聚氯乙烯球形树脂的制备方法技术

技术编号:8383576 阅读:170 留言:0更新日期:2013-03-07 00:43
本发明专利技术属于化学合成领域,具体涉及一种聚氯乙烯球形树脂的制备方法,具体步骤为将将水、氯乙烯单体、复合分散体系、聚合稳定剂、链转移剂、PH缓冲剂和引发剂加入聚合釜中,在0.90~1.20Mpa,50℃~75℃下进行聚合反应,保持聚合温度到聚合压力下降0.1~0.30MPa时,加入反应终止剂,排出残余氯乙烯单体,然后从反应产物中收集目标产物。本发明专利技术的优点在于采用本制备方法得到聚氯乙烯球形树脂圆度高,表观密度高,疏松度高,老化白度高,能够很好的满足聚氯乙烯球形树脂的工业开发与生产,这对于满足我国经济发展,缩短与国际先进技术水平的差距也有很大意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学合成领域,具体涉及一种。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)球形树脂,外观呈圆球状,颗粒直径大于105微米,平均形状因数大于O. 90、表观密度高、内部孔隙均匀、颗粒表面光滑、干流性好。在挤出加工管材及异型材时,能迅速填满挤出机螺杆而达到高度增密的作用,在热和剪切力的作用下,熔融速度快,熔体粘度低,流动性好,胶化度高,加工性能好,易于混料,挤出摩擦热低,无过热点,所得制品质量高,因此球形树脂更能适应高速挤出加工要求,即使在同一转速下挤出成型加工的速率,也远远大于非球形树脂。PVC球形树脂的性能优于普通悬浮树脂,主要表现在以下几个方面(I)球形树脂颗粒外形呈球形(普通PVC树脂形状因数O. 76 ;而球形树脂> O. 90), 颗粒规整度高。(2)球形树脂内部孔隙均匀,孔隙率约为O. 05 O. 5cm3/g,比表面大。(3)球形树脂表观密度高,约为O. 5 O. 67cm3/g,比同聚合度悬浮普通树脂高15%左右。(4)球形树脂干流性好,加工时易塑化,熔体流变性好,热稳定性好。(5)具有抗静电性。用球形树脂加工大口径管材,可使挤出机的挤出速率提高15 25%,大幅降低管材成本,而且管材质量好;生产PVC球形树脂的过程中,由于生成的树脂颗粒保持球形,因此粘釜较轻;与普通树脂相比,装填系数大,可以大量节约包装和运输费用。另外,PVC球形树脂不但可以作为管材专用树脂,还可用作各种异型材、透明片材及包装材料等。国内用于PVC管材生产的树脂大多为PVC_SG4、5树脂,用这种树脂只能生产小口径(0110mm)的管材,且制得的管材质量不高,生产效率低,成本高,尤其是做大口径管材时,因树脂颗粒形态等原因,易产生气泡,塑化能力低,热稳定性差,从而严重影响了制品质量。据有关资料报道目前,外国开发球形树脂的公司主要有美·古德里奇(B. F. Goodrich Chem)、西方石油化学公司(Occidental)和陶氏(DOff)化学公司。古德里奇公司早在I960年就着手这方面的研究开发工作,直到1985年才成功地开发出PVC管材专用树脂-Vantage PR型专用树脂,即球形树脂,1987年,该公司在悬浮聚合分散体系方面又有了新的改进,至1990年产40万吨;美国西方石油化学公司也于1980年开始研制高密度PVC球形树脂,于1982年获得专利权,该公司在没有改变设备的条件下采用倒加料工艺来制得球形树脂。此外,霍克塑料公司、道化学公司等70到80年代也有不少专利报道。在中国,锦西化工研究院、张家口树脂厂、徐州电化厂、北京化工大学等单位合作承担了国家“七 五”、“八 五”重大科技攻关项目一“球形PVC树脂研究” “大口径管材专用PVC树脂研究”,取得了显著成效。美国古特里奇公司专利CN85107946A公开了一种球形聚氯乙烯颗粒的制作方法,选用部分交联的基本上未中和聚丙烯酸作为分散剂,同时加入特定的表面活性剂。后者一方面可以降低单体的表面张力,另一方面在形成的初级粒子表面产生电荷保护,防止初级粒子聚并,可显著改善球形PVC颗粒内部的疏松程度,降低玻璃体含量。但其分散体系对聚合配方和体系的PH值要求较高。一方面,此种分散剂国内没有,成本高,另一方面,因聚合反应发生在酸性的侧链上,体系PH值敏感性强。美国古特里奇公司专利US4435524A公布了一种球形聚氯乙烯颗粒的制作方法,选用不溶于水的分散剂,包含一种或一种以上羧酸类单体与多元不饱和化合物合成的基本未中和的交联共聚物,至少一种聚环氧乙烷表面活性剂和非聚环氧乙烷表面活性剂,整个反应周期需对反应介质进行快速搅拌。因国内无上述分散剂,成本较高,该方法在国内应用同样受到限制。天津渤海化工有限公司天津化工厂专利CN1280317C介绍了一种卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法,采用水溶性分散剂、润滑剂、油溶性引发剂、水相界面阻聚剂等助剂均匀混合后,经悬浮聚合制作而成的。其中搅拌转速采用前期低速,降压时升高转速的工艺条件。但其分散体系中分散剂保胶能力普遍偏弱,氯化石蜡、石蜡、硬脂酸或硬脂酸盐的化合物等助剂的加入易造成体系失稳;且树脂颗粒圆度偏低,吸油率偏低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种,能够解决目前现有技术·上的缺陷,以此来获得新型管材专用树脂。本专利技术所述的,包括以下步骤(I)将水、氯乙烯单体、复合分散剂、聚合稳定剂、链转移剂、PH缓冲剂和引发剂加入设有搅拌装置的聚合釜中,抽真空至压力为-O. 80 -I. 20MPa,其中,水的加入量为氯乙烯单体质量的I. 2 2倍,复合分散剂为氯乙烯单体质量的O. 05 O. 07%,聚合稳定剂为氯乙烯单体质量的O. 001 % O. I %,链转移剂为氯乙烯单体质量的O O. 20 %,PH缓冲剂加入量以使反应体系的PH控制在5 8,引发剂为氯乙烯单体质量的O. 01 O. 20% ;(2)升温至50°C 75°C,开始进行聚合反应,保持聚合温度直到聚合压力下降O. I O. 30MPa时,加入反应终止剂,反应终止剂加入量为氯乙烯单体质量的O. 005 O. 03%,排出残余氯乙烯单体,然后从反应产物中收集目标产物。其中,水优选为去离子水,其电导率为I 5μ s/cm。水的加入量最好为氯乙烯单体质量的I. 4 I. 8倍,水油比过小,聚合反应出现不稳定,树脂颗粒分布变宽,易出现大量大颗粒及“鱼眼”,水油比过大则生产效率降低。复合分散剂优选为两种部分醇解的聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素的混合物。上述的两种部分醇解的聚乙烯醇为醇解度70 90%,最好是78 82%、粘度为40 55mPa. s(20°C下,4%浓度时测定)的高醇解度中粘度的PVA I和醇解度为40 50%,最好是42 46%、粘度为60 120mPa. s (25°C,35%浓度下测定)的低醇解度高粘度的PVAII,其中PVA I用量为氯乙烯单体质量的O. 006 O. 03%,PVAII的用量为氯乙烯单体质量的O. 02 O. 05%。PVA I能使体系的表面张力降低,起到协调体系的保胶能力及分散能力的作用,使聚合体系在保持一定保护液滴能力的同时,兼顾分散能力,防止粘釜、挂桨。PVA II此分散剂呈油溶性,在氯乙烯聚合过程中能够对聚氯乙烯颗粒中的初级粒子及其聚集体产生影响,提高树脂颗粒的疏松程度,提高树脂内部孔隙均匀性,减少树脂颗粒表面皮膜褶皱状况。本专利技术中醇解度的单位为摩尔分数,PVA为聚乙烯醇的英文简称。上述的羟丙基甲基纤维素的甲氧基取代度优选为20 40%,更优选为25 35%;羟丙基取代度优选为5 15%,更优选为5 10%,粘度优选为30 70mPa. s(20°C,2%浓度时测定),更优选为40 60mPa. S(20°C,2%浓度时测定)。羟丙基甲基纤维素的用量为氯乙烯单体质量的O. 01 O. 05%。羟丙基甲基纤维素在体系中起到分散氯乙烯液滴作用,同时对氯乙烯液滴有一定保护作用,附在氯乙烯液滴表面能较好地协调液滴分散-聚并,防止出粗料。聚合稳定剂优选为C7 C16的脂肪酸锌热稳定剂,更优选为C7 Cltl的脂肪酸锌热稳定剂。聚合稳定剂的作用是在强搅拌的作用下,其能在聚合初期有效降低分散剂的保胶能力,使液滴(颗粒)的聚并在聚合较前期完成,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚氯乙烯球形树脂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将水、氯乙烯单体、复合分散剂、聚合稳定剂、链转移剂、PH缓冲剂和引发剂加入设有搅拌装置的聚合釜中,抽真空至压力为?0.80~?1.20MPa,其中,水的加入量为氯乙烯单体质量的1.2~2倍,复合分散剂为氯乙烯单体质量的0.05~0.07%,聚合稳定剂为氯乙烯单体质量的0.001%~0.1%,链转移剂为氯乙烯单体质量的0~0.20%,PH缓冲剂加入量以使反应体系的PH控制在5~8,引发剂为氯乙烯单体质量的0.01~0.20%;(2)升温至50℃~75℃,开始进行聚合反应,保持聚合温度直到聚合压力下降0.1~0.30MPa时,加入反应终止剂,反应终止剂加入量为氯乙烯单体质量的0.005~0.05%,排出残余氯乙烯单体,然后从反应产物中收集目标产物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:鲍春伟张磊张学明王晶李留忠梁斌车万里朱卫东张立红张勇郭卫东袁锦慧
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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