《制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的方法和用于制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的设备.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的方法和用于制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的设备.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102333793A43申请公布日20120125CN102333793ACN102333793A21申请号201080009104922申请日2010033109158147020090417EPC08C2/00200601C08L11/00200601C08L11/02200601C08F36/18200601C09J111/0020060171申请人朗盛德国责任有限公司地址德国莱沃库森72发明人P德拜勒P霍尔岑拜恩R莫特魏勒E米勒R格雷费C梅纳沃尔法尔特TO诺伊纳M菲丹M拉加德74专利代理机构永新专利商标代理有限公司72002代理人苗征于辉54发明名称制备基于聚氯丁二烯。
2、的聚合物分散体的方法和用于制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的设备57摘要本发明涉及用于制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的设备10和方法，所述方法包括以下步骤在乳液中进行氯丁二烯向聚氯丁二烯的聚合反应，直至在所述聚合反应后存在的聚氯丁二烯分散体中，其最大固体含量的重量比例WSOLID为WSOLID50，特别为WSOLID40，优选为WSOLID35，并且特别优选为WSOLID30，和在多级和/或多塔板汽提塔36中从所述聚氯丁二烯分散体去除氯丁二烯，在去除氯丁二烯后存在的经纯化的氯丁二烯分散体中的氯丁二烯含量的重量比例WCR，OUT为WCR，OUT50PPM，特别为WCR，OUT30PPM，优选为。
3、WCR，OUT15PPM，并且特别优选为WCR，OUT10PPM。所述设备10和所述方法可降低聚氯丁二烯分散体中的单体氯丁二烯的比例，而不会显著减少所使用的设备组件的运行次数。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011082486PCT申请的申请数据PCT/EP2010/0543032010033187PCT申请的公布数据WO2010/118958DE2010102151INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图1页CN102333808A1/2页21制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的方法，其包括以下步骤在乳液中进行氯丁二烯向聚氯丁二烯的聚合。
4、反应，直至在所述聚合反应后存在的聚氯丁二烯分散体中，最大固体含量的重量比例WSOLID为WSOLID50，特别为WSOLID40，优选为WSOLID35，并且特别优选为WSOLID30，和在多级和/或多塔板汽提塔36中从所述聚氯丁二烯分散体中去除氯丁二烯，在去除氯丁二烯后存在的经纯化的聚氯丁二烯分散体中的氯丁二烯含量的重量比例WCR，OUT为WCR，OUT50PPM，特别为WCR，OUT30PPM，优选为WCR，OUT15PPM，并且特别优选为WCR，OUT10PPM。2根据权利要求1的方法，其特征在于进料至汽提塔36的聚氯丁二烯分散体基本上包含所述聚合反应后即刻存在的聚氯丁二烯分散体的全部水。
5、相、以及特别地在聚氯丁二烯分散体引入汽提塔之前已加入聚氯丁二烯分散体的额外水相和/或水。3根据权利要求1或2的方法，其特征在于主要通过在至少一个间歇反应器中的间歇反应进行所述聚合反应，在汽提塔36中分离之前，将在聚合反应之后存在的聚氯丁二烯分散体进料至缓冲罐中，并且将所述聚氯丁二烯分散体从所述缓冲罐基本上连续地进料至汽提塔36。4根据权利要求13中任一项的方法，其特征在于进料至汽提塔36的聚氯丁二烯分散体的氯丁二烯含量的重量比例WCR，IN为200PPMWCR，IN30000PPM，特别为2000PPMWCR，IN20000PPM，并且特别优选为5000PPMWCR，IN15000PPM。5根。
6、据权利要求14中任一项的方法，其特征在于在进行聚合反应之后并在去除氯丁二烯之前，对所述聚合反应之后存在的聚氯丁二烯分散体进行脱气。6根据权利要求15中任一项的方法，其特征在于在去除氯丁二烯后，将经纯化的聚氯丁二烯分散体浓缩，特别是通过膏化过程浓缩。7根据权利要求16中任一项的方法，其特征在于向汽提塔36送入蒸气，特别地基本上是水蒸气，所述蒸汽相对于进料的聚氯丁二烯分散体的压力的过压P为3BARP10BAR，特别为4BARP9BAR，优选为5BARP8BAR，并且特别优选为6BARP7BAR，和/或底部温度为55T110，特别为60T100，优选65T90，并且特别优选为70T80。8根据权利要。
7、求17中任一项的方法，其特征在于送入汽提塔36的蒸气的质量流量对进料至汽提塔36的聚氯丁二烯分散体的质量流量的比例R满足以下关系004R020，特别为006R017，优选为008R014，并且特别优选为009R012，所述蒸气特别地基本上是水蒸气。9根据权利要求18中任一项的方法，其特征在于汽提塔36具有级数或塔板数N，为5N35，特别为8N20，优选为10N13，并且特别优选为11N12。10根据权利要求19中任一项的方法，其特征在于汽提塔36的级高度H特别为800MMH1500MM，优选为1000MMH1300MM，并且特别优选为1100MMH1200MM，和/或汽提塔的级和/或塔板的基于。
8、圆截面的直径D特别为500MMD5000MM，优选为1000MMD3000MM，并且特别优选为1500MMD2000MM。11用于制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的设备，其特别地用于进行根据权利要求110中任一项的方法，其包括用于在乳液中进行氯丁二烯向聚氯丁二烯的聚合反应的聚合反应单元12，其中所述权利要求书CN102333793ACN102333808A2/2页3聚合反应单元12的尺寸与所使用的配方REZEPTUR相关，从而使得聚合反应后存在的聚氯丁二烯分散体的最大固体含量的重量比例WSOLID为WSOLID50，特别为WSOLID40，优选为WSOLID35，并且特别优选为WSOLID30。
9、，和直接或间接地与聚合反应单元12连接、用于从聚氯丁二烯分散体中去除氯丁二烯的多级和/或多塔板汽提塔36，其中所述汽提塔36的尺寸与进料至汽提塔36的聚氯丁二烯分散体相关，从而使得在去除氯丁二烯后存在的经纯化的聚氯丁二烯分散体中的氯丁二烯含量的重量比例为WCR，OUT50PPM，WCR，OUT30PPM，优选为WCR，OUT15PPM，并且特别优选为WCR，OUT10PPM。12根据权利要求11的设备，其特征在于所述汽提塔36至少部分地具有绝热和/或隔热包覆层。13用于将第一部件和第二部件连接的连接方法，其中将使用基于聚氯丁二烯的聚合物分散体制备的粘合剂用作连接物，并且所述聚合物分散体通过权利。
10、要求110中任一项的方法和/或通过权利要求11或12的设备制备。权利要求书CN102333793ACN102333808A1/5页4制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的方法和用于制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的设备0001本发明涉及用于制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的方法和设备。0002从DE102006060378A1已知聚氯丁二烯CR分散体可通过单体氯丁二烯的聚合反应得到，其中所使用的氯丁二烯的5095在所述聚合反应中反应。在后续的水蒸气蒸馏中，未聚合的氯丁二烯残余单体可减少至在聚氯丁二烯分散体中的单体氯丁二烯的比例为约100PPM或50PPM及更低。0003根据JP61060843B2。
11、，实际发现聚氯丁二烯分散体的水蒸气蒸馏不经济，因为所使用的水蒸气蒸馏塔的管件和装置非常快地因所形成的聚氯丁二烯凝结物而堵塞，并且所使用的水蒸气蒸馏塔在短期运行后将不得不关停并清洗。0004基于聚氯丁二烯的聚合物分散体用于如潜水用品、模制泡沫或作为接触型粘合剂的组分。由于单体氯丁二烯易燃且有毒，因此一直需要降低单体氯丁二烯残余单体在聚氯丁二烯分散体中的比例，以改进和辅助基于聚氯丁二烯分散体制备的产品例如粘合剂的处理。0005本发明的目的是提供制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的方法和设备，由此可降低聚氯二丁烯分散体中单体氯丁二烯的比例，而不会显著减少所使用的设备组件的运行次数。0006通过具有权利。
12、要求1的特征的方法和具有权利要求11的特征的设备实现本发明的目的。在从属权利要求中限定了本发明有利的实施方案。0007在本发明制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的方法中，在乳液中进行氯丁二烯向聚氯丁二烯的聚合反应，直至在所述聚合反应后存在的聚氯丁二烯分散体中，其最大固体含量的重量比例WSOLID为WSOLID50，特别为WSOLID40，优选为WSOLID35，并且特别优选为WSOLID30，并且在多级和/或多塔板汽提塔中从聚氯丁二烯分散体中去除氯丁二烯，在去除氯丁二烯后存在的经纯化的聚氯丁二烯分散体中的氯丁二烯含量的重量比例WCR，OUT为WCR，OUT50PPM，特别为WCR，OUT30PP。
13、M，优选为WCR，OUT15PPM，并且特别优选为WCR，OUT10PPM。在化学聚合反应过程中和/或之后的用含水相和/或水对得到的产物进行稀释视为该聚合反应的一部分。0008聚合反应后在所述聚氯丁二烯分散体中的固体基本上由聚氯丁二烯构成。按照ISO124进行固体含量的测定。所述聚氯丁二烯分散体中的固体中聚氯丁二烯的重量比例特别为80，优选为90。去除氯丁二烯后存在的经纯化的聚氯丁二烯分散体中的氯丁二烯的最小重量比例WCR，OUT，MIN1PPM，优选为WCR，OUT，MIN05PPM。氯丁二烯的最小重量比例WCR，OUT，MIN特别优选地低于常规分析方法的检测限，通常检测限为05PPM。聚合。
14、反应后存在的聚氯丁二烯中的固体的最小重量比例WSOLID，MIN特别为WSOLID，MIN10PPM，优选为WSOLID，MIN15PPM，并且特别优选为WSOLID，MIN20PPM，以使本发明方法的操作特别经济。0009对比常规的氯丁二烯向聚氯丁二烯的连续和/或间歇聚合反应，本发明的方法中特意设定聚合反应后的聚氯丁二烯分散体中的聚氯丁二烯的比例显著较低。这可通过以下达到例如通过比通常情况更低的氯丁二烯的转化率和/或更大量的水相，并在化学聚说明书CN102333793ACN102333808A2/5页5合反应过程中和/或之后用含水相和/或水稀释产物，所述稀释视为该聚合反应的一部分。在此利用以。
15、下认识聚合反应后的所述聚氯丁二烯中的较低的聚氯丁二烯含量导致显著较低的所述聚氯丁二烯分散体中的固体含量，由此例如通过水蒸气在汽提塔中去除氯丁二烯是可行的，这样可出人意料地不必担心因聚氯丁二烯凝结物堵塞管件或设备。甚至还可以显著地降低经纯化的聚氯丁二烯分散体的氯丁二烯含量，而不会使汽提塔的停机风险显著增大。在本发明的方法中，可实现所使用汽提塔的不间断运行期超过3周，特别超过5周，并且特别优选地超过6周，而在固体含量WSOLID约为55下，发现最长运行期少于1天。特别地，所述聚合反应可通过如在“ULLMANNSENCYCLOPEDIAOFPOLYMERSCIENCEANDTECHNOLOGY”，V。
16、OL3，第705730页，JOHNWILEY，NEWYORK1965所述的在碱性水性介质中的乳液聚合反应进行，区别在于根据本发明提供的聚合反应后的聚氯丁二烯分散体中的最大固体含量WSOLID，并采用适于该目的的方法条件。0010假定由于基于聚氯丁二烯量的较低固体含量，相对大量的水相存在于汽提塔中，并且所存在的水相避免聚氯丁二烯结块和因汽提塔中所形成的凝结物产生形成聚氯丁二烯结块。在本发明的方法中，特别地基于水相设定聚合反应后的聚氯丁二烯分散体中的固体含量，以避免堵塞并同时在从汽提塔出料的聚氯丁二烯分散体中可得到特别低比例的氯丁二烯。特别地，以所使用的水蒸气至少部分冷凝的方式运行汽提塔。由此，冷。
17、凝热可先被用于加热，并同时可由冷凝物的量增加水相的量，从而可避免在汽提塔中不利的高固体含量。特别地，汽提塔可由具有多塔板的单塔形成，各塔板确定向各塔板分配的汽提过程各阶段的开始。特别地，在1BAR的压力下可进行汽提以促进氯丁二烯的蒸发。尽管在该聚合反应中特意设定相对低的聚氯丁二烯含量，但总体考虑氯丁二烯的去除时，已发现该方法更为经济。由于改进了从聚氯丁二烯分散体中将氯丁二烯脱气，以及在最终产物中所得的较低量的氯丁二烯，因此改进并有助于对基于聚氯丁二烯分散体制备的产物如粘合剂的处理。特别地，改善了聚氯丁二烯分散体的后续处理如制备固体橡胶中的职业卫生。由于改善了在后续处理中的职业安全，甚至可达到更。
18、低的职业安全要求。0011向汽提塔进料的聚氯丁二烯分散体优选基本上包含聚合反应后即刻存在的聚氯丁二烯分散体的全部水相、以及特别地在引入汽提塔之前已加入聚氯丁二烯分散体的额外水相和/或水。特别地，优选通过蒸发而从有机相中基本只去除氯丁二烯若有。可避免液体组分的中间去除INTERMEDIATEREMOVAL，所述液体组分如水相、乳化剂、催化剂、稳定剂、活化剂或终止剂STOPPER。相反，可向聚氯丁二烯分散体加入额外的水相和/或水以降低或调整固体含量WSOLID。特别地，将聚合反应后存在的聚氯丁二烯分散体连续和/或直接地送入汽提塔。0012所述聚合反应特别优选地连续或准连续地QUASIKONTINU。
19、IERLICH进行，特别通过串联的多个间歇反应器进行。由于因本发明的方法中增大的固体含量，聚合反应后不希望特别高的聚氯丁二烯含量，所以可先提供比多个间歇反应器在工业规模上更为经济的连续或准连续聚合反应。也可串联多个单一的釜式反应器TANKREACTOR以实现准连续的聚合反应，其也比多个间歇反应器在工业规模上更为经济。0013在另一个实施方案中，主要通过在至少一个间歇反应器中的间歇反应进行所述聚合反应，在汽提塔中分离之前，将在聚合反应之后存在的聚氯丁二烯分散体进料至缓冲罐中，并且聚氯丁二烯分散体从该缓冲罐基本上连续地进料至汽提塔。这可使汽提塔连续运说明书CN102333793ACN1023338。
20、08A3/5页6行，即使当不连续地进行聚合反应时也如此，从而汽提塔可特别经济地运行。特别优选地，不同的间歇反应器在时间上错开而进行各聚合反应，使得在相应较短的时间段中，可用各间歇反应中所得的产物填充缓冲罐。特别地，向缓冲罐中送入额外的水相以确保所期待的最大固体含量WSOLID。0014特别地，进料至汽提塔的聚氯丁二烯分散体的氯丁二烯含量的重量比例WCR，IN为200PPMWCR，IN30000PPM，特别为2000PPMWCR，IN20000PPM，并且特别优选为5000PPMWCR，IN15000PPM。在向汽提塔的进料水蒸气中的该聚氯丁二烯分散体的氯丁二烯含量WCR，IN下，可确保避免汽提。
21、塔的堵塞，并且同时可达到在去除氯丁二烯后存在的经脱气的聚氯丁二烯分散体中的氯丁二烯含量为WCR，OUT30PPM，并且甚至为WCR，OUT10PPM。0015在已进行聚合反应之后，并在去除氯丁二烯之前，优选对聚合反应之后存在的聚氯丁二烯分散体进行脱气。以此方式，从聚氯丁二烯分散体中可去除已处于气态形式且可挥发的组分，而不必为此使用汽提塔。这可以去除约90重量比例的单体氯丁二烯。这减少了在汽提塔中去除氯丁二烯所需的水蒸气量。0016在去除氯丁二烯后，特别优选将经纯化的聚氯丁二烯分散体浓缩，特别是通过膏化过程进行浓缩。例如按照DE10145097中所述的在凝结剂的帮助下，或按照“NEOPRENEL。
22、ATICES”，JOHNCCARL，EIDUPONT164，第13页所述进行该步骤。所述额外的浓缩可使更多一些的氯丁二烯额外地被分离，达到更小比例。同时，提高了在所形成的分离相已被分离后剩余的聚氯丁二烯分散体产物中的聚氯丁二烯的固体含量。以此方式可减少用于聚氯丁二烯的后续输送量和输送成本。0017特别地，向汽提塔送入蒸气，特别地基本上是水蒸气，其对于进料聚氯丁二烯分散体的压力的过压P为3BARP10BAR，特别为4BARP9BAR，优选为5BARP8BAR，并且特别优选为6BARP7BAR，和/或底部温度为55T110，特别为60T100，优选为65T90，并且特别优选为70T80。以此方式选。
23、择的蒸气即使在具有多塔板的相对较大的汽提塔中也能够去除绝大比例的氯丁二烯。所述蒸气能够使待蒸发的、存在的氯丁二烯降至数PPM并通过顶部排出，并且例如再用于后续的氯丁二烯向聚氯丁二烯的聚合反应。0018送入汽提塔的蒸气特别地基本上是水蒸气的质量流量MASSENSTROM对进料至汽提塔的聚氯丁二烯分散体的质量流量的比例R优选满足以下关系004R020，特别为006R017，优选为008R014，并且特别优选为009R012。在该蒸气对聚氯丁二烯分散体的比例R下，可以节能的方式将进料的聚氯丁二烯中存在的氯丁二烯去除至数PPM。0019所述汽提塔特别优选具有级数或塔板数N，为5N35，特别为8N20，。
24、优选为10N14，并且特别优选为11N13。已发现这样的N值，如N12特别经济，而更大的N值自然地在技术上可用于经纯化的聚氯丁二烯分散体中特别小的氯丁二烯含量。特别地，可将具有N塔板其塔板数相应于级数的单塔用于汽提塔。在这样的级数或塔板数下，可去除特别高比例的氯丁二烯而不出现汽提塔堵塞。同时特别经济、低成本地达到高纯度的纯化聚氯丁二烯分散体。0020特别地，所述汽提塔的级高度为H特别为800MMH1500MM，优选为1000MMH1300MM，并且特别优选为1100MMH1200MM，和/或汽提塔的级和/或说明书CN102333793ACN102333808A4/5页7塔板的基于圆截面的直径D。
25、特别为500MMD5000MM，优选为1000MMD3000MM，并且特别优选为1500MMD2000MM。级高度H定义为两个相邻塔板之间的距离。对于塔板，特别地可以使用筛盘。这样的汽提塔尺寸在相对低成本下产生良好的分离性能。同时，所述汽提塔易于检修和清洗。0021本发明还提供用于制备基于聚氯丁二烯的聚合物分散体的设备，特别是用于进行上述构造和开发的方法，所述设备具有用于在乳液中氯丁二烯向聚氯丁二烯的聚合反应的聚合反应单元，其中所述聚合反应单元的尺寸与所使用的配方相关，从而可使聚合反应后存在的聚氯丁二烯分散体的最大固体含量的重量比例WSOLID为WSOLID50，特别为WSOLID40，优选为。
26、WSOLID35，并且特别优选为WSOLID30，和直接或间接地与聚合反应单元连接、用于从聚氯丁二烯分散体中去除氯丁二烯的多级和/或多塔板的汽提塔，其中所述汽提塔的尺寸与进料至汽提塔的聚氯丁二烯分散体相关，使得在去除氯丁二烯后存在的经纯化的聚氯丁二烯分散体中的氯丁二烯含量比例为WCR，OUT50PPM，特别为WCR，OUT30PPM，优选为WCR，OUT15PPM，并且特别优选为WCR，OUT10PPM。0022由于所述聚合反应单元和汽提塔的合适尺寸，可降低聚氯丁二烯分散体中的单体氯丁二烯的比例，而不会显著减少所用设备组件的运行次数。由于在聚合反应后的聚氯丁二烯分散体的低固体含量，可从聚氯丁二。
27、烯分散体中将单体氯丁二烯残余单体去除至数PPM，不发生汽提塔堵塞的风险。所述设备可特别地按照上述说明为本发明的方法构造和开发。0023所述汽提塔特别优选地至少部分地具有绝热和/或隔热包覆层。由进入汽提塔的蒸气引入的能量以此方式大多保留在汽提塔中，而不由自然冷却释放至环境中。由此可减少所需蒸气量。同时可确保即使在汽提塔中具有很多级和/或塔板的情况中，所述蒸气也具有足够高的温度用于蒸发，并且即使在最上面的级或塔板中也蒸发并带出氯丁二烯。以此方式可避免在汽提塔的较高点处额外引入蒸气。0024本发明还涉及用于将第一部件和第二部件连接的连接方法，其中将使用基于聚氯丁二烯的聚合物分散体而制备的粘合剂用作连。
28、接物VERBINDUNGSMITTEL，并且所述聚合物分散体通过如上所述的方法和/或通过如上所述的设备制备。由于聚氯丁二烯分散体中特别低的残余单体含量，从该聚氯丁二烯分散体制备的粘合剂还具有特别低的氯丁二烯含量。可显著降低在连接部件的过程中由该粘合剂对环境和/或使用者健康造成的危险。0025下面通过优选实例，并参照附图，以示例的方式说明本发明。在图中0026图1显示了用于进行本发明方法的本发明设备的示意性流程图。0027图1所示的设备10具有聚合反应单元12，其由串联的搅拌釜组成，所述搅拌釜具有串联的六个搅拌釜14以在聚合反应单元12中进行准连续聚合反应。通过进料管16将氯丁二烯、回收的氯丁二。
29、烯、溶剂如水相和/或H2O引入所述聚合反应单元中。聚合反应单元12的尺寸按照所使用的配方和/或所使用的步骤条件，使得通过聚合反应出料管24离开聚合反应单元12的聚氯丁二烯分散体具有相对较低含量的聚氯丁二烯固体。例如，适当地选择反应温度和/或搅拌釜14的数量。此外或可选地，可以适当地设定氯丁二烯的转化率和/或溶剂量。0028通过聚合反应出料管24将聚合反应后存在的聚氯丁二烯分散体进料至主脱气单元26中，以通过脱气管28分离出聚氯丁二烯分散体的气态和/或挥发性组分，并按需对他说明书CN102333793ACN102333808A5/5页8们进行后处理WORKUP。通过脱气管28已分离出的后处理组分。
30、可按需通过进料管16返回聚合反应单元12中。为了帮助聚氯丁二烯分散体的挥发性组分脱气，可通过水蒸气进料管30向脱气单元26中吹入水蒸气。0029可使用第一泵32通过汽提塔进料管34将聚氯丁二烯分散体进料至汽提塔36中，所述汽提塔36例如在汽提塔36的上部区域具有11个塔板。在汽提塔36的下部区域，通过水蒸气进料管38将水蒸气吹入汽提塔36中，以通过蒸气出口管40以单体氯丁二烯形式分离塔顶的聚氯丁二烯分散体的残余单体。可后处理通过蒸气出口管40分离的氯丁二烯，并且通过进口管16将其返回聚合反应单元12。0030在汽提塔36中已纯化并且通过汽提塔出口管42排出的聚氯丁二烯分散体中的氯丁二烯含量仅为数PPM，在经纯化的聚氯丁二烯分散体中的氯丁二烯的重量比例显著小于50PPM，并且特别地，可以是10PPM或更低。通过第二泵44可将经纯化的聚氯丁二烯分散体进料至膏化单元46中，在膏化单元46中浓缩经纯化的聚氯丁二烯分散体中的聚氯丁二烯。在膏化单元46中例如可产生两个可分离的相，并且通过产物出口管48可排出浓缩的聚氯丁二烯产物分散体。通过分离相出口管50可分离出另一相，并且将其按需后处理并重复利用。说明书CN102333793ACN102333808A1/1页9图1说明书附图CN102333793A。