[发明专利]双引发聚合PMMA的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物的制备方法，具体涉及一种双引发聚合PMMA的生产工艺，属于聚合物制备技术领域。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯树脂，英文简称PMMA。PMMA具有良好的透光性、电绝缘性、耐化学试剂、耐溶剂性、耐候性能及有一定的耐热耐寒性，经后加工后，可应用于液晶导光板膜、LED灯具、光纤材料、光学产品、汽车零部件、家电部件、以及日常生活必需品。

生产PMMA的方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合等聚合工艺。其中，本体聚合过程中不使用溶剂和水，相比其他工艺减少了提纯的环节，可以有效的提高产品纯净度和透光率；同时又免去了废水、废液处理、排放等环节，有利于环境保护。

目前，PMMA连续本体聚合生产主要有以下两大类：单釜式，在釜内投入单体、引发剂和链转移剂和其他助剂，经过一定停留时间后，进入后续的脱挥和制品阶段，这一方法的缺陷是聚合率低，一般不超过50%，为保证产品质量对单体脱除设备要求很高，能源、设备利用率低；组合式，包括釜-管或者釜-釜式，为了解决单釜式聚合率低的缺点，在第一反应釜后接管式反应器或者第二反应釜，同时在管式反应器或者第二反应釜中再添加引发剂，以此来提高转化率，一般能达到60-90%，但是这一方法延长了聚合反应的线路和时间，需要监控、调整的因素大大增加，特别是随着聚合率不断提高，整个体系的粘度会不断上升，如果聚合反应在任一阶段出现爆聚等重大问题，会影响到整条线路，处理的时候存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，从反应体系上进行改进，提供一种简单而具有特点的聚甲基丙烯酸甲酯的连续本体聚合方法。

按照本发明提供的技术方案，一种双引发聚合PMMA的生产工艺，按重量份计步骤如下：

（1）配料：取主单体甲基丙烯酸甲酯70-100份、共聚单体10-30份、第一引发剂60×10^-4-120×10^-4份、第二引发剂15×10^-4-40×10^-4份、链转移剂0.1-0.5份、脱模剂0.1-0.3份充分搅拌至其混合均匀，加入聚合釜内；

（2）聚合：在聚合釜中升温，控制反应温度80-160℃，压力0.8-1.2MPa，在30-80r/min的转速下搅拌反应1-3h；

（3）挤出回收：步骤（2）所得物料进入脱挥式挤出机，在挤出机前段升温至170-220℃、压力1.5-3MPa的条件下继续反应，提高转化率；在挤出机后段，通过脱挥口脱挥；脱挥口温度230-270℃、脱挥口压力-0.09MPa--0.05Mpa,停留时间5-10m，从脱挥口脱出的单体、链转移剂以及低聚物等副产物，利用沸点的差异，控制冷凝温度在50-100℃，将低聚物等副产物液化后除去，单体、链转移剂等小分子物质沸点差异较小，进行统一回收；通过挤出机挤出聚甲基丙烯酸甲酯，经切粒后即得最终产品。

步骤（1）中所述第一引发剂和第二引发剂在半衰期为1h时对应的温差在15-40℃之间，半衰期长的第一引发剂与半衰期短的第二引发剂用量比例范围是20:80-40:60。

步骤（3）所述经过脱挥后分别收集得到的单体、溶剂、链转移剂可用循环使用。

所述共聚单体为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的一种。

所述第一引发剂和第二引发剂均为过氧乙酸叔丁酯、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、过氧化-2-乙基己基叔戊酯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧基已烷或二叔丁基过氧化物中的一种。

所述链转移剂为正丁硫醇、异丁硫醇、正己硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇；脱模剂为正十二烷醇。

本发明具有如下优点：本发明采用单釜式反应器结合双引发剂，适当延长物料在反应釜内的停留时间，并且在进入后续脱挥式挤出机后，仍有部分引发剂引发反应，既提高了聚合率，又将反应限制在单个反应釜和脱挥式挤出机内，保证较高的聚合率和反应体系稳定可控。

具体实施方式

实施例1

一种双引发聚合PMMA的生产工艺，按重量份计步骤如下：

（1）配料：取主单体甲基丙烯酸甲酯80份、共聚单体10-30份、第一引发剂过氧乙酸叔丁酯80×10^-4份、第二引发剂二叔丁基过氧化物20×10^-4份、链转移剂叔十二烷基硫醇0.3份、脱模剂正十二烷醇0.1份充分搅拌至其混合均匀，加入聚合釜内；