[发明专利]烃类聚合物用分散剂以及制备分散体系的方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及烃类聚合物用分散剂以及使用该分散剂制备分散体系方法。特别地，本发明的分散剂适用于烯烃或二烯烃的聚合物或共聚物。在将烃类聚合物与烃类化合物、本发明的分散剂和水混合后，可制备分散相直径为约1μm～约1000μm、粘度低于约7000 mPa·s的分散体系。本发明的分散剂可用于制备聚合物乳液或用于聚合物生产过程中的凝聚工序中。

背景技术

在烯烃或二烯烃聚合制备相应聚合物的聚合反应中，通常采用溶液聚合或本体聚合方法，如乙烯、丙烯及二烯烃通过溶液共聚制备乙丙橡胶，或者丁二烯溶液聚合制备顺丁橡胶，丁二烯与苯乙烯溶液聚合制备丁苯橡胶，或者异戊二烯通过本体聚合或溶液聚合制备异戊橡胶。这些聚合物的溶液粘度随分子量增加而明显增大，导致在凝聚工序中催化剂难以脱除，而且溶剂及未反应的单体回收效率较低，能耗较大，生产成本高，产品质量受到影响。此外，在采用乳液聚合法制备合成胶乳（如丁苯胶乳、聚丁二烯胶乳、丁腈胶乳）时，乳液聚合体系复杂，通常包括水、乳化剂、扩散剂、电解质、分子量调节剂、pH调节剂、自由基引发剂、终止剂等。这些添加剂用量达8.5%或更高，在凝聚中可能进入水中，导致污水量大，给后处理带来困难。

凝聚过程的目的主要有两个：一是尽可能地回收溶剂，以便循环使用；二是使溶剂与橡胶分离，制成多孔性小颗粒橡胶，以利于以后的干燥。能耗（蒸汽消耗）与物耗（溶剂消耗）是衡量凝聚水平的重要标志。凝聚效果不好，不仅影响产品质量、提高生产成本，而且会影响生产的安全性。

凝聚主要有干法凝聚（塔式凝聚）及湿法凝聚（釜式凝聚）。干法凝聚将胶液喷入塔式凝聚器内，胶液与水蒸气逆向接触，直接将未反应的丁二烯及溶剂蒸出并回收。但干法凝聚工艺生产能力小，在凝聚过程中橡胶易结块，溶剂挥发不完全，甚至影响安全生产，因此逐渐被湿法凝聚取代。湿法凝聚通过胶液喷嘴将胶液喷入凝聚釜热水中，将溶剂和未反应的单体汽提脱出，并带出釜外，将橡胶和水一起蒸馏以达到分离橡胶的目的。湿法凝聚可分为三个阶段：胶液在介质中分散形成胶液液滴阶段、溶剂汽化形成含油粒阶段、固态胶粒的形成阶段。胶液分散阶段产生的胶滴滴径的大小及其分布，对后面两个阶段乃至整个凝聚过程的技术经济指标都有重要的影响。胶滴滴径大，扩散比表面积小，脱除溶剂所需的水蒸气消耗量大，不利于节能降耗。因此提高凝聚效率、脱除溶剂和脱除催化剂效率，对节能降耗非常重要。

为了提高凝聚效率、脱除溶剂和脱除催化剂效率，目前主要考虑的是工程因素，如搅拌浆、喷嘴形式、设备结构等，及工艺因素如温度、压力、搅拌强度、水胶比等的改进。CN101235105A公开了一种溶聚橡胶的凝聚方法，是以蒸汽作能源，以过热水作分离媒介，进行胶液的预凝聚，来化解能耗与物耗的矛盾。CN102040676A公开了顺丁橡胶脱除溶剂的方法，主要解决现有技术中存在的溶剂油消耗量高和水蒸气消耗量大的问题。但顺丁橡胶胶粒本身固有的粘结性和完全不溶于水的特性，使其很容易因相互碰撞而结团，降低了催化剂及溶剂的脱除效率，而且胶粒中含油量和成品胶挥发份均难以有效降低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种烃类聚合物用的分散剂。将本发明的分散剂加入至烯烃或二烯烃均聚物或共聚物/烃类化合物的高粘度溶液中，并加入水，可形成低粘度、均匀分散的分散体系。该低粘度的烃类聚合物/水分散体系应用于聚合物生产中的凝聚工序，能够提高催化剂脱除效率、溶剂脱除效率及未反应单体的脱除及回收效率，降低聚合产物的杂质含量并降低挥发分含量，提高产品质量，并实现节能降耗，或者可直接用于施工，方便聚合物在不同场合的应用。

本发明提供的烃类聚合物用分散剂是一种复合分散剂，含有以下组分或由以下组分组成：

A．羧酸，

B．醇，

C．选自下列物质中的至少一种：碱金属盐、碱土金属盐、铵盐和它们的混合物。

根据一个实施方案，本发明的分散剂中的组分A羧酸选自由含有6~26个碳原子的饱和脂肪酸、含有6~26个碳原子的不饱和脂肪酸、含有7~26个碳原子的芳香酸和它们的混合物组成的组。