CN108503736A - 一种悬浮法无皮膜pvc树脂及聚合方法 - Google Patents

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Abstract

一种悬浮法无皮膜PVC树脂及聚合方法，属于高分子化学领域。其特征在于，聚合原料重量份配比为：VCM1000份，滑石粉1~5份，醇解度为45%~55%的PVA 0.2~0.4份，引发剂0.4~0.65份，链转移剂0~0.2份，抗“鱼眼剂” 0~0.01份，终止剂0.08~0.11份；控制水油比为1.20~1.60；聚合步骤为：1）将4热软水加入至聚合釜中继续加热，同时加入配比量的滑石粉、PVA和链转移剂；加完后抽真空，将配比量的VCM和抗鱼眼剂加入聚合釜中；加入引发剂至反应结束；加入终止剂终止。本发明所得树脂疏松无皮膜，易于氯化，且氯化均匀，有利于氯化产品的加工。

Description

一种悬浮法无皮膜PVC树脂及聚合方法
技术领域
一种悬浮法无皮膜PVC树脂及聚合方法，属于高分子化学领域。
背景技术
氯化聚氯乙烯（CPVC）是聚氯乙烯（PVC）的氯化改性产品，具有优异的耐热、阻燃和耐化学腐蚀性能，主要应用于冷热水管道及管件，化工用耐温耐腐蚀管道/管件、板材、片材及化工塔器填料，消防管材，电力电缆管等，应用领域广泛。用于氯化的PVC质量应符合如下要求：①结构疏松，以利于氯化反应；②皮膜少或无皮膜，以利于深度氯化，避免因CPVC表面氯含量高而造成流动性差、黏性大，导致加工困难；③比表面积和孔隙率有合适的比例。
在氯乙烯悬浮聚合的水相中，一般都溶有分散剂。分散剂的存在一方面降低氯乙烯单体与水的界面张力，有利于在搅拌作用下VCM的分散；另一方面，液滴形成的同时，分散剂吸附在液滴表面，起到保护作用，防止聚并。在搅拌特性确定后，分散剂的种类、性质和用量则成为影响PVC树脂颗粒特性的主要因素。目前常用的主分散剂PVA（聚乙烯醇），在聚合过程中与VCM发生接枝共聚，在树脂颗粒表面形成皮膜，所以目前市场上所出售的悬浮法PVC可氯化专用树脂的皮膜覆盖率高，不利于氯化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种无或基本无皮膜、疏松型的悬浮法无皮膜PVC树脂及聚合方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该悬浮法无皮膜PVC树脂的聚合方法，其特征在于，聚合原料重量份配比为：VCM1000份，滑石粉1~5份，醇解度为45%~55%的PVA0.2~0.4份，引发剂0.4~0.65份，链转移剂0~0.2份，抗鱼眼剂 0~0.01份，终止剂0.08~0.11份；控制水油比为1.20~1.60。
本发明针对目前市场上所出售的悬浮法PVC可氯化专用树脂的皮膜覆盖率高，不利于氯化的问题，选用特定量的无机分散剂作为主分散剂使VCM液滴分散稳定，同时使用特定醇解度的PVC作为助分散剂以提高树脂颗粒的孔隙率，在本发明的配比和工艺配合下成功的消除了树脂的皮膜，从而制得无皮膜疏松型的容易进行氯化的PVC专用树脂，且氯化均匀。
优选的，所述的聚合原料重量份配比为：VCM 1000份，滑石粉2~2.7份，醇解度为45%~55%的PVA 0.25~0.32份，引发剂0.54~0.61份，链转移剂0.1~0.12份，抗鱼眼剂 0.007~0.008份，终止剂0.09~0.10份。优选的重量分配比实现本发明物料的最佳搭配，能够得到综合性能最好的产品。
优选的，所述的滑石粉为微细滑石粉、超细滑石粉或纳米滑石粉。本发明的滑石粉选择微细级别一下的滑石粉能够更好的维持VCM液滴分散稳定。
优选的，所述的引发剂为过氧化物类引发剂的异十二烷溶液。优选的引发剂的引发速率与本发明工艺最为适应，能够更好的控制，防止皮膜形成。
优选的，所述的链转移剂为2-巯基乙醇的软水溶液。适量的优选的链转移剂的加入不但能够更好的控制所得树脂的分子量，还能控制树脂的疏松程度，使产品更容易均匀的氯化。
优选的，所述的抗鱼眼剂为邻叔丁基对苯二酚的软水溶液。适量的优选的抗“鱼眼”剂的加入能够防止本产品由于反应初期引发剂分散不均匀，而出现的团聚。
优选的，所述的终止剂为丙酮缩氨基硫脲或二乙基羟胺的软水溶液。
一种上述悬浮法无皮膜PVC树脂的聚合方法，其特征在于，聚合步骤为：
1）将49℃~51℃，PH值为6.0~8.5的热软水加入至聚合釜中继续加热，同时加入配比量的滑石粉、PVA和链转移剂；加完后抽真空，真空度控制在80 KPa ~90KPa；
2）将配比量的VCM和抗鱼眼剂加入聚合釜中；
3）启动搅拌，搅拌3min~5min后再加入配比量的引发剂，然后升温并维持在58.5℃~63℃直至反应结束；
4）反应完成后加入终止剂终止反应。
优选的，所述的热软水的制备方法为将经离子交换处理的软水再经脱氧系统脱氧预热即得。热软水的优化处理有利于本发明的聚合反应的进行，产品消除皮膜更彻底。
与现有技术相比，本发明的一种悬浮法无皮膜PVC树脂及聚合方法所具有的有益效果是：本发明针对目前市场上所出售的悬浮法PVC可氯化专用树脂的皮膜覆盖率高，不利于氯化的问题，选用无机分散剂作为主分散剂使VCM液滴分散稳定，同时使用低醇解度的PVC作为助分散剂以提高树脂颗粒的孔隙率，聚合出无皮膜疏松型的悬浮法可氯化专用PVC树脂。所得树脂疏松无皮膜，易于氯化，且氯化均匀，有利于氯化产品的加工。
附图说明
图1 实施例1的树脂颗粒的表面状态电子图。
图2 对比例1的树脂颗粒的表面状态电子图。
从图1、图2可以看出本发明与对比文件相比树脂颗粒的孔隙率更大，且树脂明显没有皮膜覆盖。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。实施例和对比例是仅为更进一步具体说明本发明，在不违反本发明的主旨下，本发明应不限于以下实施例和对比例具体明示的内容。
各实施例的制备步骤为：聚合投料用水是经离子交换处理的软水，在经脱氧系统脱氧预热为热软水（49~51℃，PH值为6.0~8.5）后，用加料泵经计量输送到聚合釜中，在加热软水的过程中，同时加入分散剂滑石粉与软水混合成的悬浊液和PVA溶液，如配方需要链转移剂，也同时加入。热软水加完后，进行抽真空操作。将聚合釜内的空气通过真空泵抽出后排空，真空度控制在80KPa~90KPa。抽真空后将VCM加料管线中的部分VCM加入釜内，进行聚合釜的气密，气密合格后，进行VCM加料操作。
将计量槽中的VCM单体通过过滤器经计量加入聚合釜中，根据配方需要还加入抗鱼眼剂。VCM加完后，启动搅拌，加入配方量的引发剂溶液，然后开始借热水升温至规定的反应温度，当VCM开始聚合放热时，冷冻水通过循环泵于夹套内循环，以移出反应热，并使反应温度维持在恒定值，直至反应结束。
当压力降至规定值时，借计量泵向釜内压入一定量的终止剂终止反应。然后进行VCM的回收及放料操作。
实施例与对比例配方及性能检测结果见表1、表2、图1和图2。其中所用的PVA80是醇解度为80%左右的PVA，所用的E50为一种羟丙基甲基纤维素，PVA55是醇解度为55%左右的PVA，PVA45是醇解度为45%左右的PVA，PVA50是醇解度为50%左右的PVA。对比例1与实施例1~实施例4为SG5型树脂，实施例5为SG7型树脂，实施例6为SG8型树脂。对比例5的配比与实施例1相同，不同的是在制备工艺将中配比量的滑石粉、PVA和链转移剂、VCM和抗鱼眼剂均在抽真空后同时加入。
表1实施例1~6与对比例5配方及性能检测结果
。
表2对比例1~4配方及性能检测结果
。
性能检测方法：
100g树脂增塑剂吸收量：按照GB/T 3400规定的方法进行；
增塑剂吸收速率：
测试设备：Brabender星形混合器。
测试方法：釜内温度达到75℃时，加入500gPVC与10g有机锡的混合物，开始搅拌预热5min；预热完毕，加入250gDOP，扭矩上升；继续搅拌，直至增塑剂被吸收，扭矩下降，树脂成干流性。干混时间：开始加DOP的最低点——吸收完后的最低拐点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种悬浮法无皮膜PVC树脂，其特征在于，聚合原料重量份配比为：VCM1000份，滑石粉1~5份，醇解度为45%~55%的PVA 0.2~0.4份，引发剂0.4~0.65份，链转移剂0~0.2份，抗鱼眼剂 0~0.01份，终止剂0.08~0.11份；控制水油比为1.20~1.60。
2.根据权利要求1所述的一种悬浮法无皮膜PVC树脂，其特征在于：所述的聚合原料重量份配比为：VCM 1000份，滑石粉2~2.7份，醇解度为45%~55%的PVA 0.25~0.32份，引发剂0.54~0.61份，链转移剂0.1~0.12份，抗鱼眼剂 0.007~0.008份，终止剂0.09~0.10份。
3.根据权利要求1或2所述的一种悬浮法无皮膜PVC树脂，其特征在于：所述的滑石粉为微细滑石粉、超细滑石粉或纳米滑石粉。
4.根据权利要求1或2所述的一种悬浮法无皮膜PVC树脂，其特征在于：所述的引发剂为过氧化物类引发剂的异十二烷溶液。
5.根据权利要求1或2所述的一种悬浮法无皮膜PVC树脂，其特征在于：所述的链转移剂为2-巯基乙醇的软水溶液。
6.根据权利要求1或2所述的一种悬浮法无皮膜PVC树脂，其特征在于：所述的抗鱼眼剂为邻叔丁基对苯二酚的软水溶液。
7.根据权利要求1或2所述的一种悬浮法无皮膜PVC树脂，其特征在于：所述的终止剂为丙酮缩氨基硫脲或二乙基羟胺的软水溶液。
8.一种权利要求1~7任一项所述悬浮法无皮膜PVC树脂的聚合方法，其特征在于，聚合步骤为：
1）将49℃~51℃，PH值为6.0~8.5的热软水加入至聚合釜中继续加热，同时加入配比量的滑石粉、PVA和链转移剂；加完后抽真空，真空度控制在80 KPa ~90KPa；
2）将配比量的VCM和抗鱼眼剂加入聚合釜中；
3）启动搅拌，搅拌3min~5min后再加入配比量的引发剂，然后升温并维持在58.5℃~63℃直至反应结束；
4）反应完成后加入终止剂终止反应。
9.根据权利要求8所述的一种悬浮法无皮膜PVC树脂的聚合方法，其特征在于：所述的热软水的制备方法为将经离子交换处理的软水再经脱氧系统脱氧预热即得。
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