CN102099106B - 无溶剂制备热塑性分散体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备热塑性聚合物分散体的方法，所述方法使用具有第一容积和第二容积的反应容器，其中第一搅拌器位于所述第一容积中并可在所述第一容积中操作，第二搅拌器位于所述第二容积中并可在所述第二容积中操作，其中所述第一容积为所述第二容积的至少20倍，其中两个容积中的搅拌器均能处理高于或等于1000mpas的粘度，所述方法包括步骤：a.)向容器的第一容积装入初始量的聚合物和任选的水以及任选的碱；b.)从外部加热容器至80-300℃范围内的目标过程温度；c.)使第一容积中的第一搅拌器以10-100rpm范围内的速度操作至少半小时；d.)向第一容积加入水和任选的碱；e.)连接第二容积与第一容积，以高于1000rpm的速度操作第二容积中的第二搅拌器并使反应产物再循环通过所述第二搅拌器，同时使工作温度在第一和第二混合器的再循环比超过3的时段期间保持基本恒定以形成分散体。本发明还公开了使用这样的方法可获得的分散体及进行这样的方法的反应容器。

Description

无溶剂制备热塑性分散体的方法

技术领域

本发明涉及制备热塑性弹性体聚合物分散体的方法领域。

背景技术

从用于例如金属和涂布表面的保存剂领域早已知道在无溶剂(故仅使用水)的工艺中制备水分散体。例如US4693909公开了一种用于镀覆或未镀覆金属表面和涂层表面的呈蜡水分散体形式的液体保护剂，所述液体保护剂含特定的乙烯/丙烯酸共聚物蜡，所述共聚物蜡由8-25重量％的丙烯酸单元和92-75重量％的乙烯单元组成，呈适宜作为与基于聚乙烯氧化产物的蜡和/或烃蜡的混合物的部分或完全中和的形式，所述专利还公开了该特定的乙烯/丙烯酸共聚物蜡用于保护镀覆或未镀覆金属表面和涂层表面的用途及暂时保护金属表面和涂层表面的方法。所述分散体以常呈颗粒形式的乙烯/丙烯酸共聚物蜡(称为EAA蜡)作为起始原料经用所需量的水和适宜量的碱在乳化高压釜中于4-6巴和140℃-160℃下搅拌乳化制备。

这种据称更高效或将产生小尺寸颗粒稳定分散体或基于不同起始原料的更特定方法在众多文件如US 5,387,635、US 5,206,279、WO 98/06774或US 2004/0029977中有公开。

WO2007/110417具体公开了一种制备橡胶水乳液(人造胶乳)的方法，所述方法包括步骤：(a)减小橡胶尺寸，由此产生溶解时间更短的颗粒；(b)形成胶泥，其中步骤(a)的颗粒被溶解在适宜的烃溶剂中；(c)制备皂水溶液；(d)用步骤(c)中制备的皂水溶液乳化步骤(b)中形成的胶泥，从而形成水包油乳液；(e)移除烃溶剂，从而产生橡胶的水乳液；和任选地(f)浓缩乳液，形成较高固体含量的人造胶乳，其中在步骤(a)中减小尺寸用切碎机和/或造粒机进行，其特征在于使用皂作为加工助剂，所述皂优选与步骤(c)和(d)中使用的皂相同。

关于这种方法的实际实现，EP 173456提出了一种方法，其中疏水的热塑性树脂如烯烃树脂和含羧酸盐基团的水不溶或水不溶胀聚合物在水的存在下熔融捏合并发生相转化而形成树脂颗粒分散在水中的分散体，即便水的量非常小。如果引入阴离子表面活性剂(任选地与溶剂或油一起)，则分散的树脂颗粒的尺寸可大大减小，即便使用的是具有非常高的分子量或高熔体粘度的树脂。此文件中提出使用捏合机、Banbury混合器或多轴螺杆挤出机实施所述方法。

使用挤出机的类似连续方法在EP 359045、DE 10109992以及WO2005/021638中有公开。

发明内容

本发明的一个目的因此在于提供一种优选以无溶剂方式制备热塑性或弹性体聚合物分散体的改进的方法。

所述方法的特征在于其使用具有第一容积和第二容积的反应容器，其中第一搅拌器位于所述第一容积中并在所述第一容积中操作，第二搅拌器位于所述第二容积中并在所述第二容积中操作，其中所述第一容积为所述第二容积的至少20倍、优选40倍或甚至50或100倍，其中两个容积中的搅拌器均能处理高于或等于1000mpas的粘度。具体而言，所述方法包括如下步骤：

a.向容器的第一容积装入初始量的聚合物和任选的水和任选的碱；

b.外部加热容器至80-300℃范围内的目标过程温度(基本至足以熔融聚合物的温度)；

c.使第一容积中的第一搅拌器以10-100rpm范围内的速度操作至少半小时(通常此步骤c与步骤b同时进行)；

d.向第一容积加入水和任选的碱(除非步骤a中已加入足够的水和任选的碱)；

e.连接第二容积与第一容积，以高于1000rpm的速度操作第二容积中的第二搅拌器并使反应产物再循环通过所述第二搅拌器，同时使操作温度在第一和第二混合器的再循环比超过3的时段期间保持基本恒定以形成分散体(通常在此步骤过程中，第一容积中的第一搅拌器也在操作)。

再循环比定义为第一容积中的反应流体通过第二容积的周转率。为3的再循环比是指反应流体的体积在统计学上已三次循环通过第二容积，或换句话说，流经第二容积的累积体积是第一容积中反应流体的体积的三倍。优选再循环比大于5，通常其在3-10范围内。

所述方法可非常高效地产生平均颗粒尺寸(中值)低于20μm、优选低于10μm、最优选低于或等于5μm的热塑性或弹性体聚合物分散体。通常中值在2-5μm范围内或99％的颗粒小于10μm。此外，颗粒尺寸分布非常窄，通常其具有90％的颗粒位于2-9μm范围内的特征。此外，所述方法可非常高效地产生pH值低于9、优选低于或为8.5、优选在7-8.3范围内的这样的热塑性弹性体聚合物分散体，其是高度贮存稳定的(超过三个月)且其具有高固体含量(在25-40％范围内或甚至高于此范围)。

根据所提出的方法的一个优选实施方案，在步骤a中，第一容积仅装入聚合物或聚合物前体，故没有水被加入而仅仅通常呈颗粒形式的聚合物被加入。然后在步骤b中，第一容积和其中的颗粒形式的聚合物被主动(actively)加热至高于或等于155℃的过程温度，通常至155-180℃的过程温度。对于大多数所关心的热塑性或弹性体聚合物起始原料，这将引起起始原料的熔融。伴随步骤b中的加热，也进行步骤c，以便在第一容积中第一搅拌器的相伴搅拌作用下进行加热。

优选随后的步骤d包括如下若干子步骤：

在第一步骤d1中，第一量的水以及碱(通常被预热到至少120℃的温度)一起被加入，通常这是利用处于相应pH值的10％或10-40％KOH溶液(或者NaOH、胺如二乙基乙醇胺(DEMA))进行且加入的量使得固体含量约为90％。如布置d所述的连续和缓慢加入水和碱的该第一部分通常进行15-60分钟、优选30分钟的时段。此外也可更快地加入水和碱，例如在2-5分钟内。在整个该时间过程中，第一容积中的温度保持至少140℃。在步骤d的该第一部分过程中。保持具有实质上仅最小量的水的高度碱性条件以便聚合物的高效反应。

其后，当水和碱的加入足够而停止加入时，通常使相应的反应混合物再搅拌10-30分钟，同时优选使温度保持基本恒定。

在通常用时约60-120分钟且其间温度再次优选被控制为基本恒定并处于至少140℃的水平的第二步骤d2中，缓慢加入水(可为非碱性的，但也可是pH值在8-11范围内碱性的；预热到约120℃的温度)，加入的量使固体含量在50-70％范围内。

该第二步骤d2的目的在于制备分散体以便随后在第二容积中搅拌，第二容积中通常使用不能处理高于70％的固体含量的搅拌元件。

根据所提出的方法的另一优选实施方案，在上述步骤a-e后，另外量的经预热的水(非碱性)被加入第一容积和/或第二容积以使固体含量在30-50％范围内。

随后，反应混合物再搅拌5-30分钟，优选约五分钟，然后将再循环管线转向输出管线。在此输出管线中，反应混合物(其在再循环过程中通常处于140-168℃的温度下)在骤冷步骤中快速冷却(板式冷却器或搅拌冷却器，通常80-150kg/min)至20-40℃的温度，通常为30℃。这可产生具有窄颗粒尺寸分布和高固体含量的稳定分散体。在25-50％的固体含量下，基本上目标分散体的粘度在500-1500mPas范围内。

作为起始原料(热塑性/弹性体聚合物)体系，可使用例如EAA(乙烯-丙烯酸)、EMAA(乙烯/甲基丙烯酸)、烯烃、硬脂精、松脂如松香、或其混合物。这些体系可单独或根据另一优选实施方案以与基本不能单独分散在水中的体系组合的组合体系来使用，所述基本不能单独分散在水中的体系选自：苯乙烯(嵌段)共聚物如SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)、SES(苯乙烯-乙烯-苯乙烯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、聚酯、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)。任何这些体系可任选被接枝。如果要分散与任何这些体系中任一种或这些体系的混合物的组合，则上面提到的实质上起到类似分散助剂或载体的作用且实际起作用的热塑性/弹性体聚合物部分得以至少20％体积、优选30-40％体积存在。

通常，目标过程温度在100-200℃范围内。

优选第二搅拌器为转子定子泵，但其也可为不同的类型，只要其与上面的高效形成分散体的高速搅拌标准匹配即可。

通常，第一搅拌器的梢速(其必须能承受初始热塑性聚合物(通常最初呈颗粒形式)的非常高的粘度)低于50km/h。

根据第一优选实施方案，第一容积位于反应容器的底部，第二容积位于反应容器的顶部，当初始向反应容器装料时，仅形成第一容积的底部填充反应物，其中优选第一和第二搅拌器共轴安装在反应容器中。

根据第二优选实施方案，第二搅拌器为转子定子泵，其输入侧经由可控阀门与第一容积的底部相连，其输出侧与第一容积的顶部相连，在步骤d后，所述阀门打开而启动步骤e过程中的辅助再循环。

通常，步骤c进行至少一小时，优选至少3小时，最优选1-5小时。通常，两个步骤b和c交叠，使得步骤b的加热伴随步骤c的搅拌同时进行，搅拌在实际加热至目标温度已完成后继续并持续上述时段。通常只要反应混合物成为颗粒尺寸在100-500μm范围内的基本稳定的分散体时(其通常可通过无相分离的白色或蜂蜜状颜色来识别)就进行从步骤c向步骤d的切换。

通常，步骤e进行至少5分钟，优选至少30分钟，最优选至少1小时。

为确保分散体形成过程中水为液体，在步骤c到e的过程中，反应容器中特别是第一容积中的压力保持在4-20巴范围内。

通常在步骤e后，系统被冷却到室温，分散体可随后被稀释到所需的浓度。

本发明还涉及用如上面所述的方法可获得或获得的分散体。

本发明还涉及实施如上所述方法的反应容器。这样的容器包含位于底部中的具有外部加热的第一容积和位于顶部中的第二容积。第一容积为第二容积的至少20倍，优选至少40倍，两个容积中的搅拌器均能处理高于或等于1000mpas的粘度，第一搅拌器位于第一容积中，第二搅拌器位于第二容积中，第一和第二搅拌器共轴安装在反应容器中并可以不同的速度操作。

而且反应容器可利用再循环或循环管系统来实现反应物的上述再循环。

本发明的再一实施方案将在附随的权利要求书中给出。

简言之，本公开涉及制备最终固体含量为25-65重量％的聚合物分散体的方法，在所述方法中，至少一种聚合物和水在间歇搅拌罐中混合。特别地，所述方法的特征在于所谓的第一搅拌器的速度在100rpm(梢速50kmh)或以下的范围内，所谓的第二搅拌器的速度至少为1000rpm(也可为转子定子混合泵)。反应容器的容积被分为针对主要的第一搅拌器的第一容积和针对转子定子搅拌泵(第二搅拌器)的第二容积。第一和第二容积之比至少为20，优选至少40。所述方法的运行时间长于混合容器的两个部分之间为3的再循环比。

所述方法优选通过向容器装入待分散的聚合物成分而运行。容器然后被外部加热至过程温度。主要的(第一)搅拌器在材料被充分加热至少1小时(通常约10小时)后于上文所示的速度下操作。在热塑性聚合物成分充分混合后，缓慢加入初始量的水和任选的碱(碱金属或氨)。然后将第二搅拌器容积与所述主容积相连并小心启动第二搅拌器。使用再循环比至少为3的时间来混合浓分散体。该分散体可然后被稀释至所需的固体含量。为控制分散体的粘度，可控制冷却。

对于EAA分散体(而且对于如上所示的其他体系，还对于组合体系)，优选使用高于聚合物熔点的保温温度以得到低粘度分散体。冷却和最终的稀释可在单独的容器中进行。

其他水和/或碱可在此操作温度下加入(经由第二转子定子混合器泵)。此工作温度保持足够长的时间以确保第一和第二混合器的再循环比至少为3。材料在压力下冷却至低于水的沸点的温度。在被冷却至环境温度之前，任选地材料可保持在保温温度。

过程中的压力可通过充氮独立地控制/保持。

附图说明

附图中示出了本发明的优选实施方案，在其中：

图1为实施根据本发明方法的单元的示意图。

具体实施方式

描述了一种制备分散体的方法，其中使用具有至少2个混合器的特定搅拌罐与操作程序的组合。本发明的方法在所谓的“自分散”聚合物分散体以及热塑性弹性体分散体领域具有适用性。所述方法可使用具有较高粘度的聚合物并产生在高固体含量和低pH下贮存稳定的分散体。所述方法还可不加入溶剂而进行(加入溶剂也是可能的，但将产生具有一定残余VOC水平的分散体)。

乙烯丙烯酸(EAA)分散体的一般操作程序在Dow的小册子“preparation of aqueous dispersions of PRIMACOR copolymers”中有充分描述，就这些一般操作指南而论，明确地将该文件并入本说明书中。分散体的固体量表示为所用聚合物的粘度的函数。该小册子中给出了计算碱的量的方法。

若无特殊的冷却防护措施，不推荐用氨或其他挥发性胺碱制得的分散体。

我们的发明方法给出了一种用基于金属氢氧化物的碱性体系或用氨(挥发性胺)分散体通过确保氨有足够的与聚合物的离子羧基反应的时间而产生分散体的途径。因此，氨的蒸发损失得到限制(氨基甲基丙醇AMP也可用作胺碱)。

US 6852792发现利用简单的搅拌罐操作获得分散体需要特殊的EAA。根据该专利中特别高分子量的材料的实施例的陈述，这些分散体限制为约20％固体含量。该专利描述了一种使用氨作为碱的简单搅拌罐方法。该专利未提及分散体的所得pH。但当在我们实验室中再现时中和量的使用范围表明其具有高pH(明显高于8.5)。本发明的方法给出了一种生产具有更高固体含量以及低的中和水平和因此pH低于(优选显著低于)9的基于氨和/或KOH(或者NaOH或其他金属氢氧化物体系)的分散体的途径。

现有技术中描述的弹性体分散体基于苯乙烯嵌段共聚物，使用溶剂溶解、相转化、溶剂反萃取法(参见引言部分)。这些程序中需要溶剂来降低相转化过程中弹性体组合物的粘度。这种方法的缺点是使用易燃溶剂，易燃溶剂的使用需要特别注意工艺安全。此外，这样的溶剂难以从已经形成的水分散体中完全移除。这通常将导致涂层材料含特定量的源于分散过程的VOC。本发明的方法因在高粘度下制备弹性体组合物的分散体故其操作而不加入溶剂从而消除了这些困难。

过去已有若干公司描述了基于挤出机的分散方法(参见引言部分)。这些方法已用来实现高粘度聚合物或聚合物组合物的分散。这些方法的缺点在于其是连续的，因此须开关机而有浪费材料的风险。本发明的方法将所有原材料转化为所需的分散体(无浪费)。此外，与在实质为一个容器中包括至少两个搅拌器的本发明方法装置相比，挤出机是相对昂贵的装置件。另外，材料在挤出机中的停留时间通常较短(一般低于5分钟)。因此，现有技术的如此紧凑的方法通常不允许慢反应或达到平衡条件。本发明的方法在通常超过2小时的长得多的时间尺度下运行。热塑性材料在挤出机中的加热通常主要来自电机能量输入。本发明方法中的热输入由外部加热提供，这可允许改进生产环境中的能量管理。热可在冷却步骤中回收并重新用来在不同批次中加热。

本发明的方法使用装配了特定加强的搅拌器叶片和高转矩电机的大容器。叶片已加强以可处理高粘度介质。所述搅拌器叶片实质上是用于高粘度操作的Wendel搅拌器与用于低粘度操作的低粘度Anker搅拌器的组合。另一可能是以共轴排列组合这些高和低粘度搅拌器操作。

此外，搅拌器的轴承和搅拌器的电机被加强以应对高粘材料的强大力量(有时可能需要轴上力矩超过50’000Nm的系统)。其可处理高于10000mpas(1000mpas到超过2000000mpas之间)的粘度。通常可在90到200℃之间的温度下处理热熔粘度。

主容器的这种能力使得可熔融和混合通常仅可通过挤出加工的热塑性聚合物和组合物。

所述方法在高于水的沸点的温度下运行。所述方法因此在高压(通常在4-50巴范围内)下运行以确保水在高至220℃的容器中为液体。

所述容器也可装配“高压回流冷凝器”以确保水和可能存在的挥发性胺碱在整个长工艺时间内保持在组合物中。

这通常需要特殊设计容器中搅拌器的轴承以确保容器无泄漏和无压力损失地运行。这样的高压力轴承的具体实例可从Burgman(DE)获得。

本发明的生产聚合物分散体的方法使用间歇搅拌罐，所述搅拌罐被分成两个部分：第一部分和第二部分。第一部分的容积为第二部分的至少20倍。两个部分中的搅拌器均能处理高于1000mpas(1pas或甚至＞1000pas)的高粘度。第一搅拌器的速度为1200rpm或以下，第二搅拌器的速度至少为1200rpm。第二容器的搅拌器为所谓的转子定子泵。在容器中的加工时间选择为使第二容器经由转子定子泵进入第一容器中的所谓循环比超过3。容器容积分成第一容积和第二容积，第一容积用于所述主搅拌器，第二容积用于所述转子定子搅拌器泵。

所述方法通过向容器装入初始量的聚合物组合物以及水和碱(任选)运行。然后外部加热(例如蒸汽加热)容器至所需的过程温度。在材料被充分加热后，搅拌器在上文所述的速度下操作。另外的水和/或碱可在此工作温度下加入(经由第二转子定子混合器)。此工作温度保持第一和第二混合器的循环比超过5的时间。材料在压力下冷却至低于水的沸点的温度。在被冷却至环境温度之前，任选所述材料可保持在保温温度。过程中的压力可通过充氮独立地保持。容器的加热和冷却经由外部源进行，任选地经由安装在第一和第二混合器容积间的换热器进行。该换热器被视为第二混合容积的一部分。

所述方法可用来产生无溶剂的分散体，所述无溶剂的分散体可在应用如阻隔涂层、玻璃涂层、聚合物纤维和聚合物纤维涂层、热封涂层、底涂层、建筑、织物涂层、纸涂层、柔性包装涂层、粗纸板和纤维板涂层、玻璃、金属、油漆、墨和陶瓷中使用。

图1示出了可用来实施所述方法并作为根据本发明的单元的单元。所述单元包括具有第一容积的主反应容器1。所述反应容器装配有通过其该第一容积或更准确而言该第一容积的内容物可按需要被加热或冷却的元件。这可例如为位于反应容器1周围或位于反应容器1内的管系统。反应容器1包括顶部开口，所述顶部开口在这种情况下为盖3所盖住，通常呈颗粒形式的聚合物可通过所述顶部开口输入到反应容器中。反应容器1装配有第一搅拌器，其轴6是可见的。该轴由强力驱动电机5驱动。重要的是应注意，该搅拌器得非常强大，因此其得装配非常坚固的轴承等。

在其底部上，主反应容器1装配有底阀4，底阀4连接主反应容器1与反应容器1的主排出管10。

阀4的下游提供了输入清洁措施的可能性，所述清洁措施通常由通过软化水管7进入系统的软化水或由通过压缩空气管8进入系统的压缩空气来提供。提供这些源以例如在再循环一停止即清洁反应容器下游的管道系统。

在管10内阀4的下游提供了由电机12驱动的循环泵11，在甚至更下游提供了通过装配有阀的排出管13从系统排出反应混合物的第一可能性，如在所有其他情况下一样，阀由大写字母V表示。

管线10中还提供压力传感器，如上面所进一步讨论的，整个系统被加压至远高于一巴的压力。

在更下游，一方面提供向系统中输入水和根据需要与碱组合地输入水的可能性。为此提供了泵14，泵14的输入由输入管15给予，经预热的水和(取决于操作步骤)经预热的水与碱的组合可进料至输入管15。在此还提供压力传感器17，根据过程步骤，所提供的经预热的水进料到反应容器1中(上部路径31)或直接从Dispax室20的上游(路径32)进料到该混合容积中。

实际上，提供所述混合容积或第二搅拌器作为第二搅拌器单元18的Dispax室20，第二搅拌器单元18由电机19驱动。

该第二搅拌器单元提供有旁路管线21，旁路管线21装配有安全阀22。

在第二搅拌器单元18的下游，反应混合物经由管23(再循环管)引导，根据工艺步骤，或经由再循环支线24(受阀26控制)回到反应容器1中或在替代方案中经由受阀27控制的排出支线25至第二排出管。在此第二排出管30中提供有通流冷却单元29，通流冷却单元29能非常快并非常高效地冷却反应混合物(其通常远高于150℃)至室温范围内的温度，从而产生根据本发明的稳定且分布非常窄的分散体。

通常，在本文的上下文中应注意，在再循环管道系统情况下，第二容积应理解为通常不仅仅由实际的第二混合室(在再循环管道系统情况下为Dispax室20)的容积给出，而实际上是该室所构成的容积外加通向该室的管道(管10)以及离开该室20并回到容器1中的管道(管23和24)的容积。

实施例1

在大单元中制备EAA XUS60758.02L(60％M.I.，17％AA，如可从Dow获得)的分散体的条件

连接装配有主搅拌器(Badema，DE)的20升容器与Dispax反应器(IKA，DE)。Dispax反应器与主容器的连接体积低于2升。向容器中填充3000克EAA材料并外部加热至140℃。主搅拌器在此期间中操作。该程序之后，向容器中加入3l水和0.2l氨(17％溶液)。计算氨的量。保持温度，同时主搅拌器再在60rpm下保持一小时以完成所有水和氨的加入。然后打开容器的底部阀以启动Dispax反应器。此搅拌器在13000rpm下运行4小时，泵容量至少为80kg/hr。然后冷却所得浓分散体至约90℃，并在冷却至环境温度之前在此温度下保持至少1小时。

结果得到含28％固体、pH为8、贮存稳定性＞3个月、平均颗粒尺寸为100nm的分散体。

实施例2

在大单元中制备两种混合的EAA：60重量％的Primacor 3440(MI10，9.7AA％，如可从Dow Chemical Company获得)与40重量％的XUS60758.02L(60MI，17％AA，如可从Dow获得)的分散体的条件

如实施例1中那样连接装配有主搅拌器的20升容器与Dispax反应器。Dispax反应器与主容器的连接体积低于2升。向容器中填充3000克上述混合物并加热。主搅拌器于60rpm下操作10小时。该程序之后，向容器中加入3l水和0.2l氨(如实施例1中那样)。保持温度，同时搅拌器再在60rpm下保持一小时以完成所有水和氨的加入。然后打开容器的底部阀以启动Dispax反应器。此搅拌器在13000rpm下运行5小时。然后冷却所得浓分散体至约90℃，并在冷却至环境温度之前在此温度下保持至少1小时。

结果得到含35％固体、pH为8、贮存稳定性＞3个月、平均颗粒尺寸为300-400nm的分散体。

实施例3

在大单元中制备SIS与EAA：67重量％Kraton D 1161(如可从Kraton获得)与33重量％Primacor 5980(300MI，2.5％AA，如可从Dow获得)的分散体的条件

如实施例1中那样连接装配有主搅拌器的20升容器与Dispax反应器。Dispax反应器与主容器的连接体积低于2升。向容器中填充3000克组合材料并加热。主搅拌器于60rpm下操作10小时。该程序之后，向容器中加入3l水和0.2l氨(如实施例1中那样)。保持温度，同时搅拌器再在60rpm下保持一小时以完成所有水和氨的加入。然后打开容器的底部阀以启动Dispax反应器。此搅拌器在13000rpm下运行5小时。然后冷却所得浓分散体至约90℃，并在冷却至环境温度之前在此温度下保持至少1小时。

结果得到含40％固体、pH为8、贮存稳定性＞3个月、平均颗粒尺寸小于20μm的分散体。

实施例4

在大单元中制备聚酯与EAA：19重量％市售聚酯与15重量％Primacor的分散体的条件可选择为与上面的实施例3基本相同。

结果得到含30％固体、pH为8、贮存稳定性＞3个月、平均颗粒尺寸小于10μm的分散体。

附图标记说明

1主反应容器

21的冷却/加热措施

3用于向1中装料的开口上的盖

41的底部阀

51中搅拌器的驱动电机

61中搅拌器的轴

7软化水管

8压缩空气管

9清洁介质管

101的主排出管

11循环泵

1211的电机

13带阀的排出管

14泵

15经预热的水/碱的输入管

16压力传感器

17压力传感器

18第二搅拌器单元

1918的电机

20Dispax室

2118的旁路管线

2221的安全阀

23再循环管

24再循环支线

25排出支线

2624中的阀

2725中的阀

281中23的出口

29通流冷却单元

30第二排出管

31向1中输入试剂的管

32向10中输入试剂的管

Claims (14)

1.一种用于制备热塑性或弹性体聚合物分散体的方法，所述方法使用具有第一容积和第二容积的反应容器，其中第一搅拌器位于所述第一容积中并在所述第一容积中操作，第二搅拌器位于所述第二容积中并在所述第二容积中操作，其中所述第一容积为所述第二容积的至少20倍，其中两个容积中的搅拌器均能处理高于或等于1000mpas的粘度，所述方法包括步骤： 

a.向所述容器的第一容积装入初始量的聚合物以及任选的水和／或任选的碱； 

b.外部加热所述容器至80-300℃范围内的目标过程温度； 

c.使所述第一容积中的所述第一搅拌器以10-100rpm范围内的速度操作至少半小时，其中步骤c.任选地与步骤b.同时进行； 

d.向所述第一容积加入水和任选的碱； 

e.连接所述第二容积与所述第一容积，以高于1000rpm的速度操作所述第二容积中的所述第二搅拌器并使反应产物再循环通过所述第二搅拌器，同时使操作温度在所述第一和第二搅拌器的循环比超过3的时段期间保持基本恒定以形成分散体。 

2.根据权利要求1的方法，其中在步骤a.中，所述第一容积仅装入基本无水的聚合物； 

在与步骤c.同时或交叠进行的步骤b中，所述第一容积和其中聚合物被主动地加热至高于或等于155℃的过程温度，从而使聚合物材料为液态； 

其中步骤d.包括如下步骤： 

d1.与碱一起基本连续加入或细分地分批加入第一量的水，加入的量使固体含量在80-95％范围内，加入的时段在15-60分钟范围内，同时使所述第一容积中的温度保持至少140℃； 

任选地随后将相应的反应混合物再搅拌10-30分钟，同时使温度保持基本恒定； 

d2.连续或分批地加入非碱性水，加入时间60-120分钟，同时控制 温度以保持基本恒定并处于至少140℃的水平，从而使固体含量在50-70％范围内。 

3.根据权利要求1或2的方法，其中在上述步骤a.-e.后，加入另外量的水至所述第一容积和／或至所述第二容积以使固体含量在30-50％范围内，随后反应混合物任选再搅拌5-30分钟，然后将再循环管线转向输出管线，其中反应混合物在骤冷步骤中快速冷却至20-40℃的温度。 

4.根据权利要求1的方法，其中所述目标过程温度在100-200℃范围内和／或其中所述第二搅拌器为转子定子泵和／或其中所述第一搅拌器的梢速低于50km／h。 

5.根据权利要求1的方法，其中所述第一容积位于所述反应容器的底部，所述第二容积位于所述反应容器的顶部，当初始向所述反应容器装料时，仅在形成所述第一容积的底部填充反应物，其中所述第一和第二搅拌器共轴安装在所述反应容器中。 

6.根据权利要求1的方法，其中所述第二搅拌器为转子定子泵，其输入侧经由可控阀与所述第一容积的底部相连，其输出侧与所述第一容积的顶部相连，在步骤d.之后，所述阀打开而启动步骤e.过程中的辅助再循环。 

7.根据权利要求1的方法，其中步骤c.进行至少一小时。 

8.根据权利要求1的方法，其中步骤e.进行至少5分钟。 

9.根据权利要求1的方法，其中在步骤c.-e.过程中，所述反应容器中的压力保持在4-20巴范围内。 

10.根据权利要求1的方法，其中步骤e.中所形成的分散体的平均颗粒尺寸低于20μm。 

11.根据权利要求1的方法，其中步骤e.中所形成的分散体的pH值低于9。 

12.根据权利要求1的方法，其中在步骤a中被装入所述容器中的聚合物选自第一组：EAA(乙烯-丙烯酸)、EMAA(乙烯／甲基丙烯酸)、烯烃、硬脂精、松脂、或其混合物，任选地为与选自第二组：SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)、SES(苯乙烯-乙烯-苯乙烯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、聚酯、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯) 的体系或这些体系的混合物的混合物，其中在混合体系中，所述第一组的热塑性／弹性体聚合物部分以至少20％体积存在。 

13.根据权利要求12的方法，其中所述松脂为松香。 

14.一种实施根据权利要求1-13中任一项的方法的反应容器，其中所述反应容器包括位于所述反应容器底部中的具有外部加热的第一容积和位于所述反应容器顶部中的第二容积，或其中所述第二容积设置有具有再循环所述第一容积的反应流体的搅拌装置的再循环管道系统，其中所述第一容积为所述第二容积的至少20倍，其中两个容积中的搅拌器均能处理高于或等于1000mpas的粘度，其中第一搅拌器位于所述第一容积中，第二搅拌器位于所述第二容积中，且其中所述第一和第二搅拌器共轴安装在所述反应容器中并可以不同的速度操作，或其中所述第二搅拌器为Dispax室。