[发明专利]一种聚氧化亚甲基共聚物的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氧化亚甲基共聚物的生产方法，属于聚氧化亚甲基树脂生产工艺的技术领域。

背景技术

聚氧化亚甲基(polyoxymethylene)，又名聚甲醛，它是主链含有(–CH₂–O-)链节的线型高分子聚合物。聚氧化亚甲基是综合性能优良的热塑性工程塑料，由美国Du Pont公司1959年首先实现工业化，然后就以其加工成型方便，原料价廉易得，尤其是其独特的力学性能、耐油性、耐化学品性、低吸水性及良好的热、电性能，被用来代替有色金属和合金，广泛应用于汽车、电子电器工业、各种精密机械和五金建材等诸多领域。

聚氧化亚甲基为乳白色结晶性固体，表面光滑、有光泽、硬而致密，密度在1.41-1.42g/cm³。聚氧化亚甲基一般不透光，薄壁制件呈半透明。按分子结构和合成工艺的不同，聚氧化亚甲基可分为两大类，一类是三聚甲醛与少量二氧五环或环氧乙烷的共聚物，称为共聚氧化亚甲基；另一类是三聚甲醛或纯甲醛的均聚物，称为均聚氧化亚甲基。均聚物与共聚物相比，均聚氧化亚甲基机械性能稍优，共聚氧化亚甲基以热稳定性见长。在当今世界市场上共聚氧化亚甲基占据主导地位，只有杜邦的和旭化成的为均聚氧化亚甲基。目前，在整个工程塑料行业中，聚氧化亚甲基的年产量仅次于尼龙和聚碳酸酯，成为当今五大工程塑料之一。

聚氧化亚甲基的生产方法主要有间歇式和连续式两种。间歇式聚合反应中，采用间歇釜式生产，其设备投资大，生产周期长，总体运行成本也比较高，而且利用传统生产工艺得到的聚氧化亚甲基共聚物产品热稳定性不高。

连续式聚合方法，采用的是连续生产工艺，反应时间短，产量大，运行成本低，维护简单，聚合溶剂用量更低，产品聚合度高、质量好。因此，目前使用连续式聚合法生产聚氧化亚甲基已经成为一种趋势。常见的连续式聚合法中，多是采用一阶反应或二阶反应进行。一阶反应由于单体转化率不稳定等问题致使其产品质量波动很大，二阶反应所生产的聚甲醛产品的热稳定性高于一阶反应。研究者一般认为，二阶反应足以使聚甲醛产品达到最佳的性能，二阶以上反应不仅会大幅增加设备投资和设备操控难度，而且产品质量不会有太大的提高。因此，目前对共聚氧化亚甲基生产工艺的研究也多集中在一阶反应和二阶反应上，并未对多阶反应进行更为深入的研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种聚氧化亚甲基共聚物的生产方法。

本发明提供了一种聚氧化亚甲基共聚物的生产方法，它包括如下步骤：

（1）一阶反应：先取液体状态的单体三聚甲醛：共聚单体=100：(1~100)v/v，混合，在阳离子催化剂存在的条件下，混合物料进行一阶反应；

（2）二阶反应：一阶反应完成后，所得物料送入二阶反应器，再加入单体三聚甲醛：共聚单体100：(1~100)v/v，进行二阶反应，反应至转化率达到65%以上则终止反应；

（3）三阶反应：二阶反应完成后，所得物料送至三阶反应器，加入输入物料0.03%w/w以上的复合处理剂，反应时间0.5-30min,反应温度30-150℃,反应压力0-1MPa；

（4）四阶反应：三阶反应完成后，所得物料送至四阶反应器，加入输入物料0.2~120%w/w的分散剂，处理时间5-300min，反应温度30-180℃，压力0-2MPa，待反应完全，所得物料经后续处理，即得聚氧化亚甲基共聚物。

本发明采用四阶反应生产共聚甲醛时，原料的加入顺序对产品的性能有显著影响，而本发明特定的反应步骤，使得产品的最终性能比二阶反应有了显著提高。

其中，步骤（1）中，一阶反应的条件如下：混合物料在0-150℃进入一阶反应器，于温度30-200℃进行聚合反应，聚合时间为0.5-100min,反应压力0-1MPa；步骤（2）中，二阶反应的条件如下：反应温度30-150℃，反应压力0-1MPa。

进一步地，步骤（1）中，一阶反应的聚合时间为5-100min。

进一步地，步骤（1）、（2）中，单体三聚甲醛：共聚单体=100：(1~20)v/v。

更进一步地，步骤（1）、（2）中，单体三聚甲醛：共聚单体=100：(1~10)v/v。

本发明中，一阶、二阶、三阶反应压力均可优选0.1~1MPa；四阶反应压力可优选为0.1~2MPa。