[发明专利]一种连续化生产系统及生产方法

说明书

本发明涉及一种连续化生产系统及生产方法。所述生产系统包括连续反应单元和综合换热系统，所述连续反应单元与所述综合换热系统连接，所述连续反应单元用于接收混合料液并使其反应形成反应液，所述综合换热系统包括至少一个第一换热器，所述第一换热器包括两个换热行程，所述两个换热行程分别供所述混合料液和所述反应液流动，所述混合料液和所述反应液在所述换热行程中流动时进行热交换。本发明获得的丙烯酸类树脂产品固含量高(70％～90％)，粘度小(1500～6000cp)。所述丙烯酸类树脂产品无需额外添加溶剂，避免了后处理工序的同时也减少了溶剂的使用与浪费，也避免了产品使用时因过量溶剂挥发造成的环境污染及对人体的伤害，因此更加环保。

技术领域

本发明涉及树脂生产技术领域，更为具体地涉及一种连续化生产高固体分丙烯酸树脂的生产系统及生产方法。

背景技术

高固体分丙烯酸树脂通常指固体分含量为70％-80％的丙烯酸树脂，其粘度一般比较低，可以达到1500-6000cp的粘度范围。高固体分丙烯酸树脂包括聚酯改性羟基丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、热固性丙烯酸树脂、聚酯改性热固性丙烯酸树脂等。高固体分丙烯酸树脂类涂料是一种性能优良、用途广泛的保护和装饰涂料，是汽车涂料的重要品种。

目前丙烯酸类树脂的生产一般采用间歇批次生产方法，生产工艺一般为：反应釜内加入溶剂，然后加入部分单体与引发剂进行预聚合，时间约1h；同时釜的温度保持在140℃左右；釜顶部有冷凝回流装置，溶剂进行冷凝回流；将剩余的单体和引发剂通过滴加方式加入釜中进行反应，滴加过程约2～3h；滴加完成后，140℃下将釜进行恒温6h，保证聚合完成。采用这种间歇批次生产方法生产的丙烯酸树脂固含量低，一般不超过60％，粘度很大，一般在10000cp以上，在使用时，需要添加溶剂进行调和稀释，因而配制的涂料施工性差，漆膜丰满度不理想，大量的有机挥发物对环境造成严重污染。中国限定涂料行业VOC的排放，为减少VOC的排放，工信部对生产和排放VOC(＞420g/L)的溶剂型涂料征收消费税。如果树脂粘度过高(＞10000cp)，需要稀释溶剂过多，在油漆喷涂时，溶剂大量挥发，就无法满足环保要求，需要额外加入尾气处理系统，提高喷漆成本的同时，浪费大量溶剂。

一般情况下，反应温度越高，聚合反应越快，聚合物的相对分子质量越低，聚合物的粘度也越低，反应温度过高(例如高于200℃)，支链化以及分子链间的相互作用会令粘度增大，另外间歇釜式生产过程难以控制，考虑到聚合时所用的温度与引发剂的半衰期相匹配，反应过程保证安全可控，釜式间歇批次生产的反应温度不宜过高，因此相应反应时间较长，导致生产效率较低。间歇批次生产采用的反应釜的容积一般很大，为5～50立方米，由于间歇生产每个反应批次都需对反应釜进行加热及冷却，造成能源的浪费。由于反应釜容积很大，因此生产过程对各个环节的操作要求较为严格，操作不当易发生失控，存在安全隐患，清理废料耗时耗力。因此间歇批次生产方法存在耗能高、污染大、不能稳定直接获得高固分低粘度的丙烯酸树脂等缺点。

同时采用常规配方及常规方法生产丙烯酸树脂，随着树脂固含量的增加，粘度会相应增大，因此间歇釜式生产无法直接获得高固分低粘度的丙烯酸树脂，为了提高树脂的固含量，同时降低树脂的粘度，常用的措施有：添加较多的分子量调节剂(质量分数≥2％)、添加功能性单体或增加功能性单体的用量(≥10％)，严格控制物料滴加速率及反应温度，或者采取先加入过量的溶剂，聚合完成后再蒸除部分溶剂的方式达到提高固含量降低粘度的效果，但上述措施都存在一定的局限性，分子量调节剂用量过高，会使得聚合反应复杂化，还会影响聚合物涂膜的性能如光泽和耐久性且其带来令人讨厌的气味很难消除；增加功能性单体的用量则会增加原料的成本；严格控制物料滴加速率及反应温度则增加生产过程的操作难度，滴加过慢则降低生产效率；先加入过量溶剂聚合后蒸除部分溶剂的方式存在操作复杂，耗能高的缺陷。

因此，开发新的生产工艺生产环保型高固分丙烯酸树脂是未来发展的方向。

发明内容

发明要解决的问题