[发明专利]制备固体丙烯酸聚合物的方法

说明书

本发明涉及制备固体丙烯酸聚合物的方法，包括以下步骤：(a)通过自由基聚合制备固含量为30‑70重量％的丙烯酸聚合物水溶液，(b)通过加入碱至少部分地中和丙烯酸聚合物水溶液，这释放中和热，并利用中和热来浓缩丙烯酸聚合物水溶液以形成固含量为60‑80重量％的高度浓缩丙烯酸聚合物溶液，(c)使高度浓缩丙烯酸聚合物溶液进行成型和干燥。

描述

本发明涉及从丙烯酸聚合物水溶液制备固体丙烯酸聚合物的方法。

基于丙烯酸的均聚物和共聚物可以水溶液或固体形式作为有效分散剂、污垢抑制剂、流变改进剂和加工助剂用于各种应用中。这些应用领域是十分不同的。因此，洗涤组合物包含这些聚合物以抑制在衣物上的不溶性无机盐沉积物、例如碳酸钙(称为水垢抑制剂)，并且用于防止衣物由于其污垢分散作用而泛灰。在洗碟片剂中，丙烯酸聚合物用于防止在器皿上的有机和无机沉积物和用于降低水硬度。在工业水处理和海水脱盐中，这些聚合物用作非常有效的污垢抑制剂。在造纸工业中，它们在高度浓缩碳酸钙和高岭土浆液的生产和稳定化中是十分有价值的。

在工业中，丙烯酸聚合物通常通过在水中的自由基溶液聚合制备。分子量通常使用分子量调节剂调节。聚合物水溶液可以酸性形式、部分中和的形式或中和的形式得到。(部分)中和通常使用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液完成。

制备固体的(部分)中和的丙烯酸聚合物的标准方式是使(部分)中和的丙烯酸聚合物的30-45重量％水溶液进行喷雾干燥或喷雾造粒。此方法的缺点是必须通过相当大的能量输入和以耗时的方式除去大量的水以得到固体聚合物。

JP2004002561描述了制备基于(甲基)丙烯酸的高度浓缩聚合物盐溶液的方法，其中酸性聚合物水溶液与碱金属氢氧化物溶液混合，并除去所形成的水蒸气。

CN102120795A描述了浓缩基于丙烯酸和马来酸的酸性聚合物的方法，其中聚合物水溶液在减压下加热，并除去所形成的水蒸气。

本发明的目的是提供价廉的制备固体丙烯酸聚合物的方法，此方法具有较低的能耗和较短的加工时间。

此目的通过一种制备固体丙烯酸聚合物的方法实现，此方法具有以下步骤：

(a)通过自由基聚合制备固含量为30-70重量％的丙烯酸聚合物水溶液，

(b)通过加入碱至少部分地中和丙烯酸聚合物水溶液，这导致释放中和热，并通过蒸发水来浓缩丙烯酸聚合物水溶液以得到固含量为60-80重量％的高度浓缩丙烯酸聚合物溶液，

(c)使高度浓缩丙烯酸聚合物溶液进行成型和干燥。

丙烯酸聚合物水溶液是通过水的蒸发而浓缩的。特别有利的是利用在丙烯酸聚合物水溶液的至少部分中和操作中所释放的中和热进行浓缩步骤。

因此，该目的通过一种制备固体的(部分)中和的丙烯酸聚合物的方法实现，其中通过自由基聚合制得的30-70重量％、尤其40-65重量％的酸性丙烯酸聚合物水溶液在(部分)中和期间被浓缩到60-80重量％、尤其65-75重量％，优选利用中和热进行浓缩，并且如此制得的高度浓缩的高度粘稠的丙烯酸聚合物溶液进行干燥和成型，从而得到固体丙烯酸聚合物。所述干燥和成型可以通过各种方法进行。

优选，步骤(b)在两个子步骤(b-1)和(b-2)中进行，在这种情况下，子步骤(b-1)包括丙烯酸聚合物水溶液与碱混合并至少部分地中和丙烯酸聚合物水溶液，并且子步骤(b-2)包括通过蒸发水来浓缩已被中和热加热的丙烯酸聚合物水溶液。一般而言，子步骤(b-1)在比子步骤(b-2)更高的压力下进行。

图1显示本发明方法的实施方案的示意图。

图1具体显示：

(a)丙烯酸(1)和任选的共聚单体在搅拌釜反应器(2)中按照半间歇模式聚合或在管式或回路反应器中连续地聚合，所述管式或回路反应器优选具有用于改进混合和除热的内件(3)，