以形成更多個(gè)開口 214。所述開口 214的數(shù)量可以為1 至6個(gè),優(yōu)選為1至5個(gè),最優(yōu)選為2至4個(gè)。當(dāng)開口 214的數(shù)量在上述范圍內(nèi)時(shí),使得流 體(未冷凝的蒸汽和膠乳)的流動(dòng)受阻并誘導(dǎo)膠乳發(fā)生湍流,因此在蒸汽、膠乳和促凝劑的 混合效率方面獲得優(yōu)異的提高效果。所述開口 214可以以偶數(shù)(例如2、4、6或8)而不是 奇數(shù)(例如1、3、5或7)來形成,在這種情況下,產(chǎn)生較少的噪音或振動(dòng)。在圖4中,附圖標(biāo) 記213表示對(duì)應(yīng)于旋翼212端部的側(cè)表面。
[0057] 所述開口 214與非連續(xù)螺桿210的面積比(SP,開口 214的總面積/旋翼212的 總面積)可以為0. 05至1,優(yōu)選為0. 1至0. 4,最優(yōu)選為0. 2至0. 3。將膠乳的流速合適地 保持在上述范圍內(nèi),使得流體(未冷凝的蒸汽和膠乳)的流動(dòng)受阻并誘導(dǎo)膠乳發(fā)生湍流,因 此在蒸汽、膠乳和促凝劑的混合效率方面獲得優(yōu)異的提高效果。
[0058] 上述旋翼212的面積可以是指旋翼212 -側(cè)表面的面積;而開口 214的面積可以 是指開口 214-側(cè)表面的面積。
[0059] 所述開口 214可以是指其中部分地不形成旋翼212的空的空間。
[0060] 在所述非連續(xù)螺桿210中,當(dāng)旋翼212相對(duì)于垂直于螺桿軸211的軸的傾斜角 a減小時(shí),即,當(dāng)傾斜角a相對(duì)于螺桿軸211接近90度時(shí),與傳輸方向相反的背壓(back pressure)增大,并由此誘導(dǎo)了湍流,因而使得蒸汽、膠乳和促凝劑的混合效率提高并確保 了停留時(shí)間。另一方面,當(dāng)傾斜角a過小時(shí),難以對(duì)膠乳進(jìn)行傳輸并發(fā)生膠乳的累積。因 此,通過選擇合適的斜率來設(shè)計(jì)旋翼212是很重要的。傾斜度,即傾斜角a,可以為0.1° 至10°,優(yōu)選為0.2°至4°,最優(yōu)選為0.4°至2°。
[0061] 從反應(yīng)管160外部向內(nèi)部延伸的所述銷釘140固定在反應(yīng)器100上,所述攪拌器 150和/或非連續(xù)螺桿210可旋轉(zhuǎn)地固定在反應(yīng)管160中。特別是,反應(yīng)器100的反應(yīng)管 160包括一個(gè)或多個(gè)從該反應(yīng)管160外部向內(nèi)部延伸的銷釘140。這樣,在反應(yīng)管160中, 當(dāng)攪拌器150和/或非連續(xù)螺桿210在固定于該反應(yīng)管160上的銷釘140間旋轉(zhuǎn)時(shí),引入 該反應(yīng)管160中的膠乳在圖2的傳輸方向上被傳輸,結(jié)果是,膠乳與攪拌器150和/或非連 續(xù)螺桿210的旋翼212接觸,由其接收到機(jī)械力,并受到因膠乳被傳輸時(shí)與銷釘140撞擊而 產(chǎn)生的強(qiáng)機(jī)械力,即剪切應(yīng)力,通過機(jī)械方法破壞了由乳液聚合中加入的乳化劑所穩(wěn)定的 膠乳穩(wěn)定性并由此凝固,然后在反應(yīng)管160的后部進(jìn)行老化。
[0062] 所述銷釘140可以具有任意形狀,例如圓形、三角形、傾斜形、橢圓形、菱形或四邊 形等,所述攪拌器150可以為槳式攪拌器、螺旋式攪拌器、雙螺旋式攪拌器或銷式攪拌器 等。
[0063] 包括上述非連續(xù)螺桿210的反應(yīng)器100可以通過對(duì)利用乳液聚合制得的膠乳施加 由銷釘140和攪拌器150和/或非連續(xù)螺桿210的作用而產(chǎn)生的機(jī)械力來調(diào)節(jié)聚合物淤漿 的粘度,并可以通過制備高粘度的淤漿,利用機(jī)械力來調(diào)節(jié)含水量。
[0064] 所述反應(yīng)器100包括聚合物膠乳引入管線110、促凝劑引入管線120和蒸汽引入管 線130,凝固在反應(yīng)器100中接近引入聚合物膠乳、促凝劑和蒸汽的位置的部分處發(fā)生,而 老化在反應(yīng)器100的后部進(jìn)行。因此,凝固和老化可以在同一反應(yīng)器中大體上同時(shí)進(jìn)行。
[0065] 本發(fā)明還提供一種使用上述裝置制備聚合物膠乳樹脂粉末的方法。
[0066] 本發(fā)明中使用的聚合物膠乳是固含量為10wt%至90wt%的乳液聚合的聚合物膠 乳,并且可以是乙烯基氰化合物-共軛二烯類化合物-芳族乙烯基化合物的接枝共聚物。所 述接枝共聚物通過使共軛二烯類化合物與芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的單體混 合物進(jìn)行聚合來制備。
[0067] 所述共軛二烯類化合物可以為選自丁二烯類橡膠、乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM) 橡膠、乙烯丙烯橡膠(EPR)、鹵化丁基橡膠、丁基橡膠、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)和 苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)中的一種。特別是,采用丁二烯類橡膠。
[0068] 所述乙烯基氰化合物可以為丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈或其衍生物,特別為 丙烯腈。
[0069] 所述芳族乙烯基化合物可以為苯乙烯、a -甲基苯乙烯、a -乙基苯乙烯、對(duì)甲基 苯乙稀、乙烯基甲苯或其衍生物,特別為苯乙烯。
[0070] 作為所述促凝劑,可以使用水溶性無機(jī)酸如硫酸、磷酸或鹽酸等,或者可以使用無 機(jī)鹽如硫酸鹽等。通常而言,加入凝固所需的理論量以上的促凝劑。在本發(fā)明中,基于100 重量份的聚合物膠乳,促凝劑的量可以為〇. 5至5重量份,優(yōu)選為0. 5至3. 0重量份,最優(yōu) 選為0. 5至2. 0重量份。也就是說,僅使用非常少量的促凝劑就可以使聚合物膠乳有效地 凝固。因此,可以使用減量的促凝劑而獲得顏色改善的效果和熱穩(wěn)定性增強(qiáng)的效果。
[0071] 所述聚合物膠乳樹脂粉末可以具有例如25%或小于25%,優(yōu)選為10%至20%的 含水量。
[0072] 在所述凝固和老化的過程中,聚合物淤漿在反應(yīng)器100中的停留時(shí)間可以為0. 5 至30分鐘,例如0. 5至10分鐘,例如0. 5至5分鐘。在現(xiàn)有裝置中,蒸汽的冷凝效率非常 低,無法確保停留時(shí)間。然而在本發(fā)明中,停留時(shí)間可以通過引入所述非連續(xù)螺桿210而得 以確保。
[0073] 所述凝固和老化的溫度可以為60°C至100°C,例如65°C至85°C。當(dāng)凝固和老化的 溫度在上述范圍內(nèi)時(shí),凝固和老化的效果較為顯著。
[0074] 常規(guī)的獨(dú)立進(jìn)行凝固和老化的裝置需要約30分鐘至約1小時(shí)的較長停留時(shí)間,而 根據(jù)本發(fā)明的裝置包括非連續(xù)螺桿并由此提高了蒸汽的冷凝效率,因此,可以僅經(jīng)過非常 短的停留時(shí)間,根據(jù)壓力差的下降而制備出具有優(yōu)異粉末特性的淤漿。在停留時(shí)間內(nèi),凝固 期基本上在幾秒鐘至1分鐘內(nèi)完成,而老化在于上述時(shí)間段內(nèi)完成凝固過程后立即進(jìn)行, 并持續(xù)至將聚合物淤漿排出至外部。
[0075] 在本發(fā)明中,可以將凝固和老化的過程進(jìn)行多于30分鐘的聚合物淤漿停留時(shí)間。 在這種情況下,裝置的尺寸增大,而這是不經(jīng)濟(jì)的。
[0076] 采用上述方法制備的聚合物膠乳淤漿的固含量根據(jù)聚合物膠乳的固含量而變化, 但通常為25wt%至60wt%。當(dāng)聚合物膠乳派衆(zhòng)的固含量小于25wt%時(shí),派衆(zhòng)的流動(dòng)性過 高,因此不能確保淤漿的停留時(shí)間。另一方面,當(dāng)聚合物膠乳樹脂淤漿的固含量超過60wt% 時(shí),對(duì)淤漿的傳輸較為困難,由此導(dǎo)致裝置被淤漿所堵塞,而這會(huì)使裝置停止運(yùn)行。
[0077] 將已經(jīng)過凝固和老化的聚合物淤漿排出至反應(yīng)器110外部,并轉(zhuǎn)移至淤漿儲(chǔ)存 槽。通過常規(guī)的脫水和干燥過程,以粉末回收該凝固和老化的淤漿。
[0078] 下文中,將參照下面的實(shí)施例描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。然而,提供這些實(shí)施 例僅用于舉例說明的目的,并且對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的是,可以在不背離 本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出各種變化和修改,并且這些變化和修改也在所附權(quán)利要 求的范圍內(nèi)。
[0079] [實(shí)施例]
[0080] 實(shí)施例1
[0081] 使用丙烯腈(AN)-丁二烯(BD)-苯乙烯(SM)共聚物膠乳(AN:BD:SM的比例為 13:60:27,固含量為44% ),作