本发明专利技术涉及一种中高聚合度聚氯乙烯专用树脂，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：氯乙烯单体100份、无离子水115‑130份、中和剂0.006‑0.02份、分散剂A 0.04‑0.059份、分散剂B 0.017‑0.036份、表面活性剂0.014‑0.023份、引发剂A 0.02‑0.029份、引发剂B 0.024‑0.033份。本发明专利技术可广泛适用于气固相法氯化聚氯乙烯专用树脂生产过程中。
【技术实现步骤摘要】
一种中高聚合度聚氯乙烯专用树脂
本专利技术涉及高分子化工
，特别是一种中高聚合度聚氯乙烯专用树脂的生产方法。
技术介绍
氯化聚氯乙烯（CPVC）是由聚氯乙烯（PVC）进一步氯化得到，是一种介于橡胶与塑料之间的新型高分子弹性体材料。PVC树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加，极性增强，使树脂的溶解性增大，化学稳定性提高，从而提高了材料的耐热性、耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀，相对于PVC来说，CPVC的耐热性、耐腐蚀性、阻燃自熄性、力学性能等都有了很大提升，在建材、电气、化工、冶金、医学、涂料等领域有着广泛的应用。当前，国内CPVC树脂的质量与进口树脂差距较大,其原因之一是国内缺少高质量的氯化专用PVC树脂。开发适合氯化的PVC树脂是CPVC行业发展的需要，也是PVC生产企业的一个发展方向。氯气分子在PVC树脂颗粒中的扩散速度是决定氯化反应速率和产品质量的重要因素。氯气分子在PVC树脂颗粒中的扩散由外向内可分为三个阶段:第1阶段,氯气分子从PVC树脂颗粒皮膜薄层或皮膜破裂处进入颗粒内部孔隙；第2阶段，进入颗粒内部的氯气分子延着颗粒内部通畅的孔隙不断向颗粒深处扩散，并接触到包围孔隙的初级粒子和初级粒子聚集体表面；第3阶段，PVC树脂颗粒内表面的氯气分子向初级粒子及聚集体内部扩散。氯气向PVC颗粒内的扩散过程对氯化专用PVC树脂的结构特性提出了3项要求：一是树脂颗粒表面无皮或少皮，有利于氯气分子向内部扩散；二是树脂颗粒孔隙均匀，平均粒径小；孔隙分布越均匀，平均直径越小，颗粒内比表面积越大，在第3阶段氯气需要扩散进入初级粒子内的平均深度越小；因为初级粒子内部氯气消耗的速度大于扩散补充的速度，扩散深度的减小有利于均匀氯化；三是初级粒子及聚集体结构疏松，这些结构越疏松，氯气分子的扩散速度越快，氯气在初级粒子内的浓度梯度越小。中国专利技术专利CN112029137A披露了一种氯化专用PVC树脂的制备方法,它包括以不步骤：取PVC聚合生产系统离心完毕的含水PVC树脂湿料加入带搅拌的密闭容器中,加入功能性有机溶剂搅拌混合均匀,混合均匀的初料进行微波加热、干燥，即得到氯化专用PVC树脂。水相聚合法得到的PVC树脂湿料颗粒内部包含有大量的水分，在微波加热时水变为水蒸气，水蒸气初期压迫PVC树脂颗粒周围结构并拢，后期冲破PVC树脂颗粒和颗粒外部皮膜束缚，快速逸出，得到颗粒结构疏松、增塑剂吸油率高、比表面积大的氯化专用树脂，可以满足CPVC树脂的生产需要，更利于氯化反应的进行。中国专利技术专利CN112029138A公开了一种氯化专用聚氯乙烯树脂的制备方法，它包括一下步骤：取PVC聚合生产系统离心完毕的含水PVC树脂湿料加入带搅拌的密闭容器中,加入功能性有机溶剂搅拌混合均匀,再进行冷冻处理，将冷冻过处在低温的初料进行微波加热、干燥，即得到氯化专用PVC树脂。水相聚合法得到的PVC树脂湿料颗粒内部包含有大量的水分，进行冷冻时水变成冰对PVC树脂颗粒内部孔径膨胀作用，在微波加热时冰升华为水蒸气，水蒸气初期压迫PVC树脂颗粒周围结构并拢，后期冲破PVC树脂颗粒和颗粒外部皮膜束缚，快速逸出，得到颗粒结构疏松、增塑剂吸油率高、比表面积大的氯化专用树脂，可以满足CPVC树脂的生产需要，更利于氯化反应的进行。以上专利介绍采用含湿料饼冷冻孔隙中水分膨胀扩充孔径、或采用含湿料饼微波加热快速气化膨胀孔径等技术，或采用冷冻结冰膨胀孔径和微波加热快速气化膨胀孔径二者相结合技术，该技术在原PVC树脂颗粒孔径基础上进行扩充，提高了原孔径的大小和容积，但未从根本上解决孔隙丰度和均匀性的问题，此外现有技术中有介绍在悬浮聚合过程中，通过添加抗鱼眼剂、调节剂、分散剂等表面活性剂，来从PVC树脂颗粒表皮结构来改善孔隙结构，在宏观上能够显著改善显著改变聚氯乙烯树脂的颗粒形态，调节粒度分布、外形圆度，对内部空隙结构亦有较好的改善，但对于树脂深层次微纳结构缺乏控制手段。CPVC树脂工业化生产方法主要有三种：溶剂法、水相法、气固相法，其中气固相法是更加清洁高效的方法。气固相法生产的氯化聚氯乙烯工艺，气相的氯气分子经过颗粒内部孔道进入与PVC分子链发生接枝反应，接枝率、接枝的均匀性受孔隙的丰度、孔隙的均匀性的直接影响，同时接枝反应热是通过循环硫化的氯气移除反应热量，悬浮法工艺生产聚氯乙烯树脂，通过调控聚合釜搅拌转速和分散剂种类及用量，可在宏观上显著改变聚氯乙烯树脂的颗粒形态，调节粒度分布、外形圆度，对内部空隙结构亦有较好的改善，但对于树脂深层次微纳结构的调控不易完成，现有技术生产的PVC树脂在氯化聚氯乙烯生产应用上专用性不强，尤其是采用气固相氯化工艺，热量移除较困难，会造成氯化聚氯乙烯树脂热稳定性差。中高聚合度聚氯乙烯树脂生产温度相对偏低，低温下水与氯乙烯表面张力大的原因，需要消耗分散剂量大，颗粒规整度差、表观密度偏低，PVC颗粒表面被分散剂覆盖，形成完整皮膜结构，影响气固相氯化过程物料的硫化和氯气的扩散。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种中高聚合度聚氯乙烯专用树脂，使其满足气固相法氯化工艺，减少专用树脂表面皮膜覆盖程度、减少颗粒内外的亚颗粒结构粘并程度、提高颗粒内部微纳结构间空隙的丰度和均匀度，以利于气固相氯化过程中氯能够有效扩散进入PVC颗粒内部发生接枝反应，同时利于反应热通过丰富的微孔结构向外扩散移除热量。本专利技术解决其技术问题采用的的技术方案是：一种中高聚合度聚氯乙烯专用树脂，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：氯乙烯单体100份、无离子水115-130份、中和剂0.006-0.02份、分散剂A0.04-0.059份、分散剂B0.017-0.036份、表面活性剂0.014-0.023份、引发剂A0.02-0.029份、引发剂B0.024-0.033份。所述的中高聚合度聚氯乙烯专用树脂，其分散剂A为醇解度65%-75%的聚乙烯醇干基；分散剂B为羟丙基甲基纤维素干基；表面活性剂为醇解度35%-50%并以嵌段分布的的聚乙烯醇干基；引发剂A为过氧化过氧化新癸酸叔丁酯干基；引发剂B为过氧化新癸酸异丙苯酯干基；所述中和剂为3%-5%的碳酸盐溶液。选用35%-50%的低醇解度嵌段分布的聚乙烯醇，较多的乙酰基和较少的羟基嵌段分布于PVA的分子链段上，乙酰基亲油性好能够迅速吸附单体液滴表面甚至溶解于单体内部，羟基的存在则具有疏油性，若较低的醇解度的聚氯乙烯醇能够溶解在单体液滴内部，则在液滴内部疏油的羟基能够继续将液滴内部形成阻隔，在聚合物形成过程中减弱聚结体之间的粘并，调节PVC颗粒内部孔隙容积。所述的中高聚合度聚氯乙烯专用树脂，依次向聚合釜内加入冷无离子水、热无离子水、中和剂、分散剂A、表面活性剂、分散剂B、引发剂A、引发剂B、氯乙烯单体，并将物料混合均匀；利用聚合釜夹套和热循环水系统，持续恒定对聚合釜内物料进行升温，活化聚合釜内物料；聚合釜内物料温度达到55℃-59℃反应温度，将夹套热水切换至循环冷却水，控制聚合釜反应温度，反应60min-90min，然后变换反应温度至45℃-52℃；反应4.5-6h后，PVC浆料经出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中高聚合度聚氯乙烯专用树脂的，其特征在于，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：氯乙烯单体100份、无离子水115-130份、中和剂0.006-0.02份、分散剂A 0.04-0.059份、分散剂B 0.017-0.036份、表面活性剂0.014-0.023份、引发剂A 0.02-0.029份、引发剂B 0.024-0.033份。/n
【技术特征摘要】
1.一种中高聚合度聚氯乙烯专用树脂的，其特征在于，主要由按质量份数计的如下原料制备而成：氯乙烯单体100份、无离子水115-130份、中和剂0.006-0.02份、分散剂A0.04-0.059份、分散剂B0.017-0.036份、表面活性剂0.014-0.023份、引发剂A0.02-0.029份、引发剂B0.024-0.033份。
2.根据权利要求1所述的中高聚合度聚氯乙烯专用树脂，其特征在于：分散剂A为醇解度65%-75%的聚乙烯醇干基；分散剂B为羟丙基甲基纤维素干基；表面活性剂为醇解度35%-50%并以嵌段分布的的聚乙烯醇干基；引发剂A为过氧化过氧化新癸酸叔丁酯干基；引发剂B为过氧化新癸酸异丙苯酯干基；所述中和剂为3%-5%的碳酸盐溶液。
3.根据权利要求1或2所述的中高聚合度聚氯乙烯专用树脂，其特征在于：依次向聚合釜内加入冷无离子水、热无离子水、中和剂、分散剂A、表面活性剂、分散剂B、引发剂A、引发剂B、氯乙烯单体，并将物料混合均匀；利用聚合釜夹套和热循环水系统，持续恒定对聚合釜内物料进行升温，活化聚合釜内物料；聚合釜内物料温度达到55℃-59℃反应温度，将夹套热水切换至循环冷却水，控制聚合釜反应温度，反应60min-90min，然后变换反应温度至45℃-52℃；反应4.5-6h后，PVC浆料经出料、汽提、干燥，得到平均聚合度1100-1350的PVC树脂。
4.根据权利要求3所述的中高聚合度聚氯乙烯专用树脂，其特征在于：变温聚合反应第二阶段,控制恒温反应温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓玲，郭成军，汪海位，孙中常，韩忠良，马宝琪，邹磊，吴智兵，陆俊，赵雁升，郭伟杰，潘鑫德，赵保强，
申请(专利权)人：天伟化工有限公司，新疆天业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65
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