CN111763281B - 一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的设备及其方法 - Google Patents

一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的设备及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的设备及其方法，包括配料罐、反应器、静态混合器、管式反应器、预热器、脱挥器、冷凝器、回收液罐、真空泵、履带式导料机、破碎机和料筒，本发明回收利用未反应的单体、溶剂，实现连续进料、出料，获得重均分子量在6000～9000，分布在2.0以下的产品，色泽均一，具有较高的热稳定性。

Description

一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的设备及其 方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的设备及其方法。
背景技术
粉末涂料是不含有机溶剂以粉末形态涂装并形成涂层的新型涂料，一般是由树脂、固化剂、填料和助剂等组成。粉末涂料分为热塑性和热固性两种，热塑性粉末涂料不需要固化剂。
丙烯酸树脂粉末涂料具有极为优异的装饰性、耐候性、耐污染性、防腐性、耐湿热性，具有优异的硬度和耐磨性能，广泛应用于汽车、家电及高档装饰领域；特别是在汽车领域，具有很好的应用前景。自上世纪70年代以来，一直是国内外研究的热点，目前已成为国内外粉末涂料的一个重要品种。环氧型丙烯酸树脂粉末涂料，是粉末涂料一个重要分支，它是由(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(环氧型)共聚树脂、二元羧酸、颜料及各种功能助剂制得的粉末涂料。
作为粉末涂料最重要，也是组分中最大含量的基材，环氧型丙烯酸树脂，对粉末涂料的主要性能，有着决定性的影响。含有环氧基的聚丙烯酸酯树脂应用在粉末涂料的制备中，配合以适当的助剂及固化剂，广泛应用于铝合金汽车轮毂涂层、户外家具、园林设备、灯具、汽车罩光漆等，该涂料具有优异的耐候性、良好的涂膜流平性、透明性、耐化学性、高光泽度和优异的户外耐久性。
由于环氧型丙烯酸酯在粉末涂料应用中，对分子量及分布、残留单体、玻璃化温度、环氧当量以及热稳定性，有着较高的要求，国内还没有环氧型丙烯酸树脂的工业化应用。
环氧型丙烯酸酯在涂料的应用过程中，要求具有良好的流平性，即涂料在施涂后涂膜呈现的平整光滑状态。树脂适宜的玻璃化温度和较窄的分子量，与流平剂有更好的协同作用。越来越严苛的环保标准，对涂料的气味，也有更高的要求，需要粉末涂料用树脂具有更低的残留单体。另外，为满足粉末涂料在固化过程中的烘烤温度的要求，树脂在保持较低熔融粘度的条件下，需要更高的热稳定性。
专利105669962A中描述了一种紫外光固化粉体树脂的制备方法。在装有搅拌器、冷凝管、惰性气体通入管和温度计的四口烧瓶中加入饱和聚酯催化剂，于90～120℃下熔融后，开启磁力搅拌，将溶有阻聚剂和抗氧化剂的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)滴加到四口烧瓶内，滴加时间0.5～1hr，滴加完毕后升温至100～140℃，反应1.5～3hr，待酸值不再变化时停止反应，将四口烧瓶冷却至室温，出料，即得紫外光树脂。所得产物分子量4000～10000，玻璃化转变温度55～60℃。
专利CN107699098中公开了一种环氧丙烯酸树脂的制备方法：在机械搅拌反应器中加入100g的DMF，加热至70℃；然后将苯乙烯40g、甲基丙烯酸丁酯30g、甲基丙烯酸缩水甘油酯20g、甲基丙烯酸羟乙酯10g、引发剂3g和12烷基硫醇混合均匀后，缓慢滴加到装有DMF的机械搅拌反应器中(滴加2小时)，滴加完毕后，在氮气保护下，于70℃保温反应7小时，反应结束，减压蒸发出去未反应的有机溶剂DMF，所得产物冷却后粉碎，即得颗粒或粉末的环氧丙烯酸树脂。所得产物环氧当量300-800g/eq，玻璃化转变温度为35-79℃，重均分子量Mw为4500～12000。
环氧型丙烯酸树脂的基材性能，决定了粉末涂料的应用性能和范围。适宜的玻璃化温度(45～50℃)，较低的重均分子量(5000～10000)，窄分布(PD小于等于2.0)，低VOC残留以及产品品质色泽均一性和稳定性。上述专利在常压、较低温下反应，难以获得较低的分子量，需要添加较大量的硫醇，作为分子量调节剂，而硫醇的加入，在产品中不可避免的带入令人不愉快的气味。低温反应，更难解决的是，无法得到窄的分子量分布，所得分子量分布宽，意味着更多比例的小分子含量，导致产品更低的热稳定性，更低的热分解温度，将制约粉末涂料的应用范围，降低涂覆品质。产品进料、脱出挥发分等工艺过程，属于间歇操作过程，在安全性、生产成本、环境保护以及残留VOC方面，都存在诸多待解决实现的技术难题。
在AndersonDevelopmentCo.专利US7737238B2在实施方案中，公开提供一种由单体制备的适用于粉末涂料的树脂。具体步骤为，向2加仑Parr反应器加入1930g二甲苯，将其在200rpm搅拌；利用干燥氮气通过反应器连续四次加压到60psig，去除空气；将该混合物加热到139℃，在5小时内向反应器泵入450g苯乙烯、1020g甲基丙烯酸之、675g丙烯酸丁酯、855g甲基丙烯酸缩水甘油酯、3g正十二烷基硫醇和134.1克过辛酸叔丁酯的混合物；用100g二甲苯清洗送料泵和管线，经15分钟使聚合物溶液冷却到130℃；随着温度从130℃降到100℃，经2小时加入60g二甲苯和15g过辛酸叔丁酯的混合物；用10g二甲苯清洗泵和管线，将聚合物溶液在100℃保持30分钟；为了排料，产物溶液进一步冷却到70℃。
上述专利的脱挥工艺过程：将产物溶液转移到三颈圆底烧瓶，并在1个大气压下蒸馏大部分二甲苯，然后施加真空，并升温到160℃，将熔融物质在167-173℃和低于4mmHg下搅拌45分钟，然后倒入铝盘，得到环氧当量520g/eq，重均分子量5400～10,000，分子量分布1.9～2.0的树脂。专利还进一步提到，脱出挥发分后的树脂，其熔体粘度为230poise@125℃，熔融指数50g/[email protected]负荷。
上述专利在7.6升可带压反应器中进行，反应温度在溶剂二甲苯沸点甚至以上进行，降低了聚合单体的蒸发及回流量，对减少产物中小分子含量，降低分子量分布有直接的作用；同时为了进一步降低产物中二聚体的含量，再反应后期，降低反应温度到溶解沸点以下，可以适当降低产物中二聚体的含量。
从工业生产的角度，该工艺存在局限性在于：1.工艺属于间歇反应，需要在每次加料后多次冲洗设备及管线，以防止混有引发剂的单体，长时间停留的情况下，在管线和单体中聚合，造成堵塞，多次使用溶剂冲洗，不仅增大了溶剂使用量，也延长了总的反应时间，造成生产效率下降；2.反应结束后，物料转移到烧瓶中，也是间歇操作。考虑到转移过程中高温物料会造成泄露烫伤等安全问题，需要冷媒先将物料降低到70℃，再转移到后续容器中，升温脱出未反应的单体、溶剂，而工艺过程中降温、再升温，都将产生大的能耗。3.脱挥是在搅拌状态下，在真空(4mmHg)和167-173℃下进行，在搅拌存在的条件下，在高温条件下，维持较高的真空度，对搅拌的密封，是极大的考验，不利于连续化工业生产的设备选择；同时，搅拌条件下，对高温物料剪切作用，会加剧物料的分解。带来物料黄变和玻璃化温度降低的问题。4.工艺中加入较大量的溶剂二甲苯，以及未反应的单体，没有涉及到溶剂单体的回收工艺。
专利US2002/0068777A1在甲基丙烯酸缩水甘油酯树脂聚合及脱挥过程，具体描述了反应结束后的树脂脱挥工艺；在1-10mmHg的高真空条件下，物料温度维持在150-175℃，停留时间1～2小时。该专利也提到，粉末涂料用甲基丙烯酸缩水甘油酯树脂的脱挥工艺过程，存在的一个挑战就是，脱挥温度就在树脂的分解或解聚天花板温度附近，天花板温度的高或低，取决于树脂本身分子结构及分布，以及树脂熔体所受的剪切力。
本发明在研究了(甲基)丙烯酸缩水甘油酯树脂回收液(少量未反应的单体和溶剂)聚合工艺的基础上，结合目前化工行业紧迫的安全、环保形势下，考虑安全、环保、规模化、经济性以及操作的便利、运行可靠性等方面，提出一种连续本体工艺，生产粉末涂料用(甲基)丙烯酸缩水甘油酯树脂。本发明工艺过程具有连续性、封闭性操作的特点，一次配置好溶剂、单体后，在聚合过程中不加入溶剂或极少量补加溶剂，实现连续本体工艺过程，后续可实现工业化生产。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的设备及其方法，回收利用未反应的单体、溶剂，实现连续进料、出料，获得重均分子量在6000～9000，分布在2.0以下的产品，色泽均一，具有较高的热稳定性。
甲基丙烯酸缩水甘油酯树脂的聚合过程中，要实现连续生产过程，必须要将反应过程中，未反应的单体和溶剂进行回收利用。如果聚合条件控制不好，容易产生较多的二聚体，二聚体在脱挥过程中，随单体、溶剂一起进入到回收液罐中；当回收液再次回到反应器中，进行聚合时，又会产生新的二聚体，这样不断积累下来，二聚体就在回收液罐中，越来越多，不仅对聚合过程带来影响，而且产品中的小分子量也将越来越多。本发明通过在反应后期，物料经过静态混合器和管式反应器，在提高收率的情况下，有效降低二聚体含量，使得回收液可以多次循环使用，而无需另外加入溶剂。
粉末涂料用甲基丙烯酸缩水甘油酯树脂，实现连续生产过程的另一个难点在于，产品中需要维持较低的残留单体含量。产品分子量较低，在高温脱挥阶段，长时间停留，造成聚合物容易分解。一方面需要在工艺聚合过程中，实现较窄的分子量分布，降低小分子的含量；另一方面，在预热器中，在过热温度较低的情况下，在很短的时间内，将物料温度升高到所需要的脱挥温度，脱出足够多的单体、溶剂，维持产品中较低的残留单体含量。本发明在预热器设计上，采取导热性优异的铝块，作为热油和物料间的导热材料，并通过铝片拼接的空隙，将物料分为无数个细流，大大强化换热效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的设备，其特征在于：包括配料罐、反应器、静态混合器、管式反应器、预热器、脱挥器、冷凝器、回收液罐、真空泵、履带式导料机、破碎机和料筒，所述配料罐的底部经计量泵通过管道连接所述反应器的顶部，所述反应器的底部经出料泵通过管道连接静态混合器的进料端，所述静态混合器的出料端连接管式反应器的进料端，所述管式反应器的出料端通过管道连接所述预热器的顶部，所述预热器四周设有多通道出料口，所述多通道出料口连通脱挥器，所述脱挥器一侧通过管道连接冷凝器的进料端，所述冷凝器上设有真空泵，所述冷凝器的出料端通过管道连接回收液罐，所述脱挥器底部连接有与模头连接的高粘齿轮泵，所述高粘齿轮泵通过管道至履带式导料机，所述履带式导料机的出料端设有破碎机，所述破碎机的出料端设有料筒。
进一步地，所述反应器设有夹套和内盘管，且顶部进料口与回收液底部有管道直接连接，所述反应器的筒体和直径的长径比L/D＝1～1.6，反应器内盘管和夹套换热面积比为0.3～0.6:1。
进一步地，所述管式反应器带夹套，内部均布混合组件，且所述混合组件为SK混合组件。
进一步地，所述预热器为多层铝板叠加，中间插有导热油传热管，所述铝块叠放层数为100～300层，所述多通道出料口有效直径为1～10mm。
进一步地，所述脱挥器设有夹套。
一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，包括以下步骤：
步骤一，将重量份数分别为0～40％的溶剂、1～5％的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、0％～5％的甲基丙烯酸类单体、丙烯酸类单体以及1～5％的乙烯类单体、80～98％甲苯或二甲苯、乙苯、醇醚类溶剂，充分混合成回收液混合物；
步骤二，将重量份数分别为0～1％的分子量调节剂、1～4％的引发剂、5％～50％的甲基丙烯酸类单体、丙烯酸类单体以及5～50％的乙烯类单体、0～50％的其他类单体加入配料罐，充分混合成单体混合物；
步骤三，将回收液混合物通过离心泵，全部加入到反应器中；
步骤四，将单体混合物通过计量泵精确计量，以5kg～10kg/hr的速度输送到反应器中；
步骤五，反应器搅拌转速为40～120rpm，压力为2.5～4bar，反应温度为100～150℃，装料系数65～85％，单体转化率为90～95％，单体混合物反应结束后，经出料泵，经静态混合器，进入到管式反应器中；
步骤六，管式反应器，反应温度为100～130℃，单体转化率为92～98％，物料填充满后，再经输送管线，进入到预热器上部入口；
步骤七，预热器，压力为1～20mmHg，物料温度为160～220℃，停留时间4～6分钟，物料经多层通道，进入到脱挥器中；
步骤八，脱挥器，压力为1～20mmHg，物料温度为160～220℃，停留时间1～2hr，经高粘齿轮泵、模头，连续出料；
步骤九，未反应的单体和溶剂，在脱挥器中变成气相，经冷凝器，冷凝后的物料温度为0～5℃，进入到回收液罐中。
引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯、双二五硫化剂、过氧化二苯甲酰、叔戊基过氧化环己烷、偶氮二异丁腈。
分子量调节剂为α-苯乙烯线性二聚体。
甲基丙烯酸类单体包括甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸乙氧基乙酯；
丙烯酸类单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯；
乙烯类单体包括苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺；
其他类单体包括丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明实现甲基丙烯酸缩水甘油酯树脂连续、封闭的聚合过程，符合安全、环保鼓励新工艺发展方向；
2.本发明中回收液循环利用，降低生产成本；连续进料、出料过程缩短加料及反应时间，提高生产效率；
3.本发明生产过程没有废水产生，封闭操作过程，仅有加料过程呼吸阀产生的少量废气；
4.本发明生产的产品分子量分步窄，产品品质、色泽一致性好，热稳定性高，在后续粉末涂料应用中，具有较强的竞争力；
5.本发明中所得产物残留单体低，且配方中不含有硫醇，产品中没有令人不愉快的气味。
附图说明
图1是本发明的设备流程图；
图2是本发明预热器的主视结构示意图；
图3是本发明预热器的俯视结构示意图。
附图中：1.配料罐；2.反应器；3.静态混合器；4.管式反应器；5.预热器；51.多通道出料口；6.脱挥器；7.冷凝器；8.真空泵；9.回收液罐；10.履带式导料机；11.破碎机；12.料筒；13.高粘齿轮泵。
具体实施方式
如说明书附图中图1到图3所示的一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的设备，包括配料罐1、反应器2、静态混合器3、管式反应器4、预热器5、脱挥器6、冷凝器7、回收液罐9、真空泵8、履带式导料机10、破碎机11和料筒12，配料罐1的底部经计量泵通过管道连接反应器2的顶部，反应器2的底部经出料泵通过管道连接静态混合器3的进料端，静态混合器3的出料端连接管式反应器4的进料端，管式反应器4的出料端通过管道连接预热器5的顶部，预热器5四周设有多通道出料口51，多通道出料口51连通脱挥器6，脱挥器6一侧通过管道连接冷凝器7的进料端，冷凝器7上设有真空泵8，冷凝器7的出料端通过管道连接回收液罐9，脱挥器6底部连接有与模头连接的高粘齿轮泵13，高粘齿轮泵13通过管道至履带式导料机10，履带式导料机10的出料端设有破碎机11，破碎机11的出料端设有料筒12。
本发明反应结束后的未反应的单体及溶剂，直接泵送入反应器中，配料槽加入混合单体，连续加入到反应器中进行反应；并联两台反应器，一台反应，另一台反应器连续出料到脱挥器中，实现连续进料、出料的工艺过程；在反应器出口设置静态混合器，将反应器中物料及少部分冷凝回流的单体、溶剂，与物料充分混合，在下一级管式反应器中，继续反应，进一步提高转化率；管式反应器将物料温度降低至反应温度以下，在提高转化率的同时，可以降低产品中二聚体的含量；脱挥器的预热器采用导热油对多层铝块加热，物料从多层铝块的空隙中流出，在较短的时间(4～6分钟)，将物料加热到脱挥所需要的问题，且热油温度仅高出物料所需温度5～10℃，降低铝块壁面过热度，有效降低物料分解。
反应器2设有夹套和内盘管，且顶部进料口与回收液底部有管道直接连接，反应器2的筒体和直径的长径比L/D＝1.1、1.2、1.4或1.5，反应器内盘管和夹套换热面积比为0.35:1、0.4:1、0.5:1或0.55:1。
管式反应器4带夹套，内部均布混合组件，且混合组件为SK混合组件。
预热器5为多层铝板叠加，中间插有导热油传热管，铝块叠放层数为120、140、190或250层，多通道出料口51有效直径为2、3、5或8mm。
脱挥器6设有夹套。
一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，包括以下步骤：
步骤一，将重量份数分别为0～40％的溶剂、1～5％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、0％～5％的甲基丙烯酸类单体、丙烯酸类单体以及1～5％的乙烯类单体、80～98％甲苯或二甲苯、乙苯、醇醚类溶剂，充分混合成回收液混合物；
步骤二，将重量份数分别为0～1％的分子量调节剂、1～4％的引发剂、5％～50％的甲基丙烯酸类单体、丙烯酸类单体以及5～50％的乙烯类单体、0～50％的其他类单体加入配料罐，充分混合成单体混合物；
步骤三，将回收液混合物通过离心泵，全部加入到反应器中；
步骤四，将单体混合物通过计量泵精确计量，以5kg～10kg/hr的速度输送到反应器中；
步骤五，反应器搅拌转速为40～120rpm，压力为2.5～4bar，反应温度为100～150℃，装料系数65～85％，单体转化率为90～95％，单体混合物反应结束后，经出料泵，经静态混合器，进入到管式反应器中；
步骤六，管式反应器，反应温度为100～130℃，单体转化率为92～98％，物料填充满后，再经输送管线，进入到预热器上部入口；
步骤七，预热器，压力为1～20mmHg，物料温度为160～220℃，停留时间4～6分钟，物料经多层通道，进入到脱挥器中；
步骤八，脱挥器，压力为1～20mmHg，物料温度为160～220℃，停留时间1～2hr，经高粘齿轮泵、模头，连续出料；
步骤九，未反应的单体和溶剂，在脱挥器中变成气相，经冷凝器，物料温度为0～5℃，冷凝后进入到回收液罐中。
引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯、双二五硫化剂、过氧化二苯甲酰、叔戊基过氧化环己烷、偶氮二异丁腈。
分子量调节剂为α-苯乙烯线性二聚体。
甲基丙烯酸类单体包括甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸乙氧基乙酯；
丙烯酸类单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯；
乙烯类单体包括苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺；
其他类单体包括丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯。
实施例1
在反应器2中加入甲基丙烯酸甲酯0.98kg、甲基丙烯酸丁酯0.5kg、苯乙烯0.24kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.31kg，二甲苯20.2kg，并升温到140℃；
在配料罐1总加入甲基丙烯酸甲酯13.22kg、甲基丙烯酸丁酯5.44kg、苯乙烯5.7kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯6.61kg，
混合好的物料通过计量泵，在4.5小时时间内，加入到反应器2中，搅拌转速70rpm，控制反应器温度在140±1℃。反应结束后，物料经静态混合器进入到管式反应器，管式反应器中控制物料温度132±1℃。
控制预热器脱挥器温度为180℃，压力在108Pa，物料在脱挥器停留时间1.5hr。冷凝器温度控制在-2℃。
产品转化率93.3％，经间隔一定时间取样比色，模头出料样品色泽均一。
实施例2
在反应器2中加入实施例1中回收液，测试其组分含量，其中含甲基丙烯酸甲酯0.78kg、甲基丙烯酸丁酯0.53kg、苯乙烯0.14kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.51kg，二甲苯20.2kg，并升温到140℃；
在配料罐1总加入甲基丙烯酸甲酯11.22kg、甲基丙烯酸丁酯5.98kg、苯乙烯5.17kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯5.61kg，
混合好的物料通过计量泵，在4.5小时时间内，加入到反应器2中，搅拌转速70rpm，控制反应器温度在140±1℃。反应结束后，物料经静态混合器进入到管式反应器，管式反应器中控制物料温度130±1℃。
控制预热器脱挥器温度为185℃，压力在98Pa，物料在脱挥器停留时间1.3hr。冷凝器温度控制在3℃。
产品转化率94.2％，经间隔一定时间取样比色，模头出料样品色泽均一。
实施例3
在反应器2中加入实施例2中回收液，测试其组分含量，其中含甲基丙烯酸甲酯1.38kg、甲基丙烯酸丁酯0.35kg、苯乙烯0.34kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.78kg，二甲苯21.4kg，并升温到142℃；
在配料罐1总加入甲基丙烯酸甲酯12.39kg、甲基丙烯酸丁酯6.34kg、苯乙烯5.54kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯6.35kg，
混合好的物料通过计量泵，在4.1小时时间内，加入到反应器2中，搅拌转速70rpm，控制反应器温度在142±1℃。反应结束后，物料经静态混合器进入到管式反应器，管式反应器中控制物料温度130±1℃。
控制预热器脱挥器温度为185℃，压力在98Pa，物料在脱挥器停留时间1.5hr。冷凝器温度控制在3℃。
产品转化率91.6％，经间隔一定时间取样比色，模头出料样品色泽均一。
实施例4
在反应器2中加入实施例3中回收液，测试其组分含量，其中含甲基丙烯酸甲酯2.18kg、甲基丙烯酸丁酯0.55kg、苯乙烯0.37kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.48kg，二甲苯20.43kg，并升温到139℃；
在配料罐1总加入甲基丙烯酸甲酯12.39kg、甲基丙烯酸丁酯6.34kg、苯乙烯5.54kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯6.35kg，
混合好的物料通过计量泵，在5小时时间内，加入到反应器2中，搅拌转速70rpm，控制反应器温度在139±1℃。反应结束后，物料经静态混合器进入到管式反应器，管式反应器中控制物料温度130±1℃。
控制预热器脱挥器温度为185℃，压力在102Pa，物料在脱挥器停留时间1.5hr。冷凝器温度控制在-2℃。
产品转化率93.5％，经间隔一定时间取样比色，模头出料样品色泽均一。
实施例5
在反应器2中加入实施例4中回收液，测试其组分含量，其中含甲基丙烯酸甲酯2.38kg、甲基丙烯酸丁酯0.35kg、苯乙烯0.34kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.78kg，二甲苯21.4kg，同时补加二甲苯0.54kg，并升温到140℃；
在配料罐1总加入甲基丙烯酸甲酯12.39kg、甲基丙烯酸丁酯6.34kg、苯乙烯5.54kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯6.35kg，
混合好的物料通过计量泵，在5小时时间内，加入到反应器2中，搅拌转速70rpm，控制反应器温度在140±1℃。反应结束后，物料经静态混合器进入到管式反应器，管式反应器中控制物料温度130±1℃。
控制预热器脱挥器温度为185℃，压力在102Pa，物料在脱挥器停留时间1.5hr。冷凝器温度控制在-2℃。
产品转化率95.2％，经间隔一定时间取样比色，模头出料样品色泽均一。
实施例的结果汇总如下表：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
分子量Mwg/mol 6250 6337 6340 8525 6884
分子量分布PDI 1.92 1.84 1.89 2.07 1.92
单体转化率％ 93.3 94.2 91.6 93.5 95.2
玻璃化温度℃ 46.8 47.2 46.3 54.3 47.7
残留单体％ 0.32 0.19 0.25 0.37 0.25
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，其特征在于：采用的设备包括配料罐(1)、反应器(2)、静态混合器(3)、管式反应器(4)、预热器(5)、脱挥器(6)、冷凝器(7)、回收液罐(9)、真空泵(8)、履带式导料机(10)、破碎机(11)和料筒(12)，所述配料罐(1)的底部经计量泵通过管道连接所述反应器(2)的顶部，所述反应器(2)的底部经出料泵通过管道连接静态混合器(3)的进料端，所述静态混合器(3)的出料端连接管式反应器(4)的进料端，所述管式反应器(4)的出料端通过管道连接所述预热器(5)的顶部，所述预热器(5)四周设有多通道出料口(51)，所述多通道出料口(51)连通脱挥器(6)，所述脱挥器(6)一侧通过管道连接冷凝器(7)的进料端，所述冷凝器(7)后设有真空泵(8)，所述冷凝器(7)的出料端通过管道连接回收液罐(9)，所述脱挥器(6)底部连接有与模头连接的高粘齿轮泵(13)，所述高粘齿轮泵(13)通过管道至履带式导料机(10)，所述履带式导料机(10)的出料端设有破碎机(11)，所述破碎机(11)的出料端设有料筒(12)；
包括以下步骤：
步骤一，将重量份数分别为0～40％的溶剂、1～5％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、0％～5％的甲基丙烯酸类单体、丙烯酸类单体以及1～5％的乙烯类单体、80～98％甲苯或二甲苯、乙苯、醇醚类溶剂，充分混合成回收液混合物；
步骤二，将重量份数分别为0～1％的分子量调节剂、1～4％的引发剂、5％～50％的甲基丙烯酸类单体、丙烯酸类单体以及5～50％的乙烯类单体、0～50％的其他类单体加入配料罐，充分混合成单体混合物；
步骤三，将回收液混合物通过离心泵，全部加入到反应器中；
步骤四，将单体混合物通过计量泵精确计量，以5kg～10kg/hr的速度输送到反应器中；
步骤五，反应器搅拌转速为40～120rpm，压力为2.5～4bar，反应温度为100～150℃，装料系数65～85％，单体转化率为90～95％，单体混合物反应结束后，经出料泵，经静态混合器，进入到管式反应器中；
步骤六，管式反应器，反应温度为100～130℃，单体转化率为92～98％，物料填充满后，再经输送管线，进入到预热器上部入口；
步骤七，预热器，压力为1～20mmHg，物料温度为160～220℃，停留时间4～6分钟，物料经多层通道，进入到脱挥器中；
步骤八，脱挥器，压力为1～20mmHg，物料温度为160～220℃，停留时间1～2hr，经高粘齿轮泵、模头，连续出料；
步骤九，未反应的单体和溶剂，在脱挥器中变成气相，经冷凝器，物料温度为0～5℃，冷凝后进入到回收液罐中。
2.根据权利要求1所述的一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，其特征在于：所述反应器(2)设有夹套和内盘管，且顶部进料口与回收液底部有管道直接连接，所述反应器(2)的筒体和直径的长径比L/D＝1～1.6，反应器内盘管和夹套换热面积比为0.3～0.6:1。
3.根据权利要求1所述的一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，其特征在于：所述管式反应器(4)带夹套，内部均布混合组件，且所述混合组件为SK混合组件。
4.根据权利要求1所述的一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，其特征在于：所述预热器(5)为多层铝板叠加，中间插有导热油传热管，所述铝板叠放层数为100～300层，所述多通道出料口(51)有效直径为1～10mm。
5.根据权利要求1所述的一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，其特征在于：所述脱挥器(6)设有夹套。
6.根据权利要求1所述的一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，其特征在于：所述引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯、双二五硫化剂、过氧化二苯甲酰、叔戊基过氧化环己烷、偶氮二异丁腈。
7.根据权利要求1所述的一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，其特征在于：所述分子量调节剂为α-苯乙烯线性二聚体。
8.根据权利要求1所述的一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，其特征在于：所述甲基丙烯酸类单体包括甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸乙氧基乙酯。
9.根据权利要求1所述的一种连续本体工艺制备粉末涂料用丙烯酸树脂的方法，其特征在于：所述丙烯酸类单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯；所述乙烯类单体包括苯乙烯、醋酸乙烯酯。
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