[发明专利]连续聚合设备和用于生产聚合物组合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续聚合设备，即，一种用于连续地进行聚合的设备。进一步，本发明还涉及通过使用这种连续聚合设备进行的用于生产聚合物组合物的方法。

背景技术

树脂组合物例如甲基丙烯酸酯聚合物通过连续聚合生产，其中将原料聚合物，聚合引发剂等连续地供应到反应器中来被聚合。作为这种连续聚合方法，已知的有使用溶剂(或分散介质，其也适用于下文)的连续溶液聚合方法以进行连续聚合，和不使用溶剂的连续本体聚合方法以进行连续聚合。

通常，连续溶液聚合方法不是有效的，因为溶剂的使用引起低的生产率(productivity)。相反地，连续本体聚合方法具有能够有效地生产聚合物组合物的优势，因为在不使用溶剂下进行聚合。然而实际上，连续本体聚合与连续溶液聚合相比具有多种问题，例如由于反应混合物的高粘度，反应控制是困难的，并且当冷却反应器的内表面以从反应体系移除热时，这会降低聚合物组合物的质量，并且因此降低由此获得的树脂组合物的质量。于是，提出了一种方法，其使用一种全混型的反应器，完全用液体填充反应器以从中排除气相部分，并且在不与外界进行热传递的绝热条件下进行连续本体聚合(JP 07-126308A)。此外，为了保证这种绝热条件，提出一种连续本体聚合设备，其控制原料单体的供应量和聚合引发剂的供应量以便使反应器中的温度与反应器的外表面的设定温度相同(JP 2006-104282A)。

发明内容

技术问题

近些年，已经进一步拓展了树脂组合物例如甲基丙烯酸酯聚合物的应用，为了更有效地生产具有各种性质的聚合物组合物的需求在增加。然而，已经证实传统连续聚合设备(JP 07-126308A和JP 2006-104282A)不总是足够满足需求。

本发明的目的在于提供一种新型的连续聚合设备和提供用于生产聚合物组合物的方法，该方法能够通过使用这种连续聚合设备进行并且能够更有效地生产具有各种性能的聚合物组合物。

解决问题的方法

发明人考虑使用至少两个全混型的反应器结合以进行连续聚合。对于连续溶液聚合方法，具有两阶段反应器的设备是已知的，例如大部分的聚合在靠前的反应器中进行并且在靠后的反应器中完成聚合，同时由此移除聚合引发剂(JP01-172401A)；和将聚合在靠前的反应器中进行到某种程度并且将溶剂加入到靠后的反应器中以进行聚合(JP 05-331212A)。然而在这种设备中，从反应体系中移除热是通过回流冷却进行的(将在反应器中的原料单体等蒸发以从反应器中移出，并且其在进行冷凝后再次返回到反应器中)，这导致反应体系局部或快速冷却，其引起凝胶粘结到反应器内表面并在反应器内表面上生长。尤其当聚合在少量溶剂或以获得增加的生产率(productivity)的高聚合比率(polymerization ratio)条件下进行时，在反应体系中的混合物具有增加的粘度，这倾向于引起反应体系的局部或快速冷却，并且在反应器内表面上凝胶的粘结和生长显著地进行。因此，存在着例如胶凝的物质作为杂质混入到获得的聚合物组合物中的问题。此外，作为用于获得具有双峰分子量(bimodal)分布的聚合物组合物的方法，已知的有通过熔融混合已经分别生产的高分子量的聚合物和低分子量的聚合物的熔融捏合方法(JP 2008-538794A)，和两阶段聚合方法，其中初步生产聚合物并且而后生产与其具有不同的分子量的聚合物(WO 2007/060891)。然而，所有这些方法仅仅使用传统的和通常使用的聚合设备。发明人切实地考虑了一种新型的连续聚合设备，其能够更有效地生产具有各种性质的聚合物组合物，并且最终完成了本发明。

本发明提供了如下的[1]到[6]。

[1]用于连续聚合甲基丙烯酸酯单体并且包括至少两个全混型的反应器的连续聚合设备，其特征在于

每一反应器提供有供应口和流出物口；

两个反应器各自的供应口共同地与原料单体和聚合引发剂的供应源相连；

流动控制阀被安置在原料供应管线上以从原料单体和聚合引发剂的供应源将包括原料单体和聚合引发剂的混合物供应到两个反应器各自的供应口；并且

两个反应器各自的流出物口连接到共同的流出物管线上。

[2]根据以上[1]的连续聚合设备，其中每一反应器的流出物口位于反应器的顶部。

[3]根据以上[1]或[2]的连续聚合设备，其中两个反应器均用于进行连续本体聚合。