CN114316105A - 悬浮法pvc中皮膜的去除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种悬浮法PVC中皮膜的去除方法，包括如下步骤：S1、使用皮膜溶胀剂对悬浮法PVC树脂进行皮膜溶胀，得到溶胀树脂；S2、将所述溶胀树脂在超声分散条件下进行球磨。其优点是：本发明提出了一种除去悬浮法PVC树脂皮膜的新方法，避免了现有方法因更换分散剂导致悬浮法PVC树脂性能的改变，实现在降低悬浮法PVC树脂皮膜含量、颗粒粒径及吸潮性的同时，明显提高PVC产品纯度、吸油率与塑化性能。

Description

悬浮法PVC中皮膜的去除方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料生产技术，尤其是一种悬浮法PVC生产技术。
背景技术
聚氯乙烯，简称PVC树脂，是由氯乙烯单体聚合而成的高分子化合物，是五大通用塑料之一。PVC具有良好加工性能、优良的物理化学性能且价格低廉，可制作成各种PVC管材、型材、薄膜等，应用于市政建设、农业园林、化工、建筑等多个领域。
PVC树脂的生产方法较多，主要有悬浮法、乳液法、本体法、溶液法等，其中悬浮法PVC树脂的产量占80％左右。在悬浮法生产PVC树脂过程中，一般需要加入一定量的聚乙烯醇作为分散剂保护剂，包裹在氯乙烯单体周围形成单体液滴，为聚合反应提供独立的场所。在聚合反应完成后，分散剂保护层在PVC树脂颗粒表面形成一定厚度的皮膜，其厚度对PVC树脂与加工助剂的共混性能、树脂残留氯乙烯单体的脱除、树脂的吸水性等产生一定程度的影响。
专利CN101717459B提供了一种减少PVC树脂皮膜及提高孔隙率的方法。使用三种不同醇解度的聚乙烯醇作为分散剂，并通过改变搅拌功率的方法得到一种皮膜少、孔隙率高的PVC树脂，但该方法操作较为复杂，易出现粗料。
专利CN87101663叙述了一种以氢氧化镁为主分散剂，以水溶性无机盐为助剂，进行氯乙烯悬浮聚合，制备疏松、无接枝共聚物形成的皮膜和表观密度高的PVC树脂的方法。但该方法需对悬浮聚合的浆料进行后处理，即采用酸洗去除氢氧化镁等物质，操作较复杂，设备要求高。
专利CN104877056B报道了一种减少PVC树脂颗粒表面皮膜、提高孔隙率的方法。将去离子水、引发剂、分散剂、品质剂、链调节剂、缓冲剂、氯乙烯单体加入聚合釜内进行聚合反应，并在反应中途调整聚合搅拌转速，其中分散剂为两种或两种以上不同黏度的纤维素复合分散剂，品质剂为醇胺类物质。该方法制得的聚氯乙烯树脂颗粒规整、结构疏松、孔隙率高、增塑剂吸收率高、表面皮膜较少，但该方法操作较为复杂，产品质量不易控制。
专利CN110724215A涉及一种低皮膜PVC树脂的制备方法。采用悬浮聚合方法进行初步聚合，当聚合转化率达到10％-20％时，再加入氯乙烯单体，继续聚合反应，待聚合釜压力降为0.3MPa时加入终止剂终止聚合，最后通过后处理得到低皮膜PVC树脂。但该方法制得的PVC树脂表观密度减小，吸油率小于常规悬浮法所制得的PVC树脂。
发明内容
为提供一种除去悬浮法PVC皮膜的新方法，本发明提供了一种悬浮法PVC中皮膜的去除方法。
本发明所采用的技术方案是：悬浮法PVC中皮膜的去除方法，包括如下步骤：
S1、使用皮膜溶胀剂对悬浮法PVC树脂进行皮膜溶胀，得到溶胀树脂；
S2、将所述溶胀树脂在超声分散条件下进行球磨。
作为本发明的进一步改进，所述皮膜溶胀剂由有效成分和去离子水混合而成，所述有效成分选自四氢呋喃、环己酮、甲醇中的一种或任意几种。
更佳的，所述皮膜溶胀剂中有效成分的质量百分比为10～20％。
更佳的，步骤S1中悬浮法PVC树脂与皮膜溶胀剂的质量之比为1:5～15。
更佳的，步骤S1中溶胀时间为0.1～0.5h，溶胀温度为40～80℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中球磨所用的研磨球为玻璃球和/或陶瓷球。
更佳的，所述研磨球直径为10～20mm。
更佳的，所述研磨球与所述溶胀树脂的质量之比为5～10:1。
更佳的，步骤S2中球磨温度为35～85℃，球磨时间为0.1～0.5h。
本发明还公开了一种PVC树脂，其即是由本发明的悬浮法PVC中皮膜的去除方法所制得。
本发明的有益效果是：本发明提出了一种除去悬浮法PVC树脂皮膜的新方法，避免了现有方法因更换分散剂导致悬浮法PVC树脂性能的改变，实现在降低悬浮法PVC树脂皮膜含量、颗粒粒径及吸潮性的同时，明显提高PVC产品纯度、吸油率与塑化性能。
附图说明
图1是实施例一的PVC树脂颗粒外部形貌的电镜照片。
图2是实施例一的PVC树脂颗粒内部切片形貌的电镜照片。
图3是对比例二的PVC树脂颗粒外部形貌的电镜照片。
图4是对比例二的PVC树脂颗粒内部切片形貌的电镜照片。
图5是实施例所采用的皮膜去除装置结构示意图，该皮膜去除装置带有超声功能、搅拌功能及加热功能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
按照如下方法对悬浮法PVC进行处理：
(1)取1kg SG5型悬浮法PVC树脂，加入四氢呋喃-水的混合溶剂10kg(四氢呋喃1kg，其余为去离子水)，在40℃下溶胀10min，得到溶胀树脂；
(2)将所述溶胀树脂与直径为12mm的玻璃研磨球按照质量比1:5倒入图5所示的皮膜去除装置中进行球磨，将皮膜去除装置中超声频率调整为20KHz，超声分散10min后开启搅拌装置，搅拌转速为350rpm、系统温度为40℃，球磨10min后，对所得浆料过滤处理并用去离子水洗涤后干燥即得最终产品。
对所得产品进行平均粒径、表面氧元素含量、100g树脂增塑剂吸收量检测，结果见表1；产品颗粒外部形貌如图1所示，内部切片形貌如图2所示。
实施例二：
按照如下方法对悬浮法PVC进行处理：
(1)取1kg SG5型悬浮法PVC树脂(与实施例一为同一批次)，加入环己酮-水的混合溶剂10kg(环己酮2kg，其余为去离子水)，在60℃下溶胀10min，得到溶胀树脂；
(2)将所述溶胀树脂与直径为14mm的陶瓷研磨球按照质量比1:7倒入图5所示的皮膜去除装置中进行球磨，将皮膜去除装置中超声频率调整为20KHz，超声分散10min后开启搅拌装置，搅拌转速为350rpm、系统温度为60℃，球磨10min后，对所得浆料过滤处理并用去离子水洗涤后干燥即得最终产品。
对所得产品进行平均粒径、表面氧元素含量、100g树脂增塑剂吸收量检测，结果见表1。
实施例三：
按照如下方法对悬浮法PVC进行处理：
(1)取1kg SG5型悬浮法PVC树脂(与实施例一为同一批次)，加入四氢呋喃-水的混合溶剂10kg(四氢呋喃1kg，其余为去离子水)，在40℃下溶胀30min，得到溶胀树脂；
(2)将所述溶胀树脂与直径为14mm的陶瓷研磨球按照质量比1:8倒入图5所示的皮膜去除装置中进行球磨，将皮膜去除装置中超声频率调整为20KHz，超声分散30min后开启搅拌装置，搅拌转速为350rpm、系统温度为40℃，球磨30min后，对所得浆料过滤处理并用去离子水洗涤后干燥即得最终产品。
对所得产品进行平均粒径、表面氧元素含量、100g树脂增塑剂吸收量检测，结果见表1。
实施例四：
按照如下方法对悬浮法PVC进行处理：
(1)取1kg SG5型悬浮法PVC树脂(与实施例一为同一批次)，加入四氢呋喃-水的混合溶剂10kg(四氢呋喃2kg，其余为去离子水)，在40℃下溶胀10min，得到溶胀树脂；
(2)将所述溶胀树脂与直径为12mm的玻璃研磨球按照质量比1:5倒入图5所示的皮膜去除装置中进行球磨，将皮膜去除装置中超声频率调整为20KHz，超声分散10min后开启搅拌装置，搅拌转速为350rpm、系统温度为40℃，球磨10min后，对所得浆料过滤处理并用去离子水洗涤后干燥即得最终产品。
对所得产品进行平均粒径、表面氧元素含量、100g树脂增塑剂吸收量检测，结果见表1。
实施例五：
按照如下方法对悬浮法PVC进行处理：
(1)取1kg SG5型悬浮法PVC树脂(与实施例一为同一批次)，加入四氢呋喃-甲醇-水的混合溶剂10kg(四氢呋喃1kg，甲醇1kg，其余为去离子水)，在40℃下溶胀30min，得到溶胀树脂；
(2)将所述溶胀树脂与直径为14mm的陶瓷研磨球按照质量比1:8倒入图5所示的皮膜去除装置中进行球磨，将皮膜去除装置中超声频率调整为20KHz，超声分散30min后开启搅拌装置，搅拌转速为350rpm、系统温度为40℃，球磨30min后，对所得浆料过滤处理并用去离子水洗涤后干燥即得最终产品。
对所得产品进行平均粒径、表面氧元素含量、100g树脂增塑剂吸收量检测，结果见表1。
实施例六：
按照如下方法对悬浮法PVC进行处理：
(1)取1kg SG5型悬浮法PVC树脂(与实施例一为同一批次)，加入四氢呋喃-水的混合溶剂10kg(四氢呋喃0.5kg，其余为去离子水)，在40℃下溶胀10min，得到溶胀树脂；
(2)将所述溶胀树脂与直径为20mm的陶瓷研磨球按照质量比1:2倒入图5所示的皮膜去除装置中进行球磨，将皮膜去除装置中超声频率调整为20KHz，超声分散10min后开启搅拌装置，搅拌转速为350rpm、系统温度为40℃，球磨5min后，对所得浆料过滤处理并用去离子水洗涤后干燥即得最终产品。
对所得产品进行平均粒径、表面氧元素含量、100g树脂增塑剂吸收量检测，结果见表1。
对比例一：
对SG5型悬浮法PVC树脂(与实施例一为同一批次)进行平均粒径、表面氧元素含量、100g树脂增塑剂吸收量检测，结果见表1。
对比例二：
该对比例为实施例一的对照实验，按照与实施例一相同的步骤和条件实施，其区别仅在于：将四氢呋喃-水的混合溶剂替换为等质量的去离子水。具体步骤如下：
按照如下方法对悬浮法PVC进行处理：
(1)取1kg SG5型悬浮法PVC树脂(与实施例一为同一批次)，加入去离子水10kg，在40℃下溶胀10min，得到溶胀树脂；
(2)将所述溶胀树脂与直径为12mm的玻璃研磨球按照质量比1:5倒入图5所示的皮膜去除装置中进行球磨，将皮膜去除装置中超声频率调整为20KHz，超声分散10min后开启搅拌装置，搅拌转速为350rpm、系统温度为40℃，球磨10min后，对所得浆料过滤处理并用去离子水洗涤后干燥即得最终产品。
对所得产品进行平均粒径、表面氧元素含量、100g树脂增塑剂吸收量检测，结果见表1；产品颗粒外部形貌如图3所示，内部切片形貌如图4所示。
表1 PVC树脂性能检测结果表
Figure BDA0003394950030000051
由表1中实施例一、实施例六、对比例一、对比例二的树脂检测结果数据对比可以看出：采用上述方法，避免了常规方法更换分散剂导致工艺和PVC树脂性能改变，可以减少PVC树脂避免皮膜含量，提高树脂颗粒的吸油率，降低PVC树脂吸油率，明显提高PVC产品纯度、吸油率与塑化性能。

Claims (10)

1.悬浮法PVC中皮膜的去除方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、使用皮膜溶胀剂对悬浮法PVC树脂进行皮膜溶胀，得到溶胀树脂；
S2、将所述溶胀树脂在超声分散条件下进行球磨。
2.根据权利要求1所述的悬浮法PVC中皮膜的去除方法，其特征在于：所述皮膜溶胀剂由有效成分和去离子水混合而成，所述有效成分选自四氢呋喃、环己酮、甲醇中的一种或任意几种。
3.根据权利要求2所述的悬浮法PVC中皮膜的去除方法，其特征在于：所述皮膜溶胀剂中有效成分的质量百分比为10～20％。
4.根据权利要求3所述的悬浮法PVC中皮膜的去除方法，其特征在于：步骤S1中悬浮法PVC树脂与皮膜溶胀剂的质量之比为1:5～15。
5.根据权利要求4所述的悬浮法PVC中皮膜的去除方法，其特征在于：步骤S1中溶胀时间为0.1～0.5h，溶胀温度为40～80℃。
6.根据权利要求1所述的悬浮法PVC中皮膜的去除方法，其特征在于：步骤S2中球磨所用的研磨球为玻璃球和/或陶瓷球。
7.根据权利要求6所述的悬浮法PVC中皮膜的去除方法，其特征在于：所述研磨球直径为10～20mm。
8.根据权利要求7所述的悬浮法PVC中皮膜的去除方法，其特征在于：所述研磨球与所述溶胀树脂的质量之比为5～10:1。
9.根据权利要求8所述的悬浮法PVC中皮膜的去除方法，其特征在于：步骤S2中球磨温度为35～85℃，球磨时间为0.1～0.5h。
10.由权利要求1～9中任一权利要求所述的悬浮法PVC中皮膜的去除方法制得的PVC树脂。
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