一种改性羧基丁苯胶乳的制备工艺的制作方法

文档序号:23133197发布日期:2020-12-01 13:07阅读:249来源:国知局

本发明涉及聚合物领域,尤其涉及一种改性羧基丁苯胶乳的制备工艺。



背景技术:

羧基丁苯胶乳是以丁二烯、苯乙烯加少量羧酸及其它助剂,通过乳液聚合生成的共聚物,是一种乳白色水分散体,根据其粒径不同造成对光线折射率的影响,液体会带有不同光泽。羧基丁苯胶乳具有较高的粘结力和结膜强度,机械及化学稳定性好,流动性、贮存稳定性均佳,填充量大等优点。广泛应用于造纸、地毯、纺织、饰品环保、建筑装饰等行业,改性羧基丁苯胶乳是羧基丁苯胶乳加入改性剂进行聚合反应生成的聚合物,相比于一般的羧基丁苯胶乳,具有优异的综合性能。

目前,已有一些改性改性羧基丁苯胶乳的制备工艺,主要是对加入的改性剂进行优化,从而提高制备的改性羧基丁苯胶乳的综合性能,但普遍都反应效率低,制备过程复杂,容易存在误差,人工成本高。



技术实现要素:

为此,本发明提供一种改性羧基丁苯胶乳的制备工艺,可以有效解决现有技术中的技术问题。

为实现上述目的,本发明提供一种改性羧基丁苯胶乳的制备工艺,包括:

步骤一,通过第一下料口向反应器内加入羧基丁苯胶乳,通过第二下料口向反应器内加入改性剂,利用第一搅拌器混合均匀,形成第一聚合物,利用气泡密度检测仪对所述第一聚合物的气泡密度进行实时检测,测得的实时气泡密度为ɑ,利用浓度检测仪对所述第一聚合物的浓度进行实时检测,测得的实时浓度为β;

步骤二,通过第三下料口向反应器内加入水溶液,利用第二搅拌器混合均匀,形成中间聚合物,调节第一温度调节器,使所述水溶液与所述第一聚合物发生聚合反应,形成第二聚合物,利用转化率测量仪对所述聚合反应的转化率进行实时测量,测得的转化率为η,利用聚合反应速率测量仪对所述聚合反应的速率进行实时测量,测量的聚合反应速率为r,利用黏度测量仪对所述第二聚合物的胶乳黏度进行实时测量,测得的胶乳黏度为μ,利用酸度测量仪对所述第二聚合物的氢离子浓度指数进行实时测量,测得的氢离子浓度指数为p;

步骤三,通过脱气容器对所述第二聚合物进行水汽蒸发,形成第三聚合物,利用含水量测量仪对所述第三聚合物的含水量进行实时测量,测得的含水量为q;

步骤四,通过混批容器对所述第三聚合物进行打包出料;

其中,所述反应器和所述脱气容器通过无线连接中控模块,所述中控模块用以控制步骤一到步骤三中间的反应过程,其内设置有矩阵;

所述第一搅拌器设置有第一搅拌调节器,用以调节所述第一搅拌器的搅拌速度和所述第一搅拌器搅拌桨的大小;

所述中控模块设置有预设气泡密度矩阵ɑ0(ɑ01,ɑ02,ɑ03,…,ɑ0n),ɑ01<ɑ02<ɑ03<…<ɑ0n,其中ɑ01表示第一预设气泡密度,ɑ02表示第二预设气泡密度,ɑ03表示第三预设气泡密度,…,ɑ0n第n预设气泡密度;

所述中控模块还设置有搅拌速度矩阵va(va1,va2,va3),其中va1表示第一搅拌器的第一搅拌速度,va2表示第一搅拌器的第二搅拌速度,va3表示第一搅拌器的第三搅拌速度;

所述中控模块还设置有搅拌桨矩阵ba(ba1,ba2),所述ba1表示第一搅拌器的小搅拌桨,ba2表示第一搅拌器的大搅拌桨;

所述中控模块还设置有预设浓度范围矩阵β0(β01,β02,β03),β01<β02<β03,其中β01表示第一预设浓度范围,β02第二预设浓度范围,β03表示第三预设浓度范围;

所述第二搅拌器设置有第二搅拌调节器,用以调节所述第二搅拌器的搅拌速度和所述第二搅拌器搅拌桨的大小;

所述中控模块还设置有搅拌速度矩阵vb(vb1,vb2),其中vb1表示第二搅拌器的第一搅拌速度,vb2表示第二搅拌器的第二搅拌速度;

所述中控模块还设置有搅拌桨矩阵bb(bb1,bb2),所述bb1表示第二搅拌器的小搅拌桨,bb2表示第二搅拌器的大搅拌桨;

所述第二搅拌器具有预设长度l,上面设置有密度检测仪,所述密度检测仪能够检测所述第二搅拌器上下方向不同位置的实时密度,其中设定最上端的第一密度检测点获取不同时刻的第一密度矩阵ρ1i,设定中间的第二密度检测点获取不同时刻的第二密度矩阵ρ2i,设定最下端的第三密度检测点获取不同时刻的第三密度矩阵ρ3i,形成中间聚合物的密度矩阵ρ0(ρ1i,ρ2i,ρ3i),用以计算中间聚合物的实时平均密度ρ,计算公式如下:

其中,ρ1i表示第一密度矩阵,ρ2i表示第二密度矩阵,ρ3i表示第三密度矩阵;

所述密度检测仪内设置有控制单元,其为plc控制板,plc控制板内设置有中间聚合物预设平均密度矩阵ρa(ρ11,ρ12,ρ13),其中ρ11表示中间聚合物第一预设平均密度范围,ρ12表示中间聚合物第二预设平均密度范围,ρ13表示中间聚合物第三预设平均密度范围;

若实时气泡密度ɑ<第一预设气泡密度ɑ01,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌速度为第一搅拌器的第一搅拌速度va1;

若实时气泡密度ɑ>第n预设气泡密度ɑ0n,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌速度为第一搅拌器的第三搅拌速度va3;

若第一预设气泡密度ɑ01≤实时气泡密度ɑ≤第n预设气泡密度ɑ0n,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌速度为第一搅拌器的第二搅拌速度va2,获取实时浓度β的值,若实时浓度β在第一预设浓度范围β01内,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌桨为第一搅拌器的大搅拌桨ba2,若实时浓度β在第二预设浓度范围β02内,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌桨为第一搅拌器的小搅拌桨ba1,若实时浓度β在第三预设浓度范围β03内,则所述第一聚合物符合预设条件,通过所述第三下料口向所述反应器内加入所述水溶液,利用所述第二搅拌器混合均匀,在这个过程中,获取所述中间聚合物的实时平均密度ρ的值,若中间聚合物的实时平均密度ρ在第一预设平均密度范围ρ11内,控制所述第二搅拌调节器,使搅拌桨为第二搅拌器的大搅拌桨bb2,搅拌速度为第二搅拌器的第二搅拌速度vb2,若中间聚合物的实时平均密度ρ在第二预设平均密度范围ρ12内,控制所述第二搅拌调节器,使搅拌桨为第二搅拌器的小搅拌桨bb1,搅拌速度为第二搅拌器的第一搅拌速度vb1,若中间聚合物的实时平均密度ρ在第三预设平均密度范围ρ13内,则所述中间聚合物符合预设条件。

进一步地,利用第一温度测量仪对反应器中的温度进行实时测量;

所述中控模块还设置有反应器预设温度矩阵ha(ha1,ha2,ha3),其中ha1表示第一预设反应温度,ha2表示第二预设反应温度,ha3表示第三预设反应温度;

所述第三下料口设置有第二控制阀,用以控制第三下料口开启/关闭;

所述中控模块还设置有反应时间矩阵t(t1,t2,t3),其中t1表示第一反应时刻,t2表示第二反应时刻,t3表示第三反应时刻;

所述中控模块还设置有预设胶乳黏度矩阵μ0(μ1,μ2,μ3),其中μ1表示第一预设胶乳黏度,μ2表示第二预设胶乳黏度,μ3表示第三预设胶乳黏度;

所述中控模块还设置有水溶液增量矩阵m(m1,m2,m3),其中m1表示水溶液第一增量,m2表示水溶液第二增量,m3表示水溶液第三增量;

所述酸度测量仪设置有标准氢离子浓度指数为p0;

在第一反应时刻t1,若胶乳黏度μ<第一预设胶乳黏度μ1,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器至第一预设反应温度ha1;

若胶乳黏度μ≥第二预设胶乳黏度μ2,通过所述中控模块调节所述第二控制阀,加入水溶液第一增量m1;

若第一预设胶乳黏度μ1≤胶乳黏度μ<第二预设胶乳黏度μ2,获取氢离子浓度指数的值,若氢离子浓度指数p<标准氢离子浓度指数p0,通过所述中控模块调节所述第二控制阀,加入水溶液第一增量m1,若氢离子浓度指数p>标准氢离子浓度指数p0,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器至第一预设反应温度ha1,若氢离子浓度指数p=标准氢离子浓度指数p0,则第二聚合物符合预设条件。

进一步地,在第二反应时刻t2,若胶乳黏度μ<第二预设胶乳黏度μ2,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器至第二预设反应温度ha2;

若胶乳黏度μ≥第三预设胶乳黏度μ3,通过所述中控模块调节所述第二控制阀,加入水溶液第二增量m2;

若第二预设胶乳黏度μ2≤胶乳黏度μ<第三预设胶乳黏度μ3,获取氢离子浓度指数的值,若氢离子浓度指数p<标准氢离子浓度指数p0,通过所述中控模块调节所述第二控制阀,加入水溶液第二增量m2,若氢离子浓度指数p>标准氢离子浓度指数p0,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器至第二预设反应温度ha2,若氢离子浓度指数p=标准氢离子浓度指数p0,则第二聚合物符合预设条件。

进一步地,在第三反应时刻t3,若胶乳黏度μ<第三预设胶乳黏度μ3,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器至第三预设反应温度ha3;

若胶乳黏度μ≥第三预设胶乳黏度μ3,通过所述中控模块调节所述第二控制阀,加入水溶液第三增量m3。

进一步地,所述中控模块还设置有预设转化率矩阵η0(η1,η2,η3),其中η1表示第一预设转化率,η2表示第二预设转化率,η3表示第三预设转化率;

所述中控模块还设置有预设聚合反应速率矩阵r0(r1,r2,r3),其中r1表示第一预设聚合反应速率,r2表示第二预设聚合反应速率,r3表示第三预设聚合反应速率;

所述中控模块还设置有反应温度增量矩阵△ha(△ha1,△ha2,△ha3),其中△ha1表示第一反应温度增量,△ha2表示第二反应温度增量,△ha3表示第三反应温度增量;

所述步骤二中,在确定的某一时刻,若转化率η<第一预设转化率η1,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器至第一预设反应温度ha1,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第一预设聚合反应速率r1,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器,增加第一反应温度增量△ha1,若聚合反应速率r≥第一预设聚合反应速率r1,则聚合反应充分;

若转化率η≥第一预设转化率η1,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第一预设聚合反应速率r1,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器,增加第一反应温度增量△ha1,若聚合反应速率r≥第一预设聚合反应速率r1,则聚合反应充分。

进一步地,所述步骤二中,在确定的某一时刻,若转化率η<第二预设转化率η2,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器至第二预设反应温度ha2,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第二预设聚合反应速率r2,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器,增加第二反应温度增量△ha2,若聚合反应速率r≥第二预设聚合反应速率r2,则聚合反应充分;

若转化率η≥第二预设转化率η2,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第二预设聚合反应速率r2,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器,增加第二反应温度增量△ha2,若聚合反应速率r≥第二预设聚合反应速率r2,则聚合反应充分。

进一步地,所述步骤二中,在确定的某一时刻,若转化率η<第三预设转化率η3,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器至第三预设反应温度ha3,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第三预设聚合反应速率r3,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器,增加第三反应温度增量△ha3,若聚合反应速率r≥第三预设聚合反应速率r3,则聚合反应充分;

若转化率η≥第三预设转化率η3,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第三预设聚合反应速率r3,通过所述中控模块调节所述第一温度调节器,增加第三反应温度增量△ha3,若聚合反应速率r≥第三预设聚合反应速率r3,则聚合反应充分。

进一步地,利用第二温度测量仪对脱气容器中的温度进行实时测量;

所述中控模块还设置有预设脱气容器温度矩阵hb(hb1,hb2,hb3),其中,hb1表示第一预设脱气温度,hb2表示第二预设脱气温度,hb3表示第三预设脱气温度;

所述中控模块还设置有预设含水量矩阵q0(q1,q2,q3),其中q1表示第一预设含水量,q2表示第二预设含水量,q3表示第三预设含水量;

所述脱气容器设置有第二温度调节器,用以调节所述脱气容器内的温度;

所述中控模块还设置有改性剂增量矩阵m(m1,m2,m3),其中m1表示改性剂第一增量,m2表示改性剂第二增量,m3表示改性剂第三增量;

所述第二下料口设置有第一控制阀,用以控制第二下料口开启/关闭;

所述步骤三中,若所述含水量测量仪测量到的含水量q=第一预设含水量q1时,通过所述中控模块调节所述第一控制阀,加入改性剂第一增量m1,通过所述中控模块调节所述第二温度调节器至第一预设脱气温度hb1;

若所述含水量测量仪测量到的含水量q=第二预设含水量q2时,通过所述中控模块调节所述第一控制阀,加入改性剂第二增量m2,通过所述中控模块调节所述第二温度调节器至第二预设脱气温度hb2;

若所述含水量测量仪测量到的含水量q=第三预设含水量q3时,通过所述中控模块调节所述第一控制阀,加入改性剂第三增量m3,通过所述中控模块调节所述第二温度调节器至第三预设脱气温度hb3。

进一步地,所述中控模块包括接收模块、显示模块和控制模块,所述显示模块分别与所述接收模块和所述控制模块连接,所述接收模块用以接收所述反应器和所述脱气容器的反应数据,所述显示模块上面带有显示器,用以显示所述接收模块接收到的反应数据,所述控制模块用以根据反应数据调节反应过程。

进一步地,所述水溶液为引发剂、乳化剂、分子量调节剂、水的混合物。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于第一下料口向反应器内加入羧基丁苯胶乳,第二下料口向反应器内加入改性剂,通过第一搅拌器混合均匀,形成第一聚合物,在这个过程中,利用气泡密度检测仪对第一聚合物的气泡密度进行实时检测,利用浓度检测仪对第一聚合物的浓度进行实时检测,设置预设气泡密度矩阵ɑ0(ɑ01,ɑ02,ɑ03,…,ɑ0n),预设浓度范围矩阵β0(β01,β02,β03),将气泡密度的实时测量值与预设值进行比较,将浓度的实时测量值与预设值进行比较,通过控制第一搅拌器的搅拌速度和搅拌桨的大小来使第一聚合物符合预设条件,然后,通过第三下料口向反应器内加入水溶液,利用第二搅拌器混合均匀,形成中间聚合物,在这个过程中,利用密度检测仪获取中间聚合物的密度矩阵ρ0(ρ1i,ρ2i,ρ3i),通过计算得到中间聚合物的实时平均密度,将平均密度的实时测量计算值与预设值进行比较,通过控制第二搅拌器的搅拌速度和搅拌桨的大小来使中间聚合物符合预设条件,然后,通过中控模块调节第一温度调节器,使所述水溶液与所述第一聚合物发生聚合反应,形成第二聚合物,然后,通过脱气容器对第二聚合物进行水汽蒸发,形成第三聚合物,最后,通过混批容器对第三聚合物进行打包出料,获取包装好的改性羧基丁苯胶乳,从而能够通过调节第一搅拌器和第二搅拌器的搅拌速度和搅拌桨的大小来使第一聚合物和中间聚合物符合预设条件,通过针对第一聚合物中的气泡密度的检测选取对应的搅拌桨尺寸并对搅拌桨的转速进行针对性的调节,能够使所述第一聚合物的混合程度达到预设标准,从而有效提高了第一聚合物的反应速度,并提高了所述工艺针对改性羧基丁苯胶乳的制备效率。

进一步地,利用黏度测量仪对第二聚合物的胶乳黏度进行实时测量,利用酸度测量仪对第二聚合物的氢离子浓度指数进行实时测量,设置反应时间矩阵t(t1,t2,t3)和水溶液增量矩阵m(m1,m2,m3),在某一反应时刻,对胶乳黏度的测量值与预设值进行比较,通过调节温度和氢离子浓度指数来使胶乳黏度符合预设值,从而使第二聚合物符合预设条件,从而能够通过调节温度和氢离子浓度指数来控制反应器内的聚合反应,使第二聚合物符合预设条件,制备过程简单,进而提高了反应效率,节省了复杂工艺的人工成本,通过中控模块远程控制反应过程,提高了安全性。

附图说明

图1为本发明改性羧基丁苯胶乳的制备装置的结构示意图;

图2为本发明改性羧基丁苯胶乳的制备工艺的流程示意图;

图中:1-反应器;11-第一下料口;12-第二下料口;121-第一控制阀;13-第一搅拌器;131-第二搅拌器;14-第三下料口;141-第二控制阀;15-第一温度调节器;16-转化率测量仪;17-聚合反应速率测量仪;18-黏度测量仪;19-酸度测量仪;101-第一温度测量仪;2-脱气容器;21-含水量测量仪;22-第二温度调节器;23-第二温度测量仪;3-混批容器;4-中控模块;41-接收模块;42-显示模块;43-控制模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2所示,图1为本发明改性羧基丁苯胶乳的制备装置的结构示意图,图2为本发明改性羧基丁苯胶乳的制备工艺的流程示意图。本发明实施例的改性羧基丁苯胶乳的制备装置包括:反应器1、第一下料口11、第二下料口12、第一控制阀121、第一搅拌器13、第二搅拌器131、第三下料口14、第二控制阀141、第一温度调节器15、转化率测量仪16、聚合反应速率测量仪17、黏度测量仪18、酸度测量仪19、第一温度测量仪101、脱气容器2、含水量测量仪21、第二温度测量仪23、第二温度调节器22、混批容器3、中控模块4、接收模块41、显示模块42和控制模块43。

所述反应器1用以装载第一聚合物和第二聚合物;所述第一下料口11、第二下料口12和所述第三下料口14均设置在反应器1上,第一下料口11用以加入羧基丁苯胶乳,第二下料口12用以加入改性剂,第三下料口14用以加入水溶液;所述第一控制阀121设置在第二下料口12上,用以控制第二下料口12开启/关闭;所述第二控制阀141设置在第三下料口14上,用以控制第三下料口14开启/关闭;所述第一搅拌器13和所述第二搅拌器131均设置在反应器1内,第一搅拌器13用以将羧基丁苯乳胶和改性剂混合均匀,第二搅拌器131用以将第一聚合物和水溶液混合均匀;所述第一温度调节器15设置在反应器1上,用以调节中间聚合物的温度;所述转化率测量仪16、所述聚合反应速率测量仪17、所述黏度测量仪18、所述酸度测量仪19和所述第一温度测量仪101均设置在反应器1内,转化率测量仪16用以对聚合反应的转化率进行实时测量,聚合反应速率测量仪17用以对聚合反应的速率进行实时测量,黏度测量仪18用以对第二聚合物的胶乳黏度进行实时测量,酸度测量仪19用以对第二聚合物的氢离子浓度指数进行实时测量,第一温度测量仪101用以对反应器1中的温度进行实时测量。

所述脱气容器2与所述反应器1连接,用以对第二聚合物进行水汽蒸发使之形成第三聚合物;所述含水量测量仪21、所述第二温度调节器22和所述第二温度测量仪23均设置在脱气容器2内,所述含水量测量仪21用以对第三聚合物的含水量进行实时测量,所述第二温度调节器22用以调节脱气容器2的温度,所述第二温度测量仪23用以对脱气容器2中的温度进行实时测量。

所述混批容器3与所述脱气容器2连接,用以将第三聚合物进行打包出料。

所述中控模块4与所述混批容器3连接,用以控制反应过程,其内设置有矩阵;中控模块4包括所述接收模块41、所述显示模块42和所述控制模块43,显示模块42分别与接收模块41和控制模块43连接,接收模块41用以接收所述反应器1和所述脱气容器2的反应数据,显示模块42上面带有显示器,用以显示接收模块41接收到的反应数据,控制模块43用以根据反应数据调节反应过程。本发明实施例中的接收模块41接收到反应器1内脱气容器2中的反应数据后传递给显示模块42进行显示,控制模块43根据显示在显示模块42上的反应数据对反应过程进行调节,从而能够远程控制反应过程,提高了安全性。

结合图1所示,基于上述改性羧基丁苯胶乳的制备装置,本实施例的改性羧基丁苯胶乳的制备工艺过程包括:步骤一,通过第一下料口11向反应器1内加入羧基丁苯胶乳,通过第二下料口12向反应器1内加入改性剂,利用第一搅拌器13混合均匀,形成第一聚合物,利用气泡密度检测仪对所述第一聚合物的气泡密度进行实时检测,测得的实时气泡密度为ɑ,利用浓度检测仪对所述第一聚合物的浓度进行实时检测,测得的实时浓度为β;步骤二,通过第三下料口14向反应器1内加入水溶液,利用第二搅拌器131混合均匀,形成中间聚合物,调节第一温度调节器15,使所述水溶液与所述第一聚合物发生聚合反应,形成第二聚合物,利用转化率测量仪16对所述聚合反应的转化率进行实时测量,测得的转化率为η,利用聚合反应速率测量仪17对所述聚合反应的速率进行实时测量,测量的聚合反应速率为r,利用黏度测量仪18对所述第二聚合物的胶乳黏度进行实时测量,测得的胶乳黏度为μ,利用酸度测量仪19对所述第二聚合物的氢离子浓度指数进行实时测量,测得的氢离子浓度指数为p;步骤三,通过脱气容器2对所述第二聚合物进行水汽蒸发,形成第三聚合物,利用含水量测量仪21对所述第三聚合物的含水量进行实时测量,测得的含水量为q;步骤四,通过混批容器3对所述第三聚合物进行打包出料;其中,所述反应器1和所述脱气容器2通过无线连接中控模块4,所述中控模块4用以控制步骤一到步骤三中间的反应过程,其内设置有矩阵;所述第一搅拌器13设置有第一搅拌调节器,用以调节所述第一搅拌器13的搅拌速度和所述第一搅拌器13搅拌桨的大小;所述中控模块4设置有预设气泡密度矩阵ɑ0(ɑ01,ɑ02,ɑ03,…,ɑ0n),ɑ01<ɑ02<ɑ03<…<ɑ0n,其中ɑ01表示第一预设气泡密度,ɑ02表示第二预设气泡密度,ɑ03表示第三预设气泡密度,…,ɑ0n第n预设气泡密度;所述中控模块4还设置有搅拌速度矩阵va(va1,va2,va3),其中va1表示第一搅拌器13的第一搅拌速度,va2表示第一搅拌器13的第二搅拌速度,va3表示第一搅拌器13的第三搅拌速度;所述中控模块4还设置有搅拌桨矩阵ba(ba1,ba2),所述ba1表示第一搅拌器13的小搅拌桨,ba2表示第一搅拌器13的大搅拌桨;所述中控模块4还设置有预设浓度范围矩阵β0(β01,β02,β03),β01<β02<β03,其中β01表示第一预设浓度范围,β02第二预设浓度范围,β03表示第三预设浓度范围;所述第二搅拌器131设置有第二搅拌调节器,用以调节所述第二搅拌器131的搅拌速度和所述第二搅拌器131搅拌桨的大小;所述中控模块4还设置有搅拌速度矩阵vb(vb1,vb2),其中vb1表示第二搅拌器131的第一搅拌速度,vb2表示第二搅拌器131的第二搅拌速度;所述中控模块4还设置有搅拌桨矩阵bb(bb1,bb2),所述bb1表示第二搅拌器131的小搅拌桨,bb2表示第二搅拌器131的大搅拌桨;所述第二搅拌器131具有预设长度l,上面设置有密度检测仪,所述密度检测仪能够检测所述第二搅拌器131上下方向不同位置的实时密度,其中设定最上端的第一密度检测点获取不同时刻的第一密度矩阵ρ1i,设定中间的第二密度检测点获取不同时刻的第二密度矩阵ρ2i,设定最下端的第三密度检测点获取不同时刻的第三密度矩阵ρ3i,形成中间聚合物的密度矩阵ρ0(ρ1i,ρ2i,ρ3i),用以计算中间聚合物的实时平均密度ρ,计算公式如下:

其中,ρ1i表示第一密度矩阵,ρ2i表示第二密度矩阵,ρ3i表示第三密度矩阵;所述密度检测仪内设置有控制单元,其为plc控制板,plc控制板内设置有中间聚合物预设平均密度矩阵ρa(ρ11,ρ12,ρ13),其中ρ11表示中间聚合物第一预设平均密度范围,ρ12表示中间聚合物第二预设平均密度范围,ρ13表示中间聚合物第三预设平均密度范围;若实时气泡密度ɑ<第一预设气泡密度ɑ01,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌速度为第一搅拌器13的第一搅拌速度va1;若实时气泡密度ɑ>第n预设气泡密度ɑ0n,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌速度为第一搅拌器13的第三搅拌速度va3;若第一预设气泡密度ɑ01≤实时气泡密度ɑ≤第n预设气泡密度ɑ0n,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌速度为第一搅拌器13的第二搅拌速度va2,获取实时浓度β的值,若实时浓度β在第一预设浓度范围β01内,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌桨为第一搅拌器13的大搅拌桨ba2,若实时浓度β在第二预设浓度范围β02内,控制所述第一搅拌调节器,使搅拌桨为第一搅拌器13的小搅拌桨ba1,若实时浓度β在第三预设浓度范围β03内,则所述第一聚合物符合预设条件,通过所述第三下料口14向所述反应器1内加入所述水溶液,利用所述第二搅拌器131混合均匀,在这个过程中,获取所述中间聚合物的实时平均密度ρ的值,若中间聚合物的实时平均密度ρ在第一预设平均密度范围ρ11内,控制所述第二搅拌调节器,使搅拌桨为第二搅拌器131的大搅拌桨bb2,搅拌速度为第二搅拌器131的第二搅拌速度vb2,若中间聚合物的实时平均密度ρ在第二预设平均密度范围ρ12内,控制所述第二搅拌调节器,使搅拌桨为第二搅拌器131的小搅拌桨bb1,搅拌速度为第二搅拌器131的第一搅拌速度vb1,若中间聚合物的实时平均密度ρ在第三预设平均密度范围ρ13内,则所述中间聚合物符合预设条件。本发明实施例中的第一下料口11向反应器1内加入羧基丁苯胶乳,第二下料口12向反应器1内加入改性剂,通过第一搅拌器13混合均匀,形成第一聚合物,在这个过程中,利用气泡密度检测仪对第一聚合物的气泡密度进行实时检测,利用浓度检测仪对第一聚合物的浓度进行实时检测,设置预设气泡密度矩阵ɑ0(ɑ01,ɑ02,ɑ03,…,ɑ0n),预设浓度范围矩阵β0(β01,β02,β03),将气泡密度的实时测量值与预设值进行比较,将浓度的实时测量值与预设值进行比较,通过控制第一搅拌器13的搅拌速度和搅拌桨的大小来使第一聚合物符合预设条件,然后,通过第三下料口14向反应器1内加入水溶液,利用第二搅拌器131混合均匀,形成中间聚合物,在这个过程中,利用密度检测仪获取中间聚合物的密度矩阵ρ0(ρ1i,ρ2i,ρ3i),通过计算得到中间聚合物的实时平均密度,将平均密度的实时测量计算值与预设值进行比较,通过控制第二搅拌器131的搅拌速度和搅拌桨的大小来使中间聚合物符合预设条件,然后,通过中控模块4调节第一温度调节器15,使所述水溶液与所述第一聚合物发生聚合反应,形成第二聚合物,然后,通过脱气容器2对第二聚合物进行水汽蒸发,形成第三聚合物,最后,通过混批容器3对第三聚合物进行打包出料,获取包装好的改性羧基丁苯胶乳,从而能够通过调节第一搅拌器13和第二搅拌器131的搅拌速度和搅拌桨的大小来使第一聚合物和中间聚合物符合预设条件,制备过程简单,进而提高了反应效率,节省了复杂工艺的人工成本。

具体而言,利用第一温度测量仪101对反应器1中的温度进行实时测量;所述中控模块4还设置有反应器1预设温度矩阵ha(ha1,ha2,ha3),其中ha1表示第一预设反应温度,ha2表示第二预设反应温度,ha3表示第三预设反应温度;所述第三下料口14设置有第二控制阀141,用以控制第三下料口14开启/关闭;所述中控模块4还设置有反应时间矩阵t(t1,t2,t3),其中t1表示第一反应时刻,t2表示第二反应时刻,t3表示第三反应时刻;所所述中控模块4还设置有预设胶乳黏度矩阵μ0(μ1,μ2,μ3),其中μ1表示第一预设胶乳黏度,μ2表示第二预设胶乳黏度,μ3表示第三预设胶乳黏度;所述中控模块4还设置有水溶液增量矩阵m(m1,m2,m3),其中m1表示水溶液第一增量,m2表示水溶液第二增量,m3表示水溶液第三增量;所述酸度测量仪19设置有标准氢离子浓度指数为p0;在第一反应时刻t1,若胶乳黏度μ<第一预设胶乳黏度μ1,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15至第一预设反应温度ha1;若胶乳黏度μ≥第二预设胶乳黏度μ2,通过所述中控模块4调节所述第二控制阀141,加入水溶液第一增量m1;若第一预设胶乳黏度μ1≤胶乳黏度μ<第二预设胶乳黏度μ2,获取氢离子浓度指数的值,若氢离子浓度指数p<标准氢离子浓度指数p0,通过所述中控模块4调节所述第二控制阀141,加入水溶液第一增量m1,若氢离子浓度指数p>标准氢离子浓度指数p0,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15至第一预设反应温度ha1,若氢离子浓度指数p=标准氢离子浓度指数p0,则第二聚合物符合预设条件。本发明实施例中的利用黏度测量仪18对第二聚合物的胶乳黏度进行实时测量,利用酸度测量仪19对第二聚合物的氢离子浓度指数进行实时测量,设置反应时间矩阵t(t1,t2,t3)和水溶液增量矩阵m(m1,m2,m3),在某一反应时刻,对胶乳黏度的测量值与预设值进行比较,通过调节温度和氢离子浓度指数来使胶乳黏度符合预设值,从而使第二聚合物符合预设条件,从而能够通过调节温度和氢离子浓度指数来控制反应器1内的聚合反应,使使第二聚合物符合预设条件,制备过程简单,进而提高了反应效率,节省了复杂工艺的人工成本,通过中控模块4远程控制反应过程,提高了安全性。

具体而言,在第二反应时刻t2,若胶乳黏度μ<第二预设胶乳黏度μ2,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15至第二预设反应温度ha2;若胶乳黏度μ≥第三预设胶乳黏度μ3,通过所述中控模块4调节所述第二控制阀141,加入水溶液第二增量m2;若第二预设胶乳黏度μ2≤胶乳黏度μ<第三预设胶乳黏度μ3,获取氢离子浓度指数的值,若氢离子浓度指数p<标准氢离子浓度指数p0,通过所述中控模块4调节所述第二控制阀141,加入水溶液第二增量m2,若氢离子浓度指数p>标准氢离子浓度指数p0,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15至第二预设反应温度ha2,若氢离子浓度指数p=标准氢离子浓度指数p0,则第二聚合物符合预设条件。从而能够通过调节温度和氢离子浓度指数来控制反应器1内的聚合反应,制备过程简单,进而提高了反应效率,节省了复杂工艺的人工成本,通过中控模块4远程控制反应过程,提高了安全性。

具体而言,在第三反应时刻t3,若胶乳黏度μ<第三预设胶乳黏度μ3,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15至第三预设反应温度ha3;若胶乳黏度μ≥第三预设胶乳黏度μ3,通过所述中控模块4调节所述第二控制阀141,加入水溶液第三增量m3。本发明实施例中的黏度测量仪18对第二聚合物的胶乳黏度进行实时测量,酸度测量仪19对第二聚合物的氢离子浓度指数进行实时测量,在第三反应时刻t3,对胶乳黏度的测量值与预设值进行比较,若测量值小于预设值,通过中控模块4调节第一温度调节器15提高温度,进而使胶乳黏度升高,若测量值大于等于预设值,通过中控模块4调节第二控制阀141,加入一定量的水溶液,使胶乳黏度降低。从而能够通过调节温度和氢离子浓度指数来控制反应器1内的聚合反应,制备过程简单,进而提高了反应效率,节省了复杂工艺的人工成本,通过中控模块4远程控制反应过程,提高了安全性。

具体而言,所述中控模块4还设置有预设转化率矩阵η0(η1,η2,η3),其中η1表示第一预设转化率,η2表示第二预设转化率,η3表示第三预设转化率;所述中控模块4还设置有预设聚合反应速率矩阵r0(r1,r2,r3),其中r1表示第一预设聚合反应速率,r2表示第二预设聚合反应速率,r3表示第三预设聚合反应速率;所述中控模块4还设置有反应温度增量矩阵△ha(△ha1,△ha2,△ha3),其中△ha1表示第一反应温度增量,△ha2表示第二反应温度增量,△ha3表示第三反应温度增量;所述步骤二中,在确定的某一时刻,若转化率η<第一预设转化率η1,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15至第一预设反应温度ha1,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第一预设聚合反应速率r1,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15,增加第一反应温度增量△ha1,若聚合反应速率r≥第一预设聚合反应速率r1,则聚合反应充分;若转化率η≥第一预设转化率η1,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第一预设聚合反应速率r1,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15,增加第一反应温度增量△ha1,若聚合反应速率r≥第一预设聚合反应速率r1,则聚合反应充分。从而能够通过调节温度和聚合反应速率来控制聚合反应的转化率,通过调节温度来控制聚合反应速率,进而能够使聚合反应更加充分,提高聚合反应的转化率,节省原料成本,通过中控模块4远程控制反应过程,提高了安全性。

具体而言,所述步骤二中,在确定的某一时刻,若转化率η<第二预设转化率η2,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15至第二预设反应温度ha2,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第二预设聚合反应速率r2,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15,增加第二反应温度增量△ha2,若聚合反应速率r≥第二预设聚合反应速率r2,则聚合反应充分;若转化率η≥第二预设转化率η2,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第二预设聚合反应速率r2,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15,增加第二反应温度增量△ha2,若聚合反应速率r≥第二预设聚合反应速率r2,则聚合反应充分。从而能够通过调节温度和聚合反应速率来控制聚合反应的转化率,通过调节温度来控制聚合反应速率,进而能够使聚合反应更加充分,提高聚合反应的转化率,节省原料成本,通过中控模块4远程控制反应过程,提高了安全性。

具体而言,所述步骤二中,在确定的某一时刻,若转化率η<第三预设转化率η3,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15至第三预设反应温度ha3,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第三预设聚合反应速率r3,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15,增加第三反应温度增量△ha3,若聚合反应速率r≥第三预设聚合反应速率r3,则聚合反应充分;若转化率η≥第三预设转化率η3,获取聚合反应速率r的值,若聚合反应速率r<第三预设聚合反应速率r3,通过所述中控模块4调节所述第一温度调节器15,增加第三反应温度增量△ha3,若聚合反应速率r≥第三预设聚合反应速率r3,则聚合反应充分。从而能够通过调节温度和聚合反应速率来控制聚合反应的转化率,通过调节温度来控制聚合反应速率,进而能够使聚合反应更加充分,提高聚合反应的转化率,节省原料成本,通过中控模块4远程控制反应过程,提高了安全性。

具体而言,利用第二温度测量仪23对脱气容器2中的温度进行实时测量;所述中控模块4还设置有预设脱气容器2温度矩阵hb(hb1,hb2,hb3),其中,hb1表示第一预设脱气温度,hb2表示第二预设脱气温度,hb3表示第三预设脱气温度;所述中控模块4还设置有预设含水量矩阵q0(q1,q2,q3),其中q1表示第一预设含水量,q2表示第二预设含水量,q3表示第三预设含水量;所述脱气容器2设置有第二温度调节器22,用以调节所述脱气容器2内的温度;所述中控模块4还设置有改性剂增量矩阵m(m1,m2,m3),其中m1表示改性剂第一增量,m2表示改性剂第二增量,m3表示改性剂第三增量;所述第二下料口12设置有第一控制阀121,用以控制第二下料口12开启/关闭;所述步骤三中,若所述含水量测量仪21测量到的含水量q=第一预设含水量q1时,通过所述中控模块4调节所述第一控制阀121,加入改性剂第一增量m1,通过所述中控模块4调节所述第二温度调节器22至第一预设脱气温度hb1;若所述含水量测量仪21测量到的含水量q=第二预设含水量q2时,通过所述中控模块4调节所述第一控制阀121,加入改性剂第二增量m2,通过所述中控模块4调节所述第二温度调节器22至第二预设脱气温度hb2;若所述含水量测量仪21测量到的含水量q=第三预设含水量q3时,通过所述中控模块4调节所述第一控制阀121,加入改性剂第三增量m3,通过所述中控模块4调节所述第二温度调节器22至第三预设脱气温度hb3。本发明实施例中的第二温度测量仪23对脱气容器2中的温度进行测量,含水量测量仪21设置有预设含水量矩阵q(q1,q2,q3),第二下料口12设置有改性剂增量矩阵m(m1,m2,m3),在步骤三中,对含水量的测量值与预设值进行比较,通过中控模块4调节第一控制阀121加入改性剂,通过中控模块4调节第二温度调节器22,使含水量符合脱气标准,从而能够通过加入改性剂和调节温度来控制脱气容器2内第三聚合物的含水量,通过中控模块4远程控制反应过程,提高了安全性。

具体而言,所述水溶液为引发剂、乳化剂、分子量调节剂、水的混合物。所述水溶液中各物质分别的含量根据改性剂的不同而有所变化。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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