；更高的固体水平意味着更高的转化率以及经济上的改进。为了制造具有对于商业目的充分的高分子量的材料，有必要在丁基聚合作用中使用相对低的温度、经常小于-80℃。这些低温加重了高溶液粘度的问题并且导致了甚至更低的固体水平。在该溶液方法中，因此在所希望的温度(分子量)下在用己烷作为一种溶剂时由于高粘度非常难以达到一种经济的固体水平(转化率)。在美国专利5,021,509中披露了一种方法，由此将来自该常规淤浆式聚合法的产物与己烷混合以产生一种粗橡胶溶液或粘合剂。在离开该聚合反应器以后将该己烷加入该MeCl-橡胶浆料中以便将该橡胶溶解在己烷中，同时仍然精细分散并且悬浮在MeCl/单体混合物中。然后使用一种蒸馏法除去MeCl以及残余iC4和iC5单体用于再循环，从而仅将该橡胶留在一个己烷溶液中准备用于卤化作用。这种所谓“溶剂置换”方法仍然要求在将该聚合作用阶段除去以后将全部最初的介质留在该橡胶中。所需能量与在该常规方法中的基本上是相同的。没有常用的溶剂用于聚合作用以及卤化作用二者。对于使用一种用于聚合作用以及卤化作用二者的常用溶剂的一种方法仍存在一种需求，特别是在一种可接受粘度范围之内的一种方法以便允许在所希望的分子量下的高橡胶固体水平。该方法必须允许在卤化作用之前将这些剩余单体从该溶剂分离以便减少不希望的副产物的形成。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，在此提供了一种综合方法，该综合方法用于在一种普通脂肪族介质中溶液聚合以及随后由此所获得的橡胶的卤化作用，该脂肪族介质包括至少50wt-％的一种或多种脂肪族烃，该脂肪族烃在1013hPa的压强下具有在45℃到80℃范围内的沸点，该方法包括至少优选地，排除地包括以下步骤：a)提供一种介质，该介质包括该常见的脂肪族介质以及一种单体混合物，该混合物包括至少一种异烯烃单体已经至少一种多烯烃单体，它们处于单体混合物与常见脂肪族介质的质量比为从40∶60到95∶5、优选从50∶50到85∶15、并且更优选从61∶39到80∶20；b)在该介质内使该单体混合物聚合以形成一种橡胶溶液，该橡胶溶液包括一种橡胶聚合物，该橡胶聚合物至少是基本上溶解在该介质中的，该介质包括该常见的脂肪族介质以及该单体混合物的剩余单体；c)使该单体混合物的剩余单体从该橡胶溶液分离以形成一种分离的橡胶溶液，该橡胶溶液包括该丁基橡胶聚合物和该常见的脂肪族介质；d)在该分离的橡胶溶液中卤化该橡胶聚合物。本专利技术的范围涵盖在此所列的(不论总体上或在优选的区域之内)定义、参数、以及例证的任何一种可能组合。如在此使用的术语“至少基本上溶解的”是指使根据步骤b)所获得的橡胶聚合物的至少70wt.-％、优选至少90wt.-％、优选至少95wt.-％溶解在介质中。在本专利技术的一个实施方案中，根据步骤b)的聚合反应以及根据步骤a)提供的一种溶液是使用一种溶液聚合反应器来进行的。适当的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合方法，该综合方法用于在一种常见的脂肪族介质中的溶液聚合作用以及由此所获得的该橡胶的随后的卤化作用，该方法包括至少以下这些步骤：a)提供一种介质，该介质包括?一种常见的脂肪族介质，该介质包括至少50wt.?％的一种或多种脂肪族烃，该脂肪族烃在1013hPa的压强下具有在45℃到80℃范围内的沸点，以及，?一种单体混合物，该单体混合物包括至少一种异烯烃单体以及至少一种多烯烃单体?单体混合物与常见的脂肪族介质的质量比为从40∶60到95∶5，b)在该介质内使该单体混合物聚合以形成一种橡胶溶液，该橡胶溶液包括一种橡胶聚合物，该橡胶聚合物至少是基本上溶解在该介质中的，该介质包括该常见的脂肪族介质以及该单体混合物的剩余单体；c)使该单体混合物的剩余单体从该橡胶溶液分离以形成一种分离的橡胶溶液，该分离的橡胶溶液包括该橡胶聚合物和该常见的脂肪族介质；d)在该分离的橡胶溶液中卤化该橡胶聚合物。

【技术特征摘要】
2008.07.15 US 61/080,8031.一种综合方法，该综合方法用于在一种常见的脂肪族介质中的溶液聚合作
用以及由此所获得的该橡胶的随后的卤化作用，该方法包括至少以下这些步
骤：
a)提供一种介质，该介质包括
-一种常见的脂肪族介质，该介质包括至少50wt.-％的一种或多种
脂肪族烃，该脂肪族烃在1013hPa的压强下具有在45℃到80℃范围内的沸
点，以及，
-一种单体混合物，该单体混合物包括至少一种异烯烃单体以及至
少一种多烯烃单体
-单体混合物与常见的脂肪族介质的质量比为从40∶60到95∶5，
b)在该介质内使该单体混合物聚合以形成一种橡胶溶液，该橡胶溶液包
括一种橡胶聚合物，该橡胶聚合物至少是基本上溶解在该介质中的，该介质包
括该常见的脂肪族介质以及该单体混合物的剩余单体；
c)使该单体混合物的剩余单体从该橡胶溶液分离以形成一种分离的橡胶
溶液，该分离的橡胶溶液包括该橡胶聚合物和该常见的脂肪族介质；
d)在该分离的橡胶溶液中卤化该橡胶聚合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中该橡胶是一种丁基橡胶并且该单体混合物
包括异丁烯和异戊二烯。
3.一种综合方法，该综合方法用于在一种常见的C6脂肪族介质中的丁基橡胶
溶液聚合作用和随后的卤化作用，该方法包括：
a.提供一种溶液聚合反应器，该反应器包含与一种单体混合物混合的该
C6脂肪族介质，该单体混合物包括至少一种异烯烃单体与一种多烯烃单体，单
体混合物与介质的质量比从61∶39到80∶20；
b.使该单体混合物在该溶液聚合反应器之内聚合以形成一种橡胶溶液，
该橡胶溶液包括溶解在该介质中的一个丁基橡胶聚合物，并且包括该单体混合
物的剩余单体；
c.使该单体混合物从该橡胶溶液分离以形成一种分离的橡胶溶液，该分
离的橡胶溶液包括在该介质中的该丁基橡胶聚合物；并且
d.在该分离的橡胶溶液中卤化该丁基橡胶聚合物。
4.如权利要求3所述的方法，其中该介质具有大于大约45℃的沸点。
5.如权利要求3所述的方法，其中该介质具有在大约50℃-69℃范围内的沸
点。
6.如权利要求3所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯因戈尔夫·保罗，罗尔夫·费尔勒，约翰·乔治·阿诺德·洛夫格罗夫，阿达姆·戈罗诺斯基，安德烈亚斯·朱普克，马丁·赫克，约尔格·基希霍夫，赖纳·贝林豪森，
申请(专利权)人：朗盛国际股份公司，
类型：发明
国别省市：