本发明专利技术公开了一种原位悬浮聚合PVC树脂的方法，是以氯乙烯/纳米碳酸钙为原料，其聚合工序为：聚合釜投入部分软水，之后投入纳米碳酸钙乳化液，投入碳酸氢铵、EDTA、有机锡、消泡剂、液体锌、分散剂E-50、分散剂KH-20、引发剂EHP及软水，抽真空或置换釜内氧气；然后由计量槽加入准确计量的VCM，开启搅拌30min均化釜内物料，然后升温至55℃～70℃反应；当反应釜内压强降低0.15MPa时，投终止剂ATSC结束反应，出料。本方法使用单一乳化剂和简单机械搅拌使纳米碳酸钙均匀分散，解决了纳米碳酸钙在PVC树脂基体中的分散问题，而且通过聚合反应使生成PVC树脂对纳米碳酸钙形成包裹，纳米碳酸钙与PVC树脂或VCM产生物理吸附或化学反应，从而提高PVC树脂的物理性能，制备高抗冲PVC树脂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有不饱和脂肪族基化合物的均聚物，特别涉及聚氯乙烯。
技术介绍
目前纳米填料改性聚氯乙烯(PVC)方面，主要方法是原位聚合和共混改性。纳米碳酸钙由于粒度小、表面能高，处于热力学非稳定状态。其表面有亲水性较强的羟基，呈现较强的碱性。导致纳米级颗粒在作为填料使用时，由于分子间力、静电作用、氢键等使其在有机基体中极易发生团聚，从而使复合材料结构存在很大缺陷；另外，由于纳米碳酸钙表面亲水疏油，致使与有机基体的相容性较差，导致填料和基体的结合很不均勻，使纳米材料的优势得不到应有的发挥，甚至复合材料强度出现不升反降的问题。中国专利CN1392177A公开一种纳米改性化学建材专用PVC树脂的制备方法，其过程为将无离子水、纳米碳酸钙、碳酸酯、十六醇、聚氧乙烯醚、羟丙基甲基纤维素进行超声波和微乳化处理，制成纳米碳酸钙乳化浆液；再将软水、EHP、羟丙基甲基纤维素、纳米碳酸钙浆料加入聚合釜，真空后加入氯乙烯单体，冷搅拌，升温聚合及干燥、包装等工艺。该工艺使用超声波和微乳化处理，过程较为复杂，在加料后，釜内不具备超声波条件，纳米碳酸钙团聚问题仍比较突出，影响纳米碳酸钙在PVC树脂中的分散。中国专利CN1468901A公开了一种纳米碳酸钙改性PVC树脂原位聚合综合分散技术，其纳米碳酸钙乳液的配制方法为软水100份，羟丙基甲基纤维素0. 5 0. 9份，纳米碳酸钙10 40份，乳化剂0. 1 0. 4份加到微乳化配置槽中，在60 90°C下，送入高剪切处理1. 0 4. 0小时，高剪切机的定子与转子间的逆向相对转速为2000 4000r/min，制成纳米碳酸钙浓度为10% 40%的纳米碳酸钙乳液。该方法乳液配制温度高，剪切机剪切速度高，配置时间长，耗能大，成本高。中国专利CN1631920A公开了一种氯乙烯/纳米碳酸钙原位聚合树脂制备方法。该方法在采用悬浮聚合方法制备聚氯乙烯树脂过程中，将纳米碳酸钙填料预先均勻地分散在氯乙烯单体中，使纳米填料粒子的表面与氯乙烯单体发生化学反应和物理吸附，从而提高聚氯乙烯制品物理机械性能。此方法，由于搅拌发生在聚合釜内，聚合釜搅拌强度不一定能使纳米碳酸钙均勻分散，同时，带压操作不利于产品的连续生产。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种原位悬浮聚合PVC树脂的方法，以减缓纳米碳酸钙在 PVC基体中的团聚现象，解决纳米碳酸钙在树脂基体中的分散问题，通过单一乳化剂将纳米碳酸钙制成乳液，引入PVC聚合过程中，从而得到高抗冲PVC树脂。专利技术人提供的方法是以氯乙烯/纳米碳酸钙为原料，工艺由乳化工序、聚合工序、 汽提工序、干燥工序及包装工序组成，其中的聚合工序为聚合釜投入部分软水，之后投入纳米碳酸钙乳化液，投入碳酸氢铵、EDTA、有机锡、消泡剂、液体锌、分散剂E_50(羟丙基甲基纤维素)、分散剂KH-20 (聚乙烯醇)、引发剂EHP及软水，抽真空或使用氮气置换釜内氧气；然后由计量槽加入准确计量的氯乙烯单体(VCM)，开启搅拌30min均化釜内物料，然后升温至55°C 70°C反应；当反应釜内压强降低0. 15MPa时，投入终止剂ATSC(丙酮缩氨基硫脲)，结束反应，出料；投入原料的质量比例为 YCM/L2软水/L2.5 ~3EHP/g2 — 5E-50/mL20-100KH-20/mL30 - 200碳酸氢铵/g0.5-1EDTA/g0.2-1消泡剂0.5-2ATSC/g0. 1 ~ 0. 2纳米碳酸鹤乳液小于VCM单体质量的20%,上述引发剂EHP分子量为330 350，分解温度42°C 55°C，活性氧含量彡1.85。上述投入终止剂ATSC(丙酮缩氨基硫脲)溶液的质量为0. 1 0. 2g。ATSC溶液中溶剂为无水乙醇，浓度为1% 5%。上述纳米碳酸钙乳化液的制备方法是将乳化剂、纳米碳酸钙、软水质量比按照 (1 幻(20 25) (100 400)，在0°C 60°C条件下，通过机械搅拌或机械搅拌配合超声波进行分散，制备的ξ电位绝对值在35 50mV之间的纳米碳酸钙微乳液。上述乳化剂为非离子型表面活性剂，其HLB值为12 15，为环氧乙烷与碳原子 8 10的酚类缩合物。上述纳米碳酸钙为市售产品，平均粒径10 90nm，系用硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、 硅烷、锆铝酸酯偶联剂中一种或几种改性的产物。上述机械搅拌或机械搅拌的搅拌速度控制在800 1500r/min，搅拌时间为0. 5 2小时。聚合工序操作方式和配方如下向预先清洗完毕的聚合釜投入部分软水，之后投入纳米碳酸钙乳化液，投入碳酸氢铵、EDTA、有机锡、消泡剂、液体锌、E-50、KH-20、EHP及剩余软水，采用充氮气或抽真空的方法脱除釜内氧气；然后由计量槽加入准确计量的VCM，开启搅拌30min均化釜内物料，然后升温至55°C 70°C开始反应；反应开始后压力自动缓慢降低，最后当反应釜内压强降低0. 15MI^时，投终止剂结束反应，冷却后出料；聚合的PVC浆料送入沉析槽进行后处理，并回收未反应单体；PVC浆料经汽提工序、干燥工序及包装工序得到符合HG/T 3791-2005《氯乙烯-纳米碳酸钙原位聚合悬浮法聚氯乙烯树脂》标准要求的产品。专利技术人指出加软水是为了将加入的助剂冲干净，不留在加料罐中；聚合温度性地控制主要是针对树脂的分子量或型号。本专利技术方法首先使用单一乳化剂制备性能优良纳米碳酸钙乳液，使纳米碳酸钙均勻分散，解决了纳米碳酸钙在PVC树脂基体中的分散问题，而且通过聚合反应使生成PVC树脂对纳米碳酸钙形成包裹，纳米碳酸钙与PVC树脂或VCM产生物理吸附或化学反应，从而提高PVC树脂的物理性能，可制备高抗冲PVC树脂。具体实施例方式实施例(1)以质量比为5 25 400的乳化剂、纳米碳酸钙、软水，在低于60°C条件下， 用机械搅拌进行分散，搅拌速度在800 1500r/min，搅拌时间为0. 5 2小时制备纳米碳酸钙微乳液；(2)将纳米碳酸钙乳液(其中固体物质量为VCM质量的20%以下)、碳酸氢铵、 EDTA、有机锡、消泡剂、液体锌、E-50、KH-20、EHP及软水按配方加入聚合釜，冷搅拌30min， 通过通入氮气置换釜内氧气，加入VCM单体，然后升温至57°C反应。当反应釜内压强降低 0. 15MPa时，投入终止剂ATSC，结束反应，出料，将所得浆料进行汽提、干燥、筛分及包装得到聚氯乙烯复合材料产品。权利要求1.一种原位悬浮聚合PVC树脂的方法，是以氯乙烯/纳米碳酸钙为原料，工艺由乳化工序、聚合工序、汽提工序、干燥工序及包装工序组成，其特征在于该方法中的聚合工序为聚合釜投入部分软水，之后投入纳米碳酸钙乳化液，投入碳酸氢铵、EDTA、有机锡、消泡剂、液体锌、分散剂E-50、分散剂KH-20、引发剂EHP及软水，抽真空或置换釜内氧气；然后由计量槽加入准确计量的VCM，开启搅拌30min均化釜内物料，然后升温至55°C 70°C反应；当反应釜内压强降低0. 15MPa时，投入终止剂ATSC，结束反应，出料；所述投入原料的质量比例为VCM/L2软水/L2.5-3EHP/g2~5E-50/mL20-100KH-20/mL30 - 200碳酸氢铵/g0.5-1EDTA/g0.2-1消泡剂0. 5~2ATSC/g0. 1 ~ 0. 2本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种原位悬浮聚合ＰＶＣ树脂的方法，是以氯乙烯／纳米碳酸钙为原料，工艺由乳化工序、聚合工序、汽提工序、干燥工序及包装工序组成，其特征在于该方法中的聚合工序为：聚合釜投入部分软水，之后投入纳米碳酸钙乳化液，投入碳酸氢铵、ＥＤＴＡ、有机锡、消泡剂、液体锌、分散剂Ｅ－５０、分散剂ＫＨ－２０、引发剂ＥＨＰ及软水，抽真空或置换釜内氧气；然后由计量槽加入准确计量的ＶＣＭ，开启搅拌３０ｍｉｎ均化釜内物料，然后升温至５５℃～７０℃反应；当反应釜内压强降低０．１５ＭＰａ时，投入终止剂ＡＴＳＣ，结束反应，出料；所述投入原料的质量比例为：
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王稚阳，曹建新，谢贵明，高传平，刘飞，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：52
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