CN101205271A - 一种采用复合乳化剂的聚氯乙烯糊树脂生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用复合乳化剂的聚氯乙烯糊树脂生产方法，包括如下步骤：将氯乙烯单体、复合乳化剂、种子乳胶、pH调节剂和水的混合物，加入混合引发剂反应，获得聚氯乙烯糊树脂。本发明采用了复合乳化剂，聚合反应主要在微滴中进行，并在聚合配方中加入用乳液法制备的种子乳胶，从而获得双峰粒径分布，聚合产生的胶乳固含量高，干燥的能量减少，反应速度快，生产工艺简单，粒径可选范围大，糊料在高、低切变速率下都能获得低的粘度，生产中安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氯乙烯糊树脂生产方法，具体涉及聚氯乙烯糊树脂生产方法中的乳化剂。
背景技术
聚氯乙烯糊树脂是一种常规的化工原料，在工程塑料制备领域具有十分广泛的应用。
目前，许多文献和专利公开了聚氯乙烯糊树脂的生产方法，如美国西方石油化学公司采用混合法糊树脂生产工艺，生产了K值在55.0～85.0的糊状聚氯乙烯。
无论是哪一种聚氯乙烯糊树脂的生产方法，均需要加入乳化剂，乳化剂的选择和配方均十分关键，直接影响到生产成本和产品质量，为此，许多文献和专利均对此进行了深入的研究。为了不断的提高产品质量和降低生产成本，人们希望能够提供新的乳化剂的配方，以满足生产需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一种采用复合乳化剂的聚氯乙烯糊树脂生产方法，以满足有关部门的需要。
本发明的方法包括如下步骤：
将0.45～0.50重量份的氯乙烯单体、0.15～0.20份的复合乳化剂、0.02～0.04重量份的种子乳胶、0.0015～0.0020重量份的pH调节剂、0.25～0.30重量份的水和0.0005～0.0006重量份的引发剂2#和引发剂3#的混合物，置于反应釜中，滴加引发剂1#，进行反应，反应温度为40.6～70.0℃，反应压力为0.70～0.95MPa，反应至压力开始下降，加入0.006～0.007重量份的乳化剂1#，反应至压力为0.4～0.6，优选0.50MPa，停止反应，同时停止滴加引发剂1#，得到乳胶，乳胶经喷雾干燥后即可获得聚氯乙烯糊树脂；
引发剂1#的加入量为0.00015～0.00020重量份；
以所说的复合乳化剂的总重量为基准，重量份数如下：
乳化剂2#2～3重量份，乳化剂5#或乳化剂1#6～8重量份；
所说的乳化剂2#的化学名称为C16～C18混合醇，可采用市售产品，如吴江市集星化工厂公司C16～C18混合醇产品；
所说的乳化剂5#的化学名称为十二烷基硫酸钠；
所说的乳化剂1#为重量浓度为19～21％的十二烷基酸铵水溶液，采用上海氯碱化工公司的产品；
以所说的引发剂2#和引发剂3#的混合物的总重量为基准，引发剂2#和引发剂3#的重量份数如下：
引发剂2#为3.5～4.5重量份，引发剂3#为40～50重量份；
所说的引发剂2#为带五份结晶水的硫酸铜，所说的引发剂3#为甲醛化次硫酸钠，可采用市售产品，如常州新区佳华化工有限公司的产品；
所说的引发剂1#为重量浓度为69～71％的特丁基过氧化氢，可采用市售产品，如常州新区佳华化工有限公司的产品；
pH调节剂采用重量浓度为10～30％的氨水；
所说的种子乳胶为含有聚氯乙烯粒径为0.1100～0.1600μm的水乳液，其中：聚氯乙烯的重量含量为27.00～31.00％，可以采用常规的方法进行制备，推荐的方法如下：
将0.25～0.35重量份的氯乙烯单体、0.60～0.70重量份的乳化剂1#、0.004～0.005份的乳化剂4#、0.00015～0.00020重量份的引发剂、0.0010～0.0014重量份的pH调节剂和0.60～0.70重量份的水的混合物，在53～55℃的温度和0.80～0.92MPa的压力下反应，反应至压力开始下降，开始脱除未反应的氯乙烯至0.00MPa，即可获得种子乳胶；
所说的乳化剂1#为重量浓度为19～21％的十二烷基酸铵水溶液；
所说的乳化剂4#化学名称为二己基硫化丁二酸钠，可采用市售产品，如常州新区佳华化工有限公司公司生产的产品；
所说的引发剂4#为过硫酸钾；
pH调节剂采用重量浓度为18～30％的氨水。
本发明增加了乳化剂的用量，使混合乳化液的胶束小而且多，以增加胶束的表面积，达到在聚合过程中VCM单体在乳化剂水溶液中的溶解度有所增加。
另外，发明人发现，乳化剂2#与乳化剂5#在配制混合乳化液时需按一定的比例和一定的顺序进行，在乳化剂2#用量不变的情况下，增加乳化剂5#的用量，在聚合过程中发生“爆聚”且反应时间长、温度波动大，乳胶中有大块料和大的颗粒料产生，使后处理时间增加；在乳化剂5#用量不变的情况下，增加乳化剂2#的用量，在聚合过程中反应时间长、温度波动大，乳胶易发生破乳和产生“沙粒料”。
本发明的方法，采用了复合乳化剂，因此，可以使反应体系形成微小乳液，聚合反应主要在微滴中进行，并在聚合配方中加入用乳液法制备的种子乳胶，从而获得双峰粒径分布。采用本发明的方法，聚合产生的胶乳固含量高，因此，需要干燥的能量减少，反应速度快，从而提高了生产能力，生产工艺简单，粒径可选范围大，糊料在高、低切变速率下都能获得低的粘度，生产中安全性高。
附图说明
图1为实施例2的产品的粒径分布曲线。
图2为实施例3的产品的粒径分布曲线。
具体实施方式
实施例1
种子乳胶的制备：
将0.30重量份的氯乙烯单体、0.65份的乳化剂1#、0.0045份的乳化剂4#、0.000175重量份的引发剂过硫酸钾、0.0012重量份的pH调节剂和0.65重量份的水的混合物，在54℃的温度和0.90MPa的压力下反应，反应至压力开始下降，开始脱除未反应的氯乙烯至0.00MPa，即可获得种子乳胶，为含有平均粒径为0.1350μm的聚氯乙烯颗粒的水乳液，其中：聚氯乙烯的重量含量为29％。
所说的乳化剂1#化学名称为十二烷基酸铵；
所说的乳化剂4#化学名称为二己基硫化丁二酸钠；
所说的引发剂的组分和重量份数如下：
pH调节剂为重量浓度为18％的氨水。
实施例2
将0.50重量份的氯乙烯单体、0.20份的复合乳化剂、0.02重量份的种子乳胶、0.0020重量份的pH调节剂、0.30重量份的水的混合物和0.0006重量份的引发剂2#和引发剂3#置于反应釜中，滴加引发剂1#，在70.0℃的温度和0.95MPa的压力下反应，反应至压力开始下降，加入0.007重量份的乳化剂1#，反应至压力为0.50MPa，停止反应，同时停止滴加引发剂1#，得到乳胶，乳胶经喷雾干燥后即可获得聚氯乙烯糊树脂，氯乙烯转化率为92％，检测糊料在高切变速率下(Brookfield)的粘度，为40(20转/分，泊)，糊料在低切变速率(Severs)下的粘度为85(80磅/英寸2，泊)，粒径分布如图1。
以复合乳化剂的总重量为基准，份数如下：
乳化剂2# 3重量份，乳化剂5# 6重量份；
乳化剂2#为C16～C18混合醇，乳化剂5#为十二烷基硫酸钠；
混合引发剂的组分和重量份数如下：
以引发剂2#和引发剂3#的总重量为基准，
引发剂2#为4.5重量份，引发剂3#为40重量份；
引发剂1#为重量浓度70％的特丁基过氧化氢，加入量为0.00020重量份；
引发剂2#为带五份结晶水的硫酸铜；
引发剂3#为甲醛化次硫酸钠；
pH调节剂为重量浓度为30％的氨水。
实施例3
将0.45重量份的氯乙烯单体、0.15份的复合乳化剂、0.04重量份的种子乳胶、0.0015重量份的pH调节剂、0.25重量份的水的混合物和0.0005重量份的引发剂2#和引发剂3#置于反应釜中，滴加引发剂1#，在40.6℃(61.6℃)的温度和0.70MPa(0.92MPa)的压力下反应，反应至压力开始下降(0.80MPa)，加入0.006重量份的乳化剂1#，反应至压力为0.50MPa，停止反应，同时停止滴加引发剂1#，得到乳胶，乳胶经喷雾干燥后即可获得聚氯乙烯糊树脂，氯乙烯转化率为92％，检测糊料在高切变速率下(Brookfield)的粘度，为40(20转/分，泊)，糊料在低切变速率(Severs)下的粘度为85(80磅/英寸2，泊)，粒径分布如图2。
以复合乳化剂的总重量为基准，份数如下：
乳化剂2# 0.02重量份，乳化剂1# 8重量份；
乳化剂2#的化学名称为C16～C18混合醇，乳化剂1#为重量浓度+20％的二烷基酸铵水溶液；
混合引发剂的组分和重量份数如下：
以引发剂2#和引发剂3#的总重量为基准，
引发剂2#为3.5重量份，引发剂3#为50重量份；
引发剂1#为重量浓度70％的特丁基过氧化氢，加入量为0.00015重量份；
引发剂2#为带五份结晶水的硫酸铜；
引发剂3#为甲醛化次硫酸钠；
pH调节剂为重量浓度为20％的氨水。
Claims (5)
1.一种采用复合乳化剂的聚氯乙烯糊树脂生产方法，其特征在于包括如下步骤：
将氯乙烯单体、复合乳化剂、种子乳胶、pH调节剂、水和引发剂2#和引发剂3#的混合物，置于反应釜中，滴加引发剂1#，进行反应，反应温度为40.6～70.0℃，反应压力为0.70～0.95MPa，反应至压力开始下降，加入乳化剂1#，反应至压力为0.4～0.6MPa，停止反应，同时停止滴加引发剂1#，得到乳胶，乳胶经喷雾干燥后即可获得聚氯乙烯糊树脂；
以复合乳化剂的总重量为基准，重量份数如下：
乳化剂2#2～3重量份，乳化剂5#或乳化剂1#6～8重量份；
所说的乳化剂2#为C16～C18混合醇；
所说的乳化剂5#为十二烷基硫酸钠；
所说的乳化剂1#为重量浓度为19～21％的十二烷基酸铵水溶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以所说的引发剂2#和引发剂3#的混合物的总重量为基准，引发剂2#和引发剂3#的重量份数如下：
引发剂2#为3.5～4.5重量份，引发剂3#为40～50重量份；
所说的引发剂2#为带五份结晶水的硫酸铜，所说的引发剂3#为甲醛化次硫酸钠；
所说的引发剂1#为重量浓度为69～71％的特丁基过氧化氢。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，pH调节剂采用重量浓度为18～30％的氨水。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的种子乳胶为含有聚氯乙烯粒径为0.1100～0.1600μm的水乳液，其中：聚氯乙烯的重量含量为27.00～31.00％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将0.45～0.50重量份的氯乙烯单体、0.15～0.20份的复合乳化剂、0.02～0.04重量份的种子乳胶、0.0015～0.0020重量份的pH调节剂、0.25～0.30重量份的水和0.0005～0.0006重量份的引发剂2#和引发剂3#的混合物，置于反应釜中，滴加引发剂1#，进行反应，反应温度为40.6～70.0℃，反应压力为0.70～0.95MPa，反应至压力开始下降，加入0.006～0.007重量份的乳化剂1#，反应至压力为0.4～0.6MPa，停止反应，同时停止滴加引发剂1#，得到乳胶，乳胶经喷雾干燥后即可获得聚氯乙烯糊树脂。
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