專利名稱：聚合物樹脂制備裝置、聚合容器和聚合物樹脂制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備聚合物樹脂的裝置和方法。優(yōu)選地，本發(fā)明涉及一種用于制備高度透明樹脂比如作為共聚物樹脂的苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(SAN)和甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂(MQ的制備裝置和制備方法。
背景技術(shù)：
通常地，苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(下面有時候被描述為〃 SAN")已經(jīng)以工業(yè)規(guī)模制備。出于改善生產(chǎn)率等的原因，這種SAN以連續(xù)方式制備。另一方面，SAN通過作為原料的苯乙烯和丙烯腈的共聚反應(yīng)而制備，并且這種共聚反應(yīng)是放熱反應(yīng)。因此，為了以穩(wěn)定方式連續(xù)地制備SAN，必須移除聚合熱。因此，作為用于制備這種SAN的裝置，提出了一種在聚合容器內(nèi)部包括空間區(qū)域(spatial area)的裝置， 由此通過將聚合溶液的一部分蒸發(fā)到該空間區(qū)域中來移除聚合熱。順帶地，這種SAN具有優(yōu)異透明性的特性。然而，如果SAN的組成，即，在SAN中的苯乙烯和丙烯腈組分的重量比不同，則這種透明性由于SAN變濁而降低。因此，為了獲得優(yōu)異透明性的SAN，有必要使在聚合容器內(nèi)部的聚合溶液的組成和溫度均一化。然而，在如上所述在聚合容器內(nèi)部包括空間區(qū)域由此將熱以潛熱形式移除的制備裝置中，蒸發(fā)出的單體、溶劑等的組成以及它們在聚合溶液中的組成彼此不同。如果這種蒸氣被冷凝并且進(jìn)料回到聚合容器內(nèi)，產(chǎn)生了這些組分在聚合溶液中的組成不同的部分。此外，操作因素，比如壓力、溫度和液面在這個裝置中彼此干擾，因此不斷地變化。因此，停留時間和聚合比率變化，由此使得難于保持停留時間和聚合比率恒定。結(jié)果，通過共聚反應(yīng)制備的SAN的組成變得不均勻，由此損害了 SAN的透明性。因此，常規(guī)地提出了一種制備裝置，其包括冷卻器，由此聚合熱通過冷卻器移除。日本專利公布47-610公開了一種制備裝置，其在聚合容器內(nèi)部包括冷卻裝置，由此聚合熱通過該冷卻裝置移除。這種制備裝置的特征在于無需在聚合容器內(nèi)部提供空間區(qū)域。因此，能夠通過保持恒定的原料進(jìn)料比而使聚合容器內(nèi)的聚合溶液的停留時間恒定。此外，該制備裝置的優(yōu)點在于不需要考慮由蒸氣組分的冷凝引起的組成變化。日本專利公布55-35912公開了一種在外部附著的熱移除裝置(冷卻器)，其能夠刮擦管的內(nèi)壁。溫度比聚合溫度低5°C以上但不超過40°C的冷卻介質(zhì)流過這種熱移除裝置 (冷卻器)的外殼。通過使用泵將聚合溶液從聚合容器中取出并且將該溶液引入到在這種熱移除裝置內(nèi)部的管內(nèi)，使得在聚合溶液和冷卻介質(zhì)之間發(fā)生熱交換，由此冷卻聚合溶液。 之后，將聚合溶液再次進(jìn)料回到聚合容器中以移除在聚合容器內(nèi)部的聚合熱。日本專利公布48-296 公開了一種包括聚合容器的制備裝置，所述聚合容器在其下部具有由渦輪式攪拌葉片和螺桿式攪拌葉片構(gòu)成的輔助攪拌葉片并且在其內(nèi)部具有冷卻器。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在日本專利公布47-610、55-；35912和48-296 中公開的制備裝置在有些情況下不能充分并且均勻地進(jìn)行原料和聚合溶液的混合和共聚反應(yīng)，從而導(dǎo)致由此制備出的 SAN的非均勻的組成。這意味著，即使使用冷卻裝置進(jìn)行冷卻，也必需確保一定的聚合反應(yīng)速率，以有效率地制備SAN。由于這種原因，在聚合容器內(nèi)部的聚合溶液被保持在比供給到聚合容器中的原料的溫度高的溫度。在此，如

圖1和2所述，在日本專利公布47-610中公開的制備裝置的情況下，通過注入進(jìn)口 4和10將原料注入到聚合容器內(nèi)。因此，聚合溶液的溫度和組成在一些情況下在這些注入進(jìn)口 4和10的附近變得不均勻，由此引起所制備的SAN的組成也變得不均勻。此外，這種制備裝置僅包括置于聚合容器內(nèi)的冷卻裝置，以及覆蓋該聚合容器的外壁的冷卻夾套作為其冷卻器。結(jié)果，制備裝置遭遇到熱移除的不足，因為聚合容器的單位體積的傳熱面積由于在該裝置內(nèi)的尺寸增加而降低。因此，日本專利公布47-610的裝置已經(jīng)被認(rèn)為完全不適合尺寸增加。日本專利公布55-35912沒有具體公開任何用于將原料注入到聚合容器中并且將原料混合并攪拌的方法。日本專利公布55-35912也沒有考慮使在聚合容器內(nèi)部的原料注入進(jìn)口附近的聚合溶液的溫度和組成均一化的方法。而且，在如這種制備裝置中在聚合容器內(nèi)部的聚合溶液循環(huán)通過外冷卻器的情況下，該制備裝置在一些情況下以如下方式受到了不利的影響在聚合容器內(nèi)部的攪拌裝置的攪拌軸橫向振動，原因在于當(dāng)循環(huán)的聚合溶液進(jìn)料回到聚合容器時這種循環(huán)的聚合溶液的液壓。日本專利公布48-296 的制備裝置包括輔助攪拌葉片7和螺桿式攪拌葉片3，如圖1所示。因此，能夠改善原料的可混合性。然而，如同日本專利公布47-610的制備裝置， 這種制備裝置僅包括置于聚合容器內(nèi)的冷卻裝置以及覆蓋該聚合容器的外壁的冷卻夾套作為其冷卻器。因此，如果如上所述該裝置的尺寸直接增加，則不能夠充分移除聚合熱，由此需要外部設(shè)置的冷卻器。而且，在日本專利公布48-296 的裝置中，如果該裝置的尺寸增加，則攪拌軸本身伸長，并且由于攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)所致的橫向振動變得更大。因此，為了防止這種問題，必須通過在聚合容器的下部設(shè)置軸承部而使攪拌軸處于控制之下。然而，如果如日本專利公布48-296 的圖1中所示在聚合容器的下部設(shè)置軸承部，則難于在攪拌葉片的正下方安裝用于原料的注入進(jìn)口和用于外部循環(huán)的聚合溶液的注入進(jìn)口。因此，在這種情況下，用于原料和外部循環(huán)溶液的注入進(jìn)口不得不安裝在偏離聚合容器內(nèi)部的攪拌葉片正下方的位置 10，這如日本專利公布47-610的圖2中所示。結(jié)果，不能夠在進(jìn)口 10的附近均勻地攪拌和混合聚合溶液，由此引起其溫度和組成變得不均勻。此外，不能夠迅速和均勻地混合循環(huán)通過外冷卻器并由此冷卻的聚合溶液以及在聚合容器內(nèi)部的原料。如上所述，在常規(guī)制備裝置中，用于原料和外部循環(huán)溶液的注入進(jìn)口不得不遠(yuǎn)離攪拌軸設(shè)置。因此，該裝置的問題在于，在用于將原料注入到聚合容器中的注入進(jìn)口附近的聚合溶液的溫度和組成出現(xiàn)不均勻性，因此制備出的SAN的透明性差。而且，如果聚合溶液的冷卻效率不夠，因此設(shè)置外部循環(huán)型冷卻器，以改善冷卻效率，則在一些情況下制備裝置以如下方式受到不利的影響由于通過這種冷卻器的聚合溶液的液壓而使得在聚合容器內(nèi)部的攪拌軸橫向振動。
在背景技術(shù)部分中，采用將作為共聚物樹脂的SAN來進(jìn)行說明。然而，當(dāng)連續(xù)制備其它聚合物和共聚物樹脂并且其中的聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng)時，也出現(xiàn)了諸如在這種SAN的制備方法中看到的在聚合容器內(nèi)部的聚合溶液的溫度和組成不均勻性的這種問題。為了解決上述問題，一個實施方案涉及一種用于制備聚合物樹脂的裝置，所述裝置包括聚合容器，所述聚合容器包括主體以及突出部，所述突出部從所述主體的底面向下突出并且所述突出部的下部由底蓋構(gòu)成；攪拌裝置，所述攪拌裝置包括驅(qū)動部，所述驅(qū)動部安裝在所述主體上；可旋轉(zhuǎn)攪拌軸，所述可旋轉(zhuǎn)攪拌軸與所述驅(qū)動部連接并且從所述驅(qū)動部延伸到所述突出部中；以及葉片，所述葉片設(shè)置在所述攪拌軸的側(cè)面上；軸承部，所述軸承部設(shè)置在所述突出部的所述底蓋上，以在設(shè)計上覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面，而不與所述攪拌軸的側(cè)面接觸，并且在所述軸承部與所述攪拌軸的側(cè)面之間以及在所述軸承部與所述攪拌軸的底面之間形成間隙；溶液取出口，所述溶液取出口設(shè)置在所述主體中；保護(hù)部，所述保護(hù)部在所述突出部內(nèi)覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面，而不與所述攪拌軸的側(cè)面接觸，并且在所述保護(hù)部與所述攪拌軸的側(cè)面之間形成第一流路；第一冷卻裝置，所述第一冷卻裝置設(shè)置在所述主體內(nèi)；循環(huán)冷卻裝置，所述循環(huán)冷卻裝置包括循環(huán)進(jìn)口噴嘴，所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴在所述突出部的側(cè)面上設(shè)置成與所述保護(hù)部相對；循環(huán)管道，所述循環(huán)管道從所述主體通向所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴；以及第二冷卻裝置和循環(huán)泵，所述第二冷卻裝置和循環(huán)泵在所述循環(huán)管道的途中的位置與所述循環(huán)管道連接；第三冷卻裝置，所述第三冷卻裝置設(shè)置成覆蓋所述聚合容器的外壁；原料注入噴嘴，所述原料注入噴嘴與所述突出部連接；以及流路構(gòu)成部，所述流路構(gòu)成部設(shè)置在所述軸承部和所述保護(hù)部之間，以覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面并且固定所述軸承部和所述保護(hù)部，所述流路構(gòu)成部形成第二流路以及第三流路，所述第二流路在所述攪拌軸的側(cè)面與所述流路構(gòu)成部之間，所述第三流路用于連接所述第二流路與所述原料注入噴嘴，其中所述第一至第三流路構(gòu)成連續(xù)的流路，所述第一流路的最上端向所述突出部的內(nèi)部敞開，并且所述間隙、所述第一流路的除所述最上端以外的部分、所述第二流路和所述第三流路與所述突出部的內(nèi)部隔離。另一個實施方案涉及一種用于聚合物樹脂的聚合容器，所述聚合容器包括主體；突出部，所述突出部從所述主體的底面向下突出，并且包括由底蓋構(gòu)成的下部；攪拌裝置，所述攪拌裝置包括可旋轉(zhuǎn)攪拌軸，所述可旋轉(zhuǎn)攪拌軸與安裝在所述主體上的驅(qū)動部連接，并且從所述驅(qū)動部延伸到所述突出部中；以及葉片，所述葉片設(shè)置在所述攪拌軸的側(cè)面上；軸承部，所述軸承部設(shè)置在所述突出部的所述底蓋上，以覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面， 而不與所述攪拌軸的側(cè)面接觸，并且在所述軸承部與所述攪拌軸的側(cè)面之間以及在所述軸承部與所述攪拌軸的底面之間形成間隙；溶液取出口，所述溶液取出口設(shè)置在所述主體中；保護(hù)部，所述保護(hù)部在所述突出部內(nèi)覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面，而不與所述攪拌軸的側(cè)面接觸，并且在所述保護(hù)部與所述攪拌軸的側(cè)面之間形成第一流路；第一冷卻裝置，所述第一冷卻裝置設(shè)置在所述主體內(nèi)；循環(huán)進(jìn)口噴嘴，所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴在所述突出部的側(cè)面上設(shè)置成與所述保護(hù)部相對，并且使冷卻的聚合溶液流入其中；原料注入噴嘴，所述原料注入噴嘴與所述突出部連接；以及流路構(gòu)成部，所述流路構(gòu)成部設(shè)置在所述軸承部和所述保護(hù)部之間，以覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面并且固定所述軸承部和所述保護(hù)部，所述流路構(gòu)成部形成第二流路和第三流路，所述第二流路在所述攪拌軸的側(cè)面與所述流路構(gòu)成部之間，所述第三流路用于連接所述第二流路與所述原料注入噴嘴，其中所述第一至第三流路構(gòu)成連續(xù)的流路，所述第一流路的最上端向所述突出部的內(nèi)部敞開，并且所述間隙、所述第一流路的除所述最上端以外的部分、所述第二流路和所述第三流路與所述突出部的內(nèi)部隔離。上述的制備裝置被構(gòu)造使得原料和通過循環(huán)冷卻裝置循環(huán)的聚合溶液被注入到突出部內(nèi)。第一至第三流路構(gòu)成連續(xù)的流路。此外，第一流路的最上端向突出部的內(nèi)部敞開，所述的間隙、第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路與突出部的內(nèi)部隔離，由此構(gòu)成突出部中的獨立空間。因此，新注入到突出部中的原料通過原料注入噴嘴、第三流路、第二流路和第一流路，并且最終從第一流路的最上端注入到聚合容器內(nèi)。通常地，作為聚合物樹脂的原料和其它原料的單體被保持在低溫，以使得不在單體儲罐內(nèi)、注入原料調(diào)節(jié)罐內(nèi)以及在管道至聚合容器的任何位置處的管道內(nèi)進(jìn)行聚合。這種低溫原料通過保護(hù)部和所述流路構(gòu)成部而被防止與突出部中存在的聚合溶液在從第一流路流動至第三流路的同時接觸，并且處于與攪拌軸直接接觸的狀態(tài)。在此，如果沒有上述實施方案中提及的這種保護(hù)部和流路構(gòu)成部，則原料和已經(jīng)經(jīng)由第二冷卻裝置循環(huán)的聚合溶液在被注入到突出部中之后彼此立即直接混合。因此，在突出部內(nèi)，產(chǎn)生了一部分組成和溫度明顯不同于在主體內(nèi)部的聚合溶液的組成和溫度的聚合溶液。相反，在上述實施方案的制備方法中，能夠瞬間并且均勻地混合新注入到突出部中的低溫原料、在聚合容器內(nèi)的聚合溶液以及在聚合容器的底部的小區(qū)域內(nèi)通過循環(huán)冷卻裝置循環(huán)的聚合溶液。結(jié)果，能夠使聚合物樹脂的組成和溫度分布變窄。此外，注入到突出部內(nèi)的原料通過在軸承部由攪拌軸的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱、從在第二冷卻裝置內(nèi)循環(huán)的聚合溶液通過保護(hù)部傳遞的熱以及從聚合容器內(nèi)通過攪拌裝置傳遞的熱進(jìn)行加熱。因此，在第一流路的最上端流出進(jìn)入聚合容器時，原料處于一定程度的高溫。 因此，在第一流路的最上端流出的原料和聚合溶液之間的溫度差變小。這樣，能夠使得更均勻地混合和攪拌原料和聚合溶液。而且，軸承部的熱可以通過這種低溫原料移除。因此，能夠防止軸承部變得過熱以致于縮短其使用壽命，并且防止在這種部件的附近發(fā)生聚合反應(yīng)。保護(hù)部形成為與循環(huán)進(jìn)口噴嘴相對，在此通過第二冷卻裝置的聚合溶液被注入到突出部。因此，能夠防止攪拌軸由于溶液注入到突出部時所引起的循環(huán)聚合溶液的液壓而橫向振動。如前面所述，能夠引起在聚合容器內(nèi)部均勻地發(fā)生聚合反應(yīng)。這樣，能夠以長時間穩(wěn)定的方式制備具有均勻組成的聚合物樹脂。在本說明書中，措辭“原料“是指這樣的液體材料，其包含作為聚合物樹脂的原料的單體、溶劑、分子量調(diào)節(jié)劑、必要時的聚合引發(fā)劑等，并且通過原料注入噴嘴新注入到聚合容器中。措辭"聚合溶液"是指在存在于聚合容器中的那些液體組分中形成為聚合物樹脂的液體組分、作為聚合物樹脂的原料的單體、溶劑、分子量調(diào)節(jié)劑、必要時的聚合引發(fā)劑等的混合物。措辭“突出部的內(nèi)部”是指在突出部內(nèi)部的那些空間中被如下各項包圍的空間保護(hù)部的外表面，沒有被軸承部、保護(hù)部和流路構(gòu)成部覆蓋的暴露的攪拌軸側(cè)面，突出部的內(nèi)部側(cè)壁(不包括流路構(gòu)成部的側(cè)壁)以及流路構(gòu)成部。即，措辭“突出部的內(nèi)部“是指在突出部內(nèi)部的那些空間中，除所述間隙和第一至第三流路以外的空間。所述空間是例如圖7 中被虛線所包圍的部分30。措辭"第一流路的最上端"是指在第一流路的那些部分中最接近于驅(qū)動部的部分。措辭"聚合容器的內(nèi)容積"是指在聚合容器內(nèi)部的空間區(qū)域的容積。即，聚合容器的內(nèi)容積被表述為“(當(dāng)聚合容器內(nèi)部排空并且沒有設(shè)置任何裝置和單元時的容積)_(被聚合容器內(nèi)部設(shè)置的裝置和單元所占據(jù)的體積)”。所述“(聚合容器內(nèi)部設(shè)置的裝置和單元)”包括攪拌裝置、軸承部、保護(hù)部、第一冷卻裝置和流路構(gòu)成部。此外，如果將聚合溶液裝入到聚合容器中，則“聚合容器的內(nèi)容積”對應(yīng)于聚合溶液的體積。而且，符號〃 TL(切線(tangent line)) 〃是指在聚合容器的主體的圓柱形部分和構(gòu)成主體的上部的頭部的拐角的圓形部分之間的邊界。這種切線例如是由圖6中的符號〃 TL"表示的部分。附圖簡述圖1是用于說明第一實施方案的制備裝置的示意圖；圖2是用于說明第一實施方案的制備裝置的另一個示意圖；圖3是用于說明用于構(gòu)成第一實施方案的第二冷卻裝置的冷卻器的示意圖；圖4是用于說明突出部的一個實例的示意圖；圖5是用于說明突出部的一個實例的另一個示意圖；圖6是用于說明第二實施方案的制備裝置的示意圖；以及圖7是用于說明在制備裝置中的突出部內(nèi)部的示意圖。在附圖中，數(shù)字具有下列含義。1 冷卻夾套，2 攪拌裝置的葉片，3 引流管，4a 管狀冷卻旋管，4b 環(huán)形集管， 5 爆破片，6 循環(huán)出口噴嘴，7 循環(huán)泵，9 保護(hù)部，10，10a，IOb 原料注入噴嘴，11 軸承部，12 溶液取出口，13 攪拌軸，15 冷卻介質(zhì)，18 循環(huán)進(jìn)口噴嘴，19 循環(huán)管道，20 主體， 21 突出部，22 第一流路，23 第二流路，24 突出部的底蓋，25 流路構(gòu)成部，26 支撐軸承 (steady bearing), 27 圓柱結(jié)構(gòu)體，28 間隙，29 第一流路的最上端，30 突出部的內(nèi)部， 31 第三流路。
實施本發(fā)明的最佳方式下面，將參考其實施方案描述本發(fā)明。這些實施方案是為了幫助理解本發(fā)明而提出的，因此本發(fā)明并不限于下面描述的實施方案。因此，本發(fā)明包括下面描述的實施方案的很多備選方案。而且，在下面可以通過采用SAN作為聚合物樹脂的一個實例來進(jìn)行說明。然而，使用根據(jù)本發(fā)明的制備裝置和制備方法制備出的聚合物樹脂不限于SAN。根據(jù)本發(fā)明的制備裝置和制備方法還可應(yīng)用于其中聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng)的其它聚合物樹脂和共聚物樹脂。(第一實施方案)圖1和2示例了根據(jù)本發(fā)明的制備裝置的一個實例。圖1表示這種制備裝置的側(cè)面橫截面視圖，而圖2表示沿圖1所示制備裝置的線A-A'截取的橫截面視圖(圖2僅表示圖1所示的制備裝置的基本構(gòu)造，并且該圖不包括其部分結(jié)構(gòu)。此外，在黑色背景上的白色區(qū)域表示填充有聚合溶液的部分)。這種制備裝置形成有聚合容器，所述聚合容器包括主體 20和從主體的底面向下突出的突出部21。這種突出部21的下部由底蓋M構(gòu)成。在這種聚合容器的主體上方，安裝了一個未示出的驅(qū)動部。此外，攪拌軸13與這種驅(qū)動部連接。該攪拌軸13穿透主體20，同時在其上部懸吊在空氣中，并且從驅(qū)動部延伸到突出部21的下部之內(nèi)。葉片2被焊接到該攪拌軸13的側(cè)面。該攪拌軸13和葉片2構(gòu)成可旋轉(zhuǎn)的攪拌裝置，因而在聚合容器內(nèi)部的原料可以通過攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)而攪拌和混合。 如圖1所示，包括輔助葉片的輔助攪拌葉片17可以形成在這種葉片2的下部。通過以這種方式形成輔助攪拌葉片，能夠改善混合效率。在突出部的底蓋M上，形成沿圓周覆蓋攪拌軸13的側(cè)面但不與其接觸的軸承部 11。該軸承部11適合將攪拌軸13置于控制之下，從而防止了攪拌軸由于其旋轉(zhuǎn)而過度振動。此外，在軸承部11和攪拌軸13的側(cè)面之間以及軸承部11和攪拌軸13的底面之間形成間隙觀(圖4中示出)。在該主體20的上部，形成溶液取出口 12，因而可以取出聚合溶液。在突出部21內(nèi)，形成沿圓周覆蓋攪拌軸13的側(cè)面但不與其接觸的保護(hù)部9。此外，在保護(hù)部9和攪拌軸13的側(cè)面之間形成的空間部構(gòu)成第一流路。在聚合容器的主體內(nèi)，形成引流管3，管狀冷卻旋管如以及連接管狀冷卻旋管如的環(huán)形集管4b，因而可以移除聚合的熱。引流管3，管狀冷卻旋管如和環(huán)形集管4b對應(yīng)于第一冷卻裝置。如圖1和2所示，這種引流管3是中空的圓柱管。冷卻介質(zhì)15從引流管3的下部注入，流過其內(nèi)部，然后從另一個下部排出。因此，冷卻介質(zhì)15循環(huán)通過引流管。此外，攪拌裝置的葉片從這種引流管向內(nèi)而形成，因而被引流管包圍。由于攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)，在從該管向內(nèi)的區(qū)域中發(fā)生聚合溶液的向上流動，并且在從該管向外的區(qū)域中發(fā)生聚合溶液的向下流動，由此有效率地產(chǎn)生在聚合容器內(nèi)部的循環(huán)流動。在圖1中，管狀冷卻旋管如以四重包圍引流管3的外部的方式形成。從形成在主體的上部和下部中的環(huán)形集管4b的下部注入的冷卻介質(zhì)15通過每一個管狀冷卻旋管4a， 然后從環(huán)形集管4b的相反的下部排出。因此，冷卻介質(zhì)15循環(huán)通過管狀冷卻旋管。作為用于引流管3和管狀冷卻旋管4的冷卻介質(zhì)15，可以使用公知的介質(zhì)，包括由 Solutia Inc.生產(chǎn)的 Therminol 55和 Therminol 59、由陶氏化學(xué)公司(The Dow ChemicalCompany)生產(chǎn)的 Dowtherm Q 禾口 Dowtherm MX,以及由 Soken Tecnix Co.，Ltd 生產(chǎn)的 NeoSK-Oil 330 和 NeoSK-Oi11400。作為第一冷卻裝置，可以單獨使用引流管3。此外，當(dāng)使用管狀冷卻旋管如時，對于一對環(huán)形集管，安裝一個或多個管狀冷卻旋管的環(huán)形陣列，并且對于環(huán)形集管的數(shù)量沒有特別限制。此外，在本實施方案中，形成兩對環(huán)形集管，以及對于每一對環(huán)形集管形成管狀冷卻旋管的雙環(huán)形陣列。此外，第一冷卻裝置并不限于引流管3和管狀冷卻旋管4a。備選地，可以使用公知的冷卻器，只要該冷卻器能夠穩(wěn)定地長時間冷卻聚合溶液即可。在突出部21的側(cè)面上，循環(huán)進(jìn)口噴嘴18被形成為與保護(hù)部9相對。此外，循環(huán)管道19從主體20的循環(huán)出口噴嘴6連接至循環(huán)進(jìn)口噴嘴18。第二冷卻裝置8和循環(huán)泵7在該循環(huán)管道19的途中的位置與這種循環(huán)管道19連接。循環(huán)進(jìn)口噴嘴18，第二冷卻裝置8， 循環(huán)泵7、設(shè)置在主體20中的循環(huán)出口噴嘴6以及用于連接這些部件的循環(huán)管道19構(gòu)成循環(huán)冷卻裝置。通過操作循環(huán)泵7，從主體20的循環(huán)出口噴嘴6取出的聚合溶液在被第二冷卻裝置8冷卻之后經(jīng)由循環(huán)進(jìn)口噴嘴18返回到突出部21。對于這種第二冷卻裝置沒有特別限制，只要聚合溶液可以連續(xù)地用保持流動的溶液冷卻即可。作為第二冷卻裝置，優(yōu)選使用如圖3中所示的這種熱交換器，以及能夠通過螺旋彈簧的往復(fù)運動而刮擦管的內(nèi)壁的其它熱交換器。圖3所示的熱交換器包括外殼33和在其內(nèi)形成的管38。這種管38經(jīng)由進(jìn)口 34 和出口 35連接至循環(huán)管道19，使得當(dāng)驅(qū)動循環(huán)泵7時，聚合溶液流過這種管。S卩，聚合溶液從進(jìn)口 34進(jìn)入，經(jīng)過管38，然后從出口 35排出。此外，熱交換器被構(gòu)造使得冷卻介質(zhì)從進(jìn)口 36注入并且從出口 37排出。在這種外殼33內(nèi)流動的冷卻介質(zhì)以及在管38內(nèi)流動的聚合溶液通過管板彼此分離，由此借助通過管的熱交換而移除聚合溶液的熱。而且，沿著管38的內(nèi)壁進(jìn)行往復(fù)運動的螺旋彈簧39被插入其中并且固定至面板 40。這種面板40與棒41連接，從而通過往復(fù)驅(qū)動單元42，從外部能夠連續(xù)或間歇進(jìn)行往復(fù)運動。當(dāng)聚合溶液通過循環(huán)冷卻裝置長時間循環(huán)時，固體物質(zhì)可能粘附到聚合溶液在其內(nèi)流動的管的內(nèi)壁上。即使如上所述，固體物質(zhì)被粘附到管的內(nèi)壁上，這種熱交換器的使用也使得能夠通過螺旋彈簧將固體物質(zhì)周期性刮掉。結(jié)果，能夠穩(wěn)定并且恒定地冷卻聚合溶液。在圖3中，顯示了螺旋彈簧進(jìn)行往復(fù)運動的情況。然而，螺旋彈簧的運動并不限于這種運動。備選地，熱交換器可以被構(gòu)造使得對于每一個螺旋彈簧均形成棒31和往復(fù)驅(qū)動裝置32，并且每一個螺旋彈簧均可以獨立地旋轉(zhuǎn)。此外，作為在外殼33中流動的冷卻介質(zhì)， 可以使用上面提及的公知的加熱介質(zhì)中的一種。第三冷卻裝置1形成為覆蓋聚合容器的外壁。作為這種第三冷卻裝置1，可以使用例如冷卻夾套。原料注入噴嘴10與突出部21連接，使得原料被新注入到聚合容器中。此外，這種作為聚合物樹脂的原料的單體以及其它原料通常被保持在低溫，以使其在儲罐內(nèi)或在管道至聚合容器的任何位置處的管道內(nèi)不發(fā)生聚合。這種低溫原料的使用提高了可以利用原料的顯熱移除聚合熱的比率。因此，能夠降低第一冷卻裝置，第二冷卻裝置和第三冷卻裝置的負(fù)荷。在軸承部11和保護(hù)部9之間，通過流路構(gòu)成部25形成第二流路，以沿圓周覆蓋攪拌軸13的側(cè)面。此外，這種流路構(gòu)成部25連接軸承部11，保護(hù)部9和原料注入噴嘴10。流路構(gòu)成部25形成第三流路31，該第三流路31用于連接第二流路與原料注入噴嘴。這種流路構(gòu)成部25必須至少在軸承部11和保護(hù)部9之間形成，以覆蓋攪拌軸13。 然而，流路構(gòu)成部25可以不僅存在于軸承部11和保護(hù)部9之間的區(qū)域中，而可以存在于從這個區(qū)域進(jìn)一步向上的區(qū)域(朝向驅(qū)動部側(cè))。在這個情況下，流路構(gòu)成部25的部分(在軸承部11和保護(hù)部9之間的區(qū)域上方的部分)覆蓋了保護(hù)部9的下部，例如如圖4和5所
7J\ ο這些第一至第三流路構(gòu)成連續(xù)的流路。此外，第一流路的最上端四向突出部的內(nèi)部敞開，并且所述間隙、第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路與突出部的內(nèi)部隔離。因此，所述間隙、第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路構(gòu)成僅由突出部中的這些部分形成的獨立空間。因此，從原料注入噴嘴10至第一流路范圍內(nèi)的部分 (原料注入噴嘴10-第三流路31-第二流路23-第一流路21)適合于防止注入的低溫原料從沿該部分的任何點泄漏，并且防止與聚合容器內(nèi)的聚合溶液接觸。此外，該原料注入噴嘴 10經(jīng)由第三和第二流路連接至第一流路。因此，從原料注入噴嘴10注入的低溫原料通過第三流路31，第二流路23和第一流路21，而不與聚合溶液接觸。最后，原料從第一流路21的最上端(在保護(hù)部的最上端和攪拌軸的側(cè)面之間的空間) 排出到在其上部附近的突出部內(nèi)的位置。這樣，新注入到聚合容器內(nèi)的原料被引導(dǎo)至形成在主體中的攪拌裝置，并且與聚合容器中的聚合溶液迅速并且均勻地混合。在這之后，如圖1的箭頭所示，由于攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)，引起聚合溶液在主體的比引流管更靠近其中心的區(qū)域中上升，在比引流管遠(yuǎn)離中心的區(qū)域中下降，并且返回到主體的底部。以這樣的方式，原料在主體內(nèi)循環(huán)并且混合。在聚合溶液如上所述循環(huán)和混合的同時發(fā)生聚合反應(yīng)，由此制備出聚合物樹脂。此外，由此制備的包含聚合物樹脂的聚合溶液的部分從形成在主體的上部中的溶液取出口 12中取出。然后，使用薄膜蒸發(fā)器、擠出機(jī)、在日本專利公布48-29797中描述的這種殼管型熱交換器、氣液分離器(它們均沒有在圖1示出)等，將未反應(yīng)的單體、溶劑和聚合物樹脂從取出的聚合溶液中分離。然后，將聚合物樹脂造粒成產(chǎn)品。在移除未反應(yīng)的單體和溶劑之后，進(jìn)一步向其中添加原料，以使得由此獲得的混合物具有預(yù)定的組成，由此未反應(yīng)的單體和溶劑被再次用作原料。圖4示出了制備裝置的突出部，保護(hù)部以及第一至第三流路的一個實例。如圖4所示，軸承部11形成在突出部的底蓋M上。此外，攪拌軸13置于軸承部11的控制之下，因而沒有水平振動。這種軸承部11的上部和下部分別由支撐軸承沈和用于支持支撐軸承的圓柱結(jié)構(gòu)體27構(gòu)成。支撐軸承和圓柱結(jié)構(gòu)體均形成為沿圓周覆蓋攪拌軸13的側(cè)面，優(yōu)選地不與其接觸。軸承部11的結(jié)構(gòu)并不限于圖4所示的結(jié)構(gòu)。備選地，支撐軸承沈和圓柱結(jié)構(gòu)體27可以具有使得支撐軸承和圓柱結(jié)構(gòu)體通過鍵和鍵槽(a key and a key groove) 固定到流路構(gòu)成部因而不旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。盡管如上所述置于支撐軸承沈的控制下而不橫向振動，但是攪拌軸13在懸吊在空氣中的同時連接至驅(qū)動部。因此，在攪拌軸13和突出部的底蓋對之間存在空間。因此，制備裝置被設(shè)計使得在攪拌軸13的側(cè)面和支撐軸承沈之間以及在攪拌軸13的側(cè)面和圓柱結(jié)構(gòu)體27之間形成合適的空間。即，在攪拌軸13的側(cè)面和軸承部11之間以及在攪拌軸 13的底面和軸承部11之間形成間隙觀。優(yōu)選地，制備裝置被設(shè)計使得在攪拌軸13的側(cè)面和軸承部11之間的間隙通常為0. Imm以上，但不大于1mm，因而攪拌軸13可以自由旋轉(zhuǎn)。 此外，通過以這種方式形成間隙觀，即使攪拌軸由于在聚合容器內(nèi)的熱而膨脹，也能夠防止攪拌軸13與軸承部11和突出部的底蓋M接觸。這種支撐軸承沈由比攪拌軸13的材料更軟的材料制成，因此可能由于攪拌軸13 的旋轉(zhuǎn)而磨損。在這種方案的預(yù)期中，制備裝置可以被構(gòu)造使得突出部的一部分可拆卸，因而能夠使支撐軸承26在適當(dāng)時被替換。此外，盡管在圖4中沒有示出，可以在與支撐軸承沈相對的攪拌軸13的部分中設(shè)置保護(hù)蓋，以保護(hù)攪拌軸13。通過以這種方式形成保護(hù)蓋，即使在支撐軸承沈和攪拌軸13 之間進(jìn)入了異物，也能夠防止攪拌軸13受損。在突出部21中，保護(hù)部9形成為沿圓周包圍攪拌軸13的側(cè)面。由于這種保護(hù)部9 和攪拌軸13的側(cè)面彼此遠(yuǎn)離而彼此沒有接觸，因此在保護(hù)部9和攪拌軸13的側(cè)面之間存在空間部。這種空間部被用作第一流路22。作為用于保護(hù)部的材料，可以使用例如不銹鋼。保護(hù)部的壁厚度僅可以大到具有防止保護(hù)部由于循環(huán)聚合溶液的液壓而彎曲的這樣的強(qiáng)度。因此，根據(jù)循環(huán)進(jìn)口噴嘴的流動速率，可以適當(dāng)?shù)卮_定壁厚。這種保護(hù)部可以被構(gòu)造使得保護(hù)部的下部的至少一部分在防止保護(hù)部由于攪拌軸的旋轉(zhuǎn)所引起的溶液的旋轉(zhuǎn)力帶來的松弛的這種方向上帶有螺紋， 并且然后固定至流路構(gòu)成部。在本實施方案中，已經(jīng)顯示了其中將一個循環(huán)泵、一個冷卻器、一個循環(huán)出口噴嘴和一個循環(huán)進(jìn)口噴嘴分別歸為一組的實例。然而，所述循環(huán)泵、冷卻器、循環(huán)出口噴嘴和循環(huán)進(jìn)口噴嘴的組中的每一個均不限于一組，而是可以以兩組以上安裝。原料注入噴嘴也可以以兩對或更多對安裝。在這種情況下，流路構(gòu)成部和第三流路形成為與原料-注入進(jìn)口噴嘴的數(shù)量及其位置一致。而且，作為在圖4中所示實施方案的一個變化實例，可以進(jìn)一步在突出部的底蓋下面形成另一個原料注入噴嘴10b，如圖5所示，因而原料可以從這個原料注入噴嘴IOb注入。從這個原料注入噴嘴IOb注入到突出部的下部的原料依次通過在攪拌軸13的底面和底蓋M之間的間隙28-攪拌軸13的側(cè)面和軸承部11之間的間隙28-第二流路23-第一流路22。然后，在與從管線IOa注入的原料在這個第二流路23中混合之后，原料通過第一流路22，并且在其最上端四排出到突出部的上部。在如上所述的這種構(gòu)造的情況下，能夠進(jìn)一步改善軸承部的冷卻效果。在此，從原料注入噴嘴IOa和IOb注入的原料包含作為聚合物樹脂的原料的單體、 溶劑、分子量調(diào)節(jié)劑、必要時的聚合引發(fā)劑等。此外，將原料保持在低溫，以使得聚合反應(yīng)不在注入的原料調(diào)節(jié)罐中以及在管線內(nèi)的至聚合容器的任何位置處發(fā)生聚合反應(yīng)。在圖4和5所示的本實施方案的這種制備裝置中，由于上述構(gòu)造，從原料注入噴嘴 10，IOa或IOb注入的原料通過第三流路31，第二流路23和第一流路22。此外，所述間隙、 第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路與突出部的內(nèi)部隔離，并且這些部分構(gòu)成突出部中的獨立的固有空間。而且，僅第一流路的最上端四向突出部的內(nèi)部敞開。因此，注入到聚合容器中的低溫原料通過突出部的流路構(gòu)成部25和保護(hù)部9而防止在流動通過第三流路31，第二流路23和第一流路22的同時與突出部21中存在的聚合溶液接觸，并且處于與攪拌軸13直接接觸的狀態(tài)。這意味著低溫原料存在于軸承部11附近的區(qū)域中， 由此能夠移除軸承部11的熱。因此，能夠防止單體在這個區(qū)域的附近聚合。此外，在低溫原料的情況下，能夠移除在原料和支撐軸承26之間由于攪拌軸13的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的摩擦熱。 因此，能夠減小支撐軸承沈的摩擦并且延長其使用壽命。原料在通過第一至第三流路的同時被下面各種熱加熱在原料和軸承部11之間由攪拌軸13的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱、從在第二冷卻裝置內(nèi)部循環(huán)的聚合溶液通過保護(hù)部傳遞的熱，以及從聚合容器內(nèi)部通過攪拌器傳遞的熱。因此，原料在從第一流路22的最上端四流入到聚合容器內(nèi)時處于一定程度的高溫。因此，在從第一流路22的最上端四流出的原料和聚合溶液之間的溫度差變小。因此，能夠更均勻地混合和攪拌原料和聚合溶液。此外，保護(hù)部形成為與循環(huán)進(jìn)口噴嘴相對，所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴是其中已經(jīng)經(jīng)過第二冷卻裝置的聚合溶液注入到突出部中的部分。因此，能夠防止攪拌軸由于當(dāng)溶液被注入到突出部時所引起的循環(huán)的聚合溶液的液壓而橫向振動。因此，能夠通過形成保護(hù)部來提高循環(huán)流量。如前面所述，在本實施方案中，能夠?qū)⑿伦⑷氲酵怀霾恐械牡蜏卦?、聚合容器?nèi)的聚合溶液和通過循環(huán)冷卻裝置循環(huán)的聚合溶液在聚合容器的底部的小區(qū)域中瞬間并且均勻地混合。結(jié)果，能夠使聚合物樹脂的組成和溫度分布變窄。相反，如果沒有如在本實施方案中描述的這樣的保護(hù)部，則已通過第二冷卻裝置的聚合溶液和原料在被注入到突出部之后立即混合。因此，在突出部內(nèi)，產(chǎn)生了其組成和溫度明顯不同于在主體內(nèi)的聚合溶液的組成和溫度的聚合溶液部分。此外，高溫聚合溶液進(jìn)入軸承部，因此這部分由于摩擦熱變得更熱，因此產(chǎn)生其組成明顯不同于主體內(nèi)的聚合物樹脂的組成的聚合物樹脂。而且，縮短了支撐軸承的使用壽命。如果通過循環(huán)冷卻裝置循環(huán)聚合溶液的流量增加以改善聚合溶液的冷卻效率，則聚合溶液被高的液壓從循環(huán)進(jìn)口噴嘴18推出進(jìn)入到突出部21。因此，攪拌軸13趨向于由于這種液壓而橫向振動。聚合容器內(nèi)的聚合溶液的溫度可以根據(jù)所制備的樹脂的類型而合適地設(shè)置。例如，采用這樣的一種情況作為實例將作為共聚物樹脂的苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(SAN) 制備作為聚合物樹脂。在這種情況下，如果不使用引發(fā)劑，則溫度優(yōu)選為120°C以上但不高于190°C，并且更優(yōu)選為125°C以上但不高于170°C。在聚合容器內(nèi)的聚合溶液的溫度在這些范圍內(nèi)的情況下，可以有效地使用于制備SAN的共聚反應(yīng)發(fā)生。通過循環(huán)冷卻裝置返回到突出部的聚合溶液的溫度在聚合溶液即將返回到突出部之前比在聚合容器內(nèi)的聚合溶液的溫度優(yōu)選低2°C以上但不超過10°C，更優(yōu)選低2°C以上但不超過5°C。在返回到突出部的聚合溶液的溫度在這些范圍內(nèi)的情況下，能夠有效地移除聚合熱，同時降低在返回的聚合溶液和聚合容器內(nèi)的聚合溶液之間的溫度差。此外，優(yōu)選的是，溫度比聚合溫度低5°C以上但不超過40°C的冷卻介質(zhì)流過這種第二冷卻裝置。當(dāng)從兩個原料注入噴嘴IOa和IOb注入原料時，通過噴嘴注入的這些原料可以彼此相同或可以彼此不同。例如，當(dāng)制備苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(SAN)作為聚合物樹脂時，可以從一個原料注入噴嘴注入苯乙烯，而可以從其它原料注入噴嘴注入丙烯腈。第一冷卻裝置優(yōu)選包括引流管，該引流管形成為包圍攪拌裝置的葉片并且冷卻介質(zhì)在其內(nèi)流動；在引流管和主體的內(nèi)壁之間形成的管狀冷卻旋管；和在聚合容器的上部和下部中形成，以使冷卻介質(zhì)流動通過管狀冷卻旋管的環(huán)形集管。作為第三冷卻裝置，優(yōu)選使用冷卻夾套。此外，A/B優(yōu)選為6m2/m3以上，但不大于25m2/m3，其中A(m2)為“主體內(nèi)的引流管、管狀冷卻旋管和環(huán)形集管的外表面積和主體的被冷卻夾套覆蓋的外壁的面積之和”， 而B(m3)是“聚合容器的內(nèi)容積”。此外，措辭“引流管、管狀冷卻旋管和環(huán)形集管的外表面積”是指存在于聚合容器內(nèi)部的引流管、管狀冷卻旋管和環(huán)形集管的外表面部分的表面積。在A/B為6m2/m3以上的情況下，冷卻效率增加，因此能夠使聚合溶液的溫度均勻化，因此使聚合物樹脂的組成均勻化。此外，設(shè)置A/B為25m2/m3或更小，防止冷卻管之間的間隔降低，由此使聚合溶液的流動變得不均勻，或防止攪拌功率增加，由此引起攪拌熱增加。結(jié)果，能夠達(dá)到優(yōu)異的冷卻效率并且實現(xiàn)成本降低。聚合裝置優(yōu)選包括上述引流管，管狀冷卻旋管和環(huán)形集管作為第一冷卻裝置，并且優(yōu)選使用冷卻夾套作為第三冷卻裝置。此外，作為第二冷卻裝置，優(yōu)選使用這樣的冷卻器，其包括冷卻介質(zhì)在其中流動的外殼、連接至循環(huán)管道并且形成在外殼內(nèi)的管，以及形成在冷卻器的管內(nèi)形成并且能夠進(jìn)行往復(fù)運動和旋轉(zhuǎn)運動中至少一種運動的螺旋彈簧。在這種情況下，A/C優(yōu)選為0. 2以上，但不大于1. 0，其中A(m2)為“在主體內(nèi)的引流管，管狀冷卻旋管以及環(huán)形集管的外表面積和主體的被冷卻夾套覆蓋的外壁的面積之和”，而C(m2)是 “冷卻器的管的內(nèi)表面積”。此外，措辭“引流管、管狀冷卻旋管和環(huán)形集管的外表面”是指存在于聚合容器內(nèi)的引流管，管狀冷卻旋管和環(huán)形集管的外表面部分的表面積。如果A/C小于0.2，則通過第二冷卻裝置移除的除熱率增加。因此，如果循環(huán)量沒有增加，則循環(huán)通過第二冷卻裝置的聚合溶液的溫度變得過度低于聚合容器的內(nèi)部溫度， 由此可能降低在聚合容器內(nèi)樹脂組成均勻性。此外，如果循環(huán)量增加，則必須增加裝置的保護(hù)部和主體的強(qiáng)度，以平衡攪拌功率的增加或第二冷卻裝置的液壓的增加。這可能降低裝置的整體的經(jīng)濟(jì)性。另一方面，如果A/C大于1. 0，則通過第一冷卻裝置和第三冷卻裝置移除的除熱率相比于通過第二冷卻裝置移除的除熱率變得極高。結(jié)果，隨著連續(xù)操作時間的流逝，第一和第三冷卻裝置的冷卻效率可能由于粘附到這些裝置的表面上的固體物質(zhì)而劣化。因此，再也不能繼續(xù)長時間操作。此外，如果從保護(hù)部的固定位置到循環(huán)進(jìn)口噴嘴的距離太長，則保護(hù)部趨向于由于循環(huán)溶液的液壓而變得彎曲。因此，優(yōu)選縮短從保護(hù)部的固定端至循環(huán)進(jìn)口噴嘴的中心線和保護(hù)部的交點的距離(從保護(hù)部的固定端到接受液壓的保護(hù)部的部分的距離)。而且， 保護(hù)部的最上端優(yōu)選安置在循環(huán)進(jìn)口噴嘴的內(nèi)壁的最上端之上以及主體的底面的最下端之下。在保護(hù)部的最上端安置在循環(huán)進(jìn)口噴嘴的內(nèi)壁的最上端之上的情況下，保護(hù)部與循環(huán)進(jìn)口噴嘴相對布置。因此，能夠防止攪拌軸由于循環(huán)通過循環(huán)進(jìn)口噴嘴的聚合溶液的液壓而橫向振動。此外，在保護(hù)部的最上端安置在主體的底面之下的情況下，原料通過第一流路的最上端并且被排出到聚合容器內(nèi)部的突出部的上部附近的區(qū)域，以首先與在這個區(qū)域中的聚合溶液混合。在這個區(qū)域中的狹窄空間內(nèi)形成葉片和輔助攪拌葉片，因此在這時，原料和聚合溶液以高的剪切速率混合和攪拌。因此，能夠使原料和聚合溶液彼此更有效地混合，并且經(jīng)歷聚合反應(yīng)。假定循環(huán)進(jìn)口噴嘴的內(nèi)徑為Dn，則保護(hù)部的最上端優(yōu)選被安置成比循環(huán)進(jìn)口噴嘴的內(nèi)壁的最上端高0.5Dn以上。在保護(hù)部的最上端被安置在這個高度的情況下，可靠地降低在攪拌軸上的液壓。此外，能夠有效地使原料和聚合溶液進(jìn)行混合、攪拌和聚合反應(yīng)。(第二實施方案)本實施方案涉及對于聚合容器內(nèi)的失控聚合反應(yīng)的壓力釋放部。圖6示出了這種制備裝置的一個實例。在本實施方案中，與第一實施方案不同的是，制備裝置包括在主體20 的上部中的爆破片5，作為當(dāng)聚合容器的內(nèi)部壓力為或超過預(yù)定壓力時被打開以使聚合容器內(nèi)部減壓的壓力釋放部。噴嘴和減壓裝置，比如遠(yuǎn)程操作閥可以形成為壓力釋放部代替爆破片5。此外，假定主體20的圓柱部分的內(nèi)徑為"D"，循環(huán)管道19連接至主體20的側(cè)面并且主體20的切線(TL)和循環(huán)管道19的內(nèi)壁的最上端之間的高度為0. 2D以上，但不大于0. 5D。爆破片5以這種方式形成，并且還連接至保持在比聚合容器的壓力更低的壓力的容器(圖6中未顯示)。因此，如果在聚合容器內(nèi)的聚合反應(yīng)失去控制并且聚合容器的內(nèi)部壓力變得過高，則爆破片5破裂以釋放聚合容器內(nèi)部。因此，能夠?qū)酆先萜鲀?nèi)部進(jìn)行減壓。結(jié)果，能夠防止聚合容器內(nèi)部的內(nèi)壓和溫度變得過高而使聚合容器破裂。而且，如果爆破片5如上所述破裂，以對聚合容器的內(nèi)部減壓，則聚合溶液的一部分蒸發(fā)并且從系統(tǒng)中噴出，由此產(chǎn)生了主體20內(nèi)的空間。如果此時，循環(huán)出口噴嘴6在其上部位置連接至主體20的側(cè)面，則循環(huán)泵吸入在主體的上部中的氣體并且進(jìn)入空轉(zhuǎn)操作， 由此可能不能適當(dāng)?shù)剡\行。另一方面，如果循環(huán)出口噴嘴6在其更低的位置連接至主體20的側(cè)面，則循環(huán)泵使主體20的底部附近的聚合溶液循環(huán)，盡管循環(huán)泵沒有進(jìn)入空轉(zhuǎn)操作。在主體20的底部附近的這種聚合溶液已經(jīng)通過管狀冷卻旋管冷卻，因此處于低溫。因此，較低溫聚合溶液進(jìn)一步被第二冷卻裝置冷卻，由此使更低溫度的聚合溶液返回到聚合容器。因此，聚合容器內(nèi)的聚合溶液的溫度分布變寬。結(jié)果，在該聚合容器中制備出的聚合物樹脂的組成變得不均勻。相反，在本實施方案中，在主體20的TL和循環(huán)出口噴嘴6的內(nèi)壁的最上端之間的高度為0. 2D以上，但不大于0.5D。此外，循環(huán)出口噴嘴6在合適高度連接至主體20的側(cè)因此，即使聚合反應(yīng)失去控制以及爆破片5破裂，循環(huán)泵7也不進(jìn)入空轉(zhuǎn)操作。此外，能夠使通過循環(huán)冷卻裝置循環(huán)的聚合溶液的冷卻器出口溫度盡可能地接近聚合容器的內(nèi)部溫度。因此，能夠使聚合容器內(nèi)的聚合溶液的溫度分布變窄，并且使聚合物樹脂的組成均勻化。可以在聚合容器的內(nèi)壁上安裝液面開關(guān)(level switch)，因而能夠確定在爆破片 5破裂時聚合溶液所處的液面。(第三實施方案)第三實施方案顯示其中將共聚物樹脂用作聚合物樹脂的一個實例。很多共聚物樹脂的特征在于快速共聚反應(yīng)和高的反應(yīng)熱。因此，共聚物樹脂的特征在于聚合容器的內(nèi)部溫度趨向于變高，并且在聚合容器內(nèi)的溫度分布傾向于變得不均勻。因此，通過使用根據(jù)本發(fā)明的制備裝置，能夠移除由聚合容器內(nèi)的共聚反應(yīng)的反應(yīng)熱所產(chǎn)生的聚合熱，并且將聚合容器的內(nèi)部溫度均勻地控制在所需的溫度范圍內(nèi)。此外，通過將用于共聚物樹脂的低溫原料注入到突出部中，能夠?qū)⑤S承部和攪拌軸保持在低溫。結(jié)果，能夠連續(xù)并且均勻地制備具有均勻組成的共聚物樹脂。此外，能夠降低支撐軸承的磨損，以及能夠防止單體在軸承部以及在其附近聚合。作為這種共聚物樹脂，優(yōu)選制備苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(SAN)。在其它共聚物樹脂中，苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(SAN)的特征在于反應(yīng)速率高，聚合熱高并且如果樹脂組成是不均勻的，則透明性下降。因此，通過使用根據(jù)本發(fā)明的制備裝置，能夠有效移除由于共聚反應(yīng)所致的反應(yīng)熱。因此，能夠有效并且穩(wěn)定地將聚合容器的內(nèi)部溫度控制在所需溫度范圍內(nèi)。結(jié)果，能夠制備具有均勻組成和優(yōu)異透明性的SAN，以及防止軸承部的磨損寸。在下面列出的⑴至(4)項中，當(dāng)制備苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(SAN)作為聚合物樹脂時，提及的優(yōu)選條件是(1)當(dāng)通過原料注入噴嘴10注入的原料的丙烯腈含量變得更高時，制備出的SAN 的丙烯腈組分的比率變高。在此，制備出的SAN的丙烯腈組分的比率優(yōu)選為15重量％以上但不超過35重量％，并且苯乙烯含量優(yōu)選為65重量％以上但不超過85重量％。因此，優(yōu)選地，在原料中"丙烯腈/(丙烯腈+苯乙烯)"的重量比為0.15以上但不超過0.5，因而 SAN具有上述的這種組成。(2)另外，通過原料注入噴嘴10注入的原料的溶劑含量優(yōu)選為5重量％以上但不超過30重量％。溶劑被用于降低攪拌功率和調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)的速率。在原料的溶劑含量在這些范圍內(nèi)時，能夠穩(wěn)定并且高生產(chǎn)率地制備SAN。作為這種類型的溶劑，可以使用芳族烴化合物，比如苯、甲苯和乙苯，等等。(3)而且，作為分子量調(diào)節(jié)劑，能夠使通過原料注入噴嘴10注入的原料包含濃度為IOOppm以上但不超過SOOOppm的硫化合物，比如叔十二烷基硫醇等。根據(jù)具體情形，有機(jī)過氧化物，例如過氧化苯甲酰，過氧化月桂酰，過氧化乙酰等可以被包含在原料中作為引發(fā)劑。(4)作為不使用引發(fā)劑時的聚合條件，溫度優(yōu)選為120°C以上但不超過170°C，并且停留時間優(yōu)選為1小時或更長，但不長于3小時。作為使用引發(fā)劑時的聚合條件，溫度優(yōu)選為70°C以上但不超過125°C，并且停留時間優(yōu)選為1小時或更長，但是不長于3小時。(第四實施方案)本實施方案涉及一種使用制備SAN的裝置的制備方法。本實施方案包括下列步驟(1)準(zhǔn)備裝填有聚合溶液的聚合容器的步驟；(2)將原料從原料注入噴嘴經(jīng)由第三流路、第二流路和第一流路注入到突出部中的步驟；(3)在通過旋轉(zhuǎn)攪拌裝置而混合原料與聚合溶液的同時進(jìn)行其中形成聚合物樹脂的聚合反應(yīng)的步驟；(4)通過第一和第三冷卻裝置冷卻在聚合容器內(nèi)的聚合溶液的步驟；(5)使用循環(huán)泵從主體取出聚合溶液，通過第二冷卻裝置冷卻聚合溶液，然后經(jīng)由循環(huán)進(jìn)口噴嘴使聚合溶液返回到突出部的步驟；以及(6)從溶液取出口取出聚合溶液，然后從聚合溶液中分離聚合物樹脂的步驟。
在上述制備方法中，步驟(1)至(6)可以不必依次進(jìn)行。備選地，所述步驟中的一些或全部可以同時進(jìn)行。在此，在主體內(nèi)循環(huán)的聚合溶液的體積流量優(yōu)選為從原料注入噴嘴注入的原料的體積流量的50倍以上但不超過300倍，并且更優(yōu)選地為80倍以上但不超過200倍。在此，“在主體內(nèi)循環(huán)的聚合溶液的體積流量”可以使用粒子跟蹤法測量。S卩，粘度與聚合溶液的粘度相同的糖漿溶液或硅油被放入在結(jié)構(gòu)和尺寸與聚合容器的結(jié)構(gòu)和尺寸相同的丙烯酸類容器中，并且在停止新的原料的注入和聚合溶液的排出的情況下，使用攪拌裝置攪拌。接著，將示蹤粒子比如著色氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂或ABS樹脂的直徑為約 2mm至3mm的球形粒子放入在聚合容器中，該示蹤粒子的密度與聚合溶液的密度的差值不大于約5%。接著，計算示蹤粒子在單位時間(每小時)在聚合容器內(nèi)循環(huán)多少次。然后， 基于示蹤粒子在聚合容器內(nèi)循環(huán)的次數(shù)計算“在主體內(nèi)循環(huán)的聚合溶液的體積流量”。例如，如果示蹤粒子在聚合容器內(nèi)每小時循環(huán)"A"次，并且在聚合容器內(nèi)聚合溶液的體積為"V" (m3)，則“在主體內(nèi)循環(huán)的聚合溶液的體積流量”為AXV(m3/h)。因此，假定新注入的原料的流量為Q(m3/h)，使用式AXV/Q，能夠計算在聚合容器內(nèi)循環(huán)的聚合溶液的體積為從原料注入噴嘴注入的原料的體積流量的多少倍。通過將原料樹脂、顏料等放入在擠出機(jī)中并且使用水下切割器方法將它們?；梢垣@得球形示蹤粒子。聚合溶液的粘度可以通過例如(a)或(b)確定(a)評價在循環(huán)泵的排出管線處或在聚合溶液的出口管線處的壓力損失，并且由Hagen-Poiseuille式計算粘度，或(b)在聚合容器內(nèi)或在其出口管線中安裝振動式粘度計等。熱傳遞性能隨著通過第二冷卻裝置的聚合溶液的流量的增加而上升，因此聚合溶液的出口溫度也升高。因此，能夠獲得透明性優(yōu)異的聚合物。另一方面，循環(huán)泵的容量增加， 因此鏟刮裝置的功率或強(qiáng)度的增加的必要性增加，從而導(dǎo)致制備方法的經(jīng)濟(jì)性劣化。因此， 如果第二冷卻裝置由包含上述殼、管和螺旋彈簧的冷卻器構(gòu)成，則“(在第二冷卻裝置的管內(nèi)流動的聚合溶液的體積流量)/(第二冷卻裝置的管的內(nèi)表面積)，，的比率優(yōu)選為0. 2m3/ h/m2以上但不超過0. 5m3/h/m2。在(在第二冷卻裝置的管內(nèi)流動的聚合溶液的體積流量)/ (第二冷卻裝置的管的內(nèi)表面積)，，的比率處于上述范圍內(nèi)的情況下，能夠使通過循環(huán)冷卻裝置循環(huán)的聚合溶液的冷卻器出口溫度盡可能地接近聚合容器的內(nèi)部溫度。結(jié)果，能夠使聚合容器內(nèi)的聚合溶液的溫度分布變窄，由此使聚合物樹脂的組成均一化。如果要制備的聚合物樹脂是苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(SAN)，則通過原料注入噴嘴注入到突出部的原料的溫度優(yōu)選為_5°C以上但不超過20°C，并且更優(yōu)選為0°C以上但不超過10°C。這種原料可以預(yù)先使用例如冷卻介質(zhì)比如冷卻的水或鹽水冷卻。由于水通常被溶解在作為原料的丙烯腈中，因此如果原料的溫度過度降低，則這種水在冷卻裝置的內(nèi)壁上冷凍，由此可能降低該冷卻裝置的冷卻功能能力。另一方面，如果原料的溫度過高，則軸承部和攪拌軸之間的摩擦熱、從已經(jīng)在第二冷卻裝置內(nèi)循環(huán)的聚合溶液通過保護(hù)部傳遞的熱以及從聚合容器內(nèi)通過攪拌器傳遞的熱可能引起原料在第一至第三流路中的任一個中、或在間隙等中進(jìn)行共聚反應(yīng)。實施方案(實施方案1)使用圖1所示的制備裝置制備SAN。這種制備裝置包括包含主體20和突出部21 的聚合容器。在主體20內(nèi)，制備裝置包括螺桿型攪拌裝置，輔助攪拌葉片17，引流管3，管狀冷卻旋管如和連接管狀冷卻旋管的環(huán)形集管4b。在聚合容器的外壁上，制備裝置包括冷卻夾套1。通過循環(huán)泵7從主體20中取出聚合溶液的一部分，被冷卻器8冷卻之后，其返回到突出部21，以與保護(hù)部9相對。這種冷卻器8包括冷卻介質(zhì)在其內(nèi)流動的外殼，在外殼內(nèi)形成并且聚合溶液在其內(nèi)流動的管以及在管內(nèi)形成的螺旋彈簧，從而能夠通過螺旋彈簧的往復(fù)運動將管的內(nèi)壁上的粘附材料刮掉。此外，制備裝置被配置使得原料通過原料注入噴嘴10從其側(cè)面噴射到突出部21。 原料通過熱交換器冷卻到20°C，并且連續(xù)地以2. 06m3/h的流量(F)供給。設(shè)定原料的組成， 以使苯乙烯，丙烯腈、乙苯和叔十二烷基硫醇的重量比為0. 5421/0. 3539/0. 0995/0. 0045。 通過對循環(huán)泵7采用齒輪泵并且控制其旋轉(zhuǎn)數(shù)，將循環(huán)的聚合溶液的流量(D)調(diào)節(jié)至16m3/ h。此外，這種聚合容器的內(nèi)容積(B)為2. 67m3，引流管3，管狀冷卻旋管如和環(huán)形集管4b的外表面積和主體20的被冷卻夾套1覆蓋的外壁的面積的總和(A)為40m2，并且冷卻器8的管的內(nèi)表面積(C)為49. 67m2。另一方面，通過將攪拌裝置的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)為80rpm， 將在主體內(nèi)循環(huán)的聚合溶液的體積流量(E)設(shè)置為200m3/h。通過控制流過引流管、管狀冷卻旋管、冷卻夾套和冷卻器8的外殼的冷卻介質(zhì)的溫度，將聚合溫度保持在144°C。將這種冷卻介質(zhì)的流量設(shè)定為90m3/h。使用從主體的外壁向內(nèi)插入聚合容器的主體的上下切線的中部的溫度計測量聚合溫度。連續(xù)地從安裝在主體的上面頭部上的溶液取出口 12中取出的聚合溶液被引入到在日本專利公布48-29797中描述的殼-管式熱交換器和氣液分離器中。接著，從這種聚合溶液中分離出未反應(yīng)的單體、溶劑和SAN。此時，氣液分離器的壓力恒定地保持在40托，并且調(diào)節(jié)流過熱交換器的加熱介質(zhì)的溫度，以使得分離的SAN的溫度為220°C。在這之后，將 SAN造粒形成產(chǎn)品。使用如上所述制備的SAN，通過注射成型制備試樣，以使得其尺寸為50mm深的長度X 50mm寬X 3mm厚，并且測量試樣的霧度值。作為注射成型機(jī)，使用Meiki Co.，Ltd.制造的SJ-35C Dynamelt0設(shè)定成型條件，使得料筒的溫度在其前部、中部和后部均為220°C， 注射率為60%，并且成型溫度為60°C。此外，使用積分球法和C光源，采用由Nippon Denshoku Industries Co.，Ltd制造的NDH-2000霧度計，根據(jù)JIS K-7105-1981測量三個試樣，以評價作為由此測量出的值的平均值的霧度值。而且，使用元素分析儀Perkin-Elmer 24001ICHNS/0分析儀確定產(chǎn)品中的丙烯腈組分(PAN)。還進(jìn)一步地，在200°C的測量溫度和以5kg的測量重量，根據(jù)ASTM D-1238，評價熔體流動指數(shù)(MFI)，所述熔體流動指數(shù)作為SAN的物理性質(zhì)中的數(shù)據(jù)項是重要的。表1顯示了測量霧度值、丙烯腈組分和熔體流動指數(shù)(MFI)的結(jié)果。(實施方案2)在實施方案1中使用的制備裝置中，安裝另一組的循環(huán)出口噴嘴6，循環(huán)泵7，冷卻器8和循環(huán)進(jìn)口噴嘴18，并且將原料進(jìn)料流量(F)設(shè)定為2.43m3/h。除了這個參數(shù)以外， 在與實施方案1相同的條件下制備SAN。表1顯示了測量這種SAN的霧度值、丙烯腈組分和熔體流動指數(shù)(MFI)的結(jié)果。[表1]
權(quán)利要求
1.一種用于制備聚合物樹脂的裝置，所述裝置包括聚合容器，所述聚合容器包括主體以及突出部，所述突出部從所述主體的底面向下突出并且所述突出部的下部由底蓋構(gòu)成；攪拌裝置，所述攪拌裝置包括驅(qū)動部，所述驅(qū)動部安裝在所述主體上；可旋轉(zhuǎn)攪拌軸，所述可旋轉(zhuǎn)攪拌軸與所述驅(qū)動部連接并且從所述驅(qū)動部延伸到所述突出部中；以及葉片，所述葉片設(shè)置在所述攪拌軸的側(cè)面上；軸承部，所述軸承部設(shè)置在所述突出部的所述底蓋上，以覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面，而不與所述攪拌軸的側(cè)面接觸，并且在所述軸承部與所述攪拌軸的側(cè)面之間以及在所述軸承部與所述攪拌軸的底面之間形成間隙；溶液取出口，所述溶液取出口設(shè)置在所述主體中；保護(hù)部，所述保護(hù)部在所述突出部內(nèi)覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面，而不與所述攪拌軸的側(cè)面接觸，并且在所述保護(hù)部與所述攪拌軸的側(cè)面之間形成第一流路； 第一冷卻裝置，所述第一冷卻裝置設(shè)置在所述主體內(nèi)；循環(huán)冷卻裝置，所述循環(huán)冷卻裝置包括循環(huán)進(jìn)口噴嘴，所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴在所述突出部的側(cè)面上設(shè)置成與所述保護(hù)部相對；循環(huán)管道，所述循環(huán)管道從所述主體通向所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴；以及第二冷卻裝置和循環(huán)泵，所述第二冷卻裝置和循環(huán)泵在所述循環(huán)管道的途中的位置與所述循環(huán)管道連接；第三冷卻裝置，所述第三冷卻裝置設(shè)置成覆蓋所述聚合容器的外壁； 原料注入噴嘴，所述原料注入噴嘴與所述突出部連接；以及流路構(gòu)成部，所述流路構(gòu)成部設(shè)置在所述軸承部和所述保護(hù)部之間，以覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面并且固定所述軸承部和所述保護(hù)部，所述流路構(gòu)成部形成第二流路以及第三流路，所述第二流路在所述攪拌軸的側(cè)面與所述流路構(gòu)成部之間，所述第三流路用于連接所述第二流路與所述原料注入噴嘴，其中所述第一至第三流路構(gòu)成連續(xù)的流路，所述第一流路的最上端向所述突出部的內(nèi)部敞開，并且所述間隙、所述第一流路的除所述最上端以外的部分、所述第二流路和所述第三流路與所述突出部的內(nèi)部隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備聚合物樹脂的裝置，其中所述主體還包括壓力釋放部，所述壓力釋放部在所述聚合容器的內(nèi)部壓力為預(yù)定壓力以上時被打開，以對所述聚合容器的內(nèi)部進(jìn)行減壓， 所述循環(huán)管道與所述主體的側(cè)面連接，并且假定所述主體的圓柱形部分的內(nèi)徑為D，則從所述主體的切線至所述循環(huán)管道的內(nèi)壁的最上端的高度為0. 2D以上，但不大于0. 5D。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制備聚合物樹脂的裝置， 其中所述第一冷卻裝置包括引流管，所述引流管包圍所述攪拌裝置的所述葉片并且包含在所述引流管的內(nèi)部流動的冷卻介質(zhì)；管狀冷卻旋管，所述管狀冷卻旋管設(shè)置在所述引流管與所述主體的內(nèi)壁之間；以及環(huán)形集管，所述環(huán)形集管設(shè)置在所述聚合容器的上部和下部中，以使冷卻介質(zhì)流過所述管狀冷卻旋管，第三冷卻裝置包括冷卻夾套，并且A/B為6m2/m3以上，但不大于25m2/m3，其中A(m2)是“所述主體內(nèi)的所述引流管、所述管狀冷卻旋管和所述環(huán)形集管的外表面積和所述主體的被所述冷卻夾套覆蓋的外壁的面積之和”，而B(m3)是“所述聚合容器的內(nèi)容積”。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于制備聚合物樹脂的裝置， 其中所述第一冷卻裝置包括引流管，所述引流管包圍所述攪拌裝置的所述葉片并且包含在所述引流管的內(nèi)部流動的冷卻介質(zhì)；管狀冷卻旋管，所述管狀冷卻旋管設(shè)置在所述引流管與所述主體的內(nèi)壁之間；以及環(huán)形集管，所述環(huán)形集管設(shè)置在所述聚合容器的上部和下部中，以使冷卻介質(zhì)流過所述管狀冷卻旋管，第二冷卻裝置包括冷卻器，所述冷卻器包括冷卻介質(zhì)在其中流動的外殼；連接至所述循環(huán)管道并且設(shè)置在所述外殼內(nèi)的管；以及螺旋彈簧，所述螺旋彈簧設(shè)置在所述管內(nèi)并且能夠進(jìn)行往復(fù)運動和旋轉(zhuǎn)運動中的至少一種運動， 所述第三冷卻裝置包括冷卻夾套，并且A/C為0.2以上，但不大于1.0，其中A(m2)為“所述主體內(nèi)的所述引流管、所述管狀冷卻旋管和所述環(huán)形集管的外表面積和所述主體的被所述冷卻夾套覆蓋的外壁的面積之和”， 而C(m3)是“所述冷卻器的所述管的內(nèi)表面積”。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的用于制備聚合物樹脂的裝置，其中所述保護(hù)部的最上端被安置成高于所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴的內(nèi)壁的最上端且低于所述主體的底面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于制備聚合物樹脂的裝置，其中假定所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴的內(nèi)徑SDn，則所述保護(hù)部的最上端被安置成比所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴的內(nèi)壁的最上端高0. 5Dn以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于制備聚合物樹脂的裝置， 其中所述聚合物樹脂是共聚物樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于制備聚合物樹脂的裝置，其中所述共聚物樹脂是苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(SAN)。
9.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的制備裝置制備聚合物樹脂的方法，所述方法包括準(zhǔn)備裝填有聚合溶液的所述聚合容器；將原料從所述原料注入噴嘴經(jīng)由所述第三流路、所述第二流路和所述第一流路注入到所述突出部中；在通過使所述攪拌軸旋轉(zhuǎn)而將所述原料與所述聚合溶液混合的情況下，進(jìn)行其中形成所述聚合物樹脂的聚合反應(yīng)；通過所述第一冷卻裝置和第三冷卻裝置冷卻在所述聚合容器內(nèi)的所述聚合溶液； 使用所述循環(huán)泵從所述主體取出所述聚合溶液，通過所述第二冷卻裝置冷卻所述聚合溶液，然后使所述聚合溶液經(jīng)由所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴返回到所述突出部中；以及從所述溶液取出口取出所述聚合溶液，然后從所述聚合溶液中分離所述聚合物樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制備聚合物樹脂的方法，其中在所述主體內(nèi)循環(huán)的所述聚合溶液的體積流量為從所述原料注入噴嘴注入的所述原料的體積流量的50倍以上，但不超過300倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的用于制備聚合物樹脂的方法，其中所述第二冷卻裝置包括冷卻器，所述冷卻器包括冷卻介質(zhì)在其中流動的外殼； 連接至所述循環(huán)管道并且設(shè)置在所述外殼內(nèi)的管；以及螺旋彈簧，所述螺旋彈簧設(shè)置在所述管內(nèi)并且能夠進(jìn)行往復(fù)運動和旋轉(zhuǎn)運動中的至少一種運動，并且“(在所述第二冷卻裝置的所述管內(nèi)流動的所述聚合溶液的體積流量)/(所述第二冷卻裝置的所述管的內(nèi)表面積)，，的比率為0. 2m3/m2/h以上，但不高于0. 5m7m2/h。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任何一項所述的用于制備聚合物樹脂的方法， 其中所述聚合物樹脂是苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂(SAN)，并且通過所述原料注入噴嘴注入到所述突出部中的所述原料的溫度為_5°C以上，但不高于 20°C。
13.一種用于聚合物樹脂的聚合容器，所述聚合容器包括 主體；突出部，所述突出部從所述主體的底面向下突出，并且包括由底蓋構(gòu)成的下部； 攪拌裝置，所述攪拌裝置包括可旋轉(zhuǎn)攪拌軸，所述可旋轉(zhuǎn)攪拌軸與安裝在所述主體上的驅(qū)動部連接，并且從所述驅(qū)動部延伸到所述突出部中；以及葉片，所述葉片設(shè)置在所述攪拌軸的側(cè)面上；軸承部，所述軸承部設(shè)置在所述突出部的所述底蓋上，以覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面，而不與所述攪拌軸的側(cè)面接觸，并且在所述軸承部與所述攪拌軸的側(cè)面之間以及在所述軸承部與所述攪拌軸的底面之間形成間隙；溶液取出口，所述溶液取出口設(shè)置在所述主體中；保護(hù)部，所述保護(hù)部在所述突出部內(nèi)覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面，而不與所述攪拌軸的側(cè)面接觸，并且在所述保護(hù)部與所述攪拌軸的側(cè)面之間形成第一流路； 第一冷卻裝置，所述第一冷卻裝置設(shè)置在所述主體內(nèi)；循環(huán)進(jìn)口噴嘴，所述循環(huán)進(jìn)口噴嘴在所述突出部的側(cè)面上設(shè)置成與所述保護(hù)部相對， 并且使冷卻的聚合溶液流入其中；原料注入噴嘴，所述原料注入噴嘴與所述突出部連接；以及流路構(gòu)成部，所述流路構(gòu)成部設(shè)置在所述軸承部和所述保護(hù)部之間，以覆蓋所述攪拌軸的側(cè)面并且固定所述軸承部和所述保護(hù)部，所述流路構(gòu)成部形成第二流路和第三流路， 所述第二流路在所述攪拌軸的側(cè)面與所述流路構(gòu)成部之間，所述第三流路用于連接所述第二流路與所述原料注入噴嘴，其中所述第一至第三流路構(gòu)成連續(xù)的流路，所述第一流路的最上端向所述突出部的內(nèi)部敞開，并且所述間隙、所述第一流路的除所述最上端以外的部分、所述第二流路和所述第三流路與所述突出部的內(nèi)部隔離。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于聚合物樹脂的聚合容器，所述聚合容器還包括第三冷卻裝置，所述第三冷卻裝置設(shè)置成覆蓋所述主體的外壁。
全文摘要
一種用于制備聚合物樹脂的裝置，該裝置包括聚合容器、軸承部、保護(hù)部、循環(huán)冷卻裝置、原料注入噴嘴和流路構(gòu)成部。保護(hù)部形成在保護(hù)部和攪拌軸的側(cè)面之間的第一流路。循環(huán)冷卻裝置包括循環(huán)進(jìn)口噴嘴，其設(shè)置在突出部的側(cè)面上，與保護(hù)部相對。流路構(gòu)成部設(shè)置在軸承部和保護(hù)部之間，以覆蓋攪拌軸的側(cè)面，固定軸承部和保護(hù)部。這種流路構(gòu)成部形成在攪拌軸的側(cè)面和流路構(gòu)成部之間的第二流路，以及用于連接第二流路與原料注入噴嘴的第三流路。第一至第三流路構(gòu)成連續(xù)的流路，并且第一流路的最上端向突出部的內(nèi)部敞開。所述的間隙、第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路與突出部的內(nèi)部隔離。
文檔編號C08F212/10GK102177181SQ20088013117
公開日2011年9月7日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者木村和重, 松葉健一郎 申請人:東洋工程株式會社