[发明专利]一种减少皮膜提高孔隙率的聚氯乙烯树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用悬浮聚合方法制备聚氯乙烯树脂的方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)树脂一般为粒径范围在100-200um的白色粉末。除分子量指标外，PVC树脂最重要的性能就是颗粒特性，反应在指标上为平均粒径及其分布、表观密度、增塑剂吸收率、过筛率等，直接影响树脂加工时熔融流动性，塑化时间，制品的外观等。PVC树脂广泛应用于制造管材、管件、片材、薄膜等领域，还可进一步氯化制取氯化聚氯乙烯树脂(CPVC)。PVC树脂孔隙率高且分布均匀，皮膜少，粒径范围适宜且分布集中，树脂加工性能就好，制品内在性能也会提高。因此制备少皮膜、高疏松树脂始终成为是国内外厂家追求的目标。

对PVC树脂进行氯化改性处理，制得的CPVC树脂可明显提高制品的耐热性能，一般耐热温度达到90-110℃。CPVC树脂作为一种性能优良的耐热工程塑料在挤出耐热管材、板材或注塑耐热管接件等方面在国内外已获得广泛应用。在氯化PVC树脂制造过程中，为了提高CPVC树脂加工流动性能及制品性能，除改进氯化工艺，提高氯化技术水平外，选用专用PVC树脂也是至关重要的。为了使PVC树脂有利于氯化，要求PVC树脂疏松多孔，内部孔隙均匀，皮膜尽可能少，颗粒规整度好，这样氯化反应时氯气容易渗入颗粒内部，氯化均匀度提高。

氯化专用PVC树脂在结构与性能上具有以下特点：(1)树脂分子量较低。(2)树脂表观密度较低，结构疏松，孔隙率高。(3)树脂颗粒的皮膜尽可能地薄，甚至少皮或无皮。

美国B.F.Goodrich化学公司推出了制造无皮或少皮多孔PVC树脂专利技术，US4,711,908，US 4,775,701，US 4,775,702，US 4,742,085等，该技术在氯乙烯悬浮聚合体系中应用，所采用的特殊分散体系主要组成如下：(a)一种能使水介质增稠的未中和的离子敏感性分散剂作主分散剂；(b)一定醇解度的聚乙烯醇；当VCM转化率在1-5％时，加入足够量的一种离子性化合物，这种离子性化合物将主要量的离子敏感性主分散剂从VCM珠滴表面解吸下来，结果制造出无皮或少皮、高孔隙率的PVC树脂。该技术采用分散剂品种较特殊，操作复杂，较难控制成粒过程。

同时，B.F.Goodrich化学公司还推出一种既能调节树脂分子量又能提高树脂孔隙率的新型助剂，US 4,963,592，如2-巯基苯丙噻唑、2-巯基苯丙恶唑、2-巯基苯丙咪唑等，但这种助剂容易使树脂粒子太粗，超出正常范围。

国内浙江大学发表专利制取无皮树脂，CN 87,1,01663A，以氢氧化镁为主分散剂，以两类不同性质的孔隙率调节剂为辅分散剂，以水溶性无机盐为助剂，进行氯乙烯悬浮聚合，制备疏松、无接枝共聚物形成的皮膜和表观密度高的聚氯乙烯颗粒，并减少粘釜物的方法，但树脂颗粒很粗，实际无法应用。

发明内容

本发明解决的目的是提供一种减少皮膜提高孔隙率的聚氯乙烯树脂的方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的具体技术构思是这样的：

在氯乙烯悬浮聚合时，VCM单体在搅拌作用下，分散成细小液滴悬浮于水相中，单体液滴经引发剂引发聚合，生成PVC树脂，在水相中沉淀。分散剂由于其具有部分亲水亲油特性，吸附于VCM单体液滴表层，起到分散和保护液滴的双重作用，与搅拌一起影响氯乙烯液滴的分散及合并过程。随分散剂的品种及作用不同，搅拌功率及结构的不同，导致最终PVC颗粒的形成方式及结果也存在巨大差异。通过调节分散体系、分批加入分散剂，从而改变聚合过程中的水-油相间的分散-保胶能力，并与搅拌体系相匹配，控制PVC的整个成粒过程，使所制得的PVC树脂颗粒特性、皮膜覆盖率、孔隙率等达到要求。

本发明的方法包括如下步骤：

(1)将水、分散剂A、分散剂B、链转移剂、pH调节剂、氯乙烯单体和引发剂置于反应釜中，在单位体积搅拌功率为0.70～0.90kw/m³，温度为45℃-70下进行聚合反应；

(2)当聚合转化率为12～20％时，加入分散剂C，单位体积搅拌功率变化至0.90～1.40kw/m³，继续聚合；

(3)当聚合转化率为30～45％时，加入分散剂C，单位体积功率变化至1.00～1.60kw/m³，继续聚合；

(4)至聚合压力下降0.15～0.30Mpa时，加入终止剂终止反应，出料，浆料经汽提回收，离心干燥，获得产品；

聚合转化率的定义如下：