[发明专利]用于生产高抗冲聚苯乙烯的反应器系统

说明书

相关申请的交叉参考

本专利申请要求2005年12月21日提交的题为“用于生产高抗冲聚苯乙烯的卧式沸腾活塞流反应器和反应器系统”的美国临时申请第60/752766号的优先权，该申请通过引用结合。本申请案涉及共有的美国专利申请第11/121795号(2005年5月4日提交)，题为“减少返混的反应器装置”，和与其同时提交的题为“卧式沸腾活塞流反应器”的美国专利申请第11/384506号【代理卷宗编号COS-1038(4176-00901)】，这两个申请都通过引用结合于此。

关于联邦政府赞助研究或开发的声明

不可申请

技术领域

本发明总体涉及聚合物合成，更具体地，涉及使用连续搅拌罐反应器和活塞流反应器的组合来合成高抗冲聚苯乙烯。

发明背景

单亚乙烯基芳族化合物(诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和环取代的苯乙烯)的弹性体增强的聚合物具有广泛的商业应用。比如，离散的弹性体颗粒(诸如交联的橡胶)分散在整个苯乙烯聚合物基质中的弹性体增强的苯乙烯聚合物可用于各种应用，包括食品包装、办公用品、购买点标牌和显示、家庭用品和消费品、建筑物隔离和化妆品包装。这些弹性体增强的聚合物通常称为高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。

生产聚合物(诸如HIPS)的方法通常采用使用连续流法的聚合过程。连续流法可以包括多个串联排列的反应罐，其中，从一个反应罐至下一个反应罐聚合程度增加。诸如反应罐的排列和反应条件之类的因素会影响生产的HIPS的性质。在每一个反应器中，不同级别的HIPS可能具有不同的弹性体含量和聚合程度，从而导致不同的机械和/或光学性质。

生产HIPS的关键成本与使用的连续流法的类型和使用的弹性体的量有关。因此，人们希望开发一种生产弹性体含量减少而机械性质增强的HIPS的装置和方法。

优选实施方式的概述

本文公开了一种用于生产高抗冲聚苯乙烯的连续法，该方法包含向第一线性流反应器(linear flow reactor)中输入至少一种乙烯基芳族单体、弹性体和自由基引发剂，以形成反应混合物，在所述线性流反应器中使反应混合物聚合，至少达到混合物的相转化点(phase inversion point)，将反应混合物自第一线性流反应器输入第二反应器中，进行混合物的后转化聚合(post-inversion polymerization)反应。

本文还公开了一种制备弹性体增强的聚合物的方法，该方法包括在活塞流反应器中使包含至少一种乙烯基芳族单体、弹性体和自由基引发剂的反应混合物发生转化。

本文还公开了一种高抗冲聚苯乙烯的反应器系统，该系统包括具有接受至少一种乙烯基芳族单体、弹性体和自由基引发剂的进口和用于传送反应器流出物的出口的线性流反应器，和连续搅拌罐反应器，该反应器具有与线性流反应器出口流体连通并接受来自线性流反应器的流出物的进口。

以上十分粗略地概括了本发明的特征和技术优点，以便读者能更好地理解随后的本发明的具体描述。下文将描述形成本发明权利要求的主题的本发明的其它特征和优点。本领域的技术人员应该理解，公开的概念和具体的实施方式可以容易地用作为修改或设计实施本发明的相同目的的其它结构的基础。本领域的技术人员也应该认识到，这些等同结构不会偏离所附权利要求所述的本发明的精神和范围。

附图简要说明

为了具体描述本发明的优选实施方式，可参考附图，其中：

图1是生产HIPS的装置的示意图。

图2a是线性流反应器的图。

图2b是内部反应器冷却部件的剖视图。

优选实施方式的具体描述

图1中给出用于连续生产弹性体增强的聚合物的反应器系统100的示意图。在一个实施方式中，反应器系统100用于连续HIPS生产法。参考图1，通过一般标注为5进料管线可以将包含苯乙烯、弹性体(诸如聚丁二烯橡胶)和自由基引发剂的反应混合物加入聚合反应器10中。或者，反应混合物包含苯乙烯、弹性体(如聚丁二烯橡胶)、链转移剂和其它组分(如本领域已知能用于制备HIPS的组分)。或者，反应混合物包含苯乙烯、弹性体(如聚丁二烯橡胶)、自由基引发剂和链转移剂的组合，以及其它组分(如本领域已知能用于制备HIPS的组分)。可以包括如本领域普通技术人员对自由基引发剂、链转移剂和用于制备HIPS的其它组分已知的性质和量。如图1所示，这种进料管线能够使反应混合物通过反应器底部引入，或者，这种进料管线能够使反应混合物通过反应器的顶部引入，或者使反应混合物通过沿反应罐的任何位置引入，该反应罐与反应混合物和反应器设备相容。