CN1008602B - 用电过滤方法改变分散树脂的性能 - Google Patents

用电过滤方法改变分散树脂的性能

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Abstract

乙烯基树脂这类分散颗粒可通过利用电过滤器中的阳极电解质改变其表面特性。因此，用这些树脂制得的中间和最终产品如塑溶胶和溶融薄膜或涂料的性质可产生有利的变化。改性包括塑溶胶的粘度，薄膜透明度和可发泡性。

Description

本发明有关通过改变分散颗粒的表面特性使其具有新的性能。
到目前为止，在分散树脂聚合反应的领域里，一旦表面活性剂，例如乳化剂加入聚合反应过程的树脂内，便可提供所期望的颗粒尺寸或稳定的分散体系，且在整个树脂生产包括最终产品的使用期间得以保持。通常这类试剂会给树脂以不利的性质。举例说明，在乙烯基乳液聚合反应中，要使用大量的乳化剂，皂类等。虽然在乳液聚合中，最终产品是聚合物胶乳，从理论上讲，该胶乳可通过絮凝，过滤以分离聚合物颗粒，经洗涤，除去部分表面活性剂，然后干燥，但是在实践中，不用各种类型的絮凝剂要进行这样的过程是困难的。而这类絮凝剂会给最终产品以不利的性质。因此，在一般的聚合物胶乳喷雾干燥的工业生产中，各种不同的乳化剂，表面活性剂等会沉积在聚合物颗粒表面。从而通常会给最终产品以不利的性质。用塑溶胶制成薄膜时，上述沉积物可能並且的确常常在薄膜里产生模糊不清或混浊现象。表面活性剂的类型对由树脂制成的塑溶胶的粘度有极大影响，並常常产生不合要求的粘度值，塑溶胶的热稳定性和颜色也会受到影响。
虽然人们已经做了许多用简单的洗涤乳化剂等方法从不同的分散颗粒中去除它们的尝试，但其中多数都遇到了各种技术问题。此外，各种提议方案一直是昂贵和复杂的。因此，在喷雾干燥操作后，去除分散颗粒中的肥皂，对此几乎没有做什么工作。
虽然曾经在喷雾干燥中加入各种不同的化合物以改变分散树脂的表面特性，但这些方法需要用大量的这类化合物以克服已经存在于分 散树脂中的表面活性剂的影响。通常，要消除原有表面活性剂的影响是不可能的。
美国专利3901842是关于乙烯基聚合物胶乳的絮凝，然后进行离心分离，形成聚合物湿饼（Wetcake），然后象聚丙烯酸酯那样用再分散剂重新分散湿饼。最后在喷射干燥器中干燥经再分散的湿饼。
赫特尔斯顿（Huddleston）等的美国专利4292424是关于用乳液聚合的方法生产乙烯基分散树脂並且通过下述过程回收树脂，絮凝胶乳形成过滤料浆，使料浆通过压力过滤器以分离出高浓度固体，形成易碎料饼，用适当的试剂淋洗料饼，将其中和，除去不要残渣。在过滤器内对淋洗的湿饼加压以增加其固体含量，然后湿饼破碎成颗粒，经干燥並在喷射式磨机（fluid    energy    mill）中一步碾成适当的尺寸。
美国专利4207158涉及利用电动抽真空过滤装置（electviall    augmented    vacuum    filtration    aPParatus）将固体悬浮物进行脱水的方法。
美国专利4331525涉及从液体介质中回收悬浮固体的方法和装置。含有悬浮固体的液体介质通过电解槽和超过滤装置作循环流动，悬浮固体作为低液体含量的均匀颗粒聚集体从液体介质中分离，而适量的液体和象表面活性剂这类已被溶解的化合物通过超过滤除去，以避免稀释液体介质。
欧州专利申请0028837涉及从液体介质中回收悬浮固体的操作装置。该专利采用电解槽和超过滤装置。
美国专利4134820涉及在电过滤过程中从阳极分离湿饼的装 置。
美国专利4107026涉及悬浮物质脱水的方法和装置，並包括真空过滤的使用。
美国专利4246039和美国专利4107026类似，它还涉及电过滤的使用。
通过使用电过滤器中的阳极电解质生产具有已改变了表面特性的分散颗粒。换句话说，通常要控制各种不同分散颗粒的表面特性以取得所希望的並且常常是改善了的最终产品各种性质。通过在离子交换过程期间发生的化学反应来改变分散颗粒的表面特性，此离子交换过程是电过滤的一个组成部分，此外，加到颗粒表面的还有整个的粒子。
一般说来，在带有可交换离子的分散颗粒上形成一个特定的离子环境，此分散颗粒环境构成一个电过滤器，在该电过滤器中含有分散颗粒，所说的电过滤器还带有一个阳极池，而此阳极池中带有阳极液化合物，对阳极池通以电流，就颗粒可交换离子而言，至少部分阳极液化合物的可交换离子改变了分散颗粒的表面环境。
在带有阳极池，並含有分散颗粒料浆的电动抽真空过滤器内改变分散颗粒表面特性的方法包括以下各步骤：使用在阳极池中含有离子的电解质溶液，在此阳极池上收集分散颗粒，此分散颗粒带有离子，並在上述分散颗粒上至少有些离子为阳极池中的电解质离子所交换。
用分散聚合方法制备的颗粒包括一种分散颗粒，在其上至少带有一个离子，它与分散制备离子是不同的。
附图是一张电动抽真空过滤器示意图。
概括地说，本发明涉及改变分散颗粒表面特性，而这些颗粒悬浮在水溶液或溶剂中並可能在其上带有电荷。带电荷颗粒溶液的电导率为约200到约5000微姆欧/厘米，较理想的是从约500到约2000微姆欧/厘米。可用分散方法制备的各种聚合物包括用乳液聚合反应制备的各种类型橡胶，例如丁苯橡胶，聚丁二烯，聚异戊二烯，聚苯乙烯、丁二烯-丙烯腈橡胶，聚氯丁二烯或其它类型的聚合物，例如聚氯乙烯，氯乙烯与醋酸乙烯，1，1-二氯乙烯，丙烯酸乙酯等的共聚物，氟碳聚合物;苯乙烯一甲基丙烯酸甲酯;聚丙烯酸乙酯等。
此外，也能用通常原来並不带有电荷的各种不同的聚合物。这些聚合物可用表面活性剂如肥皂等等，把电荷附加到其上面。这类分散颗粒的制备和存在是在工艺上和文献中常见的。一个较适宜的分散颗粒类型是乙烯基树脂，也就是乙烯基和1，1-二卤乙烯如氯乙烯，1，1-二氯乙烯等的聚合物或共聚物。乙烯基卤化物和1，1-二卤乙烯彼此能进行共聚，也能和一个或多个不饱和可聚合的烯族单体进行共聚。这些不饱和烯族单体的例子有α-β-烯族不饱和羧酸，如丙烯酸，甲基丙烯酸，乙基丙烯酸，α-腈基丙烯酸等;丙烯酸酯类，例如丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸辛酯，丙烯 酸腈乙酯等;甲基丙烯酸酯类，例如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酸等;腈类，例如丙烯腈和甲基丙烯腈;丙烯酰胺，例如甲基丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺，N-丁氧基甲基丙烯酰胺等;乙烯基醚类，例如乙基乙烯基醚，氯乙基乙烯基醚等，乙烯基酮;苯乙烯和苯乙烯衍生物包括乙烯基甲苯，氯苯乙烯等;乙烯基并四苯（乙烯基萘），氯乙酸烯丙酯和氯乙酸乙烯酯，乙烯乙酸酯，丁吡，甲基乙烯基酮，以及其它可聚合烯类单体，这些单体为技术熟练人员所熟悉，並在文献中有报导。
乙烯基分散树脂由氯乙烯或1，1-二氯乙烯或者单独进行乳液聚合，或者与一个或多个烯族可共聚单体的乳液聚合反应制得。乙烯基单体用量多达单体混合物总重量的30%左右。最佳乙烯基分散树脂类型为聚氯乙烯（PVC）。正如在工艺上成熟和文献中为人们所熟知的，用乳液聚合方法制备各种不同的乙烯基分散树脂也是人们所熟悉的。为此可用各种常规的能产生自由基的催化剂或引发剂，也可采用常规的乳化剂或乳化体系，在含有从8个到大约24个碳原子直链饱和醇中任意选用，同时选择适宜的温度和PH值范围等等。所有这些都在美国专利4292424中有叙述，在此把上述内容全部并入参考文献。
无论何种分散树脂，都要利用电过滤器以改变其表面特性。更确切地说，较理想的电过滤是所用的电动抽真空过滤器（EAVF）以生成较干燥的分散颗粒湿饼，譬如，固体含量为总固体重量的约70%到约90%，当然，也可制备更高或更低固体含量的湿饼。参看附图，用编码10表示的EAVF包含阴电极，阴电极四周通常用塑料或其它适当材料制成的框架或网络结构围住。滤布17包在网络结构上，並 加以密封形成阴极池。真空管线与阴极池相连以形成真空过滤器。将阴极池抽真空，水和可溶于水的化合物如表面活性剂，乳化剂，皂类盐类等通过滤布而滤去，滤布17可用任何普通的滤布如用棉花，聚酯或聚丙烯制成的滤布。滤布孔的大小适宜，使其透水而拦住分散颗粒。由于分散颗粒会堵住滤布小孔，因此需对系统充电以消除此问题，为此阴极15与电源相通。
如附图所示，通常每一个阳极25的每一侧都有一个阴极池。阳极也和电源相连，因此作为正极。通直流电时，在EAVF系统中形成一个电场。典型的电泳现象使乙烯基树脂颗粒通常向阳极移动，离开阴极，但不总是必然的，这是由于带有表面活性剂，乳化剂等的分散颗粒，例如乙烯基树脂带有负电荷的缘故。由于分散颗粒移出阴极，使通过滤布17的水达到有效过滤。各种水溶性化合物，例如盐类，表面活性剂，乳化剂被部分地除去。分散树脂颗粒自然地沉积在阳极25上，並形成料饼。由于电泳使不同大小的颗粒均以同样的速率迁移，因此料饼的颗粒分布和料浆内的颗粒分布是一样的。由于分散颗粒有腐蚀性，使金属阳极25发生剥蚀，因此将一个惰性但多孔的网络结构或框架置于所述阳极的周围。用棉花，聚丙烯等组成的滤布27包在网格结构上，从而阳极25，网格结构28和滤布27形成阳极池。最好用普通的具有低透水性的薄膜涂在阳极滤布上。该薄膜可以是化学中性的和电中性的，也可以是为增加或阻碍离子流动的目的起离子交换介质的作用。这类薄膜的例子包括Dynel（联合碳化公司的商标，氯乙烯和丙烯腈的共聚物）和Nafion（E·I·DuPont    de    Nemours公司商标，含氟磺酸薄膜）或由聚丙烯制成的薄膜。
阳极池最好用称为阳极液的循环电解质溶液充满。根据本发明， 阳极液为在溶剂（譬如水）中含有电解质或电解质的混合物。当阳极液用在电动抽真空过滤器里时，便将部分的，如果不是全部的话至少也是一些，通常是大部分发生交换，或者在与分散颗粒上的可交换离子（表面活性剂，盐类等）发生反应（或两者兼而有之），从而变更或改变所说分散颗粒的表面离子环境。至少有一些阳极电解质也将整个加到颗粒表面上。
一旦通以电流，在阳极和阴极之间形成电子流通过滤液，分散颗粒料浆，湿饼，阳极薄膜27和阳极液28。电荷流动伴随有从电极到电极的离子迁移，例如，迁向阴极的阳极液离子。为了形成有效的电流，阳极液的电导率至少为5000微姆欧/厘米，较理想的是至少30000微姆欧/厘米，这一性质是很重要的。本发明在实施过程中，要维持阳极液的高电导率。除了保护阳极以外，阳极液通过泵35作循环流动，先经冷却以消除在过程中产生的热量，然后再循环流动到阳极过滤池中。
就在阳极真空过滤器或阴极真空池内的阴极液来说，它通常含有氢氧化物电解质。阴极液的电导率並不关键，可低至600微姆欧/厘米，最好是2000微姆欧/厘米，也可以在2000微姆欧/厘米以上。
上述为EAVF操作的简要解释。关于这种过滤器的进一步说明，参阅美国专利4207158，关于这种过滤器的讲授，指导，操作和制备方法，全部列入参考文献内。要进一步指出的是根据本发明，在工艺上是现成的並在文献上有报导的任何一种电过滤器，只要它在阳极池中有阳极液都可用于本发明。
如上所述，在制备不同的分散颗粒期间，由于用了各种不同的表 面活性剂，乳化剂等，从而树脂或最终产品带有各种不良性能，例如薄膜混浊，色泽差，光泽度低，粘度过高等。根据本发明，现已发现这些不良性质是可通过改变分散颗粒的表面特性而改善或改变的。
如上述，一般说来，阳极液含有这类离子和化合物，它们会与表面活性剂，肥皂，盐等在聚合树脂颗粒上的离子发生交换和/或结合，和/或与表面活性剂，肥皂，盐等在已聚合树脂颗粒上的离子发生反应。这就是说，多数原有离子可被交换，而另一些原有离子则可能与阳极液离子和/化合物发生反应。此外，还有一些阳极化合物（电解质）将会整个加到颗粒表面。这样的结果是改变了颗粒的表面特性，同时最终改变了由颗粒制成的中间产物和成品的性质。离子的交换量或原有离子环境的变更通常是很大的，例如从至少约是离子总数的50%起，较理想的是80%或90%，而常常是95%或99%以上。产生交换，反应或加成的程度应是以引起所期望的颗粒或由其制成的最终产品的性质改变为准。交换，反应和/或加成的量取决于並受如价态，约0到30英寸汞柱的阳极池真空程度，阳极液各组分的分子量，阳极液浓度，薄膜渗透性和在树脂上的离子诸因素所控制。阳极液中的电解质浓度可以改变，这取决于其溶解度，阳极液温度，阳极溶液粘度等。阳极液浓度的有效值，应满足所得阳极液的最小电导率至少是5000微姆欧/厘米，溶液粘度通常达到低于150厘泊。
为了更全面的解释本发明，特此提出具体设备，实施方法，在图示的EAVF中，加入用乳液聚合法制备的聚氯乙烯树脂，其中乳化剂为十二烷基硫酸钠。所用阳极液为硝酸镉溶液。利用原子吸收光谱分析电过滤以前在树脂上的镉和钠金属离子的量，以及在阳极处已沉积形 成料饼的树脂並从电过滤器内分离出来后，在树脂上所带的钠和镉金属离子的量。电过滤前，树脂的钠含量为850PPm，可能是作为表面活性剂十二烷基硫酸钠的反离子。电过滤以后，树脂的钠含量只有139PPm为原来含量的16%，同时树脂还含有2417PPm的镉金属离子，可能是84%十二烷基硫酸盐阴离子表面活性剂新的反离子。这一变化受到流过阳极滤布27并进入湿饼中有表面活性剂的聚氯乙烯颗粒中的阳极液中的镉离子的影响。此外在此实验以及基本上所有类似的电过滤实验中，大约有10%重量的阳极溶液从阳极槽/阳极液系统中失去。其主要原因是在阳极溶液内的电渗透力使阳极溶液从阳极槽通过阳极薄膜流动並进入树脂料饼。在上述例子中，用过量镉即处于化学计量的离子交换平衡值以上来解释阳极液的损失，其中要考虑到镉的价态+2。因此，离子被交换了，阳极电解质加入到树脂料饼中。
本发明对许多情况均是适用的，其中最理想的是用来改变各种不同分散树脂的表面特性，这就是说，在分散颗粒上的原有离子（例如乳化剂）最好是交换一些，如果不是全部的话通常也是大多数离子交换了，或者把电解质或其它化合物的增量（例如：新乳化剂）加到分散树脂上去，可以采用电过滤方法。离子交换化合物也就是通常在阳极液中的电解质，经常是与原有分散树脂离子不同的离子，因此与其发生交换，另一方面，除阳极液外，阳极薄膜和/或任何普通涂复薄膜可能影响与分散树脂离子的交换，为此，一旦对电过滤器施加电场，便可由上述任何的离子源和分散树脂发生离子交换，从而改变了分散树脂的表面离子特性。一般地说，上述提及的分散树脂，尤其是乙烯基树脂可能具有改性用的表面特性，以致树脂或其制成品可能具有改性 剂的性质，例如透明度，色泽，光泽，热稳定性，可发泡性，粘度，老化，以及通常是最重要的性质，粘度等。
最理想的是改变用不同分散颗粒如乙烯基树脂制成的塑溶胶的粘度，通过增加粘度使之达到最大值或者通过降低粘度达到一特定值。增塑剂的类型和用量一般对粘度会有影响。然而，概括地说：对希望有高粘度的这类塑溶胶，最低粘度至少50000厘泊，如从约50000至约500000。另一方面对希望具有中等粘度塑溶胶的情况，粘度可以是从约15000到50000厘泊。低粘度是从大约1到大约15000厘泊。为了获得理想的粘度值或其它性质改变，对于特定类型和用量的增塑剂，对于带有特定离子的特定分散树脂精确的离子交换程度可很容易地通过各种试差法确定。这就是说，鉴于有许多变量，诸如增塑剂类型，所用增塑剂量，特定的树脂颗粒以及在其上特定的离子类型等，因此並不总是可用统一的阳极液使用量或阳极液类型。不过，对于给定增塑剂，树脂等，为达到某一预期的性质改变，根据本发明的思想很容易确定阳极液的必要用量或类型。
在烯族塑溶胶范围内，常常希望溶胶在无剪切的情况下具有高粘度，在受微小或局部剪切的情况下显示低粘度，通常称为假塑性或表观塑变（exhibiting yield）。这就是说，塑溶胶受微小局部剪切作用下可以发生流动，但是刚撤去剪切，液体流动便立刻停止，而保留在适当位置。此性质可用比值V2/V20来衡量。Brookfield RNF粘度计读数取2转/分（V2）和20转/分（V20），其中高比值通常高于2，较理想的是高于3，而最好是高于4.5。具有上述性质且与乙烯基树脂有关的某些阳极电解质包括：α-烯属磺酸钠，十二烷硫酸钠，聚丙烯酸，醋酸钠，硼 酸钠和异癸硫酸钠。
上面列出的改变阳极电解质的粘度与乙烯基树脂颗粒相关，此乙烯基树脂上含有普通乳化剂例如十二烷基硫酸钠，有烷基取代了的芳基硫酸钠，和三癸基醚硫酸钠。为产生希望的粘度变化，应使用不同的乳化剂，或许须改变离子交换量，反应程度或整个树脂颗粒上的交换情况以及离子或阳极液的种类，不过这些都是容易确定的。
为了更全面的理解和说明本发明，下表列出了各种不同的被发现可以改变粘度的阳极液，也就是说可以产生低、中等或高粘度的乙烯基塑溶胶，虽然尚未完全搞清楚确切的现象並且没有与理论相结合，但可以假定，粘度可能随已改性的分散颗粒的流体力学半径而改变。这就是说，一般情况下，如果流体力学半径大，经处理的颗粒将具有高粘度，而如果流体力学半径小，则通常粘度低。当然，其它一些因素也可能会影响粘度的变化並引起分散颗粒树脂各种不同的性质变化，这是因为以上只是一个假说。
因此，带有各种不同原表面活性剂的乙烯基分散颗粒，考虑到其用在含电解质的电过滤器中，为此在下表中列出制备乙烯基树脂的部分阳极溶液。这些乙烯基树脂通常显示各种塑溶胶的粘度，如表所示。典型的塑溶胶含有普通的增塑剂，也就是邻苯二甲酸二-2-乙基己酯（也称为邻苯二甲酸二辛酯，DOP。
表面改性或改变表面离子环境通常适用于不同类型分散颗粒的粘度，包括假塑性，胀塑性，牛顿粘度等。改变作为阳极液中电解质用的特定化合物会改变各种分散颗粒的多种性质，这一情况是未预料到的，因为以前並不了解聚合反应后有可能显著地改变分散颗粒或树脂的性质，而不须用大量溶剂提取肥皂，而后又用不同的肥皂重新乳化。这种方法的化费还很大。
阳极电解质化合物通常可溶于水溶剂中，这些化合物是有机或无机盐等。就有机盐类的阳离子部分而言，通常是碱或碱土金属，例如锂，钠，镁，钾，钙等，此外也可使用各种过渡金属如镉，锌，铜等;阴离子部分通常是带有大约从2个到大约20个碳原子的有机酯，最好是约10个到大约18个碳原子的硫酸酯，磺酸酯;硝酸酯;磷酸酯等。阳离子的有机衍生物也可以是含有多达30个碳原子的聚酯。酯族衍生物可是烷基或链烯基。有机阳极电解质常常是表面活性剂，例如去污粉或乳化剂，这些适宜表面活性剂的实例在不同的去污粉，乳化剂年刊（Mccutuheons    Detergents    and    Emulslfiers）上发表（北美版，国际版，功能材料，1979年及其前后各年的年刊）。这些在此均收入参考文献。
就无机电解质来说，阳离子部分通常也是碱或碱土金属，例如钠，钾，钙，镁等。也能使用其它阳离子，例如铵，季铵类等。阳离子部分通常是配合物例如碳酸盐，硝酸盐，硼酸盐，硫酸盐等。这些阳极电解质的具体例子已在上面的表1中提及。表1列出了阳极电解质和乙烯基塑溶胶的粘度变化性质。可以预期，根据本发明也能使用其它许多电解质，它们的改性效果也容易确定。
一个未曾预料到的也是本发明的重要内容，即把阳极电解质整个 加到颗粒表面上时，只需要很少量的阳极液便可改变分散颗粒的性质。例如，各种分散颗粒或树脂的有效变化可通过用最多使用约1.5份（重量）的阳极液便可获得。即每100份（重量）分散树脂中加入阳极液1.5份。更准确的说，用每100份（重量）分散颗粒或树脂中加入约0.01到0.5或1.5份（重量），较理想的约0.05到约0.3份（重量），而最好是从约0.05到0.1份（重量）阳极液，便可使分散颗粒改性。这样一种结果显然是未预料到的，因为要在喷雾干燥器中获得同样的效果，需要大量的阳极液，这就是说，至少需要1.5份阳极液而且往往比此量大得多。
虽然这里仅详细描述了一个电过滤器，也就是电动抽真空过滤器，但是也可用其它装置，即能导致聚氯乙烯这样的分散颗粒或树脂低能量脱水的装置。例如一个任意的预过滤器能用来除去分散颗粒料浆中的一部分水分，从而增加料浆中总的固体含量，然后再加入电过滤器中去。在与颗粒上的离子进行交换，反应后，把从电过滤器取出来的料饼加到最后的干燥器中去，如在工艺上常见的，文献上有报导的机械干燥器，电过滤器中的料饼通常固体含量占总量的大约65%到大约95%，较理想的是从大约80%到大约85%。上述这类机械干燥器的例子包括旋转干燥器，文丘里干燥器（Venturi    dnyer）流化床干燥器，输送机干燥器等，不过，较适宜的干燥器是喷射式干燥器（fluid    energy    dryer）热空气或热燃气在高度湍动状态下喷入干燥器内。此装置和操作方法同时收入“分散颗粒胶乳低能耗脱水的电过滤方法”的专利申请书中，在该专利申请书中。全面描述了此装置和操作过程。一旦分散颗粒已干燥，便可用迄今所掌握的常规方法进行加工。例如，用来生产各种膜制品等的塑溶胶，就可利 用已干燥的乙烯基颗粒。现有的同样领域。例如乙烯基树脂能用在塑溶胶中制造乙烯基楼板，涂层织物，无支撑织物，乙烯基泡沫薄板，成型部件例如球，各种玩具，汽车零部件等。用本发明制得的低粘度塑溶胶可在不同的领域内得到应用，例如涂层织物以及乙烯基压延楼板。高粘度乙烯基树脂塑溶胶可用在汽车工业中作为密封材料，如作为主体的附属防护板等。
在形成塑溶胶时，把液体增塑料加到分散树脂中，靠此增塑剂使颗粒，例如固体乙烯基树脂颗粒悬浮。增塑剂的类型是工业上常见的文献中有报导的。适宜增塑剂的实例包括各种邻苯二甲酸酯，各种环氧化合物，各种脂族双酯类，各种磷酸盐，各种聚酯，各种特制增塑剂，以及上述各增塑剂的混合物，此外还可加入各种填充剂。在各种增塑剂中，以邻苯二甲酸双酯类为宜，如邻苯二甲酸二辛酯的异构体。由密勒（Miller）和威克逊（Wickson）编写，由Sorvetnick    Van    Nostand    Reinhold公司1972年出版的“增塑剂”一书中第三章“塑溶胶和有机溶胶”作为特定增塑剂的参考文献。在此把增塑剂的类型，等级，各个增塑剂等一并收入本发明参考文献中。
所加增塑量通常可在一个很宽范围内变化，这取决于在工艺上常见的，文献上有报导的各种填充剂和其它化合物成分。增塑剂用量通常为100份（重量）干乙烯基树脂中加约25到约300份（重量），而以约45到100份为好。一种说来，塑溶胶内的平均颗粒大小为从约0.1到20微米，较理想的是从约0.5至约2.5微米，而以从约0.8到约1.2微米最佳。
本发明通过参考以下实例会得到更好地理解。
实例1
GEON
Figure 86108087_IMG2
121料浆，一种含有中等水平α-烯属磺酸盐的分子量适中的聚氯乙烯，经抽提和浓缩到总固体含量为48%后加入到电过滤器装置中（EAVF），维持一恒定水平。该电过滤器是Millileaf型，由Dorr Oliver制造。此电过滤器带有一阴极池和一带有阳极薄膜的阳极池。料浆在13.33毫安/厘米2直流电电场的作用下，于是湿饼就沉积在阳极薄膜上。周期性地取出料饼，並测量料饼的总固体含量，发现总是在79%到80%的范围内。湿饼在称为Thermejet喷射式干燥-研磨机内干燥，该机由奥尔杰特设备公司制造（Alljet EquiPment Co，Willow Grove，Pemsylvania）最后得到研磨得很细的干燥粉末。塑溶胶按标准筛选的配方用干燥树脂配制：
份数（重量）
聚氯乙烯    100
DOP    57
环氧化豆油    3
SYNPRON    940    2
（一种稳定剂）
塑溶胶的粘度用Brookfeld    RVF粘度计在25℃下测定，主轴转速为2转/分和20转/分。
一系列试验中，除通过阳极池作循环流动的阳极液化合物类型有变化外，其余条件自始至终保持不变。阳极液的电导率保持在20000-50000微姆欧/厘米之间。为干燥器的运转准备 了足够的料饼后，便停止电过滤，从薄膜槽放出阳极液，冲洗薄膜槽，加入新鲜的阳极液。所有阳极液都用水作为溶剂，调节阳极电解质浓度以保持其电导率在适当的范围内。所取得的实验结果列于表2。
表2
实验＃1    阳极    BROOkFlELD    粘度（厘泊）值
V2V20V2/V20
1    0.5M碳酸铵    9500    5000    1.9
2    0.5m醋酸钠    215000    31500    6.8
3    0.5m甲酸钠    35000    13500    2.6
4    0.5m硼酸钠    15000    23500    6.4
5    0.5m硝酸镉    6500    4300    1.5
6    ＊10%十二烷基硫酸钠    62000    16000    3.9
7    ＊10%2-乙基己基硫酸钠    5500    3100    1.8
8    ＊10%辛基硫酸钠    11000    6200    1.8
9    ＊10%异癸酸硫酸钠    55000    15000    3.7
10    ＊10%十二烷基硫酸镁    11500    6600    1.7
11    ＊10%三癸基硫酸钠    17000    8300    2.0
12    ＊10%三乙醇胺十二烷硫酸盐    8200    4300    1.9
13    ＊0.06m甲基硫酸钠    18000    8200    2.2
14    ＊10%三癸基醚硫酸钠    22000    9800    2.2
15    ＊10%α-烯属磺酸钠    55000    15300    3.6
16    ＊10%烷基芳基多醚硫酸钠    6000    4000    1.5
17    ＊10%仲链烷磺酸钠    9000    5400    1.7
18    ＊10%十二烷基苯磺酸钠    25000    12500    2.0
＊用0.5m的碳酸铵调节以取得合适的电导率值范围。
实例2
分散聚氯乙烯树脂用典型的α烯属磺酸钠作为原表面活性剂进行聚合。在实验室电过滤器加工得固体含量为43%的进料聚合物，如实例1所述。电流密度为13.33毫安/厘米2。阴极真空为20英寸汞柱。制得78%的固体料饼。阳极液由10%上述固体溶液的α烯属磺酸钠组成，α烯属磺酸钠与缓冲剂碳酸铵配合使用。料浆电导率为1000微姆欧/厘米，阳极液电导率是13000微姆欧/厘米。料饼生成速率为21.2磅/小时。
产品在实例1所提及的喷射式干燥器内干燥，进气压力为5.7（表压）磅/英寸2，温度为100℃。控制出口气温49℃。测试干燥树脂，发现含水量0.08%，2.8%可用甲醇萃取的物质，用实例1的配方制备的塑溶胶性质包括主轴转速为2转/分，经时一天的Brookfield粘度为56000厘泊，20转/分为18400厘泊，塞瓦斯流杯测定是每100秒16.1克用乙烯基分散表测得颗粒大小为30微米，熔融乙烯基薄膜显示良好的光泽和透明度，反射系数为82%，透射率为76%;在375°F下的热稳定性良好，19分钟开始出现颜色，28分钟直到产品严重发黑。
用常规方法进行喷雾干燥的本产品含有2.6%可用甲醇萃取的物质和0.1%的水分。用实例1配方制备的塑溶胶的Brookfield粘度是在主轴转速为2转/分时是14000厘泊，在主轴转速为20转/分时是9400厘泊。产品性质如下，塞瓦斯流杯测定为17.7克/100秒，用乙烯基分散表测得的颗粒尺寸是40微米。膜性质为光泽度84%，透明度76%，375°F下21分钟开始出现颜 色。
与上述同样的分散聚氯乙烯料浆在实例1提及的电过滤器内加工，使用13.33毫安/厘米2和20英寸汞柱的真空。在此实验中，选择的阳极液为10%固体溶液的2-乙基己基硫酸钠，用碳酸胺为缓冲剂。料饼生成速度为24.4磅/小时，料饼的固体含量为78%测得阳极液电导率为38500微姆欧/厘米。
料饼在喷射式干燥器内以6.0的表压（磅/英寸2）和100℃的进气温度进行干燥，出口温度为49℃，制成品性质和上述制品性质类似，含水量0.07%，可萃取物质为2.4%，用实例配方制备的塑溶胶粘度很低，主轴转速为2转/分为7000厘泊以及主轴转速为20转/分时为4600厘泊。最大流量为16.7克/100秒。乙烯基分散表测得的颗粒尺寸为20微米。
通过这些例子，可以看到欲得到很高的BrooKfield粘度和很低的Brookfield粘度的塑溶胶，用同样的分散聚氯乙烯只需通过简单地改变在电过滤器使用的阳极液。这些例子也表明，有几个机理影响这些性质的变化，包括树脂上的离子交换和用不同的措施与已经在树脂颗粒上的物质相互作用把物质加到树脂上以改变表面特性。这些相互作用强烈地受在电过滤器内的电场的影响。这一点已通过实验证实了。在实验中所用的阳极液和原表面活性剂相同，但通过喷雾干燥后的产品的最终性质却有显著不同。
根据本发明，技艺精的人有可能改变分散树脂物质的各种最终性质。就乙烯基分散树脂来说，取决于已知在树脂上的物质，例如表面活性剂，皂类，盐类等以及在塑溶胶或制成品应用中所希望的性质或被改性的各种性质。我们可容易地选择阳极液化合物获得上述所希 望的结果。取得预期结果的例子列于表3。进一步的具有特定结果的例子列于下面诸表中。
表3
所希望的性质    高塑溶胶粘度
（1天，2转/分，Brookfield
粘度大于25000厘泊）
树脂上的原表面活性剂：    十二烷基硫酸钠
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯
阳极液＊
α烯属磺酸钠
十二烷基硫酸钠
2-乙基己基硫酸钠
硫酸锂
注：＊多数阳极液都用碳酸铵作为缓冲剂，以控制电导率。
表4
所希望的性质    低塑溶胶粘度
（1天，2转/分，Brookficld
小于25000厘泊）
树脂上的原表面活性剂    十二烷基硫酸钠
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯
阳极液＊    烷基芳基多醚硫酸钠
烷基多醚硫酸钠
三癸基硫酸钠
碳酸铵
＊注：多数阳极液体系都用碳酸铵作为缓冲剂。
表5
所希望的性质    低塑溶胶粘度（1天，2转/分
Brookfield粘度小于25000
厘泊）
树脂上的原表面活性剂    α烯属磺酸钠
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯
阳极液＊    2-乙基己基硫酸钠
碳酸铵
三癸基硫酸钠
烷基芳基多醚硫酸钠
烷基芳基硫酸钠
仲链烷基磺酸钠
硝酸镉
甲基硫酸钠
硝酸铵
＊注：对多数阳极液体系，都用碳酸铵作为缓冲剂。
表6
所希望的性质    高塑溶胶粘度（1天，2转/分
Brookfield粘度25000厘
泊以上）
树脂上的原表面活性剂    α烯属硫酸钠
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯
阳极液＊
碳酸氢钠    氢氧化钠
硫酸锂    苯甲酸钠
硝酸钡    硅酸钠
连二磷酸钾    柠檬酸钠
偏硫酸氢钠    三癸基醚硫酸钠
硝酸钠    十二烷基醚硫酸钠
连二磷酸钠    月桂酸钠
碳酸钾
甲酸钠    聚丙烯酸
＊注：多数阳极液体系都用碳酸铵作为缓冲剂
表7
所希望的性质    超高粘度塑溶胶（1天，2转/分
Brookfield粘度150000厘
泊以上）
树脂上的原表面活性剂    α烯属磺酸钠
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯
阳极液＊
硫酸铵    硼酸钠
硫酸锌    丙酸钠
醋酸钠
＊注：多数阳极液体系都用碳酸铵作为缓冲剂
表8
所希望的性质    低粘度塑溶胶（1天，2转/分
Brookfield粘度小于25000
厘泊）
树脂上的原表面活性剂    月桂酸铵
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯
阳极液＊
仲链烷基磺酸钠
碳酸铵
α烯属磺酸钠/2-乙基己基硫酸钠
2-乙基己基硫酸钠
三癸基硫酸钠
烷基酚基多醚硫酸钠
十二烷基醚硫酸钠
＊注：多数阳极液体系都用碳酸铵作为缓冲剂。
表9
所希望的性质    高粘度塑溶胶（1天，2转/分
Broofield粘度25000厘泊
以上）
树脂上的原表面活性剂    月桂酸铵
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯
阳极液＊
α烯属磺酸钠
硝酸镉
醋酸钠
＊注：多数阳极液体系都用碳酸铵作为缓冲剂。
表10
所希望的性质    超低粘度塑溶胶（1天，2转/分
Brookfield粘度小于10000
厘泊）
树脂上的原表面活性剂    有烷基取代的芳基多醚硫酸钠
塑溶胶成分
原增塑剂：    邻苯二甲酸二辛酯
阳极液＊
α烯属磺酸钠
三癸基硫酸钠
2-乙基己基硫酸钠
＊注：多数阳极液体系都用碳酸铵作为缓冲剂
表11
所希望的性质    低塑溶胶粘度（1天，2转/分
Brookfield粘度15000厘
泊以下）
树脂上的原表面活性剂    α烯属磺酸钠
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯/邻苯二甲酸苄
丁酯（butyl    benzylPhthalate）
阳极液＊    偶氮二酰胺
碳酸铵
烷基芳基多醚硫酸钠
2-乙基己基硫酸钠
＊注：多数阳极液体系都用碳酸铵作为缓冲剂
表12
所希望的性质    高塑溶胶粘度（1天，2转/分
Brookfield粘度15000厘泊
以上）
树脂上的原表面活性剂    α烯属磺酸钠
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯/邻苯二甲酸苄丁
酯（butyl    bcnzyl    Pbthalate）
阳极液＊    偶氮二酰胺
醋酸钠
硫酸钠
α烯属磺酸钠
＊注：多数阳极液体系都用碳酸铵作为缓冲剂
表13
所希望的性质    高薄膜透明度（大于70%）
树脂上的原表面活性剂    α烯属磺酸钠
塑溶胶成分
原增塑剂    邻苯二甲酸二辛酯
阳极液＊
α烯属磺酸钠
十二烷基硫酸钠
碳酸铵
硫酸钠
聚丙烯酸
烷基芳基多醚硫酸钠
硫酸钾
＊注：多数阳极液体系都用碳酸铵作为缓冲剂
根据专利法，本发明提出了最佳具体设备和最优方式，本发明范围並不限于文中所述，而是所附权利要求的范围。

Claims (7)

1、改变分散颗粒表面特性的方法包括以下各步骤，分散颗粒料浆放入带有阳极池的电动抽真空过滤器内。
利用在阳极池内带有离子的阳极液，该阳极液为一种有机盐或无机盐，其中无机盐的阳离子部分是碱，碱土，铵或季胺，其中的阴离子部分是碳酸盐，硝酸盐，硼酸盐，硫酸盐，磺酸盐，磷酸盐，多磷酸盐，硅酸盐或铝酸盐；
从所说的阳极池内收集分散颗粒，在该分散颗粒上带有离子；
分散颗粒离子和阳极液离子至少有有效的交换量，通过把所说的阳极液化合物整个加到该颗粒表面，进一步改变所说的分散颗粒的表面环境。
2、根据权利要求1的方法，其中所述的阳极池带有一附加薄膜。
3、根据权利要求2的方法，所说的分散树脂为乙烯基树脂，所说的阳极液是电解液。
4、根据权利要求1的方法，其中所说的电动抽真空过滤器有一阴极池。
5、根据权利要求3的方法，其中所说的阳极池有至少30000微姆欧/厘米的电导率，其中所说的乙烯基树脂迁移到该阳极，加到上述颗粒表面的阳极液量为每100份（重量）所说的颗粒为约0.01到1.5份（重量），其中所说的阳极液是碳酸铵，2-乙基己基硫酸钠或烷基酚基多醚硫酸钠。
6、根据权利要求1的方法，其中阳极池的电导率至少为5000微姆欧/厘米，其中所提及的分散颗粒是乙烯基树脂颗粒，其中至少有50%的分散颗粒离子为所说的阳极液离子所交换。
7、根据权利要求5的方法，其中加到颗粒表面的阳极液的量为每100份（重量）该颗粒约0.05到大约0.1份（重量），其中所说的颗粒是乙烯基树脂颗粒。
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