CN105461833A - 氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺 - Google Patents

氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺 Download PDF

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刘旭思
纪成亮
徐文圣
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Abstract

本发明公开了一种氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺，工序包括氯化、过滤脱酸、水洗、中和、干燥，氯化工序反应物配比按重量份计为：聚氯乙烯100，质量浓度0.1-22%的盐酸溶液500-600，分散剂0.2-0.4，乳化剂0.1-0.2，引发剂0.1-0.3；氯化工序操作步骤如下：（1）、向所述盐酸溶液中加入分散剂、乳化剂、聚氯乙烯，然后搅拌乳化分散；（2）、升温至70-80℃，加入引发剂后向反应液中通氯气进行氯化反应，反应温度不超过110℃、压力控制不高于0.45MPa，当达到所需要的氯含量时终止反应。本发明通过用一定浓度的盐酸介质代替水介质进行氯化反应，使氯化反应的均匀性提高，氯含量稳定；同时酸的浓度提高后，酸液循环使用，母液中助剂循环利用，既减少了废酸的排放，又减少了有机物的排放，提高了效率，降低了成本，加强了环境保护。

Description

氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺
技术领域
本发明涉及高分子材料合成技术领域，具体涉及间一种氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺。
背景技术
目前国内生产氯化聚氯乙烯树脂的方法都是水相法，溶剂法因生产成本高被淘汰，固相法产品质量达不到要求，实现不了工业化，因此水相法是主要的生产方法，水相悬浮法就是用一定量的分散剂将聚氯乙烯分散悬浮在纯水中，在搅拌下加压通入氯气进行氯化，当达到所需要的氯含量后，进行过滤脱酸、水洗、中和、干燥制的成品。但是现有的水相法生产工艺存在生产效率低、产品质量不稳定、废水的排放量大等弊端。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种工艺简单、生产效率高、产品质量稳定、节能减排且废水能够循环利用的氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺。
本发明是在现有水相法生产氯化聚氯乙烯树脂工艺的基础上进行改进，用一定浓度的盐酸介质代替水介质进行氯化反应，技术方案如下：工序包括氯化、过滤脱酸、水洗、中和以及干燥，所述的氯化工序反应物配比按重量份计为：聚氯乙烯100，0.1-22%的盐酸溶液500-600，分散剂0.2-0.4，乳化剂0.1-0.2，引发剂0.1-0.3；氯化工序操作步骤为：
（1）、在盐酸溶液中加入分散剂、乳化剂和聚氯乙烯，然后搅拌乳化分散。
（2）、升温至70-80℃，加入引发剂后向反应液中通氯气进行氯化反应，反应温度不超过110℃、压力控制在不高于0.45MPa，当达到所需要的氯含量时终止反应。
上述方案进一步改进为：
优选的，所述过滤脱酸工序采用履带式过滤机或者哈氏合金离心机进行分离；分离后的浓酸储存在衬胶储槽或玻璃钢储槽中，且经杂质过滤后返回步骤（1）循环利用。
优选的，所述盐酸溶液质量浓度为5-20%。
优选的，所述氯化反应压力控制在0.40-0.45MPa。
优选的，所述分散剂为二氧化硅，进一步优选为疏水性二氧化硅；所述的乳化剂为环氧乙烷与环氧丙烷共聚物；所述的引发剂为二叔丁基过氧化物。
氯气的通气量和反应时间的控制是根据产品适用的场合来确定，当需要含氯量较高的产品时，可以适当增大通气量和/或延长反应时间，反之就减小通气量和/或缩短反应时间。
本发明通过用一定浓度的盐酸介质代替水介质进行氯化反应，使氯化反应的均匀性提高，氯含量稳定，从而改善产品的内在质量；通过控制通气量及反应时间等反应参数，可以得到不同氯含量及其他性能参数的氯化聚氯乙烯产品，能够适应于不同场合的需要。同时酸的浓度提高后，酸液循环使用，母液中助剂循环利用，既减少了废酸的排放，又减少了有机物的排放，提高了效率，降低了成本，加强了环境保护。
具体实施方式
下面仅仅以齐鲁石化生产的聚氯乙烯树脂粉末为反应原料，结合具体实施例对本发明进一步进行说明。
实施例1
原料配比为：聚氯乙烯粉末100kg，5%的盐酸溶液500kg，二氧化硅0.2kg，环氧乙烷与环氧丙烷共聚物0.1kg，二叔丁基过氧化物0.3kg、氯气40kg。具体操作步骤为：
（1）、向搪玻璃反应釜中依次加入盐酸溶液中加入二氧化硅、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物、聚氯乙烯粉末，然后搅拌乳化分散1小时。
（2）、升温至80℃加入二叔丁基过氧化物，然后向反应液中通氯气进行氯化反应，连续升温至110℃，控制反应压力0.4-0.45MPa，反应时间保持6小时左右。
（3）、反应液通过履带式过滤机（或哈氏合金离心机）过滤脱酸，将滤渣进行常规水洗、中和、干燥等工序处理制得成品。
实施例1重复操作多次，得到的成品氯含量均在66-68%之间；能够适用于塑料制品领域；而由现有水相法制备同样含氯量的产品，当通入相同重量的氯气时，得到的成品氯含量均在64-66%之间，即得到的氯含量比本发明的酸相法低，氯含量低会影响塑料制品的维卡软化温度等性能。本实施例过滤得到浓酸储存在衬胶储槽中，过滤掉杂质后返回步骤（1）循环套用。
实施例2
原料配比为：聚氯乙烯粉末100kg，20%的盐酸溶液500kg，二氧化硅0.2kg，环氧乙烷与环氧丙烷共聚物0.1kg，二叔丁基过氧化物0.3kg、氯气40kg。具体操作步骤为：
（1）、向搪玻璃反应釜中依次加入盐酸溶液，加入二氧化硅、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物、聚氯乙烯粉末，然后搅拌乳化分散1小时。
（2）、升温至80℃加入二叔丁基过氧化物，然后向反应液中通氯气进行氯化反应，连续升温至110℃停止反应，控制反应压力0.4-0.45MPa，反应时间保持6小时左右。
（3）反应液通过履带式过滤机（哈氏合金离心机）过滤脱酸，将滤渣进行常规水洗、中和、干燥等工序处理制得成品。
实施例2重复操作多次，得到的成品氯含量均在65-67%之间；能够适用于塑料制品领域；而由现有水相法制备同样含氯量的产品，当通入相同重量的氯气时，得到的成品氯含量均在63-65%之间，即得到的氯含量比本发明的酸相法低，氯含量低会影响塑料制品的维卡软化温度等性能。本实施例过滤得到浓酸储存在衬胶储槽中，过滤掉杂质后返回步骤（1）循环套用。
通过以上可见，通过采用酸相法以及结合本发明所选用的特定分散剂、乳化剂、聚氯乙烯，再同等通氯条件下，实施例1和2制备的氯化聚氯乙烯树脂的氯含量均高于水相法制备的氯化聚氯乙烯树脂的氯含量。
实施例1-2仅仅是本发明的典型实施例，在本发明的保护范围之内，本领域技术人员完全能够将上述各个技术特征重新组合成其他的技术方案，均能够达到本发明的技术效果，但均与本发明解决同样地技术问题，均落入本方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺，工序包括氯化、过滤脱酸、水洗、中和以及干燥，其特征在于：所述氯化工序反应物配比按重量份计为：聚氯乙烯100，质量浓度0.1-22%的盐酸溶液500-600，分散剂0.2-0.4，乳化剂0.1-0.2，引发剂0.1-0.3；氯化工序操作步骤如下：
（1）、向所述盐酸溶液中加入分散剂、乳化剂和聚氯乙烯，然后搅拌乳化分散；
（2）、升温至70-80℃，加入引发剂后向反应液中通氯气进行氯化反应，反应温度不超过110℃、压力控制不高于0.45MPa，当达到所需要的氯含量时终止反应。
2.根据权利要求1所述的氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺，其特征在于：所述过滤脱酸工序采用履带式过滤机或者哈氏合金离心机进行分离；分离后的浓酸储存在衬胶储槽或玻璃钢储槽中，且经杂质过滤后返回步骤（1）循环利用。
3.根据权利要求1所述的氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺，其特征在于：所述盐酸溶液质量浓度为5-20%。
4.根据权利要求1所述的氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺，其特征在于：所述氯化反应压力控制在0.40-0.45MPa。
5.根据权利要求1-4任一所述的氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺，其特征在于：所述分散剂为二氧化硅；所述乳化剂为环氧乙烷与环氧丙烷共聚物；所述引发剂为二叔丁基过氧化物。
6.根据权利要求5所述的氯化聚氯乙烯树脂酸相法生产工艺，其特征在于：所述二氧化硅为疏水性二氧化硅。
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