[发明专利]生产聚合物组合物的连续聚合设备和方法

说明书

本申请要求于2011年11月18日提交的日本专利申请第2011-252988号和于2012年3月6日提交的日本专利申请第2012-049554号的优先权和权益，它们的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种连续聚合设备，即用于连续进行聚合的设备。另外，本发明涉及通过使用该连续聚合设备进行的生产聚合物组合物的方法。

背景技术

诸如甲基丙烯酸酯聚合物的树脂组合物是通过连续聚合生产的，其中原料单体、聚合引发剂等被连续供应到反应器中以被聚合。对于这类连续聚合方法，已知有使用溶剂(或分散介质，其也适用于下文)进行连续聚合的连续溶液聚合方法，以及不使用溶剂进行连续聚合的连续本体聚合方法。

通常，连续溶液聚合方法并不是有效率的方法，因为使用溶剂导致低生产率。相反，连续本体聚合方法具有能够高效地生产聚合物组合物的优点，因为该聚合的进行不需使用溶剂。然而，在实践中，连续本体聚合与连续溶液聚合相比存在很多问题，例如由于反应混合物的高粘度而难以进行反应控制，并且当反应器的内表面被冷却以从反应系统中去除热时，这会导致聚合物组合物以及由它得到的树脂组合物的品质变差。因此，提出了以下方法：其使用全混类型(complete mixing type)的反应器，用液体完全填充该反应器以从其中排除气相部分，并在没有朝向外部或来自外部的热传递的绝热条件下进行连续本体聚合(专利文献1)。此外，为确保这样的绝热条件，提出了如下的连续聚合设备：其控制原料单体的供应量和聚合引发剂的供应量以使反应器内的温度等于反应器外表面的设定温度(专利文献2)。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 07-126308 A

专利文献2：JP 2006-104282 A

专利文献3：JP 01-172401 A

专利文献4：JP 05-331212 A

专利文献5：JP 2004-211105 A。

发明内容

近年来，诸如甲基丙烯酸酯聚合物的树脂组合物的应用已被进一步拓展，对于更高效地生产高品质聚合物组合物(例如，具有优异的性质如耐热性和热稳定性且混有较少杂质的聚合物组合物)的需求日益增长。然而，已证实常规的连续聚合设备(专利文献1和2)通常不足以满足此需求。

本发明的目的是提供新型的连续聚合设备和生产聚合物组合物的方法，其中所述方法可通过使用这种连续聚合设备进行并且更高效地生产适合用于生产高品质树脂组合物的聚合物组合物。

发明人考虑了组合使用至少两个全混类型的反应器来进行连续聚合。对于连续溶液聚合方法，已知有具有两级反应器的设备，例如在在前反应器(former reactor)中进行聚合的大部分并在在后反应器（latter reactor）中完成所述聚合，同时从在后反应器中去除聚合引发剂等的设备(专利文献3)；以及在在前反应器中进行一定程度的聚合并向在后反应器中添加溶剂以进行聚合的设备(专利文献4)。然而，在这样的设备中，热从反应系统的去除通过回流冷却来进行(将反应器中的原料单体等蒸发以从反应器中取出，并且在经历冷凝之后将其重新返回到反应器中)。特别是，在于较少量溶剂中或以高聚合比(polymerization ratio)进行聚合以提高生产率的情形中，反应体系中的混合物的粘度变得很高，这使得反应体系的局部或迅速冷却变得更容易，而这使得反应器内表面上的凝胶粘附和生长问题变得突出。因此，存在诸如凝胶化物质混入所得聚合物组合物中作为杂质的问题。另一方面，对于连续溶液聚合方法，提出了如下方法：其使用两级反应器，并将在这些反应器内的平均停留时间设定在基于聚合引发剂的半衰期(half-life)而给定的范围内(专利文献5)。然而，在用于该方法中的这类设备中，热从反应系统中的去除使用配置在反应器外表面的夹套进行。特别是，在于较少量溶剂中或以高聚合比进行聚合以提高生产率的情形中，需要使用配置在第二反应器外表面的夹套进行局部或迅速冷却以将第一反应器和第二反应器内的温度保持在相同温度以提高第二反应器中的聚合比，这导致在反应器内表面上的凝胶粘附和生长。因此，凝胶化物质混入聚合物组合物中作为杂质的问题不能得到解决，且所得树脂的品质通常不足。发明人已认真地考虑了能更高效地生产适合用于生产高品质树脂组合物的聚合物组合物的新型连续聚合设备，并最终完成了本发明。

本发明提供了以下[1]至[9]。

[1]　连续聚合设备，其至少包括全混类型的第一和第二反应器，