專利名稱：衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，涉及聚氯乙烯樹脂的制備方法，尤其涉及一種顆粒外觀呈球形、樹脂內(nèi)部殘留氯乙烯小于5PPM的聚氯乙烯樹脂的制作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有建材制品多數(shù)為擠出加工成型，需求聚氯乙烯原料具有表觀密度高，擠出速度快，消除喂料不足等現(xiàn)象；同時還要求樹脂顆粒分布集中、形態(tài)規(guī)整、內(nèi)部孔隙均勻、干流動性和加工塑化性能良好的特點。要求“衛(wèi)生級”，即盡量降低PVC樹脂的殘留氯乙烯含量，減少加工和使用過程中的危害。
在樹脂擠出加工中起重要作用的是樹脂顆粒形態(tài)，若樹脂粒徑以及孔隙率一定，樹脂的顆粒的形態(tài)越圓，擠出的速度則越快。同樣，球形樹脂顆粒還能提供較高的體積密度，節(jié)省裝載和運輸?shù)馁M用。
中國專利CN85107946A公開了一種球形聚氯乙烯顆粒的制作方法，但其應(yīng)用部分交聯(lián)的基本上未中和聚丙烯酸作為分散劑，對聚合配方和體系的PH值要求較高。一方面，此種分散劑國內(nèi)沒有，成本高，另一方面，因聚合反應(yīng)發(fā)生在酸性的側(cè)鏈上，體系PH值敏感性強。而且并未提及是否達(dá)到衛(wèi)生級要求。
CN1389482介紹了一種建材硬制品擠出成型用聚氯乙烯樹脂的懸浮聚合方法，所采用的分散劑為高、中、低醇解度的三種聚乙烯醇(PVA)復(fù)合做為分散劑，聚合而成的顆粒外觀不呈球形，對加工速率有一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，是在聚合反應(yīng)前期使用較低的攪拌轉(zhuǎn)速，達(dá)到某一轉(zhuǎn)化率后再提高攪拌的剪切強度。其目的是減小粒子之間的碰撞動能，使得被分散劑包裹的氯乙烯液滴從聚合開始就得到很好的保護(hù)，幾乎不發(fā)生聚并，直至最終形成單細(xì)胞的球形顆粒。在聚合反應(yīng)中，某一時刻的轉(zhuǎn)化率難以準(zhǔn)確計算，根據(jù)反應(yīng)壓力的變化調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速，與潤滑配方體系相匹配，得到樹脂中氯乙烯含量小于5PPM的球形聚氯乙烯樹脂。其采用的技術(shù)方案是，采取氯乙烯懸浮聚合，將氯乙烯單體和各種助劑一次加入反應(yīng)器中，攪拌使其均勻混合，常溫下攪拌10～20分鐘后，升溫至聚合所需溫度40～60℃開始聚合。聚合釜攪拌用的電機(jī)要有變速功能，此時的攪拌轉(zhuǎn)速為正常攪拌轉(zhuǎn)速的1/5～1/2。待反應(yīng)壓力有所變化稍降時，調(diào)整至正常轉(zhuǎn)速，正常降壓出料后，回收漿料中的殘留氯乙烯，離心、汽提、干燥得到合格的衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂。
本發(fā)明中所采用的助劑包括水溶性分散劑、潤滑劑、油溶性引發(fā)劑、水相界面阻聚劑及分子量調(diào)節(jié)劑。所用的分散劑為一種復(fù)合體系。本發(fā)明以一種主分散劑和一種增加孔隙率的較低醇解度的PVA按一定比例復(fù)合，可制得塑化性能及VC脫除性能良好的球形PVC樹脂。其中主分散劑可為通用的羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素等，用量為氯乙烯單體重量的0.01～0.1％；低醇解度的PVA，其醇解度最好在35～65％(摩爾數(shù))，它提高樹脂的疏松度，減少顆粒內(nèi)部的初級粒子聚結(jié)體，提高孔隙率，打破樹脂皮膜的連續(xù)包裹。達(dá)到增強脫除氯乙烯的能力。其用量為單體重量的0.01～0.08％；聚合反應(yīng)中需加入引發(fā)劑，可選用有機(jī)過氧化物引發(fā)劑，如過氧化二碳酸雙(2-乙基己酯)、過氧化特戊酸特戊酯等一種或兩種復(fù)合使用，其中不含對人體有害的氰基物質(zhì)。其加入量為單體重量的0.01～0.15％。所用的潤滑劑為氯化石蠟、石蠟、硬脂酸、硬脂酸鹽等化合物，它們可以單獨使用，也可復(fù)合使用，其用量為單體重量的0.02～0.10％。目的是減少樹脂顆粒之間的摩擦，保持球形形態(tài)；所用的水相界面阻聚劑為酚類有機(jī)化合物，如雙酚A、對苯二酚等。它在堿性水中變成氫醌與潤滑劑復(fù)合提高膠體的穩(wěn)定性。同時具有水相阻聚緩解放熱的作用。其用量為單體重量的0.001～0.01％。
在本發(fā)明采取的技術(shù)方案中，聚合后的漿料采用汽提的方法，以除去其中殘留的氯乙烯。漿料在汽提塔中停留時間為1～1.5hr，塔底溫度為110～120℃，塔頂溫度為100～110℃，可以較好地脫出漿料中的氯乙烯，使最終的PVC樹脂中單體含量降到5PPM以下。
本發(fā)明所制作的衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂顆粒外觀呈球形、表觀密度為0.55～0.70g/ml、吸收增塑劑≥15％、氯乙烯殘留≤5PPM。在用于化學(xué)建材硬制品擠出成型工藝上與通用型樹相比，具有明顯優(yōu)勢。
具體實施例方式
本發(fā)明衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，是在4M3不銹鋼聚合釜中進(jìn)行，其最佳實施方式為，實施例1先在聚合釜中加入2.3噸無離子水、0.7kg羥乙基纖維素、0.2kg的聚乙烯醇、500ml過氧化二碳酸雙(2-乙基己酯)、0.6kg碳酸氫鈉、0.4kg硬脂酸鈣、0.03kg對苯二酚投入釜中。試壓抽真空后加入氯乙烯單體1.3噸，在200rpm轉(zhuǎn)速下冷攪10～20分鐘，升溫至56℃，開始聚合，降低攪拌轉(zhuǎn)速達(dá)到80rpm，等反應(yīng)壓力稍降時調(diào)整轉(zhuǎn)速為200rpm，待反應(yīng)壓力降0.15～0.2Mpa時，加入終止劑，出料。漿料經(jīng)汽提回收工藝，離心干燥，最后分析測試。實施例2將分散劑羥乙基甲基纖維素的加入量改為0.75kg，攪拌轉(zhuǎn)速降為75rpm，其它條件同實施例1。
實施例1、2產(chǎn)品性能如下 本發(fā)明采用先進(jìn)的聚合工藝，以潤滑配方體系和變速攪拌相匹配，克服了以往技術(shù)存在的缺陷。獲得的PVC樹脂顆粒形態(tài)呈球形，并具有較好的孔隙度和塑化性能，能適應(yīng)高速擠出的加工要求。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，該樹脂顆粒外觀呈球形，表觀密度0.55～0.70g/ml，吸油率為15％以上，氯乙烯殘留小于5PPM，其特征在于該方法采用的是潤滑配方體系和變速攪拌相匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，其特征在于配方體系中引入了潤滑劑，如氯化石蠟、石蠟、硬脂酸、硬脂酸鹽的化合物，它們可以單獨使用，也可以復(fù)合使用，其用量為單體重量的0.02～0.10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，其特征在于配方體系中引入低醇解度的油溶型的PVA，最好醇解度在35～65％摩爾數(shù)，其用量為單體重量的0.01～0.08％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，其特征在于配方體系中引入如雙酚A、對苯二酚等水相界面阻聚劑，其用量為單體用量的0.001～0.01％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，其特征在于所說的變速攪拌是指聚合反應(yīng)前期的攪拌轉(zhuǎn)速為正常攪拌速度的1/5～1/2，反應(yīng)后期為正常轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，其特征在于將聚合后的漿料經(jīng)汽提塔汽體，塔頂溫度為100～110℃，塔底溫度為110～120℃，漿料停留時間為1～1.5hr后，可使殘留氯乙烯達(dá)到衛(wèi)生級要求。
全文摘要
本發(fā)明衛(wèi)生級球形聚氯乙烯樹脂的制作方法，涉及聚氯乙烯樹脂的制備方法，是將聚氯乙烯單體和水溶性分散劑、潤滑劑、油溶性引發(fā)劑、水相界面阻聚劑等助劑均勻混合后，經(jīng)懸浮聚合制作而成的。其中攪拌轉(zhuǎn)速采取反應(yīng)前期低速，降壓時升高轉(zhuǎn)速的工藝條件。本發(fā)明特征在于該樹脂顆粒外觀呈球形，表觀密度0.55～0.70g/ml，內(nèi)部孔隙均勻，流動性好，氯乙烯殘留小于5PPM的聚氯乙烯樹脂。在用于擠出成型大口徑管材和型材時塑化性能好，在擠出速度方面有明顯優(yōu)勢。
文檔編號C08F2/38GK1635003SQ200310122148
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者崔玉霞, 魏青松, 王志東, 田愛娟, 李新祥 申請人:天津渤?；び邢挢?zé)任公司天津化工廠