氯化聚氯乙烯的制备制造技术

本发明专利技术涉及一种制备CPVC的方法，包括：在预定的温度下在波长范围为254至530纳米的至少一个照射源的存在下使PVC与氯气发生反应，同时保持辐射通量为1.5至2瓦特/千克PVC，辐照度为0.13瓦/平方厘米以及每秒发出3×1018至5×1018的光子数，在搅拌下反应3至4小时，以得到CPVC。由上述方法制备得到的CPVC具有89至96的白度指数，1.23至1.73的黄度指数以及648至684秒范围内的稳定性。采用上述工艺参数后该氯化反应的速率为1.6至4.36摩尔/小时/千克。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氯化聚氯乙烯的制备。
技术介绍
氯化聚氯乙烯(CPVC)是通过将聚氯乙烯(PVC)树脂氯化而制备得到的热塑性聚合物。由于CPVC比PVC含有更多的氯，前者更能够容忍更宽的温度范围，并在输送冷热材料方面证明了改进的弹性。因此，CPVC具有广泛的工业应用，包括用于住宅和工业用途的冷热水配送的管道，运输腐蚀性液体，高压电缆保护管等等。通常，CPVC通过光化学反应氯化PVC进行制备。光化学反应是由照射源引发反应，其中从照射源发出的光子分解氯气以产生氯自由基，氯自由基一经与PVC反应用氯取代PVC中的一部分氢以产生CPVC。具有改进的特性(如热稳定性、颜色和比浓对数粘度)的CPVC制备迫使一种特定等级的PVC作为起始原料，例如，具有较高的孔隙率、较高比浓对数粘度、较高的热稳定性和较低的黄度指数的PVC。然而，采购具有上述特性的PVC导致较高的操作运营成本。此外，由于较长的反应时间以及双键、双键或不饱和的共轭形式的某些突变，这样昂贵的方法产生的CPVC往往容易分解并在外表上产生瑕疵居多。因此，需要开发一种制备能够缓解上述缺陷的CPVC的方法。专利技术目的基于本专利技术的至少一种实施方案所提供的本专利技术的一些目的如下：本专利技术的一个目的是提供一种制备CPVC的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种时间和成本效益的制备CPVC的方法。本专利技术的另一个目的是提供CPVC。本专利技术的另一个目的是提供具有理想特性如白度指数、黄度指数和热稳定性的CPVC。本专利技术的另一个目的是提供改进常规方法的的一个或多个问题或至少提供一种有用的替代品。本专利技术的其它目的和优点将在以下描述中更加明显，但以下的描述并不意味着限制本专利技术的范围。
技术实现思路
本专利技术提供了一种制备CPVC的方法，包括：在预定的温度下在波长范围为254至530纳米的至少一个照射源的存在下使PVC与氯气发生反应，同时保持辐射通量为1.5至2瓦特/千克PVC，辐照度为0.13瓦/平方厘米以及每秒发出3×1018至5×1018的光子数，在搅拌下反应3至4小时，以得到CPVC。从上述方法制备得到的CPVC具有89至96的白度指数，1.23至1.73的黄度指数以及648至684秒范围内的稳定性。典型地，采用上述工艺参数后该氯化反应的速率为1.6至4.36摩尔/小时/千克。具体实施方式本专利技术现将参照所附实施方案进行描述，该实施方案不限制本专利技术的范围和界限。所提供的描述仅是通过示例和说明的方式。此处的实施方案和各种特征及其有益的细节参照非限制性实施方案在以下描述中说明。省略公知成分和生产工艺的描述，以避免使实施方案不必要地在此混淆。这里所用的实验旨在仅仅是为了便于理解实践本实施方案的方式，并进一步使本领域技术人员能够实施本实施方案。因此，实验不应该被解释为限制本实施方案的范围。具体的实施方案的描述将充分揭示本专利技术实施方案的一般性质，以致于他人在不脱离该一般性概念的情况下，通过运用现有知识能够容易地修改和/或改变该具体实施方案使其适于各种应用，因此，这些改变或修改应当且意于被包含在所公开的实施方案的等效物的含义和范围内。应当认识到本文所用的措辞或术语用于描述而非限制性的目的。因此，尽管本专利技术的实施方案在此是从优选实施方案的角度进行描述，但本领域技术人员将认识到本专利技术的实施方案能够在本专利技术公开的实施方案的精神和范围的范围内加以改进而实施。本专利技术提供了一种制备具有理想特性如白度指数、黄度指数和热稳定性的CPVC的方法。此外，该方法是这样的，它并不需要使用特定等级的PVC作为起始原料，起始材料通常是昂贵的。该方法包括：在预定的温度下在波长范围为254至530纳米的至少一个照射源的存在下使PVC与氯气发生反应，同时保持辐射通量为1.5至2瓦特/千克PVC，辐照度为0.13瓦/平方厘米以及每秒发出3×1018至5×1018的光子数，在搅拌下反应3至4小时，以得到CPVC。典型地，在本方法中使用的PVC的孔隙率为0.26至0.28毫升/克。进一步地，PVC可能处于完全干燥形式或浆料形式。处于完全干燥形式的PVC特点是在70℃下加热2小时损失为0.2至1％，而处于浆料形式的PVC通常具有的浓度为10至30％w/v。预定的温度为50至90℃，在一个实施方案中预定的温度为70℃。在一个实施例中，发光二极管(LEDs)被用作本专利技术方法的照射源。但是，例如紫外光(UV)灯和激光(LASERs)也可以在本方法中使用。本申请的专利技术人已经发现，任何类型的窄光谱带宽的光源均可用作本专利技术方法的照射源。在一个实施方案中，实施本专利技术的方法的装置是一个被一系列小型照射装置围绕的管状组件，该照射装置具有波长范围为254至530纳米并且发射辐射覆盖角度为15°至140°，优选地发射辐射覆盖角度为50°至80°。照射源所消耗的电力为10毫瓦至1瓦，优选在20毫瓦至40毫瓦的范围内。操作费用减少是由于根据本专利技术的耗电量低。该装置与具有较长波长的常规照射装置相比占用更少的空间。正如本领域中公知的，PVC的氯化通过光子使氯分子键断裂并产生氯自由基而引发。氯自由将氢从C-H中脱去并产生碳自由基。碳自由基与氯结合并得到氯化。重复产生氯自由基和氯化碳自由基的过程。虽然不受任何特殊理论的限制，据信具有较短波长的照射源具有更高的能量，因此，其能发射更多数量的光子。当本反应中使用这样的照射源时，Cl-Cl键的终止产生更多的氯自由基。因此，更大的辐照度(每单位面积光源发射的功率)会产生更多的氯自由基。过量的氯自由基或者重组(使终止冗余)或产生更多的碳自由基，这可能会导致不希望得到的副产物的形成。因此，优选的是，保持辐照度在最低等级。波长也调节成所释放的能量最小或在达到需要最适宜断裂Cl-Cl键的等级。辐射通量(由光源发射的总功率)是另一个因素，与释放光子的量成正比。因此，有必要维持辐照度、辐射通量、以及光子的数量到最低等级以获得较高的反应速率和质量更好的产品。因此，辐射通量和辐照度是光反应器设计中为光的最佳分配并以此实现高效氯化而需要考虑的重要参数。鉴于上述所提出的，本专利技术的专利技术人发现，当本方法在辐射通量为1.5至2瓦特/千克PVC，辐照度为0.13瓦/平方厘米以及每秒发出3×1018至5×1018的光子数时，所形成的CPVC具有89至96的白度指数，1.23至1.73的黄度指数以及在210℃下648至684秒范围内的稳定性。白度指数(WI)和黄度指数(YI)是两个色彩参数，来判断CPVC的产品质量。更高的WI值和更低的YI值表明产品质量较好，而较低的WI值和较高的YI值表示产品质量较差。此外，该反应的速率为1.6至4.36摩尔/小时/千克。作为优点，维持辐射通量、辐照度和光子数在上述范围内；PVC用来作为起始原料应该是一个特定的高等级，而在本申请中这却并不是至关重要的；从而限制了运营成本(OPEX)。本专利技术提供了一种在最小辐射通量和最小辐照度下光氯化PVC的方法。光氯化反应每秒用较少量的光子，并在较短的时间周期内完成。因为该反应的时间较短，与常规制备的氯化聚氯乙烯相比，氯化聚氯乙烯具有改进的热稳定性。下面借助以下实施例对本专利技术进行进一步地说明，该实施例仅意于说明目的，不应当被解释为是对本专利技术的范围的限制。这些实验室规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备氯化聚氯乙烯(CPVC)的方法，包括：在预定的温度下在波长范围为254至530纳米的至少一个照射源的存在下使氯乙烯(PVC)与氯气发生反应，同时保持辐射通量为1.5至2瓦特/千克PVC，辐照度为0.13瓦/平方厘米以及每秒发出3×1018至5×1018的光子数，在搅拌下反应3至4小时，以得到CPVC，其中，所得到的CPVC具有89至96的白度指数，1.23至1.73的黄度指数以及在210℃下648至684秒范围内的稳定性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.22 IN 2365/MUM/20141.一种制备氯化聚氯乙烯(CPVC)的方法，包括：在预定的温度下在波长范围为254至530纳米的至少一个照射源的存在下使氯乙烯(PVC)与氯气发生反应，同时保持辐射通量为1.5至2瓦特/千克PVC，辐照度为0.13瓦/平方厘米以及每秒发出3×1018至5×1018的光子数，在搅拌下反应3至4小时，以得到CPVC，其中，所得到的CPVC具有89至96的白度指数，1.23至1.73的...

【专利技术属性】
技术研发人员：普拉第普·曼斯，亚耶斯·普阮弗利昌卓·沃拉，尼纳德·迪帕克·茵格勒，普拉迪普·帕瑞斯·卡帕迪尔，拉克斯·维尔·扎斯拉，沙士肯特·拉詹，
申请(专利权)人：瑞来斯实业公司，
类型：发明
国别省市：印度;IN