TW509618B - Apparatus comprising at least one shearing module and process for essentially salt-free coagulation of plastics dispersions or rubber dispersions using the apparatus - Google Patents

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發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明係關於具有至少一個剪切模組之裝置用於塑膠分 散液7本質上播鹽凝結之用途，及以此裝置進行之方法。 人〃午夕聚合物藉由在液態介質中將適當之單體同元或共聚 口而H例如’冑乳化，小型乳化或微懸浮聚合。在 此聚口物以一般爲固體之水性分散液之形式沉澱，聚合 物必須自其分離’除非意肩如此使用分散液。 、聚合物通常藉凝結自分散液分離。對此，已有廣泛種類 I不同已知万法。例如，分散液可藉由加入強電解質而凝 1吉1二此大多使用含多價陽離子之鹽完成，如Ca2+，Mg2+或 此方法之一個缺點爲相當大量之沉澱劑保留在產物 2而彳貝害重要之產物性質。在下游清洗具大量水之沉澱聚 =物因此為必要的，而且如此造成關於成本與環境之問 ^以電解質沉澱之另一個缺點爲，沉澱之產物經常製成 =塊’其包含未沉殿物質或過量之沉澱劑，或成爲難以藉 几降或過濾分離之非常細微分割物質。 聚合物分散液可藉由使其接受高剪切力而凝結亦已變成 f所周知的。在此’各聚合物分散液接受高剪切力直到聚 。物顆粒黏聚。如果聚合物之固體含量高於20%，則以此 方式凝結之聚合物變成漿狀或屑狀。 DE_A-196 54 169專利揭示一種凝結接枝橡膠分散液之方 ’ ’其中在足子-轉子配置中使用剪切沉澱發生凝結。定子 及在定子内轉動之轉子均具有凹槽，如同轉子轉動之結 果? γ 、’分散液自内部至外部-輻射狀地經其通過。分散液在此 接雙之剪切力強到足以使其凝結。 #*«- « --------------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

509618 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ) DE_A-29 17 321專利揭示一種自水性乳液分離具有高於 100 C之軟化點之聚合物之方法，其中水性乳液藉由剪切 及/或加熱至高於聚合物軟化範圍之溫度而在擠製器中凝 結’然後凝結物質熔化且在壓力下趁熱自擠製器排放。然 後在後續步驟中分離水。此方法非常消耗能量且沉澱需要 相對轉動非交錯雙螺絲擠壓器。此外，使用乙酸銨作爲輔 助劑以加速凝結，而且其因環境原因而爲不希望的。 一 US-A-3,821，348專利敘述一種方法，其中使用Waring混 合器作爲剪切裝置凝結具有高丙烯腈含量與非常低彈性丁 一烯-丙烯腈橡膠含量之丙烯腈-共聚物分散液或丙烯腈_接 枝聚合物分散液以產生漿料，然後經細模擠壓以產生薄長 片且送入熱水中。產物然後清洗，乾燥及最後在壓縮模组 中在150°C形成長片。 、' 關於此先行技藝，本發明之目的爲提供一種凝結塑膠分 散敗或橡膠分散液之裝置與方法，使此型分散液之節省成 本之凝結變爲可能的而且不必加入化學凝結劑。 a已發現此目的藉由使用具有至少一個剪切模組之裝置而 完成，其具有一個定子及一個配置於定子内之轉子，其中 疋子與轉子彼此面對之表面各爲+滑的，或至少轉子呈 形成在其表面上且由此面對定子之方向之結構，而且 與轉子間有具預定間隙寬度之間隙。 爲了本發明之目的，"間隙”對定子與轉子間之任 =間爲非常通用及包括性名詞。預定間隙寬度因此亦可: 括通行深度，其定義爲（螺絲外徑減螺根直徑）/2。 匕 4 . , I --------tr---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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A7 -----—--gL ____ 五、發明說明（4 ) 可有利地選擇平滑定子轉子系統，即，具平滑表面之定子 -轉子系統，或至少轉子表面具有齒輪結構者。 疋子與轉子上之齒列爲大约規則狀。其在轉子上亦可具 有大约星形配置。螺旋g己置之齒亦爲可能的，㊣是定子對 其可無互補之形狀。 在依照本發明使用之裝眞之剪切模組之上游及/或下游可 有具—或更多個通路之輸送螺絲，其較佳爲配置在剪切模 组之相同軸上。如果使用輸送螺絲則可自然地發生被凝結 分散液在裝置中之進料及運輸及凝結分散液之排放。 #視被凝結分散液及所需之產物品質而定，間隙寬度在相 當廣泛之範圍内改變。約G G5i毫米之間隙寬度產生良 好之結果，而且即使間隙寬度在下限區域，亦未發現阻塞 裝置之可能性。對具結構表面之定子_轉子配置可提及之典 型間隙空隙爲〇.〇5至20毫米，而對具平滑表面之定子_轉子 組合’其在約〇·3至1 〇毫米之範圍内。 在較佳 < 用途中，剪切模組爲螺絲模组，此螺絲形成轉 子。在此特佳爲螺根直徑沿輸送方向增加之螺絲。此必要 性生成預足間隙寬度之減小，即，在此情形爲通行寬度， 其中轉子爲螺絲。此螺絲模组稱爲具有漸增根部之螺絲。 螺絲模組形式之剪切模組簡化依照本發明使用之装置之 構造，因爲螺絲可同時作爲輸送及作爲剪切模組。已發現 此配置亦可大爲降低其用以運輸被凝結塑膠分散液或橡膠 为散液（在適合之處爲邵份凝結-狀態）通過剪切裝慕之驅動 力0 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明說明（5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明亦提供一種使用以上詳述之裝置以本質上無鹽凝 結塑膠分散液或橡膠分散液之方法。在此方法中，分散液 通過定子與轉子間之間隙且因轉子之轉動而沉澱及接受預 定之剪切速率與剪切變形。 此型男切沉殿亦可省卻強電解質之加成，如凝結劑。此 方法亦可連續地進行。6 如果剪切間隙爲平滑的，沉澱品質之決定參數各爲剪切 速率及剪切變形。 在較佳具體實施例中，剪切速率爲約1〇〇至1〇〇 〇〇〇秒-i 及剪切變形爲約1至100 000。 轉子可以約50至1〇,〇〇〇 rpm，較佳爲約2〇〇至8〇〇〇 rpmi 轉速轉動。對於其表面具有齒輪結構之定子_轉子组合，亦 已證明至多8000 rpm之轉速爲可行的。 此新穎之方法可用於，例如，凝結由以下組成之塑膠分 散液而且較佳爲橡膠分散液，例如： 基於取終分散液之總重量爲6 〇至〗〇〇重量份之至少一種可 藉聚合加入之單體（主要單體）， 〇至35重量份，較佳爲〇至2〇重量份之至少一種官能基單 體（共單體），及 〇至5重量，較佳爲〇至3重量份之“，々_未飽和單或二羧 酸。 主要單體較佳爲選自包括： -^，其較佳爲由具有3至6個碳原子之-單乙烯未飽 和單或二羧酸，例如，丙婦酸，曱基丙烯酸，順丁晞二 ---------——------訂--------·線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -8 -

A7B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 酸，反丁烯二酸或伊康酸，及通常爲C1-C12烷醇，較佳爲 K8烷醇，特別*Cl-c4燒醇製造。 -此型之特定酯爲丙烯酸甲酯，乙酯，正丁酯，異丁酯， 第二丁酯與2 -乙基己酯，及對應之甲基丙烯酸酯； •乙烯基芳族化合物，如苯乙稀，“-甲基苯乙烯，從_氣 苯乙晞與乙烯基甲苯； -CpCu單或二羧酸之乙烯酯，例如，乙酸乙烯酯，丙酸 乙晞g曰，正丁酸乙烯酯，月桂酸乙烯酯及硬脂酸乙烯酯； -丁二稀 〇 特佳之主要單體爲曱基丙晞酸甲酯，丙烯酸甲酯，甲基 =烯酸正丁酯，甲基丙晞酸第三丁酯，丙晞酸乙酯，丙烯 酸正丁酯，丙烯酸2-乙基己酯，苯乙烯與乙酸乙烯酯。 特佳之適合單體爲·· -線形1 -烯烴，分支鏈1 ·烯烴與環形烯烴，例如，乙烯， 丙烯，丁烯，異丁烯，戊晞，環戊晞，己烯，環己烯，辛 晞，2,4,4-三甲基戊烯，如果需要，混合2,4,4_三甲 基-2-戊烯，C8_Cig烯烴，^十二碳烯，Ci2_Cm烯烴， 十八碳烯，i-二十碳烯（Cm)，Ο：2。·。4缔烴；以及金屬錯 合物催化製備且具有末端雙鍵之寡聚烯烴，例如，寡聚丙 晞，寡聚己烯與寡聚十八碳烯；以陽離子性聚合製備之聚 烯烴，其具有高比例之晞烴，例如，聚異丁烯。然而， 較佳爲無乙烯且無線形1 -烯烴加入聚合物中。 -丙晞腈，甲基丙晞腈。 -在烷基基團具有1至4〇個碳原子之乙烯與缔丙基烷醚， -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^-----I----^* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509618 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（） 其中燒基基團亦可具有其他之取代基，如輕基，胺基或二 燒基胺基，或者其可具有一或更多個烷氧基，例如，甲基 乙烯基醚’乙基乙烯基醚，丙基乙烯基醚，異丁基乙烯基 醚，2 -乙基己基乙晞基醚，乙烯基環己基醚，乙晞基4-經 基丁基醚，癸基乙烯基醚，十二基乙烯基醚，十八基乙晞 基醚’ 2-(二乙基胺基）乙基乙烯基醚，2-(二正丁基胺基） 乙基乙烯基醚，甲基二甘醇乙烯基醚，及對應之烯丙基 醚，及其混合物。 -丙烯醯胺與經烷基取代丙烯醯胺，例如，丙烯醯胺，甲 基丙烯醯胺，N_第三丁基丙烯醯胺，N_甲基（甲基）丙烯醯 胺。 -含硯單體，例如，烯丙基磺酸，甲基烯丙基磺酸，苯乙 烯磺酸酯，乙晞基磺酸，烯丙氧基苯磺酸，2 _丙烯醯胺基_ 2-甲基丙烷磺酸，及其適合之鹼金屬鹽或銨鹽，其混合 物，及丙烯酸硫丙酯，甲基丙烯酸硫丙酯。 -Cs-C6單或二羧酸（參見以上），特別是丙烯酸，甲基丙 烯酸或順丁烯二酸之Cl_C4_·基烷酯，或其以2至5〇莫耳 之％氧乙烷，環氧丙烷，環氧丁烷，或其混合物烷氧化之 衍生物，或CrCu醇與上述酸之酯，其以2至5〇莫耳之環 氧乙烷，環氧丙烷，環氧丁烷，或其混合物烷氧化，例 如，（甲基）丙烯酸羥基乙酯，（甲基）丙埽酸羥基丙酯， 1，4-丁二醇單丙烯酸酯，乙基二甘醇丙晞酸酯，甲基多甘 醇丙晞酸酯（U E0)，Ch/C"氧醇之（甲基）丙晞酸酯，其 以3，5，7，10或30莫耳之環氧乙烷反應，或其混合物。 I-------I--I i 1111--^ —-------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10-

509618 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） -乙烯基磷酸，乙烯基磷酸二甲酯及其他含嶙單體。 -(甲基）丙烯酸酯烷基胺基烷酯，烷基胺基烷基（甲基）丙 烯醯胺或其四級化產物，例如，（甲基）丙烯酸2 - ( N，N -二 甲基胺基）乙酯，（甲基）丙烯酸3-(N，N -二甲基胺基）丙 酯，（甲基）丙烯酸2-(N，N，N-三甲基胺基）乙酯氯鹽，2·二 甲基胺基乙基（曱基）丙烯,舞胺，3 -二甲基胺基丙基（甲基） 丙烯醯胺，3-三甲銨丙基（甲基）丙烯醯胺氣鹽。 -C i - C 3 〇單羧酸之烯丙酯。 -N -乙烯基化合物，如N -乙烯基甲醯胺，N -乙烯基-N -甲 基甲醯胺，N -乙埽基吡咯啶酮，N -乙烯基咪唑，1-乙烯基 -2 -甲基咪唑，1-乙烯基-2 -甲基咪唑啉，N -乙晞基己内醯 胺，乙烯基咔唑，2 -乙烯基吡啶，4 -乙烯基吡啶。 • 一貌基二甲基按氣鹽’氯亞乙婦，氣乙稀，丙缔酸，甲 基丙烯'酸。 -含1，3-二酮基之單體，例如，（甲基）丙烯酸乙醯乙醯氧 基乙酯與二丙酮丙烯醯胺，含脲基之單體，例如，（甲基） 丙烯酸脲基二乙酯，丙烯醯胺基羥乙酸，甲基丙烯醯胺基 羥乙酸曱酯。 -含矽烷基之單體，例如，甲基丙烯酸三甲氧基矽烷基丙 酉I c -含甘油基之單體，例如，甲基丙烯酸甘油酯。 除了正常乳液，適合用於此新穎凝結方法之分散液特別 爲藉由將彈性體與作爲接枝殼之單體接枝，而在接枝聚合 之最後階段在水性乳液中製備之接枝橡膠分散液。 -11 - ^紙張尺i適用中國國家標準（CNS)A4規袼（21(^297公釐） ' I— I I I --------^------I--^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、發明說明（ 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 、爲了本發明之目的，接枝橡膠特別爲其中形成硬熱塑物 =單體，例如，特別是苯乙烯，呙烯腈及/或甲基丙烯酸甲 酉曰，作爲接枝殼在由軟橡膠製造之顆粒核上接枝之接枝聚 合物。其藉由在橡膠顆粒之存在下聚合或共聚合作爲接枝 殼之單體而完成。適合之軟橡膠爲具有低於-1{rc，較佳 爲低於-3〇°c之玻璃轉移瀑度之彈性聚合物及/或共聚物。 特別適合之聚合物爲彈性丨，％二烯同元及共聚物，如丁二 烯，異戊二烯或氣丁二烯之同元與共聚物，較佳爲丁二晞 橡膠，及具有上述低玻璃轉移溫度之彈性丙烯酸酯同元及/ 或共聚物。作爲依照本發明凝結之接枝橡膠之較佳聚合物 爲彈性丙烯酸酯聚合物與i，3 _二烯同元及共聚物，例如， 丙烯酸C4 - C8 -烷酯之同元及共聚物，特別是丙晞酸正丁醋 及/或丙晞酸2 -乙基己酯。作爲丙烯酸貌酯之較佳共單體之 實例爲具有至少兩種非共軛C = C雙鍵之交聯單體，例如， 順丁烯二酸二烯丙酯，酞酸二烯丙酯，二醇之二丙烯酸酯 與二甲基丙烯酸酯，如1，4 -丁二醇或1，6 -己二醇等，及甲 基丙晞酸晞丙酯與丙烯酸二經基二環戊二晞酯，其在彈性 體製備中特別以單體總量之0.5至1 0重量。/〇之量使用，及極 性單體，如丙烯酸，甲基丙烯酸，順丁烯二酸酐，丙烯醯 胺，甲基丙晞醯胺，N -羥甲基丙婦醯胺與甲基丙烯醯胺， 及其烷醚。彈性體在接枝橡膠中之比例通常爲3 0至8 5重量 %。可無困難地使用此新穎方法凝結其中彈性體比例基於 總固體含量超過3 0重量％之接枝橡膠。

在接枝殼上聚合之適合單體特別爲形成具有高於+ 50 °C -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------费--------tr---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 —-----B7 _ 五、發明說明（1〇 ) 之破璃轉移溫度之硬聚合物或共聚物之單體與混合物。單 體之型式在此視在摻合接枝橡膠後形成聚合物基質之熱塑 物形式而定，而且如此接枝殼應具有一些程度之相容性或 親和力’以得到接枝橡膠在基質中之良好二相分布。特別 適合及有用之單體爲具有8至12個碳原子者，例如，苯乙 埽，甲基苯乙晞，及戎苯環上具有一或更多個烷基取代 基之苯乙烯與α -甲基苯乙烯，特別是甲基取代基。其可爲 製備接枝殼之單獨單體，或可混合其他單體使用，如甲基 丙烯酸甲酯，甲基丙烯腈或較佳爲丙烯腈，在此情形，甲 基丙烯腈單體單位及/丙烯腈單體單位在接枝殼中之比例爲 接枝殼之0至4 5重量％，較佳爲1 〇至4 〇重量％。較佳爲苯 乙晞與基於單體總量爲1 〇至4 〇重量％之丙烯腈之混合物。 製備接枝殼可提及之其他較佳之單體爲甲基丙烯酸酯與丙 烯酸酯，較佳爲甲基丙晞酸甲酯，其亦可在製備接枝殼作 爲單獨單體或作爲定量上主要單體。製備接枝殼之其他適 合共單體爲順丁烯二肝，順丁晞二感亞胺，Ν -苯基順丁缔 二醯亞胺，丙烯酸與甲基丙烯酸。 適合應用剪切沉澱之此型分散液之製備實例敘述於，例 如，DE-C-2 60 135，DE-A-3 22 75 55，DE-A-3 14 93 57， DE_A-3 14 93 58與DE_A-3 41 41 18專利，其在此明確地併 入作爲參考。然而，其自然爲實例。依照本發明之剪切沉 殿之應用並不限於在此所述分散液之實例。 現在使用圖式中所示之具體實施例對此新穎裝置，及使 用實驗例對此新穎方法更詳細地説明。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509618 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1顯示具有剪切模組之新穎裝置之圖。 圖2a-f顯示各種形式之轉子，其圖示由平滑轉子至其 面具有齒列結構之轉子之轉變。 “ 圖3顯不具有轉子-定子纟且人「並矣品ϋ 士 丁、、且口（其表面具有齒列結構）之剪 切模組之部份切面圖。 圖4爲具有齒之螺旋配置之轉子之圖。 圖5爲用於實例〗至4之新穎裝置版本之圖。 圖6爲用於實例5至9之另一個新穎裝置版本之圖。 圖7爲用於實例18之另一個新穎裝置版本之圖。 圖8爲依照本發明使用之裝置之另—個較佳具體實施例 之圖，其以具有漸增根部之螺絲作爲轉子。 圖1爲依照本發明用於塑膠分散液之本質上無鹽凝結之裝 置（基本構造圖。一個得自實例2 0，具有比此更簡化之基 本構造之裝置版本亦參考以下圖8而敘述。 圖1之裝置由整體以1表示之進料區（其意圖用於被凝結分 散液且具有輸送模組，其爲螺絲模组2)，具有整體以^表 示之剪切模組之實際剪切區，及整體以5表示之計量區（其 同樣地具有螺絲模組6 )組成。各進料區i與計量區5爲選用 的且因此亦可不存在。剪切模組3具有固定之圓筒形定子7 及亦爲圓筒形且在定子7内轉動之轉子9。在圖1之圖中， 定子7與轉子9均具有平滑表面。在定子7與轉子9之間有間 隙11，其具有界定及預定間隙寬度。 被凝結分散液徑向地進料至此新颖裝置中，其經進料線 路12至進料區1中且由此軸向地至剪切模組3中，或直接進 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I --------訂---------線· ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 B7 發明說明（ 料線路12,（在此以斷 如果在被幻入分散Γ不）至間隙11中。 至少-個螺絲模组2 有進料區卜則前者較佳爲藉 軸向地輸送。如果有計 、轉子間形成之間隙11 至少—個螺絲模组6發生向下游之輸送較佳爲亦藉 =分散液經線路12’直接加入間隙⑴ :節並未示於圖”或藉靜壓力之助而輸： 〇果舄要，在進料區〗， _^ 或在計IF 女 在男切模組形成之剪切區3，及/ 二£ 5可有測量壓力及/或溫度之處。 之轉之内’轉子9安裝在圖1未顯示進-步細節 其發生：社 轉子9之轉動使分散液接受高至足以使 : 切力。在圖1之裝置中，間隙寬度爲固定 於、、，、’在男切模組3之内亦可改變，而且其藉轉子9沿 則运万之直徑之_或多種減小或增加而發生。 、圖2a至2f各顯示轉子9，其具有由光滑表面（圖改變 成具不同高度齒列之表面結構（圖2c-2f)之表面結構。在 此，轉子9上之表面結構爲園繞圖3所示裝置之轉動軸^之 星形配置之徑向齒列13。屬於圖2〇至2£中各轉子9之定子 7。同樣地具有齒輪形式且由具有徑向地圍繞轉子軸（未示）之 圓形配置之齒列13組成，如此產生與轉子9互補之定子7之 具體實施例。 其圖示於圖3中，其中各轉子9與定子7具有齒列13之形 式之表面結構〇 ' 圖4顯示轉子9之另一個具體實施例，其爲螺旋配置形式 -15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐 ----------———iri-------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 509618 A7 _ B7 心 13 五、發明說明（） 之齒之表面結構。然而，定子7在此始終具有光滑表面。 在此對於轉子9及在適合之處對於定子7所述及附圖2與4所 示之表面結構可有許多其他可能之具體實施例。例如，轉 子9之表面本質上可爲平滑的但是具有柱形式之結構，或 圖2所示之齒列可爲對角配置。個別之齒亦可具有對角形 狀及，例如，鑽石形而非規則形。在各情形，屬於此配置 之定子7與轉子互補或爲光滑的。在此所述之表面結構僅 爲例示。 以下之實例使用依從此一般説明之裝置進行。因此，在 以下’細節僅爲裝置結構之修改及在適合之處爲定子-沉澱 組合7，9之具體實施例之修改。 實例1至4 接枝橡膠之措 a) 由聚丁烯製備基料 在水性乳液中聚合丁二烯，如DE-A-3 1 49 046專利第1 5 頁第5至3 4行所指定，其在此明確地併乳作爲參考。生成 之聚丁晞乳膠具有約4 0重量％之固體含量及約80 nm之平 均粒度d5。。 b) 黏聚聚丁晞基料及以苯乙晞-丙晞腈接枝 起不刀將50公斤之a)所製備之聚丁烯乳膠裝載在具有攪拌 器及測量溫度處之反應器。加熱至約7 5 t之後，加入1公 斤之由約9 6重量％之丙烯酸乙酯與約4重量〇/〇之曱基丙烯醯 胺製造之黏聚乳膠（其具有約丨〇重量％之固體含量）。如此 產生部份黏聚之聚丁烯乳膠，其具有雙型粒度分布及22〇 -16 - 本紙張尺度細家標準（CNS)A4麟（21G X 297公釐> -------------------訂---------線_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) : A7

509618 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 一一_ B7 15 ' —- 五、發明說明（） 之後’直接排放凝結之分散液而未使用計量區。各剪切模 組103，103’之長度爲約90毫米，而且在剪切模組1〇3， 103’之情形，定子107之直徑均爲約3〇亳米。其他之方法 參數示於表1。 表1 實驗號碼 間隙寬度 轉速 輸出 註 1 1毫米 2400 rpm 22公斤/小時 凝結 2 0.5毫米 2431 rpm 11公斤/小時 凝結 3 1毫米 1173 rpm 27公斤/小時 凝結 4 1毫米 911 rpm 92公斤/小時 未凝結 實例5至9 : 在以下所述之實例5至9中，製備階段“與!^之方法再度 如以上實例1至4所述，而且以此新穎方法凝結生成之分散 液。在此使用之裝置示於圖6。用以表示可與圖1比擬之特 點之數字比圖1大200。 此裝置具有長度約180毫米之進料區201，而且此區域具 有螺絲模組202以輸送被凝結分散液及經線路2 12進料。如 此將分散液輸送至平滑定子207與平滑轉子209組成之剪切 模组203中，其形成間隙寬度約〇·5毫米或1毫米之間隙 211。剪切模組203之長度爲约90毫米且定子207之内徑爲 約30毫米。通過剪切模組203之後，直接排於凝結之分散 液而未使用計量區。表2顯示凝結之結果，其各以轉子209 -18 - 本紙張尺度適用中國國家襟準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）" : --------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、發明說明（ 16 之轉速敘述

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張、 ill 1 〇 至 1 3 ： 如以上實例1至4之a)與b)所述而製備之分散液在對應圖 1圖示之裝置中凝結。進料區1之長度在此爲約9〇毫米，而 且其具有輸送螺絲模組2。連接其爲由平滑定子7與同樣平 滑轉子9組成之剪切模組3。剪切模組3中之間隙1 1之間隙 寬度爲1毫米。連接剪切模組3爲計量區5，其同樣具有輸 送螺絲模組6。分散液直接送入剪切模組3之間隙1 j且藉由 曝露於來自以表3所示轉速轉動之轉子9之剪切力而凝結。 剪切模組3之長度爲約9 0毫米且定子7之内徑爲約3 〇毫 米。結果示於表3。 19- 尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297公釐） -------------着--------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509618 A7B7 17 五、發明說明（） 表3 實驗號碼 間隙寬度 轉速 輸出 註 10 1毫米 3660 rpm 20公斤/小時 凝結 11 1毫米 2430 rpm 31公斤/小時 凝結 12 1毫米 2420 rpm 42公斤/小時 凝結 13 1毫米 3500 rpm 79公斤/小時 凝結 實例1 4至1 7 : 具彈性聚丙烯酸酯作爲接枝基料之接枯後膝分11之n 與凝結 a ) 160份之由9 8 %之丙烯酸丁酯與2 %之丙烯酸二幾基二環 戊二烯酯製造之混合物在1500份之水中攪拌加熱至6(rc， 加入5份之cl2-cl8鏈燒烴磺酸之鈉鹽，3份之過氧硫酸氯 鉀，3份之破酸氫鈉，與1.5份之磷酸氫鈉。在聚合反應開 始後1 5分鐘，在3小時之期間内加入又840份之單體混合 物。單體加成結束後，乳液在6 0 °C保持又1小時。生成彈 性體之玻璃轉移溫度爲_4 2°C。 2100份之乳液混合1150份之水與2.7份之過氧硫酸氫鉀， 並且攪拌加熱至6 5 °C。一但已達到此溫度，在3小時之期 間内計量560份之由7 5 %之苯乙烯與2 5 %之丙烯腈製造之 混合物。在加成結束後，混合物在約6 5 °C保持再約2小 時。由75 %之苯乙烯與25 %之丙晞腈製造之共聚物之玻璃 轉移溫度爲111 °C。 生成分散液在亦用於實例5至7且參考圖6所述之裝置中 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .t------- 丨訂----------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 509618 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 18 五、發明說明（） 凝結。實驗數據及轉子209之各轉速示於表4。 表4 實驗號碼 間隙寬度 轉速 輸出 註 14 0.5亳米 1180 rpm 21公斤/小時 凝結 15 0.5毫米 2420 rpm 18公斤/小時 凝結 16 0.5亳米 3660 rpm 20公斤/小時 凝結 17 0.5毫米 980 rpm 110公斤/小時 未完全凝結 實例1 8 : 羞聚丁二烯作爲接枝某料之另一種接枝橡膠分散液之製f 60份之丁二烯在〇·6份之第三-十二基硫醇，0.7份之c14-烷基磺酸鈉作爲乳化劑，0.2份之過氧硫酸氫鉀與0.2份之 碳酸氫鈉於80份之水之溶液中，在65 °C聚合至98 %之單體 轉化率。生成乳膠中之聚丁二烯具有1〇〇 nm之平均粒度， 因此藉由加入2 5份之由9 6 %之丙烯酸乙酯與4 %之甲基丙 晞醯胺製造之共聚物之1 〇 %強度乳液而黏聚，此時平均粒 度變爲350亳米。聚丁二烯之玻璃轉移溫度爲·85°(：。 在產物加入40份之水，0.4份之cl 4-燒基橫酸鈉及0.2份 之過氧硫酸氫卸。 在4小時之期間内逐漸加入4 0份之7 0 %之苯乙烯與3 0 % 之丙烯腈，而且混合物攪拌保持在7 5 °C。單體轉化率實際 上爲定量的。由7 0 %之苯乙烯與3 0 %之丙烯腈製造之共聚 物之玻璃轉移溫度爲約+ 105°C。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------- - - ---------------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產I員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（ 生成分散液在圖7所示之裝置中藉此新穎方法凝結。在此 使用t裝置tf於圖6。用以表示可與圖1比擬之圖7中裝置 之特點之數字比圖1大300。 進料區310由單通路輸送模組3〇2組成。連接進料區Μ。 爲剪切模組303。然而，其並非由平滑定子3〇7與轉子3〇9 组成，而是具有定子_轉子組合3〇7，3〇9，其中定子爲 齒輪且由徑向地圍繞轉子軸之圓形配置之齒列組成，無進 一步之細節。轉子309由與定子3〇7上之齒輪互補之徑向齒 列313組成，並且具有圍繞裝置轉動軸之星形配置。定子 307與轉子309在此交錯以形成圖7未明確顯示之間隙3丨i， 其具有〇·5毫米之間隙寬度。 連接剪切模組303爲雙通路輸送螺絲形式之計量區3〇5。 在此，如同此新穎裝置之上述具體實施例，如果需要， 在進料區301，在剪切模組303及/或計量區3〇5可有如水之 落劑及/或添加物用之進料線路317，317,，317，，。爲了清 楚之原因，進料線路317,，317”未包括在圖7。 轉子309之轉速設爲約8〇〇〇 rpm。在完成24〇公斤/小時之 輸出時，得到所述分散液之凝結，且無裝置運轉問題。在 實驗結束之後，在產物中不再偵檢到殘餘分散液。其證實 完全沉澱。

Ai歹"9 由具有表乙晞/丙晞酸正丁酿=50/50，固體含量 = 39·1%，粒度d5〇=l82 nm之聚丙—缔酸正丁醋_共_苯乙烯） 製造之分散液在實例10至13所述之裝置中沉澱。 -22- ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509618 A7 B7 20 五、發明說明（ Λ c 實驗號碼 間隙寬度 轉速 註 18 1毫米___ 4400 rpm—_____ 凝結 實例2 0至2 4 ： 實例1 4至1 7提及之具彈t性聚丙烯酸酯作爲接枝基料之接 枝-橡膠分散液亦使用圖8圖示及以下所述之修改裝置為 結。 以下所示之細節因此本質上改變裝置中之構造。用以表 示可與圖1比擬之圖8中裝置之特點之數字比圖1大40〇。 圖1之新穎裝置與圖8之修改之間應提及之重大差異爲， 特定塑膠分散液或橡膠分散液之沉澱及其通過剪切裝置泛 輸送在由固定之圓柱形定子407與螺絲形式之轉子409組成 之剪切模組403中一起且同時發生，在此螺根直徑沿輸适 方向漸增，且就此具體實施例有關爲93 ·5- 1〇5毫米。棒或 十字件（即，螺絲之未歪斜部份）之直徑爲109.5毫米，及虫| 絲具有110亳米之長度。在定子4〇7與轉子4〇9之間形成泛 間隙411，其具有預定界定之間隙寬度，因此在此作業你 中由螺絲之通路深度決定。由於螺根之直徑沿輸送方向濟 増，顯示具有漸增根部之螺絲之此種配置之預 及各通路深度必然沿輸送方向減小。 ，^ 在此作業+ ’㈣結分錢藉料料 男切模组彻中。如同前作業m，分散液經外部 (圖8中無其進-步之細節)或藉靜壓力之助加入。： -----------------------------^ Aw (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 -23- 509618 A7 B7_ 21 五、發明說明（） 要，在剪切模組403形成之剪切區中可有測量壓力及/或溫 度之處。其在圖8中各對壓力測量處以P及對溫度測量處以 T表示。剪切裝置之直徑爲110毫米。 爲了防止作爲轉子409之螺絲上之沉積物，亦可在一或更 多處較佳爲自動地清洗，以在界定間隔對螺絲提供短期水 洗，而有效地防止沉積物,之形成。爲了清楚之原因，提及 之清洗處並未包括在圖8之圖式中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 表6 實驗號碼 轉速 輸出 註 20 1700 rpm 600公斤/小時 完全凝結 21 1700 rpm 1000公斤/小時 完全凝結 22 1700 rpm 1100公斤/小時 完全凝結 23 1700 rpm 500公斤/小時 完全凝結 24 1700 rpm 800公斤/小時 完全凝結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. f /年夕月A 第〇88120988號專利申請案 益 中文申請專利範圍修正本(9!年7月） 六、申請專利範圍 1· 一種具有至少一個剪切模組（3 ; 103，103, ； 203 ; 303 ; 403)之裝置，此模組具有一個定子（7 ; ι〇7 ; 2〇7 ; 307 ; 407)與一個配置於定子（7 ; 107 ; 207 ; 307 ; 407) 内之轉子（9 ; 109，109’ ； 209 ; 309 ; 409)，其中在定 子（7; 107; 207; 307; 407)上彼此面對之表面以及在 轉子（9 ; 109，109, ； 209 ; 309 ; 409)上彼此面對之表 面皆為平滑的，或至少轉子呈現形成在其表面上且由此 面對定子（7 ; 107 ; 207 ; 307 ; 407)之方向之結構，及 走子（7，107，207 ; 307 ; 407)與轉子（9 ; 1〇9 , l〇9f ; 209 ; 309 ; 409)之間有具預定間隙寬度之間隙（u ; 1 1 1 ; 1 1 1 * ; 2 1 1 ; 3 1 1 ; 4 1 1) 〇 2·根據申請專利範圍第i項之裝置，其中轉子（9 ; 1〇9， 109»; 209; 309; 409)之直徑沿輸送方向減小或漸增。 3·根據申請專利範圍第丨項之裝置，其中預定間隙寬度沿輸 送方向減小。 4·根據申請專利範圍第！項之裝置，其中轉子（9 ; 1〇9 , 109|，209;309)具有齒輪結構，其中齒列（13;313)具 有徑向地圍繞轉子（9;1〇9，109，；2〇9;3〇9)之圓形配 置。 5. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中轉子（9 ; ι〇9， 109· ·，209 ; 309)上之齒大約為直角狀。 6. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中轉子（9 ; 1〇9, 209; 309)上之齒列（13;313)具有大約星形配 置。 509618 A BCD 六、申請專利範圍 7.根據申请專利範圍第4項之裝置，其中有螺旋配置之齒。 8·根據申請專利範圍第1或2項之裝置，其中剪切模組（3 ; 103，103’； 203; 303)之上游及/或下游有具一或更多個 通路之輸送螺絲。 9·根據申請專利範圍第1或2項之裝置，其中間隙寬度為 0.05至20毫米。 10·根據申請專利範圍第1或2項之裝置，其中剪切模組（403 ) 為螺絲模组，其螺絲形成轉子（4〇9)。 11· 一種使用根據申請專利範圍第丨項所敘述之裝置以供本質 上操鹽凝結塑膠分散液或橡膠分散液之方法，其中分散 液通過定子（7 ; 1〇7 ; 207 ; 307 ; 407)與轉子（9 ; 109 , 109f ; 209 ; 309 ; 409)間之間隙（1 1 ; in , 11Γ ; 211 ; 311 ; 411)，且因轉子（9 ; 109，109· ; 209 ; 309; 409)以預定剪切速率及剪切變形之轉動而沉澱。 12·根據申請專利範圍第1 1項之方法，其中剪切速率為約 100至100,000秒-1及剪切變形為約i至1〇〇,〇〇〇。 13·根據申請專利範圍第11項之方法，其中轉子（9 ; 1Q9， 109’； 209; 309; 409)以約 50 至 l〇,〇〇〇rpm，較佳為约 200至80000 rpm之轉速轉動。 14·根據申請專利範園第丨丨項之方法，其用於凝結聚合物分 散液。 15·根據申請專利範圍第項之方法，其用於凝結橡膠分散液。 16·根據申請專利範圍第項之方法，其用於凝結接枝·橡膠 分散液® -2- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)