一种以本体聚合的方法制造ABS树脂的生产工艺技术

本发明专利技术公开了一种以本体聚合的方法制造ABS树脂的生产工艺，（1）橡胶接枝过程：将反应物料混合后于连续全混流反应器中于71～75℃进行接枝反应；（2）相转变过程：将所述连续全混流反应器中的反应混合物排入带搅拌的活塞流反应器中与链转移剂B混合，于105～115℃继续进行聚合反应；（3）在江苏巨龙有限公司的JLF系列强化传热静态混合反应器内进行后聚合过程；（4）真空闪蒸脱挥过程，以及（5）橡胶粒子交联过程，即得ABS树脂；所述强化传热静态混合反应器的空隙率为75～90%，单位体积传热面积为45～60m2/m3，空塔流速为1～10mm/s。本发明专利技术成功地将静态混合反应器应用到ABS树脂的本体聚合中，降低了能耗，避免了聚合物堵塞反应器的现象，生产转化率高达80～90%，明显减少了投资和生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种以本体聚合的方法制造ABS树脂的生产工艺，（1）橡胶接枝过程：将反应物料混合后于连续全混流反应器中于71～75℃进行接枝反应；（2）相转变过程：将所述连续全混流反应器中的反应混合物排入带搅拌的活塞流反应器中与链转移剂B混合，于105～115℃继续进行聚合反应；（3）在江苏巨龙有限公司的JLF系列强化传热静态混合反应器内进行后聚合过程；（4）真空闪蒸脱挥过程，以及（5）橡胶粒子交联过程，即得ABS树脂；所述强化传热静态混合反应器的空隙率为75～90%，单位体积传热面积为45～60m2/m3，空塔流速为1～10mm/s。本专利技术成功地将静态混合反应器应用到ABS树脂的本体聚合中，降低了能耗，避免了聚合物堵塞反应器的现象，生产转化率高达80～90%，明显减少了投资和生产成本。【专利说明】一种以本体聚合的方法制造ABS树脂的生产工艺
本专利技术涉及一种以本体聚合的方法制造ABS树脂的生产工艺。
技术介绍
ABS树脂是指丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(分别取Acrylonitrile ButadieneStyrene的首字母缩写)是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。因为其强度高、耐腐蚀、耐高温，所以常被用于制造仪器的塑料外壳。已有的ABS树脂的本体聚合生产工艺其聚合反应器采用了二种反应器:包括连续全混流反应器(简称CSTR)或带搅拌的活塞流反应器(简称stir-PFR)。本体聚合过程中，反应物的均匀混合、反应热的移出及防止反应器粘壁至关重要，但反应物料的高粘稠性往往使反应物的均匀混合与反应热的移出非常困难，并且很容易产生聚合物粘壁而引起堵塞现象，故不得不依靠搅拌器的搅拌作用来达到反应物的均匀混合和改善传热，并通过搅拌减少挂壁现象产生，而为此需要很大的搅拌功率，现有ABS树脂的本体聚合生产工艺中搅拌器的电耗几乎占了产品电耗的三分之一。此外，大型搅拌器的投资较大、维护保养与维修还需要耗费较大成本和较长时间。静态混合器定义为“借助流体管路的不同结构，得以在很宽的雷诺数范围内进行流体的混合，而又没有机械可动部件的流体管路结构体”。静态混合器是一种新型先进的化工单元设备，自70年代开始应用后，迅速在国内外各个领域得到推广应用。众所周知，对于二股流体的混合，一般用搅拌的方法。这是一种动态的混合设备，设备中有运动部件。而静态混合器内主要构件静态混合单元在混合过程中自身并不运动，而是凭借流体本身的压力降作为能量并借助静态混合单元的作用使流体得到混合，设备内无一运动部件。在石油化工行业、医药、食品、矿冶、塑料加工和环保等部门已被广泛应用。两种或多种物质之间的混合过程通常依靠扩散、对流和剪切三种作用来完成。对于高粘度聚合物而言，由于大分子移动的粘滞性，分子扩散作用在聚合物混合中的效应可以忽略不计。对流作用，若无强大推动力，也不会有明显效果。紊流可以加大聚合物凝絮体的对流分布作用，但由于高粘度聚合物的流动为层流状态，特别是越靠近管壁处的流体的流速很小。所以高粘度聚合物的混合作用主要依靠剪切力，混合时作为分散性的聚合物或凝絮体受剪切作用从大到小分散于连续相中。混合时随着流体的流动，剪切力存在衰减现象，如剪切力过小，器壁的表面易出现粘壁现象，若`表面得不到及时的更新，一段时间后将会出现堵塞现象。提高流体在反应器内的流速，可以提高剪切力，但静态混合器用作本体聚合反应器由于受反应动力学及流体性能限制，流体流速较低，其作用原理是，在层流状态下，静态混合器内流体经分割、位置移动、重新汇合的三要素对流体进行有规则的反复作用，从而达到混合，混合状态的变化取决于流体混合时的雷诺数和韦伯数。混合器内流体流速越大，混合效果越好，更易防止粘壁，但流速太大，压力损失增加，提高了能耗。因此选定流速有一个较优的范围。世界上已进行工业化生产的静态混合器最主要的有:美国的KENICS型、日本的HI型及瑞士 SULZER公司研制的SMR、SMV、SMX和SMXL型及国内江苏巨龙公司的JLF系列强化传热静态混合反应器。一般的静态混合器不适合用作本体聚合反应器。用作本体聚合反应器的静态混合器其内部混合元件既与常规的静态混合器内部单元相仿，能使进入反应器的不同流体互相很好地混合，又与常规的静态混合器内部单元不同，其内部混合元件不是用板材制作，而是用管材制作。管内可以通入加热介质或冷却介质，从而在起到混合作用同时可进行传热。虽然在静态混合器中没有搅拌使管表面传热系数降低，但通过选择合适的管径和改变元件几何尺寸，可以使制成的混合元件具有足够大的传热比面积(单位设备体积的传热面积)，使反应器单位反应体积传热强度大大提高，即使反应器内流体在高粘稠状态下，仍达到很好的传热效果，从而使静态混合反应器既达到所需的传热效果，又达到所需的混合效果，于是它的内部构件不仅起到了静态混合单元的作用，而且能够满足传热。其上述特性，毫无疑问对于强放热化学反应是非常有利的，一方面它使反应物料混合均匀，另一方面它又能把反应热带走。静态混合反应器与stir-PFR和CSTR传统反应器相比，具有单位体积传热能力大、能耗低的优点，并且因为没有转动部件，大大降低了维护成本。据文献《使用静态混合反应器的聚苯乙烯连续聚合方法的开发及其工业化》报道:日本油墨化学工业公司等，从1984年开始进行静态混合及活塞流条件下的连续聚合的工程学方面的研究，解决苯乙烯本体聚合在粘度较高时放热困难，且转化率较低这一难题，该公司反复进行了从中试规模到工业化放大的试验，成功地实现了世界上最先进的用静态混合反应器的苯乙烯连续聚合法，解决了原有技术无法解决的问题。在此之后，静态混合反应器也在高抗冲聚苯乙烯(简称HIPS)的生产过程中得到应用，相关专利有US6143833等；随着科研工作者对静态混合反应器的不断研究和改良，其在苯乙烯和丙烯腈聚合(简称SAN)的生产过程也得到应用，相关专利有:CN1142509A等。据CN1142509A报导，SAN的产品质量得到改善。用本体法生产 ABS具有流程短、产品杂质少及三废少等优点，一直处于研究的热点。据公开资料报道:美国DOW化学公司开发了 stir-PFR串联本体聚合ABS树脂生产方法，聚合釜采用高强度搅拌器，转化率可达到75-85% ;美国GE公司开发了 stir-PFR-CSTR的生产工艺，转化率可达到60%左右；日本MTC公司采用4釜串联满釜操作，转化率可达到60-85%。上述生产工艺生产过程由于必须采用带搅拌器的反应器以满足混合和改善传热，所以存在总能耗闻的缺点。使用静态混合反应器由于省去了搅拌，可以使达到同样混合效果和传热效果时能耗低于带搅拌的反应器，但是当静态混合反应器设计条件不适宜时，会造成传热能力不足产生反应失控而引起所谓的暴聚现象，或因不适宜的流动状态使反应物混合不均匀影响产品性能，或出现粘壁使反应器被聚合物堵塞的问题，运行一段时间后将导致停车，无法进行连续化生产，造成经济损失。在ABS生产过程中反应液的粘度远高于聚苯乙烯和SAN的反应液，克服传热阻力和防止粘壁的难度远大于上述反应体系，这也是静态混合反应器至今难以应用到ABS本体聚合生产工艺中的原因。如何将静态混合反应器应用在ABS生产中，改善传热效果、实现连续化生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以本体聚合的方法制造ABS树脂的生产工艺，其包括下述步骤：（1）橡胶接枝过程：将反应物料混合后于连续全混流反应器中于71～75℃进行接枝反应，控制所述连续全混流反应器排出的反应混合物的干物质的含量为18～20wt%；所述的反应物料包括橡胶溶液、链转移剂A以及引发剂；（2）相转变过程：将所述连续全混流反应器中的反应混合物排入带搅拌的活塞流反应器中与链转移剂B混合，于105～115℃继续进行聚合反应，控制所述带搅拌的活塞流反应器排出的反应混合物的干物质含量为40～45wt%；（3）在江苏巨龙有限公司的JLF系列强化传热静态混合反应器内进行后聚合过程；（4）真空闪蒸脱挥过程，以及（5）橡胶粒子交联过程，即得ABS树脂；其中，所述的橡胶溶液包括单乙烯基芳烃单体，乙烯基不饱和腈单体以及未交联的丁二烯橡胶和/或未交联的丁苯橡胶；所述的链转移剂A或链转移剂B选自硫醇、萜烯和α?甲基苯乙烯二聚物中的一种或多种；所述强化传热静态混合反应器的条件如下所述：所述强化传热静态混合反应器的空隙率为75～90%；所述强化传热静态混合反应器的单位体积传热面积为45～60m2/m3；所述强化传热静态混合反应器的空塔流速为1～10mm/s。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐来安，
申请(专利权)人：上海华谊聚合物有限公司，
类型：发明
国别省市：