[發(fā)明專(zhuān)利]一種高效環(huán)保的聚氯乙烯聚合工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710280519.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107098993A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丘永桂;李毅;王小勇;王明欽;魏昭輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽華塑股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08F114/06
• 分類(lèi)號(hào): C08F114/06;C08F4/04;C08F4/34
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專(zhuān)利代理有限公司32206
• 代理人: 周蔚然

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚氯乙烯制備領(lǐng)域，具體涉及一種高效環(huán)保的聚氯乙烯聚合工藝。

背景技術(shù)

聚氯乙烯，英文簡(jiǎn)稱(chēng)PVC(Polyvinyl chloride)，是氯乙烯單體根據(jù)自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物，為無(wú)定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小，相對(duì)密度1.4左右，玻璃化溫度77-90℃，對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差，在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。工業(yè)生產(chǎn)的PVC分子量一般在5萬(wàn)-11萬(wàn)范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加，無(wú)固定熔點(diǎn)，80-85℃開(kāi)始軟化，130℃變?yōu)檎硰棏B(tài)，160-180℃開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，有較好的機(jī)械性能，抗張強(qiáng)度60MPa左右，沖擊強(qiáng)度5-10kJ/m2，有優(yōu)異的介電性能。PVC曾是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，應(yīng)用非常廣泛，在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。

聚氯乙烯合成方法有懸浮聚合法、乳液聚合法和本體聚合法?，F(xiàn)有技術(shù)中本體聚合法是指將單體和引發(fā)劑直接進(jìn)行反應(yīng)，聚氯乙烯產(chǎn)品顆粒度較大，容易結(jié)成塊狀或者出現(xiàn)結(jié)釜現(xiàn)象，同時(shí)引發(fā)劑和生產(chǎn)的氯化氫夾雜在聚氯乙烯產(chǎn)品中導(dǎo)致產(chǎn)品純度低，質(zhì)量差，產(chǎn)品中各項(xiàng)物理機(jī)械性能指標(biāo)不滿足要求，影響它的應(yīng)用范圍。

因此，如何解決這些技術(shù)問(wèn)題，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種高效環(huán)保的聚氯乙烯聚合工藝，解決了上述的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高效環(huán)保的聚氯乙烯聚合工藝，包括如下具體步驟：

（1）、首先將引發(fā)劑和防粘結(jié)劑加入到低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑中，加熱至一定溫度，再使用液體噴霧器噴入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜內(nèi)部設(shè)置的鼓風(fēng)機(jī)吹入一定溫度的熱風(fēng)，使引發(fā)劑和防粘結(jié)劑形成的小液滴懸浮在反應(yīng)釜中并作上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)；

（2）、然后通入氣態(tài)的氯乙烯單體，反應(yīng)10min-30min；

（3）、繼續(xù)通入氣態(tài)的氯乙烯單體，反應(yīng)30min-90min；

（4）、利用鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)力將上述液滴狀混有引發(fā)劑和防粘結(jié)劑的低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑混合體系通過(guò)反應(yīng)釜頂部的氣流出口吹掃到另一個(gè)收集罐中，然后開(kāi)啟連接反應(yīng)釜的真空泵除去反應(yīng)釜內(nèi)部剩余氣體或液滴；所述氣流出口設(shè)置濾板；

（5）、關(guān)閉氣流出口，提高鼓風(fēng)機(jī)吹入熱風(fēng)的溫度進(jìn)行循環(huán)干燥一段時(shí)間，至反應(yīng)釜頂端設(shè)置的有機(jī)溶劑檢測(cè)器檢測(cè)到有機(jī)溶劑殘留量為0-5ppm為止；

（6）、最后關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)，收集沉降下來(lái)的干燥聚氯乙烯顆粒成品。

上述中引發(fā)劑受熱分解后分解成自由基用于引發(fā)氯乙烯發(fā)生聚合反應(yīng)，其溶解于低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑中，一方面能降低其濃度，另一方面能依托溶劑分散更加均勻，與氣體氯乙烯接觸面積大大增加，提高初步引發(fā)效果；作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（1）中引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二環(huán)己基甲腈、偶氮雙丙烷胺、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化苯甲酰叔丁酯或過(guò)氧化甲乙酮中的一種或者多種，偶氮類(lèi)和過(guò)氧化物類(lèi)引發(fā)劑引發(fā)活性適中，反應(yīng)易控，聚合過(guò)程無(wú)殘?jiān)?，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率高，分解產(chǎn)物無(wú)害。

上述中防粘結(jié)劑能夠防止生成的聚氯乙烯產(chǎn)品之間結(jié)塊或者形成較大的顆粒，以及避免聚氯乙烯在反應(yīng)釜內(nèi)壁上造成的結(jié)釜，增加聚氯乙烯的流動(dòng)性；作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（1）中防粘結(jié)劑選自氫氧化鋁、白炭黑、滑石粉或硫酸鋇中的一種或者多種，無(wú)機(jī)防粘結(jié)劑原料價(jià)廉易得，僅在粒子表面發(fā)揮作用，不會(huì)被聚氯乙烯吸收，而且制備得到的聚氯乙烯產(chǎn)品流動(dòng)性好。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（1）中低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑選自甲醇或乙醇，沸點(diǎn)較低，反應(yīng)加熱溫度和熱風(fēng)溫度相應(yīng)可以降低，減少能耗。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（1）中引發(fā)劑、防粘結(jié)劑與低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1-5：8-15:100；過(guò)少的引發(fā)劑使得引發(fā)速率慢，過(guò)多的引發(fā)劑導(dǎo)致成本加大；過(guò)少的防粘結(jié)劑，產(chǎn)品流動(dòng)性差，過(guò)多的防粘結(jié)，容易混入聚氯乙烯顆粒中。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（1）中的加熱溫度比相應(yīng)的低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)低5-10℃，保證有機(jī)溶劑以液滴狀態(tài)存在，在鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)力的作用下，帶動(dòng)引發(fā)劑和防粘結(jié)劑與氯乙烯氣體充分接觸反應(yīng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（1）中的鼓風(fēng)機(jī)吹入熱風(fēng)的溫度與低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的加熱溫度相同，引發(fā)反應(yīng)溫度恒定，保證反應(yīng)持續(xù)不斷地進(jìn)行下去。