[发明专利]长期运行不积料的PMMA连续式生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物的制备方法，具体涉及一种长期运行不积料的PMMA连续式生产工艺，属于聚合物制备技术领域。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯，英文简称PMMA。PMMA具有良好的透光性、电绝缘性、耐化学试剂、耐溶剂性、耐候性能及有一定的耐热耐寒性，经后加工后，可应用于液晶导光板膜、LED灯具、光纤材料、光学产品、汽车零部件、家电部件、以及日常生活必需品。

生产PMMA的方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合等聚合工艺。其中，本体聚合不使用溶剂和水，相比其他工艺减少了提纯的环节，可以有效的提高产品纯净度和透光率；在正式生产中，为了提高生产效率和节约能源，一般采用连续本体聚合。

目前，PMMA连续本体聚合实施方法，主要路线基本上是配料→聚合→单体脱除回收→制品；但是，如果以长期的大生产为目标，尚存在聚合物在容器和管道中积料的问题：一、反应釜内壁经过长期反应容易积料，二、反应釜气相部分特别是气液界面处，由于单体蒸汽的存在容易积料，三、回收单体部分，由于温度较高，容易发生聚合、积料。积料会影响产品质量，导致产品中含有异物和黑点；还会堵塞容器管道，从而导致反应无法继续连续进行，需要停机清洗，而对于正式的大生产，停机清理的费用是相当大的，如果仅仅是因为积料而导致需要停机，在经济上是十分不可取的。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种长期运行不积料的PMMA连续式生产工艺，保证了连续本体聚合生产可以长时间稳定的运行。

按照本发明提供的技术方案，一种长期运行不积料的PMMA连续式生产工艺，按重量份计步骤如下：

（1）预聚合：取主单体甲基丙烯酸甲酯70-100份、共聚单体10-30份、溶剂5-20份、第一引发剂80×10^-4-120×10^-4份、链转移剂0.1-0.5份、脱模剂0.1-0.3份充分搅拌至其混合均匀，加入聚合釜内，控制反应温度80-160℃，压力0.8-1.2MPa，在30-80r/min的转速下搅拌反应1-3h；

所述聚合釜采用下进上出的形式，正常生产时，聚合釜内保持全充满的状态，并且维持压力稳定，聚合釜内壁采取镀铬或者抛光处理，使用螺带式搅拌器；

（2）二次聚合：通过泵将步骤（1）所得的混合物连续输送至搅拌升温釜，向混合物中加入第二引发剂20×10^-4-50×10^-4份、助脱挥剂1-5份继续反应，控制反应温度140-200℃，压力1.5-2.5MPa，搅拌反应转速为30-80r/min，反应时间为1-3h；

所述搅拌升温釜同样采取下进上出的形式，并采用螺带式搅拌器，镀铬或者抛光处理搅拌升温釜内壁；并且在升温搅拌釜出口设置过滤网，对所得混合物进行过滤处理；

（3）三次聚合：在步骤（2）所得过滤后的物料中加入第三引发剂10×10^-4-30×10^-4份，并将其输送入挤出机中，在温度190-220℃、压力2-3MPa、通过螺杆搅拌转速为50-150r/min的条件下继续反应，最后经过挤出机的脱挥口脱挥；脱挥口温度230-270℃、脱挥口压力-0.09MPa--0.05Mpa,停留时间5-10m，从脱挥口脱出的单体、溶剂、助脱挥剂、链转移剂以及低聚物等副产物，利用沸点的差异，控制冷凝温度在50-100℃，将低聚物等副产物液化后除去，单体、溶剂、助脱挥剂、链转移剂等小分子物质沸点差异较小，进行统一回收后，通过挤出机挤出聚甲基丙烯酸甲酯，经切粒后即得最终产品；

所述挤出机螺杆和内壁采用镀铬处理，以防止混合物在挤出机螺杆和套筒内壁积料；

（4）后序循环处理：取步骤（3）脱挥端收集的低聚物从蒸馏塔底部再沸器排出至废液罐，将蒸馏塔塔顶气体冷凝得到单体、溶剂、链转移剂，回收后进入单体回收罐，在配料时重新使用；

所述蒸馏塔底部再沸器与废液罐之间设置有循环回路，通过在循环回路中不定时加入5×10^-4-10×10^-4份阻聚剂2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚以防止再沸器及后续管线的堵塞，废液罐积聚到一定量后通过排放口排放。

所述共聚单体为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的一种。

所述溶剂为甲苯、乙苯、二甲苯、乙酸乙酯或乙酸丁酯中的一种。