[發明專利]一種微通道反應制備氯化聚氯乙烯的方法及產物

有效

• 申請號: 202011109651.6
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112358556B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 王壽元;王峰
• 申請（專利權）人: 云南正邦科技有限公司
• 主分類號: C08F8/22
• 分類號: C08F8/22;C08F114/06;B01J19/00
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 李達寬

本發明公開了一種微通道反應制備氯化聚氯乙烯的方法及產物，所述氯化聚氯乙烯的氯化度為66～71％，所述氯化聚氯乙烯中結構?CHCl?與結構(?CHCl?+?CH₂?+?CCl₂?)的摩爾比9～12:3～5。所述制備方法包括步驟：(1)將聚氯乙烯分散液和液氯分別以一定流速注入微通道反應系統并混合均勻；(2)控制聚氯乙烯分散液和液氯在微通道反應系統中的反應溫度和停留時間，直至反應結束；(3)對反應產物進行過濾，收集分離出的粉體，洗凈烘干后得到氯化聚氯乙烯。本發明有效改善了現有技術制備氯化聚氯乙烯中存在的問題，使制得到氯化聚氯乙烯具有優良的氯化均勻度，且成型品具有較高的白度和拉伸強度，在熱水管道、耐腐蝕管道和高壓電纜護套等領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于聚氯乙烯領域，具體地說，涉及一種微通道反應制備氯化聚氯乙烯的方法及產物。

背景技術

氯化聚氯乙烯具有優于聚氯乙烯的化學穩定性、耐熱性、對化學藥品的穩定性及加工性。因此，CPVC具有廣泛的工業應用，包括用于住宅和工業用途的冷熱水配送管道、運輸腐蝕性液體的管道和高壓電纜保護管等。

氯化聚氯乙烯的制備方法主要有溶劑法、水相懸浮法、氣固相法等，其中水相懸浮法操作簡單、生產成本低、無需使用有機溶劑，且后續應用所制得的產品具有不錯的性能，因此成為目前氯化聚氯乙烯的主流制備方法。以本體聚合所制得的聚氯乙烯無法均勻分散在水中而不利于后續進行氯化反應，因此現有水相懸浮法制備氧化聚氯乙烯大多使用懸浮聚合所制得的聚氯乙烯作為原料，因其顆粒能均勻分散在水中而有利于聚氯乙烯的氯化，且成本較低。然而，受限于懸浮聚合所制得的聚氯乙烯顆粒的結構及性質，在氯化過程中懸浮法聚氯乙烯僅有其顆粒的表面較易發生氯化反應形成氯化聚氯乙烯，聚氯乙烯顆粒的中心由于氯氣不容易進入而難以發生氯化反應，造成氯化聚氯乙烯的分子結構排列不均勻，導致在后續成型加工過程中氯化聚氯乙烯易發生脫氯。且氯化聚氯乙烯顆粒中心因氯化程度較差而發生過度膠化等現象，造成制品的白度與機械強度不佳。

申請號為201410231901.1的中國專利公開了一種氯化聚氯乙烯的制備方法，包括以下步驟：將聚氯乙烯懸浮于超純水中，抽真空，加入引發劑和分散劑；加熱條件下通入氯氣并攪拌，即制得氯化聚氯乙烯。本發明的制備方法采用抽真空除氧工藝，提高了產品穩定性；制得的氯化聚氯乙烯溶解性大，化學穩定性高，氯化均勻性好，機械性能好，且含氯量達到70～75％。其目的是為了提供一種制得產品氯化均勻性好，穩定性高，機械性能好，含氯量高的氯化聚氯乙烯的制備方法。該發明采用變頻調速的方法控制氯化傳質過程，但是依然無法避免聚氯乙烯顆粒中心氯化程度不高的問題，造成氯化聚氯乙烯的分子結構排列不均勻，導致在后續成型加工過程中氯化聚氯乙烯易發生脫氯。

申請號為201710012100.X的中國專利公開了一種微通道反應制備氯代碳酸乙烯酯的方法，其步驟如下：(1)使用的設備包括增強傳質型微通道反應器、計量泵一、計量泵二，增強傳質型微通道反應器包括預熱器、預熱器二、換熱器以及微通道模塊，每個微通道模塊包括微通道、排氣閥、氮氣置換閥；(2)將碳酸乙烯酯從固體加熱成為液體，加入引發劑和催化劑后得到混合液，液體通過計量泵一輸入預熱器進行預熱，液氯通過計量泵二輸入至儲罐中，同步輸入至微通道模塊中的微通道內，加熱后混合反應，反應結束后產物從排料閥中流出，冷卻后精餾得到氯代碳酸乙烯酯。該發明操作簡便安全，副產物二氯碳酸乙烯酯較少，產品的純度及收率均較高。可見該發明的目的是降低反應副產物來提高純度和收率，沒有解決氯化聚氯乙烯氯化不均勻的問題。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種微通道反應制備氯化聚氯乙烯的方法及產物，方案將一定粒徑的聚氯乙烯制成分散液，通過微通道反應系統調節分散液和液氯的流速比，使得氯化聚氯乙烯中的伯氫，仲氫和叔氫與氯原子發生取代的活性相近，從而提高產品的氯化均勻度。

為解決上述技術問題，本發明采用技術方案的基本構思是：