CN101338001B - 光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺及所用设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子化合物的制备方法及所用设备，具体为一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺及所用设备。一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备，由精制蒸馏装置、聚合反应装置、两段脱挥装置和拉丝造粒装置串联组合而成，包括：进料精制塔、聚合反应槽、回收精制塔、加热器a、b、脱挥槽a、b。一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺，将单体、共聚物、稳定剂、分子量调节剂、引发剂、溶剂按①精制蒸馏、②聚合反应、③闪蒸脱挥和④拉丝造粒四步骤操作完成。本发明生产的PMAA，具有高度安全性、避免凝胶累积、提高产品物性与色泽、低能耗环保洁净、产品耐候性佳、无水聚合、产品无黑斑等优点。

Description

光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺及所用设备

技术领域

本发明涉及高分子化合物的制备方法及所用设备，具体为一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺及所用设备。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯，英文名Polymethyl Methacrylate，简称PMMA，是有着广泛应用领域的刚性透明的热塑性材料，其聚合制备方法有悬浮法、乳化法、本体法及溶液法多种，其中，乳化法的成品透明性差，且成本昂贵，不适用于商业生产。悬浮法制备过程是：将MMA和共聚物添加引发剂，聚合反应至某一转化率，再添加大量水及悬浮剂进一步聚合，PMMA形成珠料悬浮于水中，经过脱水洗涤、干燥再经过挤出机制粒。在生产过程，水及能源消耗极大，同时因属分批式反应，各段步骤需要许多人工处理，对大量生产而言，经济效益不高，同时因含有灰分故不适用于高级光学产品应用。

连续式聚合法一般有本体聚合及溶液聚合两类。本体聚合单体浓度高，容易产生凝胶，同时反应速率快，大型规模生产其放热反应不易控制。80年代美国PTI公司提出溶液聚合方式虽改进前述问题，美国专利US4,728,701于1988年3月1日公开了一种丙烯酸酯的聚合方法；美国专利US4,933,400于1990年6月12日公开了一种甲基丙烯酸酯的连续式溶液聚合方法，但这些聚合方法使用溶剂比例高达进料60％，反应速率过慢，反应釜体积显着比例增大致使投资额高昂，同时该工艺还存在着以下各项缺点：1.聚合反应温度低于100℃，使用引发剂，及分子调节剂的剂量相对增加，影响纯度及回收精制问题。2.采用两段聚合槽，因为MMA及其共聚物如MA或EA的共聚速度比率不同，致使第一段反应及第二段反应生成聚合物其共聚比例会有游移差异。3.脱挥工艺不良，当聚合过程固形物达到40％以上，聚合溶液经齿轮泵输往壳管式加热器预热，其流程为由下往上，聚合溶液经过加热器的加热管，并于尾端由控制阀控制出口压力以维持管内液态状况，此方式传热系数低加热效果不佳，致使加热器庞大，聚合溶液在其间滞留时间长，容易产生低聚物及寡聚物，严重影响质量。

此外，商业用途甲基丙烯酸甲酯一般添加有10ppm以上的抑制剂，例如6-叔丁基-34-二甲基苯酚(商品名Topanol A)，此抑制剂对产品光学性如透光性，浊度及颜色会有影响，因此如何去除此抑制剂及杂物是必要的考虑。

发明内容

为克服现有技术的不足，提高PMMA的生产效率和产品质量，并降低生产能耗，本发明公开了一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺及所用设备，本发明通过如下技术方案实现所述目的：

一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备，由精制蒸馏装置、聚合反应装置、两段脱挥装置和拉丝造粒装置串联组合而成，包括：主原料储槽、共聚单体储槽、溶剂储槽、回收单体储槽、预热器、进料精制塔、再沸器、聚合反应槽、回收精制塔、添加剂配制槽、在线搅拌器、过滤装置、模头、加热器a、加热器b、脱挥槽a、脱挥槽b、冷凝器a～冷凝器e、贮罐a、b、泵a～泵j、控制阀a～控制阀c和高黏度齿轮泵a～高黏度齿轮泵c；

其中，主原料储槽、共聚单体储槽、溶剂储槽和回收单体储槽分别从位于各自底部的出料口通过泵a、泵b、泵c和泵d及输送管道连接至预热器的进料口，预热器的出料口通过输送管道连接至进料精制塔底部的进料口，进料精制塔进料口的下方安装有再沸器，进料精制塔顶部的1号出料口通过输送管道连接至冷凝器a的1号进料口，进料精制塔底部的2号出料口通过泵e及输送管道连接至塔内中部的2号排放口，贮罐a的1号出料口通过泵f及输送管道连接至在进料精制塔内部上方的1号排放口，在输送管道进入1号排放口之前安装有控制阀a，聚合反应槽的进料口通过输送管道和泵f与控制阀a之间的输送管道相连通，聚合反应槽为单一聚合槽，内有搅拌设施，贮罐a的2号出料口通过输送管道连接至冷凝器a的2号进料口，贮罐a的3号出料口是一安全泄阀，聚合反应槽上部的1号出料口通过管道连接至冷凝器b的进料口，冷凝器b内夹套热媒，热媒可选用循环冷热水或蒸气，冷凝器a的出料口和冷凝器b的出料口都通过输送管道和连接冷凝器c与冷凝器d之间的2条输送管道中的1号输送管道相连通，连接在冷凝器b出料口的输送管道上安装有控制阀b，气体输送管道上安装有控制阀c并且和冷凝器b与控制阀b之间的输送管道相连通，聚合反应槽下部的2号出料口通过高黏度齿轮泵a及输送管道连接至加热器a的进料口，脱挥槽a安装在加热器a的下方并和加热器a的出料口直接连接，脱挥槽a上方的一号出料口通过输送管道连接至回收精制塔的进料口，脱挥槽a下方的二号出料口通过高黏度齿轮泵b及输送管道连接至加热器b的进料口，脱挥槽b安装在加热器b的下方并和加热器b的出料口直接连接，脱挥槽b上方的一号出料口通过输送管道连接至冷凝器e的进料口，脱挥槽b下方的二号出料口通过高黏度齿轮泵c及输送管道连接至在线搅拌器的进料口，添加剂配制槽的出料口通过输送管道和连接脱挥槽b出料口与在线搅拌器进料口之间的输送管道相连通，在线搅拌器的进料口通过输送管道连接至过滤装置的进料口，过滤装置的出料口通过输送管道连接至模头，冷凝器e的1号出料口通过输送管道连接至贮罐b的进料口，冷凝器e的2号出料口连接有泵h和排放管道，贮罐b的1号出料口通过输送管道和连接冷凝器c与冷凝器d之间的2条输送管道中的2号输送管道相连通，贮罐b的2号出料口通过泵i及输送管道连接至回收精制塔内部上方的1号排放口，回收精制塔顶部的1号出料口通过输送管道连接至冷凝器c的进料口，回收精制塔底部的2号出料口通过泵j及输送管道连接至塔内中部的2号排放口，冷凝器d的出料口连接有泵g和排放管道，回收单体储槽的另一个出料口通过输送管道和泵i与回收精制塔内部上方的1号排放口之间的输送管道相连通。

一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺，将单体、共聚物、稳定剂、分子量调节剂、引发剂、溶剂按①精制蒸馏、②聚合反应、③闪蒸脱挥和④拉丝造粒四步骤操作完成，全部反应都在如权利要求1或2所述的光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备内完成，其特征在于：

①精制蒸馏：从主原料储槽、共聚单体储槽、溶剂储槽、回收单体储槽中输送出的单体、共聚物、溶剂先经预热器加热至60℃～120℃，然后送入进料精制塔精制蒸馏，进料精制塔内气压在4×10³Pa～4.7×10⁴Pa，除去内含的抑制剂和残留杂物；

②聚合反应：将经第①步精制蒸馏后的反应物输送入聚合反应槽发生沸腾式聚合反应，聚合反应温度控制在130℃～160℃；

③闪蒸脱挥：脱挥采用两段脱挥，第一段脱挥装置包括：加热器a、脱挥槽a及回收精制塔，第二段脱挥装置包括：加热器b及脱挥槽b，

将第②步反应聚合的生成物用高黏度齿轮泵a输送至加热器a加热至220℃～260℃，再输送至脱挥槽a，脱挥槽a内气压在4×10³Pa～4.7×10⁴Pa，未反应单体在脱挥槽a的真空中蒸发并输送至回收精制塔精制蒸馏，回收精制塔塔顶温度在30℃～80℃，塔内气压在4×10³Pa～4.7×10⁴Pa，未反应单体在回收精制塔内经真空蒸馏后输送至冷凝器c和冷凝器d冷凝，冷凝后输送至贮罐b贮存，

经第一段脱挥精制的生成物用高黏度齿轮泵b输送至加热器b加热至220℃～260℃，再输送至脱挥槽b，脱挥槽b内气压低于1.3×10³Pa，未反应单体在脱挥槽b的真空中蒸发并输送至冷凝器e冷凝，冷凝后输送至贮罐b贮存；

④拉丝造粒：将经第③步闪蒸脱挥精制的生成物用高黏度齿轮泵c输送至在线搅拌器，添加紫外线防止剂、润滑剂、离型剂并混合后输送至过滤装置过滤，去除杂物，再经模头挤出切粒，干燥包装。

所述的光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺，用于聚合反应的单体是甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐、丙烯酸乙酯和苯乙烯中的任意一种，共聚物的单体是丙烯酸甲酯、丙烯腈和马林酐中的任意一种；用于聚合反应的溶剂选用甲苯，加入量为反应物总重量5％～30％；第③步拉丝造粒时，过滤装置去除的杂物粒径大于80μm。

本发明的所公开技术方案，聚合反应时共聚单体、回收单体由各贮槽按一定比例及数量汇流并经加热进入进料精制塔蒸馏精制，此蒸馏精制的目的是去除单体的抑制剂及残留不纯物及水份，同时去除回收料的寡聚物及杂物。这是光学级生产的第一要件。经蒸馏精制的原料混合一定比例的引发剂，分子调节剂及其它添加副料以一定速率均匀稳定地进入聚合反应槽。聚合反应槽具有承受压力结构，夹套以热媒控制聚合反应的放热，以控制聚合反应的温度，热媒可选用蒸气或冷热水循环利用环流(REFLUX)。为达到最佳聚合分子结构及经济效益性，反应温度控制于130至160℃为佳。聚合反应槽具有良好搅拌混合效果，同时利用搅拌以避免槽壁累积聚合物结垢等问题。为避免聚合物产生于槽顶冷凝器及槽壁，添加适当比例的溶剂，溶剂的添加量为反应物总重量的5％至30％，其重点是稀释挥发有机蒸气单体浓度，含溶剂的冷凝液同时具有刷洗避免聚合物生成的功能。

聚合反应后固形物占总重量的比例在50％以上，经泵传送到加热器a预热至220℃～320℃，此加热器的设计及操作条件是脱挥工艺的要件，约50％固形物的聚合物溶液经第一段脱挥后其固形物占总重量的比例达98至99％。脱挥槽a是真空控制，气压约在4×10³Pa至4.7×10⁴Pa，未参与反应单体及溶剂则在脱挥槽a中挥发进入配套的一回收精制塔处理。利用脱挥过程中必需的加热，此部份回收蒸气热量转为精制蒸馏所需，这样就大大利用了余热达到节能效果。在脱挥槽a的聚合物输送至加热器b并进入脱挥槽b，脱挥槽b内气压低于1.3×10³Pa，再次去除剩余的残留单体及溶剂。以达到光学级要求高纯度。

在脱挥槽b中，聚合物成熔融状由高黏度齿轮泵c输出。在管路中可安装在线搅拌器，以利于紫外线防止剂、润滑剂、离型剂等助剂的添加混合。

添加后聚合物经过滤装置以去除粒径在80μm以上的杂物，然后由模头以面条状拉出切粒，干燥，筛选，去粉，包装，贮运。

本发明所公开的技术方案是连续式本体聚合法，整个工艺主要分为反应聚合、闪蒸脱挥和拉丝造粒等生产工序，和现有技术相比，有如下优点：

1.高度安全性

在MMA本体的聚合中不论有没有共聚单体，聚合物的高粘度都会降低正在增长中聚合物分子的流动性，减缓链终止速率，该现象称作为凝胶现象。它会导致聚合反应速率急剧增加，同时反应热的大量生成和超高分子聚合物的形成。凝胶现象会造成反应暴走(run away)，而且这种反应的控制十分困难。

本发明所公开的技术方案结合进料配方和工艺控制成功解决上述凝胶现象。通过减小快速反应放热，可以简便控制反应速率和产品的分子量。确保生产线装置高度的安全性。

2.避免凝胶累积

本发明所公开的技术方案，其配方和操作条件的选择可以确保在容器壁和传送管线内不会发生聚合物的逐渐积累，这种累积会造成操作事故和终端产品的有害的凝胶。

3.提高产品物性与色泽

本发明所公开的技术方案在反应混合物中加入溶剂使得利用挥发气冷凝器来冷却带走反应热成为可行。与其它冷却形式相比，这是一个转移热量的有效方法，降低了装置成本。挥发气冷凝器冷却也可以把溶解在反应物中有害的氧气除掉，所以改善生成产品的性能和颜色。

4.低能耗环保洁净

本发明所公开的技术方案，其反应系统中有效地使用了引发剂、共聚单体和链转移剂。在脱挥过程中减小了低分子量的部分，高效益的脱挥过程是产品质量和均匀性的一个重要因素。原料到最后产品的使用率极高。与悬浮法相比，溶液法减少了原料的消耗，同时无水参予反应，减少脱水、干燥等能源耗用，并减免污水处理，是一种更洁净的环保工艺。

5.反应系统多功能性

本发明所公开的技术方案，其反应系统具有良好的灵活应变能力，可以调节产品的多分散性(分子量分布)和共聚单体比率，复使满足生产物与其它工业产品的可加工性。发展新的PMMA产品，可以制成多分散性小于2.2的产品。通过简单变动生产原料工艺操作条件可以获得高分散性产品。

6.产品耐候性

与悬浮法生产PMMA相比，所公开的技术方案没有引入悬浮剂或乳化剂，因此生产的产品不会受到添加剂的影响。典型的产品分析表明没有检测到灰含量，而悬浮法会包含15～25ppm的灰含量，这样减小了雾度，改善了产品加工的耐候性。

7.无水聚合

所公开的技术方案由于没有水的加入，所以废水的处理量降到最低限度，唯一需要处理的水是由进料MMA单体带进来的。这些水可以在聚合过程中自动从单体中分离出来。

8.系统全封闭

所公开的技术方案是全封闭系统，没有废气排放，没有危害员工的难闻气体。

9.产品无黑斑

用本发明所公开的技术方案生产的PMMA产品不会有黑斑，而悬浮法厂出的产品一般都有黑斑。

10.回收系统环保节能

本发明所公开的技术方案，其回收系统引入了精制塔，能利用脱挥过程的蒸气过热能量从而节约能源，这也减小了冷凝器尺寸和水的用量。

11.能耗少，投资少，脱挥挥发量小

本发明所公开的技术方案与工业上其它使用的PTI溶液连续法比较，本方法在能量消耗和投资费用方面更经济。通过二级脱挥处理可以达到挥发量小于1000ppm的产品。

附图说明

图1是光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备的结构示意图。图1中各数字所代表的部件名称如表1所示。

表1

表1(续)

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备，由精制蒸馏装置、聚合反应装置、两段脱挥装置和拉丝造粒装置串联组合而成，包括：主原料储槽1、共聚单体储槽2、溶剂储槽3、回收单体储槽4、预热器5、进料精制塔6、再沸器7、聚合反应槽8、回收精制塔9、添加剂配制槽10、在线搅拌器11、过滤装置12、模头13、加热器a14、加热器b15、脱挥槽a16、脱挥槽b17、冷凝器a18～冷凝器e22、贮罐a23、b24、泵a25～泵j34、控制阀a35～控制阀c37和高黏度齿轮泵a38～高黏度齿轮泵c40；

其中，主原料储槽1、共聚单体储槽2、溶剂储槽3和回收单体储槽4分别从位于各自底部的出料口通过泵a25、泵b26、泵c27和泵d28及输送管道连接至预热器5的进料口，预热器5的出料口通过输送管道连接至进料精制塔6底部的进料口，进料精制塔6进料口的下方安装有再沸器7，进料精制塔6顶部的1号出料口通过输送管道连接至冷凝器a18的1号进料口，进料精制塔6底部的2号出料口通过泵e29及输送管道连接至塔内中部的2号排放口，贮罐a23的1号出料口通过泵f30及输送管道连接至在进料精制塔6内部上方的1号排放口，在输送管道进入1号排放口之前安装有控制阀a35，聚合反应槽8的进料口通过输送管道和泵f30与控制阀a35之间的输送管道相连通，聚合反应槽8为单一聚合槽，内有搅拌器用以持续混合高粘度流体，贮罐a23的2号出料口通过输送管道连接至冷凝器a18的2号进料口，贮罐a23的3号出料口是一安全泄阀，聚合反应槽8上部的1号出料口通过管道连接至冷凝器b19的进料口，冷凝器b19内夹套热媒，热媒选用循环冷热水或蒸气，冷凝器a18的出料口和冷凝器b19的出料口都通过输送管道和连接冷凝器c20与冷凝器d21之间的2条输送管道中的1号输送管道相连通，连接在冷凝器b19出料口的输送管道上安装有控制阀b36，气体输送管道上安装有控制阀c37并且和冷凝器b19与控制阀b36之间的输送管道相连通，聚合反应槽8下部的2号出料口通过高黏度齿轮泵a38及输送管道连接至加热器a14的进料口，脱挥槽a16安装在加热器a14的下方并和加热器a14的出料口直接连接，脱挥槽a16上方的一号出料口通过输送管道连接至回收精制塔9的进料口，脱挥槽a16下方的二号出料口通过高黏度齿轮泵b39及输送管道连接至加热器b15的进料口，脱挥槽b17安装在加热器b15的下方并和加热器b15的出料口直接连接，脱挥槽b17上方的一号出料口通过输送管道连接至冷凝器e的进料口，脱挥槽b17下方的二号出料口通过高黏度齿轮泵c40及输送管道连接至在线搅拌器11的进料口，添加剂配制槽10的出料口通过输送管道和连接脱挥槽b17出料口与在线搅拌器11进料口之间的输送管道相连通，在线搅拌器11的进料口通过输送管道连接至过滤装置12的进料口，过滤装置12的出料口通过输送管道连接至模头13，冷凝器e22的1号出料口通过输送管道连接至贮罐b24的进料口，冷凝器e22的2号出料口连接有泵h32和排放管道，贮罐b24的1号出料口通过输送管道和连接冷凝器c20与冷凝器d21之间的2条输送管道中的2号输送管道相连通，贮罐b24的2号出料口通过泵i33及输送管道连接至回收精制塔9内部上方的1号排放口，回收精制塔9顶部的1号出料口通过输送管道连接至冷凝器c20的进料口，回收精制塔9底部的2号出料口通过泵j34及输送管道连接至塔内中部的2号排放口，冷凝器d21的出料口连接有泵g31和排放管道，回收单体储槽4的另一个出料口通过输送管道和泵i33与回收精制塔9内部上方的1号排放口之间的输送管道相连通。

实施光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺时，单体、共聚物、稳定剂、分子量调节剂、引发剂、溶剂按①精制蒸馏、②聚合反应、③闪蒸脱挥和④拉丝造粒四步骤操作完成，各组份的选用物质和用量如表2所示：

表2

组份	选用物质	用量(千克/小时)
			主单体	甲基丙烯酸甲酯	4295

表2(续)

共聚物的单体	丙烯酸甲酯	225
			溶剂	甲苯	500
引发剂	二叔戊基过氧化物	0.85
			分子调节剂	十二烷基硫醇	7.2

全部反应都在如上所述的光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备内完成：

①精制蒸馏：从主原料储槽1、共聚单体储槽2、溶剂储槽3、回收单体储槽4中输送出的单体、共聚物、稳定剂、分子量调节剂和引发剂先经预热器5加热至90℃，然后送入进料精制塔6精制蒸馏，进料精制塔6内气压在8×10³Pa，除去内含的抑制剂和残留杂物；

②聚合反应：将经第①步精制蒸馏后的反应物输送入聚合反应槽8发生沸腾式聚合反应，聚合反应温度控制在155℃，气压为0.35MPa；

③闪蒸脱挥：脱挥采用两段脱挥，第一段脱挥装置包括：加热器a14、脱挥槽a16及回收精制塔9，第二段脱挥装置包括：加热器b15及脱挥槽b17，

将第②步反应聚合的生成物用高黏度齿轮泵a38输送至加热器a14加热至230℃，再输送至脱挥槽a16，脱挥槽a16内气压在8×10³Pa，未反应单体在脱挥槽a16的真空中蒸发并输送至回收精制塔9精制蒸馏，回收精制塔9塔顶温度在48℃，塔内气压在8×10³Pa，回流比1/2，未反应单体在回收精制塔9内经真空蒸馏后输送至冷凝器c20和冷凝器d21冷凝，冷凝后输送至贮罐b24贮存，

经第一段脱挥精制的生成物用高黏度齿轮泵b39输送至加热器b15加热至240℃，再输送至脱挥槽b17，脱挥槽b17内气压低于1.3×10³Pa，未反应单体在脱挥槽b17的真空中蒸发并输送至冷凝器e22冷凝，冷凝后输送至贮罐b24贮存；

④拉丝造粒：将经第③步闪蒸脱挥精制的生成物用高黏度齿轮泵c40输送至在线搅拌器11，添加紫外线防止剂、润滑剂、离型剂并混合后输送至过滤装置12，去除粒径大于80μm的杂物，再经模头13挤出切粒，干燥包装。

本实施例成品每小时产出2485千克，回收单体及溶剂为2450千克，少许杂物如抑制剂及寡聚物等由蒸馏塔底排出。

成品呈水白澄清胶粒，其物性检测如表3所示：

表3

实施例2

光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备同实施例1，实施光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺时，除如下所述条件外：

1.第①步精制蒸馏时：溶剂占反应物总重量的5％；预热器5加热至60℃；进料精制塔6内气压在4×10³Pa；

2.第②步聚合反应时：聚合反应温度控制在130℃；

3.第③步闪蒸脱挥时：加热器a14加热至220℃；脱挥槽a16内气压在4×10³Pa；回收精制塔9塔顶温度在30℃，塔内气压在4×10³Pa；加热器b15加热至220℃；

其它各项条件都同实施例1。

实施例3

光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备同实施例1，实施光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺时，除如下所述条件外：

1.第①步精制蒸馏时：溶剂占反应物总重量的17％；预热器5加热至95℃；进料精制塔6内气压在2.5×10⁴Pa；

2.第②步聚合反应时：聚合反应温度控制在145℃；

3.第③步闪蒸脱挥时：加热器a14加热至270℃；脱挥槽a16内气压在2.5×10⁴Pa；回收精制塔9塔顶温度在55℃，塔内气压在2.5×10⁴Pa；加热器b15加热至255℃；

其它各项条件都同实施例1。

实施例4

光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备同实施例1，实施光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺时，除如下所述条件外：

1.第①步精制蒸馏时：溶剂占反应物总重量的30％；预热器5加热至80℃；进料精制塔6内气压在4.7×10⁴Pa

2.第②步聚合反应时：聚合反应温度控制在160℃；

3.第③步闪蒸脱挥时：加热器a14加热至320℃；脱挥槽a16内气压在4.7×10⁴Pa；回收精制塔(9)塔顶温度在80℃，塔内气压在4.7×10⁴Pa；加热器b15加热至260℃；

其它各项条件都同实施例1。

实施例5

光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备同实施例1，实施光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺时，具体选用光学级聚甲基丙烯酸甲酯及苯乙烯共聚物连续式溶液聚合工艺，除主单体选用甲基丙烯酸甲酯、共聚物选用苯乙烯外，其它各项条件都同实施例1。

实施例6

光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备同实施例1，实施光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺时，具体选用光学级苯乙烯及丙烯腈共聚物连续式溶液聚合工艺，各组份的选用物质和用量如表4所示，其它各项条件都同实施例1。

表4

组份	选用物质	用量(千克/小时)
			主单体	苯乙烯	3000

表4(续)

组份	选用物质	用量(千克/小时)
			共聚物的单体	丙烯腈	1000
溶剂	乙苯	1000
			引发剂	二叔戊基过氧化物	0.15
分子调节剂	十二烷基硫醇	3.65

Claims (6)

1.一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备，由精制蒸馏装置、聚合反应装置、两段脱挥装置和拉丝造粒装置串联组合而成，包括：主原料储槽(1)、共聚单体储槽(2)、溶剂储槽(3)、回收单体储槽(4)、预热器(5)、进料精制塔(6)、再沸器(7)、聚合反应槽(8)、回收精制塔(9)、添加剂配制槽(10)、在线搅拌器(11)、过滤装置(12)、模头(13)、加热器a(14)、加热器b(15)、脱挥槽a(16)、脱挥槽b(17)、冷凝器a(18)～冷凝器e(22)、贮罐a(23)、b(24)、泵a(25)～泵j(34)、控制阀a(35)～控制阀c(37)和高黏度齿轮泵a(38)～高黏度齿轮泵c(40)；

其中，主原料储槽(1)、共聚单体储槽(2)、溶剂储槽(3)和回收单体储槽(4)分别从位于各自底部的出料口通过泵a(25)、泵b(26)、泵c(27)和泵d(28)及输送管道连接至预热器(5)的进料口，预热器(5)的出料口通过输送管道连接至进料精制塔(6)底部的进料口，进料精制塔(6)进料口的下方安装有再沸器(7)，进料精制塔(6)顶部的1号出料口通过输送管道连接至冷凝器a(18)的1号进料口，进料精制塔(6)底部的2号出料口通过泵e(29)及输送管道连接至塔内中部的2号排放口，贮罐a(23)的1号出料口通过泵f(30)及输送管道连接至在进料精制塔(6)内部上方的1号排放口，在输送管道进入1号排放口之前安装有控制阀a(35)，聚合反应槽(8)的进料口通过输送管道和泵f(30)与控制阀a(35)之间的输送管道相连通，聚合反应槽(8)为单一聚合槽，内有搅拌设施，贮罐a(23)的2号出料口通过输送管道连接至冷凝器a(18)的2号进料口，贮罐a(23)的3号出料口是一安全泄阀，聚合反应槽(8)上部的1号出料口通过管道连接至冷凝器b(19)的进料口，冷凝器b(19)内夹套热媒，冷凝器a(18)的出料口和冷凝器b(19)的出料口都通过输送管道和连接冷凝器c(20)与冷凝器d(21)之间的2条输送管道中的1号输送管道相连通，连接在冷凝器b(19)出料口的输送管道上安装有控制阀b(36)，气体输送管道上安装有控制阀c(37)并且和冷凝器b(19)与控制阀b(36)之间的输送管道相连通，聚合反应槽(8)下部的2号出料口通过高黏度齿轮泵a(38)及输送管道连接至加热器a(14)的进料口，脱挥槽a(16)安装在加热器a(14)的下方并和加热器a(14)的出料口直接连接，脱挥槽a(16)上方的一号出料口通过输送管道连接至回收精制塔(9)的进料口，脱挥槽a(16)下方的二号出料口通过高黏度齿轮泵b(39)及输送管道连接至加热器b(15)的进料口，脱挥槽b(17)安装在加热器b(15)的下方并和加热器b(15)的出料口直接连接，脱挥槽b(17)上方的一号出料口通过输送管道连接至冷凝器e(22)的进料口，脱挥槽b(17)下方的二号出料口通过高黏度齿轮泵c(40)及输送管道连接至在线搅拌器(11)的进料口，添加剂配制槽(10)的出料口通过输送管道和连接脱挥槽b(17)出料口与在线搅拌器(11)进料口之间的输送管道相连通，在线搅拌器(11)的进料口通过输送管道连接至过滤装置(12)的进料口，过滤装置(12)的出料口通过输送管道连接至模头(13)，冷凝器e(22)的1号出料口通过输送管道连接至贮罐b(24)的进料口，冷凝器e(22)的2号出料口连接有泵h(32)和排放管道，贮罐b(24)的1号出料口通过输送管道和连接冷凝器c(20)与冷凝器d(21)之间的2条输送管道中的2号输送管道相连通，贮罐b(24)的2号出料口通过泵i(33)及输送管道连接至回收精制塔(9)内部上方的1号排放口，回收精制塔(9)顶部的1号出料口通过输送管道连接至冷凝器c(20)的进料口，回收精制塔(9)底部的2号出料口通过泵j(34)及输送管道连接至塔内中部的2号排放口，冷凝器d(21)的出料口连接有泵g(31)和排放管道，回收单体储槽(4)的另一个出料口通过输送管道和泵i(33)与回收精制塔(9)内部上方的1号排放口之间的输送管道相连通。

2.一种光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺，将单体、共聚物、稳定剂、分子量调节剂、引发剂、溶剂按①精制蒸馏、②聚合反应、③闪蒸脱挥和④拉丝造粒四步骤操作完成，全部反应都在如权利要求1所述的光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺所用设备内完成，其特征在于：

①精制蒸馏：从主原料储槽(1)、共聚单体储槽(2)、溶剂储槽(3)、回收单体储槽(4)中输送出的单体、共聚物、溶剂先经预热器(5)加热至60℃～120℃，然后送入进料精制塔(6)精制蒸馏，进料精制塔(6)内气压在4×10³Pa～4.7×10⁴Pa，除去内含的抑制剂和残留杂物；

②聚合反应：将经第①步精制蒸馏后的反应物并添加稳定剂、分子量调节剂、引发剂，共同输送入聚合反应槽(8)发生沸腾式聚合反应，聚合反应温度控制在130℃～160℃；

③闪蒸脱挥：脱挥采用两段脱挥，第一段脱挥装置包括：加热器a(14)、脱挥槽a(16)及回收精制塔(9)，第二段脱挥装置包括：加热器b(15)及脱挥槽b(17)，

将第②步反应聚合的生成物用高黏度齿轮泵a(38)输送至加热器a(14)加热至220℃～260℃，再输送至脱挥槽a(16)，脱挥槽a(16)内气压在4×10³Pa～4.7×10⁴Pa，未反应单体在脱挥槽a(16)的真空中蒸发并输送至回收精制塔(9)精制蒸馏，回收精制塔(9)塔顶温度在30℃～80℃，塔内气压在4×10³Pa～4.7×10⁴Pa，未反应单体在回收精制塔(9)内经真空蒸馏后输送至冷凝器c(20)和冷凝器d(21)冷凝，冷凝后输送至贮罐b(24)贮存，

经第一段脱挥精制的生成物用高黏度齿轮泵b(39)输送至加热器b(15)加热至220℃～260℃，再输送至脱挥槽b(17)，脱挥槽b(17)内气压低于1.3×10³Pa，未反应单体在脱挥槽b(17)的真空中蒸发并输送至冷凝器e(22)冷凝，冷凝后输送至贮罐b(24)贮存；

④拉丝造粒：将经第③步闪蒸脱挥精制的生成物用高黏度齿轮泵c(40)输送至在线搅拌器(11)，添加紫外线防止剂、润滑剂、离型剂并混合后输送至过滤装置(12)过滤，去除杂物，再经模头(13)挤出切粒，干燥包装。

3.如权利要求2所述的光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺，其特征在于：用于聚合反应的单体是甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐、丙烯酸乙酯和苯乙烯中的任意一种，共聚物的单体是丙烯酸甲酯、丙烯腈和马林酐中的任意一种。

4.如权利要求2或3所述的光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺，其特征在于：用于聚合反应的溶剂选用如下物质中的任意一种：甲苯、乙苯、二甲苯、丁酮、甲乙酮和叔丁醇，加入量为反应物总重量5％～30％。

5.如权利要求2或3所述的光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺，其特征在于：第③步拉丝造粒时，过滤装置(12)去除的杂物粒径大于80μm。

6.如权利要求4所述的光学级聚甲基丙烯酸甲酯连续式溶液聚合工艺，其特征在于：第③步拉丝造粒时，过滤装置(12)去除的杂物粒径大于80μm。