一种制备氯化聚氯乙烯的方法技术

本发明专利技术属于树脂合成技术领域，具体涉及一种制备氯化聚氯乙烯的方法。本发明专利技术所提供的制备氯化聚氯乙烯的方法，一方面，在盐酸介质条件下，通过控制较高的起始反应温度，氯分子获得能量后可以使氯分子分解形成带自由基的氯原子，使得氯与聚氯乙烯树脂的反应依照游离基反应历程顺利进行，通入的氯快速参与反应，也提高了所制备的氯化聚氯乙烯氯含量，提高了产品的质量；副产盐酸浓度≥28％，可以回收综合利用，生产过程实现了零废水排放。另一方面，本发明专利技术所提供的方法可以不添加引发剂或不使用紫外线照射也可以使氯化反应进行，这样就避免了由于残留引发剂的作用，使氯化聚氯乙烯产品储存和加工过程易发生降解的问题。储存和加工过程易发生降解的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种制备氯化聚氯乙烯的方法


[0001]本专利技术属于合成树脂
，具体涉及一种制备氯化聚氯乙烯的方法。

技术介绍

[0002]氯化聚氯乙烯(简称CPVC)是聚氯乙烯(简称PVC)与氯反应而制得的特种合成树脂，该树脂氯含量高，且结构具有饱和性，因而使其不仅具有良好的刚性和较高的维卡软化温度，同时还具有良好的耐油性、耐化学药品性、阻燃性和气密性，而且色泽稳定性好，被广泛应用于生产有较高耐热要求的塑料管材管件、型材、板材、发泡材料以及注射成型制品等领域。
[0003]目前CPVC的主要生产方法有水相悬浮法和气固相法两种。其中，气固相法制备CPVC的方法是将粉状PVC置于流化床或固定床反应器中，在紫外线照射或引发剂存在的条件下，物料呈流化状态或搅拌状态，通入氯气进行反应，根据不同用途的产品确定氯含量，进而确定通氯量，反应结束后排出反应尾气(主要成分是氯气、氯化氢、氮气)，物料用氮气或压缩空气反复置换至基本不含酸性气体，得CPVC成品。该方法制备过程不需要消耗水，但对于氯的消耗量却大幅度增加，且反应后的尾气处理困难、处理成本高，同时所生产的产品氯元素分布不均匀，加工过程热稳定性差，难以把控加工后产品质量。
[0004]而水相悬浮法制备CPVC的方法是将粉状PVC悬浮在水中，在紫外线或引发剂存在的条件下，通入氯反应，控制反应温度和压力，通入氯的重量根据不同用途产品所需的氯含量确定(一般产品为62～72％)，当全部氯通入反应器后，停止通氯，然后用净水反复洗涤氯化产物直至物料基本不含酸，经离心脱水、干燥，得成品。该方法在生产过程中对氯的利用率较气固相法有所提高，但仍不到50％，对水的消耗量很大(约20～30吨/吨产品)，同时还会产生大量稀酸性废水，除对环境造成极大的不良影响外，氯的利用率仅为不到50％。并且使用引发剂生产的产品，由于残留引发剂的作用，储存和加工过程易导致产品发生降解。
[0005]为此，现有技术公开了一种以盐酸溶液为反应溶剂的水相悬浮法制备CPVC，该方法是将PVC、分散剂、防粘剂加入至质量浓度为16～21％的盐酸溶液中配制成悬浮液，向该悬浮液中通入氯气以发生氯化反应，设定反应的起始温度为40～50℃，反应终止温度为80～100℃，压力0.3～0.4MPa，通氯量与PVC树脂的重量比为0.4～0.9；在该方法中氯化反应是分两个阶段进行的，第一阶段氯化从起始温度开始均匀通入氯气，通入氯气和升温同时进行，通氯时间为1.5h，釜内压力达到设定压力，通氯量达到总通氯量的50～80％，反应温度为终止温度的80～98％，所述第二阶段氯化匀速升温，继续通入氯气，维持反应压力恒定在设定压力。待反应完成后，经脱酸、脱水、干燥，得到CPVC成品，所得盐酸溶液经净化后，进入盐酸储罐。上述技术不使用引发剂，减少了引发剂残留对制品色泽和热稳定性的影响，并且副产的盐酸溶液的浓度可提高到22％以上，可循环利用，既环保又节能。但遗憾的是，该技术中的第一阶段氯化事实上是很难进行的，因为氯化反应是自由基反应，在没有引发剂或紫外线照射等作用下，氯气分子在80℃以下根本不会被激发而生成带自由基的氯原子，相应地也就不可能发生氯化反应，在这一阶段通入的氯气只能暂时溶解在水中，形成氯水
或以氯气形式进入反应釜上部空间，造成釜压上升，而过高的釜压极容易引发安全事故，并且其所声称的第一阶段氯化“通氯量达到总通氯量的50～80％”，是很难实现的。另外，该技术中用到的防粘剂是为了防止反应过程物料因粘结而结块，但其采用的二氧化硅、硅油并不具有防结块的效果。而且所制备的CPVC产品中氯元素分布不均匀，容易导致产品热稳定性差、机械性能下降。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是现有的酸相悬浮法制备CPVC时对氯气的利用率低、安全隐患大、且产品的热稳定性和机械性能差，进而提供一种制备氯化聚氯乙烯的方法，该方法能提高氯的利用率、无安全风险、并且还能使所制备的氯化聚氯乙烯产品具有热稳定性高、机械性能好的优势，且副产的≥26％盐酸可以回收利用，生产过程无废水排放，氯的综合利用率接近100％。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术提供了一种制备氯化聚氯乙烯的方法，包括以下步骤：
[0009]将盐酸溶液、表面活性剂、分散剂和聚氯乙烯混匀，得混合液；
[0010]将所述混合液升温至第一温度，通入氯，搅拌反应，控制反应温度为第二温度，压力≤0.4MPa，待通氯结束后继续搅拌反应第一时间；
[0011]其中，所述第一温度为85～98℃，优选为90～96℃，更优选为91～95℃；
[0012]所述第二温度为100～130℃，优选为105～125℃，更优选为110～123℃；
[0013]所述聚氯乙烯的表观密度≤0.52g/mL；
[0014]所述盐酸溶液中酸的质量浓度为18～24％。
[0015]可选地，所述聚氯乙烯的聚合度为500～1300，优选为700～100。
[0016]可选地，所述聚氯乙烯的粒径为100～315μm，优选为100～200μm。
[0017]可选地，所述分散剂为疏水性二氧化硅，所述疏水性二氧化硅是由二氧化硅经有机硅化合物化学修饰而成。
[0018]可选地，所述分散剂的平均粒径为3～15μm，优选为4～10μm，更优选为5～8μm。
[0019]可选地，所述分散剂的用量为所述聚氯乙烯质量的0.1～0.5％，优选为0.15～0.4％，更优选为0.2～0.3％。
[0020]可选地，所述聚氯乙烯与所述盐酸溶液的质量比为1:3～6，优选为1:3～5，更优选为1:3～4。
[0021]可选地，所述表面活性剂为聚醚类非离子型表面活性剂，所述表面活性剂的用量为所述盐酸溶液质量的0.01～0.1％，优选为0.015～0.05％，更优选为0.02～0.03％。
[0022]可选地，所述表面活性剂为聚氧乙烯醚，优选为辛醇聚氧乙烯醚。
[0023]可选地，所述氯的用量与所述聚氯乙烯的质量比为0.4～0.6:1。
[0024]可选地，所述通入氯的时间为2～5小时，优选为2.5～4小时，更优选为3～3.5小时。
[0025]可选地，所述混合液中还含有引发剂，所述引发剂为过氧化二苯甲酰，所述引发剂的用量为所述聚氯乙烯质量的0.02～0.2％，优选为0.05～0.1％。
[0026]可选地，所述第一时间为20～40分钟。
[0027]可选地，所述制备氯化聚氯乙烯的方法还包括：
[0028]待反应结束后，将反应物料冷却，固液分离，分别收集固体和反应母液，洗涤所述固体直至洗涤液的pH≥3，加入中和剂以使物料呈中性，干燥，得氯化聚氯乙烯；将部分所述反应母液与所述洗涤液混合，用作下次反应的反应介质。
[0029]本专利技术还提供了一种氯化聚氯乙烯，由上述的方法制备而成。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下优点：
[0031]1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备氯化聚氯乙烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：将盐酸溶液、表面活性剂、分散剂和聚氯乙烯混匀，得混合液；将所述混合液升温至第一温度，通入氯，搅拌反应，控制反应温度为第二温度，压力≤0.4MPa，待通氯结束后继续搅拌反应第一时间；其中，所述第一温度为85～98℃，优选为90～96℃，更优选为91～95℃；所述第二温度为100～130℃，优选为105～125℃，更优选为110～123℃；所述聚氯乙烯的表观密度≤0.52g/mL；所述盐酸溶液的质量浓度为18～24％。2.根据权利要求1所述的制备氯化聚氯乙烯的方法，其特征在于，所述聚氯乙烯的聚合度为500～1300，优选为700～1000；可选地，所述聚氯乙烯的粒径为100～315μm，优选为100～200μm。3.根据权利要求1所述的制备氯化聚氯乙烯的方法，其特征在于，所述分散剂为疏水性二氧化硅，所述疏水性二氧化硅是由二氧化硅经有机硅化合物化学修饰而成；可选地，所述分散剂的平均粒径为3～15μm，优选为4～10μm，更优选为5～8μm；可选地，所述分散剂的用量为所述聚氯乙烯质量的0.1～0.5％，优选为0.15～0.4％，更优选为0.2～0.3％。4.根据权利要求1所述的制备氯化聚氯乙烯的方法，其特征在于，所述聚氯乙烯与所述盐酸溶液的质量比为1:3～6，优选为1:3～5，更优选为1:3～4。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：白杰，
申请(专利权)人：杭州新元化工技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：