[发明专利]用于聚异丁烯生产的新型抗附聚剂

说明书

本发明涉及一种通过LCST化合物来降低或防止聚异丁烯颗粒在水性介质中附聚的方法以及由此获得的高纯异丁烯。本发明还涉及包含所述高纯异丁烯或由其得到的聚异丁烯产品。

本申请是申请日为2014年12月22日，申请号为201480076243.1，发明名称为“用于聚异丁烯生产的新型抗附聚剂”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种通过LCST化合物来降低或防止聚异丁烯颗粒在水性介质中附聚的方法以及由此获得的高纯异丁烯。本发明还涉及包含所述高纯异丁烯或由其得到的聚异丁烯产品。

背景技术

橡胶、特别是包含衍生自异烯烃的重复单元的橡胶，在工业上通过碳阳离子聚合法制备。特别重要的是聚异丁烯。

异烯烃的碳阳离子聚合在机理上是复杂的。催化剂体系通常由两种组分构成：引发剂和路易斯酸如经常用于大规模工业生产过程的三氯化铝。

引发剂的实例包括质子源如卤化氢、醇、酚、羧酸和磺酸以及水。

在引发步骤期间，异烯烃与路易斯酸和引发剂反应以产生碳正离子，在所谓的增长步骤中，所述碳正离子进一步与单体反应，形成新的碳正离子。

单体的类型、稀释剂或溶剂的类型及其极性、聚合温度以及路易斯酸和引发剂的具体组合影响增长的化学过程并因此影响单体引入到生长的聚合物链。

工业上已经普遍接受在氯甲烷作为稀释剂中广泛使用淤浆聚合法(slurrypolymerization process)来生产丁基橡胶、聚异丁烯等。通常，所述聚合方法在低温下、一般低于-90℃下进行。出于多种原因而使用氯甲烷，所述原因包括其溶解单体和氯化铝催化剂但不溶解聚合物产物。氯甲烷还具有合适的凝固点和沸点，以分别允许低温聚合以及使聚合物和未反应的单体有效分离。在氯甲烷中的淤浆聚合法提供许多额外的优点，即与溶液聚合中通常最高达20重量％的聚合物浓度相比，在反应混合物中可获得最高达40重量％的聚合物浓度。获得可接受的相对低粘度的聚合物质，使得能够通过表面热交换更有效地除去聚合热。在氯甲烷中的淤浆聚合法用于生产高分子量聚异丁烯和异丁烯-异戊二烯丁基橡胶聚合物。

在聚异丁烯淤浆聚合中，反应混合物通常包含聚异丁烯、稀释剂、残余单体和催化剂残余物。将此混合物以分批方式或以工业中更常见的连续方式转移至装有水的容器中，水中包含

·抗附聚剂，其可为例如多价金属离子的脂肪酸盐，特别是硬脂酸钙或硬脂酸锌，以便形成并保存丁基橡胶颗粒，其更经常被称为“丁基橡胶团粒(butyl rubber crumb)”)，

·以及任选但优选地，终止剂，其通常为氢氧化钠水溶液以中和引发剂残余物。

容器中的水通常用蒸汽加热以除去并回收稀释剂和未反应的单体。

由此，获得聚异丁烯颗粒的淤浆，然后对其进行脱水以分离聚异丁烯颗粒。然后将所述聚异丁烯橡胶颗粒干燥、打包和包装以运输。

所述抗附聚剂确保，在上述方法步骤中，丁基橡胶颗粒保持悬浮状态并表现出降低的附聚倾向。

在不存在抗附聚剂的情况下，聚异丁烯天然的高粘附性将导致在生产用水中快速形成橡胶的非分散物质，堵塞生产。除了形成颗粒之外，必须加入足够的抗附聚剂以延迟所形成的丁基橡胶颗粒在汽提过程期间自然的附聚倾向——这导致该过程的结垢和堵塞。

将抗附聚剂、特别是硬脂酸钙和硬脂酸锌用作物理-机械阻挡物，以限制聚异丁烯颗粒的紧密接触和粘附。

这些抗附聚剂所需要的物理性质为：在水中具有非常低的溶解度，其在标准条件下通常低于20mg/升；足够的机械稳定性以维持有效的阻挡；以及随后与聚异丁烯进行处理和混合以允许精加工(finishing)和干燥的能力。