[发明专利]一种可自造粒的固体丙烯酸树脂本体悬浮复合聚合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料及油墨类行业用固体丙烯酸树脂的聚合方法，尤其是一种可实现自造粒的固体丙烯酸树脂本体悬浮复合聚合方法。 

背景技术

通常涂料及油墨类行业用固体丙烯酸树脂的合成方法有两种，即本体聚合方法以及悬浮聚合方法。目前业内的固体丙烯酸树脂的生产方法现状是要么单独采用本体聚合生产方法合成固体丙烯酸树脂，要么单独采用悬浮聚合生产方法合成固体丙烯酸树脂。 

本体聚合生产方法，是在聚合过程中仅仅采用混合单体以及引发剂而不采用其它介质参与的聚合反应。本体聚合生产方法得到的产物是块状固体丙烯酸树脂并将该块状固体丙烯酸树脂经过加热熔融通过造粒设备造粒后出售。本体聚合生产方法的缺点是聚合后得到的固体丙烯酸树脂的重均分子量约为20000左右或稍高，而涂料或者油墨类行业所需要的固体丙烯酸树脂的重均分子量绝大部分在30000---100000之间为宜，这样则限制了本体聚合生产方法生产出的固体丙烯酸树脂的应用范围。由于本体聚合生产方法聚合的中后期的聚合自加速效应将会导致所得到的固体丙烯酸树脂分子量分布过宽，其分子量分布系数大约在3---5之间，使用分子量分布过宽的固体丙烯酸树脂制造的涂料或者油墨储存稳定性差，其表现为在储存期间易产生沉淀，分层以及发花现象。另外由于本体聚合生产方法聚合中后期的聚合自加速效应还会导致易产生爆聚现象以及聚合温度难以控制的现象。 

    悬浮聚合方法，是由混合单体，引发剂，水和悬浮剂以及分子量调节剂组成并在带有搅拌，升降温装置以及冷凝回流装置的聚合反应釜中经过多段温度控制后得到平均粒径小于1毫米的重均分子量在20000---100000之间，分子量分布系数在1.6---2.5之间的珠状固体丙烯酸树脂。常规的悬浮聚合方法是将反应釜内首先投入水以及悬浮剂然后将混有引发剂以及分子量调节剂的混合单体一次性全部投入到反应釜中并在大约50℃开始计时，分成多个温度段控制且大约以每小时升温5℃---8℃的升温速度进行聚合反应。最终聚合反应温度升温至约100℃并保持此温度大约1小时然后降温至30℃以内出料并经过脱水干燥后得到珠状固体丙烯酸树脂。全部的聚合时间大约需要10---12小时。悬浮聚合方法的优点是可以得到分子量分布系数在1.6---2.5之间较窄分子量分布且重均分子量在20000---100000之间的固体丙烯酸树脂。悬浮聚合方法的缺点是：由于是在大量水中进行聚合反应会导致混合单体中的含有羧基或者羟基的功能性单体在聚合过程中不是完全与其它单体形成共聚反应最终转变为固体丙烯酸树脂，而是上述的功能性单体有很大比例在聚合开始阶段溶解在水中并随着聚合的进行自聚为水溶性树脂溶解在水中直到聚合结束最后作为废水处理掉。产生上述功能性单体浪费问题的原因是上述功能性单体均具有与水无限比例混溶的特性以及大部分的涂料或者油墨用固体丙烯酸树脂均希望在固体丙烯酸树脂生产过程中加入上述功能性单体，以便聚合后得到的固体丙烯酸树脂含有羧基或者羟基使得在制造涂料或者油墨的过程中颜填料易于分散，储存稳定性好以及对类似于塑料类制品表面有较好的附着力的效果。由于上述功能性单体具有与水无限比例混溶以及上述功能性单体相对于其他聚合单体具有较高竞聚率，也即具有较高的反应活性的特点，采用传统的悬浮聚合方法很难合成出某些涂料或者油墨所需要的具有高酸值或者高羟值的固体丙烯酸树脂。采用传统的悬浮聚合方法在混合单体中含有上述的功能性单体时，反应结束后产生的聚合废水的COD值可达10000---100000之间，如此高COD值废水的后续水处理工作需要投入较大的财力和设备同时在水处理的絮凝工艺阶段又产生了很多的固体废物而造成了二次废物产生。采用常规悬浮聚合方法包括水在内的全部原料一次性投入到聚合反应釜中，故需要自约50℃开始计时，采用多段温度控制的聚合方式，全部聚合时间大约需要10---12小时完成，相对聚合时间长生产效率低。 

发明内容

本发明为了克服目前单纯的采用本体聚合方法或者单纯的采用传统的悬浮聚合方法合成固体丙烯酸树脂的工艺路线存在的缺陷，且进一步发挥上述两种聚合方法的各自优点，提供一种可自造粒的固体丙烯酸树脂本体悬浮复合聚合方法并通过带自造粒装置的悬浮聚合反应釜获得不规则柱状固体丙烯酸树脂本体悬浮复合聚合方法。