CN1495229A - 制备包含聚乙烯醇和表面活性剂的引发剂组合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在水中制备热不稳定有机化合物悬浮液。该悬浮液包含平均水解度为60-低于80%的至少一种聚乙烯醇、以及平均HLB值为14.5-20.0的至少一种非离子乳化剂,且适用于聚合反应工艺。悬浮液中的有机化合物的颗粒尺寸分布d90优选小于20μm。所述热不稳定有机化合物和各种特定成分的颗粒尺寸分布应使得,能够制备出同时具有高化合物浓度和低粘度的化学和物理储存稳定悬浮液。在用于氯乙烯聚合反应工艺时,该悬浮液可保证低鱼眼含量和良好的电性能,同时不会对PVC的气隙率和体密度产生不利影响。
Description
本发明涉及一种制备包含热不稳定有机化合物、至少一种聚乙烯醇和至少一种非离子表面活性剂的储存稳定的低粘度水悬浮液的方法,通过该方法得到的悬浮液,以及这种悬浮液在聚合反应工艺中的应用。
水基悬浮液作为热不稳定有机化合物,如有机过氧化物引发剂和偶氮引发剂的安全配方,是熟知的。这种配方以其易于处理、便于实现其中它们被用作游离基源的聚合反应工艺的自动化而闻名。
US4039475和US4092470描述了包含两种非离子乳化剂(即,HLB值不超过12.5的一种和HLB值不低于12.5的一种)的混合物的悬浮液的制备方法,及其在氯乙烯单体聚合反应中的应用。例如,该乳化剂混合物的HLB值低于14.0。另外,HLB值不超过12.5的一种非离子乳化剂可与一种阴离子乳化剂结合使用。该悬浮液通过剧烈混合和匀化各组分而得到。GB-B-2068009详细说明了这种观点,并将HLB值在15以上的特定乙氧基化非离子乳化剂与HLB值低于9的非乙氧基化非离子乳化剂结合使用。
然而,由于其制备问题、常导致在容器底部形成固态饼和在上部形成水层的物理不稳定性,其对聚合物制造工艺的影响和/或其对所得聚合物的性能所产生的不利影响,特别是在使用氯乙烯单体的聚合反应工艺中,因此阻碍了以前人们对这种悬浮液的认识和接受。例如,在按照已有技术的方式配制过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯时,不能得到储存稳定、具有所需颗粒尺寸分布和可接受粘度、而不会对所得聚氯乙烯的性能产生不利影响的悬浮液。
EP-A-0106627和EP-A-0517290公开了一种熔融法,其中将固态过氧化物在水中制浆,熔融、水中乳化,然后凝固,得到细分过氧化物颗粒的稳定悬浮液。在该方法中,可以使用各种乳化剂和保护胶体。依其所述,该方法可解决早期悬浮液的某些问题。但按照这种方式,只能配制特定的引发剂,即熔融时不会过分分解的那些。而且,即便不出现过分分解,在采用该方法时也应考虑安全问题。为了减少引发剂在储存和使用时的分解,US4552682提出加入酚抗氧化剂以化学稳定过二碳酸酯悬浮液。但已知这种抗氧化剂可影响在悬浮液所用聚合反应工艺中形成的游离基,而这通常是不可接受的。因此,使用酚抗氧化剂不能解决在EP-A-0106627和EP-A-0517290的工艺中所遇到的分解问题。
因此,人们不断探求一种在水的存在下,通过将固态过氧化物进行常规研磨而制备过氧化物悬浮液的改进方法。主要集中于改进各种悬浮液的物理稳定性和/或找到一种解决制备问题的途径。结果在各种文件中提出了许多特定的成分和配方。EP-A-0263619公开了特定结晶纤维素的使用。涉及芳族二酰基过氧化物悬浮液的US4692427介绍,将硅酸铝镁与碱金属羟甲基纤维素结合使用。JP-A-61127701结合使用非离子表面活性剂、胶态保护剂、和聚磷酸碱金属盐。JP-A-01095102公开了PVA、明胶或纤维素衍生物与特定共聚物的结合使用,其中所述共聚物为一氧化碳与包含阴离子或阳离子基团的(甲基)丙烯酸酯的共聚物。EP-A-0492712公开,通过使用聚醚聚硅氧烷、或C8-C24α-烯烃与特定α,β-不饱和二羧酸酯的水溶性共聚物,可以制备出细分态过氧化物悬浮液。但由于悬浮液各成分并不完全适合于使用该悬浮液的聚合反应工艺,因此这些配方一般也是不可接受的。
因此,热不稳定有机化合物的上述悬浮液的主要缺点在于,它们存在制备问题,不能满足储存稳定性的要求和/或不能广泛适用于各种聚合反应工艺。更具体地说,可以看出,虽然可按照已有技术制备出某些储存稳定的过氧化物悬浮液,但它们在用于氯乙烯(共)聚合反应时,所得聚合物的一种或多种性能是不可接受的。
关于在氯乙烯(共)聚合反应中的实用性,可以注意到,现有的引发剂悬浮液可影响聚合物的形态,如孔隙率、聚合物的电性能、以及鱼眼含量。还有,这些引发剂悬浮液通常存在其它缺点,如高粘度,造成难以使用;或有时该悬浮液不能研磨降低有机化合物的颗粒尺寸。从经济角度出发,为了减少粘度和/或研磨问题而降低过氧化物浓度是不可接受的。
因此,仍然需要改进过氧化物悬浮液并改进其制备方法。更具体地说,需要改进常用于聚合反应工艺,特别是氯乙烯单体聚合反应工艺的热不稳定有机化合物的组合物的化学和物理稳定性。这种改进组合物在可接受的粘度下具有高浓度热不稳定有机化合物,其中热不稳定有机化合物具有较小的颗粒尺寸,而且不会影响由其生成的聚合物的各种性能。通过以下的综述和详细描述,可显然得出本发明的这些以及其它目的。
在热不稳定有机化合物悬浮液和乳液的领域中,通过多年深入研究和发展,现已发现能够满足所有或大多数上述要求的组合物,而且它可通过常规的研磨技术制备出来。
在第一实施方案中,本发明涉及一种制备包含以下物质的水悬浮液的方法:
—占总配方5-60%重量的一种或多种固态热不稳定有机化合物,
—占总配方0.5-10%重量的平均水解度为60-低于80%的一种或多种聚乙烯醇,但不能使用水解度低于55%的任何聚乙烯醇,
—占总配方的0.05-1%重量的平均HLB值为14.5-20.0的一种或多种乳化剂,
其中,在水中研磨至少一种固态热不稳定有机化合物。
在第二实施方案中,本发明涉及可通过该方法得到的过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过二碳酸二肉豆蔻基酯、和/或过月桂酸的悬浮液。
在其它实施方案中,本发明涉及一种单独聚合氯乙烯,或聚合它与最多40%重量的以下物质的混合物的方法,这些物质包括:一种或多种可与其共聚的烯属不饱和单体,前述单体的低聚物或(共)聚物,以及一种或多种单体、低聚物和(共)聚物的混合物,该方法的特征在于,以前述水悬浮液的形式使用过氧化型聚合反应引发剂和/或链转移剂。
以下将在说明书和实施例中详细讨论这些以及其它方面。
按照本发明的第一方面,提供了一种制备热不稳定有机化合物水悬浮液的方法,包括在优选包含一种或多种特殊保护胶体、或一种或多种乳化剂的水性介质中研磨和/或匀化固态过氧化物。更具体地说,该水性介质包含一种或多种特殊保护胶体、以及一种或多种乳化剂。在本说明书中使用的术语“热不稳定有机化合物”是指可通过热分解产生游离基的化合物。这种化合物包括有机过氧化物、偶氮引发剂、C-C引发剂、NO-化合物、和过羧酸。优选用于本发明的化合物为有机过氧化物和偶氮引发剂。更优选的是有机过氧化物。
更为特殊的是,可用于本发明的优选有机过氧化物为二酰基过氧化物、过酸、和过二碳酸酯。更优选的是选自过二碳酸二环己基酯、过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过二碳酸二肉豆蔻基酯、过二碳酸二鲸蜡基酯、过二碳酸二癸基酯、二癸酰基过氧化物、二月桂酰基过氧化物、及其混合物的过氧化物。更优选的还有,过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过二碳酸二肉豆蔻基酯、和/或过月桂酸的悬浮液。按照本发明的配方,最优选的有机过氧化物为过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯。这种特殊的过氧化物在熔化时具有不可接受的热分解速率,因此不能以熔融步骤的方式进行处理或配制。不过对于其它优选化合物,在该过氧化物在固态进行研磨和/或匀化的情况下,从安全的角度看,按照本发明的方法也是优选的。
用于水悬浮液制备方法的热不稳定有机化合物的量通常为基于悬浮液重量的5-60%重量。该化合物优选为20-50%重量。在最优选的浓缩悬浮液中,热不稳定有机化合物的浓度为35-50%重量。浓度低于5%重量时,运输成本受到限制;浓度高于60%重量时,产物不易使用,甚至不安全。
按照本发明方法制备的悬浮液的储存稳定性优选大于两个月,更优选超过3个月。
按照本发明方法制备的悬浮液的Brookfield粘度优选为750-5000mPa·s,更优选750-3750mPa·s。更优选的是,这种Brookfield粘度同时具有50-250mPa·s的Erichsen粘度。最优选的悬浮液具有1000-2500mPa·s的Brookfield粘度和70-150mPa·s的Erichsen粘度。
在悬浮液中,为了使悬浮液和使用该悬浮液的工艺制成的聚合物具有各种所需的性能,热不稳定有机化合物的颗粒尺寸优选较小。因此,颗粒尺寸分布的d90优选小于20μm。在更优选的悬浮液中,有机化合物的颗粒尺寸分布d90为0.1-15μm。最优选悬浮液的特征在于,其d90低于10μm。
在按照本发明的方法中,使用了一种水性介质,其中分散有热不稳定有机化合物。该水性介质优选包含0.5-20%重量的至少一种特定聚乙烯醇作为保护胶体(基于该悬浮液的总重)。更优选的是,该保护胶体占总配方的1-10%重量,更优选1-5%重量。
尤为特殊的是,可用于本发明组合物的特定聚乙烯醇(PVAs)是水解度为60-低于80%的皂化聚醋酸乙烯酯。该PVA的水解度优选为62-78%。如果使用一种以上的PVA,那么水解度一般表示所用产品的重均水解度,但所有PVA的水解度都必须大于55%。尽管PVA可与其它已知胶体结合使用,但优选只用基准PVA。
在按照本发明制备的组合物中,所用乳化剂的特征在于,其HLB值为14.5-20.0。HLB值表示亲水-憎水平衡,如由Atlas化学工业有限公司出版的《The Atlas HLB-system,a time saying guide toemulsifier selection》,1963所描述的。对于乳化剂的混合物,HLB值为各组分的重均HLB值。优选使用HLB值为15.7-20.0的乳化剂。更优选乳化剂的HLB值为16.9-20.0。尤为优选的乳化剂的HLB值为17.8-20.0。最优选的是,其HLB值在给定范围内的脂肪醇乙氧基化物和脂肪酸酯乙氧基化物。不够优选的乳化剂为乙氧基化脱水山梨醇酯,因为它们通常产生有关悬浮液储存稳定性方面的问题。通常,该乳化剂的使用浓度低于总配方的1%重量。优选的乳化剂浓度为总配方的0.05-0.8%重量。
在按照本发明的方法中,水性介质还可包含一种或多种增稠剂,其浓度可高至总配方的2%重量。增稠剂优选为悬浮液的1%重量以下。可用于该配方的增稠剂的非限定性例子为黄原胶、阿拉伯胶、和藻酸盐。
还有,可以加入其它的标准助剂,其中包括pH调节剂,如氧化钙或磷酸盐缓冲剂、螯合剂,以及如果需要,杀虫剂,如杀真菌剂。这些添加剂的浓度取决于所需效果以及悬浮液中的其它成分。根据本文所提供的信息,熟练技术人员可以毫无问题地选择各种成分在所选悬浮液中的合适浓度。
以上所列的所有成分优选为,其中分散有热不稳定有机化合物的水性介质的一部分。但也可在热不稳定有机化合物的分散步骤之后,加入一种或多种成分。在那种情况下,优选制备出其热不稳定有机化合物浓度高于所需浓度的悬浮液,然后相继用所需成分的浓溶液进行稀释。
在研磨/匀化步骤之前,水性介质的温度优选低于所分散的固态热不稳定有机化合物的最低推荐储存温度。加工温度更优选为0-15℃。最优选的温度为0-5℃。低温不是十分经济的,且需使用非所需的抗凝剂,而高温会导致引发剂的非所需分解。
本发明的主要优点在于,它提供了一种制备具有小平均颗粒尺寸和良好颗粒尺寸分布的热不稳定有机化合物的化学和物理稳定、低粘度、浓缩悬浮液的方法,该悬浮液可用于氯乙烯聚合反应而不会影响聚合物的电性能。所述热不稳定有机化合物的优选悬浮液主要包含一种或多种PVA作为保护胶体和少量的一种或多种非离子乳化剂。因此,本发明的悬浮液不会对聚合反应工艺或所得聚氯乙烯(PVC)的任何性能产生不利影响。这些悬浮液可真正提高各种性能,如所得聚合物的鱼眼含量和形态。因此,按照本发明的悬浮液可用作聚合反应引发剂,它高效、易使用、且对用其制成的聚合物没有不利影响。
该方法优选包括:第一混合步骤,其中将热不稳定有机化合物搅拌于包含乳化剂和保护胶体的水性介质中以形成混合物;优选将该混合物研磨成粗悬浮液,然后优选通过进一步研磨或匀化,将该化合物细分。如果在配方中使用增稠剂、pH稳定剂或其它成分,可以在制备过程中的任何时候加入。这些成分优选以浓缩液的形式加入。
混合步骤只需使用任何常规的搅拌器。对于形成粗悬浮液的步骤,通常使用高剪切混合器,如胶体磨、高剪切转子-定子混合器、高速泵等。为了进一步降低热不稳定有机化合物的颗粒尺寸,可通过能够产生高剪切力的任何设备或通过冲击磨来研磨粗悬浮液。合适设备的例子包括高频振荡器和超声波振荡器、perl磨、滚压机和匀浆器。通常发现,部分皂化聚醋酸乙烯酯的浓缩悬浮液在研磨时可形成稠膏,而令人惊奇且意想不到的是,本发明的浓缩悬浮液可按照常规方式进行这种研磨处理。
在第二实施方案中,本发明涉及过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过二碳酸二肉豆蔻基酯、和/或过月桂酸的悬浮液,它们可通过上述方法而得到。最优选的是过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯的悬浮液。迄今为止,还不能制备出基本上没有分解(在熔融法中)的悬浮液,或不能得到浓缩、低粘度、储存稳定的小颗粒尺寸悬浮液(研磨步骤),或不对所得聚合物的各种性能,如形态或导电率产生不利影响。
本发明还涉及一种聚合反应工艺,其中:在单独聚合氯乙烯,或聚合其与最多40%重量的以下物质的混合物时,将至少一种上述悬浮液用作(一种)聚合反应引发剂和/或链转移剂,这些物质包括:一种或多种可共聚烯属不饱和单体,前述单体的低聚物或(共)聚物,以及一种或多种这些单体、低聚物和聚合物的混合物。以下进一步描述这些悬浮液的使用。
本发明聚合反应工艺中的可聚合单体包括卤乙烯,特别是氯乙烯,以及具有至少一个不饱和端基的烯属不饱和单体。这种烯属不饱和单体的例子包括:丙烯酸的酯,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸氰基乙酯和类似物;甲基丙烯酸的酯,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和类似物;苯乙烯和苯乙烯衍生物,其中包括α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯和类似物;丙烯腈;乙基乙烯基苯;醋酸乙烯酯;乙烯基萘等;以及二-烯烃,其中包括,但不限于丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯和类似物;以及本领域普通技术人员已知的其它烯属不饱和单体。
此外,在本发明的聚合反应工艺中,由一种或多种上述单体制成的低聚物和聚合物也可与其它单体、聚合物或低聚物进行反应。当然,可以使用两种或多种可聚合物质的混合物。在所有情况下,可聚合混合物中有至少60%的氯乙烯单体、低聚物或聚合物。
一般来说,可聚合组合物包含基于可聚合单体的0.01-6.0%重量的一种或多种热不稳定有机化合物(引发剂),而在单独聚合氯乙烯时,优选包含基于单体的0.01-0.3%重量的引发剂。如果一种或多种引发剂为按照本发明的组合物形式,那么就应该通过选择组合物的量而达到给定量的纯引发剂。当在氯乙烯聚合反应工艺中,使用按照本发明的过酸悬浮液作为引发剂,链转移剂、或同时作为引发剂和链转移剂时,这种悬浮液还可与前述引发剂悬浮液结合使用。链转移剂的常用浓度为基于可聚合物质的0.001-10.0%重量的纯链转移剂。优选使用0.01-1%重量的这种链转移剂。
本发明的氯乙烯聚合工艺的一个显著优点在于,通过使用本发明的悬浮液,聚合反应工艺本身可具有更高的适应性。更具体地说,按照已有技术水准,在将本固态过氧化物组合物用于氯乙烯聚合反应时,过氧化物组合物应该在混合物达到聚合反应温度之前加入聚合物中,以避免对所得聚合物的性能产生不利影响,如增加鱼眼含量。但在本发明的方法中,聚合反应引发剂可在氯乙烯单体被加热至聚合反应温度之后加入其中,甚至可在聚合反应过程中逐步或逐渐投料。这些特征赋予聚合反应工艺以更高适应性,而且提供了一种可更好地控制工艺和工艺制品的方法。
本发明的聚合反应工艺通常是一种悬浮聚合反应工艺,其中:加热氯乙烯单体和聚合反应引发剂的水分散液,以通过聚合反应引发剂的游离基分解而引起单体聚合。但通过本发明方法得到的悬浮液也可用于所谓的“本体聚合”工艺中。所用聚合反应条件是氯乙烯单体的常规聚合条件。关于工艺条件的详细描述、以及可用该方法聚合的单体的种类,可参考US3825509,在此将其作为参考并入本发明。
然而,本发明聚合反应工艺可与US3825509的稍有不同,即,不必按照水、分散剂、聚合反应引发剂、最后单体的顺序,将各成分加入聚合反应器中。由于常规工艺也在本发明范围内,因此在本发明所包括的反应中,水、分散剂和单体可在加入聚合反应引发剂之前加入反应器中,然后加热至聚合反应温度。在这种反应中,聚合反应引发剂可在聚合反应过程中一次全部地、逐渐地或逐步地加入。
以前,人们认为在反应温度下加入固态聚合反应引发剂是不利的,因为鱼眼含量将达到不可接受的水平。但在以下实施例中,可以看出,本发明悬浮液并未明显增加鱼眼含量。而且,通过在反应温度下投料,可更好地控制聚合反应过程的聚合速率。
按照本发明聚合反应工艺生成的聚合物具有各种所需的性能,其中包括较好的电性能、低鱼眼含量,而且有时可改进聚合物的形态,如气隙率。
以下实施例用于进一步说明本发明,因此无论如何也不能看作是对本发明的限定。
实验
原料:
使用以下的PVA:
PolyviolM05/1 90,得自Wacker(约82.5%的水解度)
GohsenolKH20,得自Nippon Gohsei(约80%的水解度)
PolyviolV03/240,得自Wacker(约77%的水解度)
GohsenolKP08,得自Nippon Gohsei(约73%的水解度)
Alcotex72.5,得自Harco(约72.5%的水解度)
Ethapol66,得自CIRS(约66%的水解度,微乳液)
PolyvicSP808,得自3V(约65%的水解度)
UnitikaUMR10M,得自Unitika Chemical(约65%的水解度)
Alcotex552P,得自Harco(约55.5%的水解度)
GohsenolLL02,得自Nippon Gohsei(约48%的水解度)
使用以下的非离子乳化剂:
Berol08,得自Berol Nobel(HLB=18.7)
IgepalC0897,得自GAF(HLB=18.7)
Brij35,得自ICI(HLB=16.9)
Brij58,得自ICI(HLB=15.7)
CedepalE710,得自Domtar(HLB=14.4)
ElfapurT110,得自Akzo Nobel(HLB=13.5)
所用增稠剂为黄原胶,Rhodigel23,由Rhone Poulenc供应。
过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯(Perkadox16)、过二碳酸二鲸蜡基酯(Liladox90P)和过二碳酸二肉豆蔻基酯(Perkadox26)均由Akzo Nobel供应,并用作引发剂。
VCM为聚合级,而所有其它物质都是试剂级的标准化学品。这些化合物不用进一步纯化就可使用。
步骤:
1.在10℃下,按照适当比率,通过涡轮式搅拌器,将热不稳定有机化合物混入包含其它成分的水相中,制备出悬浮液。首先,在每公斤混合物700W的搅拌能下,用Ultra-Turrax转子-定子溶解器分散该混合物5分钟,形成粗悬浮液,然后用500毫升DraisPerl Mill PM1进行研磨。该perl磨装有80%体积的1-2毫米玻璃珠。在400毫升/分钟的速率下,在最高10℃,优选5℃的温度下,研磨该粗悬浮液。最后将该悬浮液脱气。
2.该悬浮液的特征在于其粘度、颗粒尺寸(分布)、以及老化物理稳定性(分离)。粘度是用Erichsen332-1型粘度计和BrookfieldLVT粘度计,在12rpm,转轴3下测得的。颗粒尺寸(分布)是用MalvernM3型粒度计,通过光散射技术测得的。悬浮液的分离作用通过在500毫升HDPE罐中储存,以进行视觉确定。
3.聚合反应是在带搅拌器和挡板的1升Buchi不锈钢高压釜中进行的。反应器装有保护胶体水溶液,其中溶解有磷酸盐缓冲剂。根据所要进行的试验(参见下文),可以使用一种以下方法:
3.1以氯乙烯单体为基,加入0.07%纯过氧化物量的热不稳定有机化合物悬浮液。抽空该反应器,然后在搅拌下用氮气清洗4次。加入VCM之后,在60分钟内,将该混合物加热至反应温度(53.5℃)。
3.2抽空该反应器,然后在搅拌下用氮气清洗4次。在室温下混入VCM,然后在25分钟内,将反应混合物加热至53.5℃。然后,以氯乙烯单体为基,使用合适的注射器,通过隔膜加入0.07%纯过氧化物量的热不稳定有机化合物悬浮液。
对于这两种方法,在进行6小时聚合反应之后,冷却反应器,然后放空过量的氯乙烯单体。过滤聚氯乙烯、洗涤、连夜在50℃下干燥、称重、然后分析。氯乙烯单体的转化率可通过重量分析而确定。
4.该PVC的DOP气隙率和体积电阻分别按照DIN 53417(离心法)和ASTM D257-66(22℃,46%R.H.),通过分析来自3.1法的物质而得到。
5.按照常规方式,分析来自3.2法的PVC的鱼眼含量、颗粒尺寸(分布)和体密度。鱼眼含量按照O.Leuchs,
Kunststoffe,50(4)1960,pp.227-234中的方法进行测定。鱼眼含量优选尽可能低。聚氯乙烯的平均颗粒尺寸用Coultor Counter(多筛分器)确定,而体密度按照常规方式,使用Erichsen DIN cup243/11.8进行测量。
实施例1
制备一种悬浮液,它包含:2%重量的Alcotex72.5(约72.5%的水解度)、0.3%重量的Igepal C0897(HLB为17.8)、0.15%重量的黄原胶、0.05%重量的氧化钙、40%重量的Perkadox16、余下为去离子水。
在3个月以上的储存期中,该悬浮液表现出优异的物理和化学稳定性,而且它具有以下性能:
d50(μm) 5
d90(μm) 12
Erichsen粘度(Pa·s) 140
Brookfield粘度(Pa·s) 1530
使用该悬浮液得到的PVC具有以下性能:
DOP气隙率(%) 22
体积电阻(Ωcm) 14·1013
鱼眼(m-2) 30
平均颗粒尺寸(μm) 160
体密度(克·毫升-1) 0.40
实施例2
重复实施例1,只是用Polyviol V03/240(约78%的水解度)替代Alcotex72.5,并用0.4%的Berol 08(HLB为18.7)替代0.3%的Igepal C0897。该悬浮液具有以下性能:
d50(μm) 4.8
d90(μm) 10.5
Erichsen粘度(Pa·s) 160
Brookfield粘度(Pa·s) 4950
该悬浮液可稳定储存至少3个月。
实施例3
制备一种悬浮液,它包含:2%重量的Unitika UMR10m(约65%的水解度)、0.3%重量的Berol 08(HLB为18.7)、0.15%重量的黄原胶、0.05%重量的氧化钙、40%重量的Perkadox 16、余下为去离子水。
在6个月以上的储存期中,该悬浮液表现出优异的物理和化学稳定性,而且它具有以下性能:
d50(μm) 4
d90(μm) 9
Erichsen粘度(Pa·s) 130
Brookfield粘度(Pa·s) 1800
使用该悬浮液得到的PVC具有以下性能:
DOP气隙率(%) 24
体积电阻(Ωcm) 12·1013
鱼眼(m-2) 25
平均颗粒尺寸(μm) 155
体密度(克·毫升-1) 0.40
实施例4
制备一种悬浮液,其中包含:1.5%重量的Polyvic SP808(约65%的水解度)、0.6%重量的Brij 35(HLB为16.9)、0.15%重量的黄原胶、0.05%重量的氧化钙、40%重量的Perkadox 16、余下为去离子水。
该悬浮液具有以下性能:
Erichsen粘度(Pa·s) 170
Brookfield粘度(Pa·s) 4120
该产品可稳定储存至少3个月。
对比例A
重复实施例1,只是该悬浮液包含:1.5%重量的Gohsenol KP08(约73%的水解度)、0.15%重量的黄原胶、0.05%重量的氧化钙、40%重量的Perkadox 16、58.25%重量的水,结果如下。
该悬浮液在小于8周的储存期内是物理和化学稳定的,而且它具有以下性能:
d50(μm) 6
d90(μm) 19
Erichsen粘度(Pa·s) 220
Brookfield粘度(Pa·s) 3600
使用该悬浮液得到的PVC具有以下性能:
DOP气隙率(%) 22
体积电阻(Ωcm) 15·1013
鱼眼(m-2) >5000
平均颗粒尺寸(μm) 145
体密度(克·毫升-1) 0.40
对比例B
重复实施例1,只是用Alcotex 552P(55.5%的平均水解度,且主要物质的水解度低于55%)替代Alcotex 72.5,并用Berol 08(HLB为18.7)替代Igepal C0897。
所得悬浮液触变性较高,且具有不可接受的储存和使用性能。
对比例C和D
重复实施例3,只是分别在对比例C和D中用Cedepal E710(HLB为14.4)和Elfapur T110(HLB为13.5)替代Berol 08。两种悬浮液都太粘稠,不易使用。
对比例E
重复实施例3,只是用1%重量的Gohsenol LL02(约48%的水解度)和1%重量的Polyviol M05/190(约82.5%的水解度)替代2%重量的Unitika UMR10m。
所得悬浮液不能稳定储存。两周之后,它就因太稠而不易使用。
对比例F
重复实施例1,只是用Gohsenol KH20(约80%的水解度)替代Alcotex 72.5。该悬浮液因太稠而不易使用。不能得到具有代表性的样品。
对比例G
重复实施例3,只是用Ethapol66(约66%的水解度)替代UnitikaUMR10m。Ethapol是具有低(46%)和高(>76%)水解度的PVA的混合物。
该悬浮液因太稠而不易使用。
实施例5-6
重复实施例1的实验,只是用另一种非离子乳化剂替代IgepalC0897,如下表所示。
实施例 | 非离子乳化剂 | HLB值 | Erichsen粘度(Pa·s) | Brookfield粘度(Pa·s) |
5 | Brij 35 | 16.9 | 120 | 1350 |
6 | Brij 58 | 15.7 | 160 | 1820 |
该产品储存稳定。
实施例7
按照步骤1,使用40%重量的Perkadox 26、2.0%重量的Alcotex72.5、0.3%重量的Berol 08、0.17%重量的黄原胶、和57.53%重量的水,制备出悬浮液。
在3个月以上的储存期中,该悬浮液表现出优异的物理和化学稳定性,而且它具有以下性能:
d50(μm) 8.6
d90(μm) 20.0
Erichsen粘度(Pa·s) 90
Brookfield粘度(Pa·s) 1920
实施例8
按照步骤1,使用44.44%重量的Liladox90P(相当于40%重量的过二碳酸二鲸蜡基酯、2.0%重量的Unitika UMR 10m、0.7%重量的Berol 08、0.15%重量的黄原胶、0.08%重量的碳酸氢钠、和52.63%重量的水,制备出悬浮液。
在3个月以上的储存期中,该悬浮液表现出优异的物理和化学稳定性,而且它具有以下性能:
d50(μm) 5.3
d90(μm) 19.9
Erichsen粘度(Pa·s) 75
Brookfield粘度(Pa·s) 1630
Claims (16)
1.一种制备包含以下物质的水悬浮液的方法:
—占总配方35-60%重量的一种或多种固态热不稳定有机化合物,
—占总配方0.5-10%重量的平均水解度为60-低于80%的一种或多种聚乙烯醇,但不能使用水解度低于55%的任何聚乙烯醇,
—占总配方的0.05-1%重量的平均HLB值为14.5-20.0的一种或多种乳化剂,
其中,在水中研磨至少一种固态热不稳定有机化合物。
2.根据权利要求1的方法,其中,在包含至少一种所述聚乙烯醇或至少一种所述乳化剂的水性介质中研磨至少一种固态热不稳定有机化合物。
3.根据权利要求1或2的方法,其中所述热不稳定有机化合物选自二酰基过氧化物、过酸、过二碳酸酯及其混合物。
4.根据权利要求3的方法,其中所述热不稳定有机化合物为过二碳酸二环己基酯、过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过二碳酸二肉豆蔻基酯、过二碳酸二鲸蜡基酯、过二碳酸二癸基酯、二癸酰基过氧化物、二月桂酰基过氧化物、或过月桂酸、或两种或多种这些化合物的混合物。
5.根据权利要求1-4中任何一项的方法,其中所述热不稳定有机化合物在成品悬浮液中的颗粒尺寸分布d90小于20μm。
6.根据权利要求5的方法,其中所述热不稳定有机化合物在悬浮液中的颗粒尺寸分布d90小于15μm。
7.根据前述权利要求中任何一项的方法,其中所述聚乙烯醇的水解度为62-78%。
8.根据前述权利要求中任何一项的方法,其中所述乳化剂的平均HLB值为16.9-20.0。
9.根据前述权利要求中任何一项的方法,其中:以配方总重为基,所述热不稳定有机化合物的浓度为35-45%重量,所述聚乙烯醇的浓度为1-5%重量,其所述乳化剂的浓度为0.05-0.8%重量。
10.根据前述权利要求中任何一项的方法,其中所述成品悬浮液还包含其浓度最多为总配方的2%重量的增稠剂。
11.根据前述权利要求中任何一项的方法,其中所述成品悬浮液还包含选自pH调节剂、螯合剂、和杀虫剂中的一种或多种添加剂。
12.根据前述权利要求中任何一项的方法,其中该方法包括一个混合步骤、和其中温度被控制在0-15℃,优选0-5℃的至少一个研磨步骤。
13.过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过二碳酸二肉豆蔻基酯、过月桂酸、或其混合物的悬浮液,它可通过权利要求1-12中任何一项的方法而得到。
14.根据权利要求13的悬浮液,它包含过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯作为唯一的热不稳定有机化合物。
15.一种聚合方法,其中,可选与最多40%重量的烯属不饱和共聚单体一起,通过使用一种或多种热不稳定有机化合物来聚合氯乙烯,该方法的特征在于,使用通过权利要求1-12中任何一项所定义的方法而得到的水悬浮液。
16.根据权利要求15的聚合方法,其特征在于,使用仅包含过二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯作为热不稳定有机化合物的水悬浮液。
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