阅读说明：本技术 一种高疏松型pvc树脂的生产方法 (Production method of high-porosity PVC (polyvinyl chloride) resins ) 是由 张学明 王晶 张新华 孔秀丽 贾小波 肖恩琳 *** 张强 许永森 于 2018-07-18 设计创作，主要内容包括：一种高疏松型PVC树脂的生产方法,属于树脂合成技术领域。其特征在于,制备步骤包括：聚合釜中按重量份加入：去离子水120~150份,引发剂0.001~0.120份,分散体系0.005~0.500份；然后抽真空至0.08MPa~0.13MPa后按重量份加入氯乙烯单体100份,微球发泡剂0.1~5.0份；冷搅5~15分钟,然后升温至50℃~60℃开始聚合聚合反应；压力降为0.28MPa~0.31MPa后加入终止剂；继续搅拌10~20分钟后,回收单体,卸出浆料,在80℃~110℃下气提、干燥1h~2h即得。本发明制备的PVC树脂,具有较高的疏松度,可广泛应用于电线电缆、薄膜、透明制品、氯化改性产品等。(high-porosity PVC resin production method belongs to the technical field of resin synthesis, and is characterized in that the preparation method comprises the steps of adding 120-150 parts by weight of deionized water, 0.001-0.120 part by weight of an initiator and 0.005-0.500 part by weight of a dispersion system into a polymerization kettle, vacuumizing to 0.08-0.13 MPa, adding 100 parts by weight of vinyl chloride monomer and 0.1-5.0 parts by weight of a microsphere foaming agent, performing cold stirring for 5-15 minutes, heating to 50-60 ℃, starting polymerization reaction, adding a terminator after the pressure is reduced to 0.28-0.31 MPa, continuing stirring for 10-20 minutes, recovering the monomer, discharging slurry, and performing air stripping and drying at 80-110 ℃ for 1-2 hours.)

一种高疏松型PVC树脂的生产方法

技术领域

一种高疏松型PVC树脂的生产方法，属于树脂合成技术领域。

背景技术

目前，全球PVC总消费量约4300万吨/年，我国PVC树脂产能接近2500万吨/年，产量达到了1800万吨/年左右，在国民经济建设的各个领域都有它的身影。随着VCM聚合技术及PVC精细化的发展，下游客户对PVC树脂质量及差异化提出了更高的要求，高疏松型PVC树脂主要用于软制品和改性制品，如电线电缆、薄膜、透明制品、氯化改性产品等。

目前，颗粒结构疏松、孔隙率高、增塑剂吸油量大、表面皮膜较薄的PVC树脂制备技术都是通过分散剂、辅助分散剂、表面活性剂、孔隙率调节剂及聚合工艺条件来实现的。美国专利US4963592中推出了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，如2-巯基苯丙噻唑、2-巯基苯丙恶唑、2-巯基苯丙咪唑等。中国专利CN87101663A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。中国专利CN104277169A公开了一种氯化专用PVC树脂的生产方法，在聚合釜内加入去离子水、部分分散剂、缓冲剂、表面活性剂、引发剂等，并在反应中途向聚合釜内加入调节剂、剩余部分分散剂等。中国专利CN101717459A发表一种减少皮膜、提高孔隙率的聚氯乙烯树脂的方法，采用的是分批次加入分散剂及改变转速的方法。中国专利CN102453175公开了一种高吸油率聚氯乙烯树脂的制备方法，在聚合反应体系中采用了一种C₄-C₁₀的正烷烃及其异构烷烃的功能助剂，提高了树脂的孔隙率，增大了树脂的疏松性。现有技术中中国专利CN102453175采用“位阻”效应，功能助剂在树脂中占据一定的位置，聚合终止后随着未反应的VCM单体一起脱出掉，该专利采用功能助剂的用量较大,转化率低，生产成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种产品颗粒膨大疏松、方法简单易行的高疏松型PVC树脂的生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高疏松型PVC树脂的生产方法，其特征在于，制备步骤包括：

1）聚合釜中按重量份加入：去离子水120~150份，引发剂0.001~0.120份，分散体系0.005~0.500份；然后抽真空至0.08MPa~0.13MPa后按重量份加入氯乙烯单体100份，微球发泡剂0.1~5.0份；

2）冷搅5~15分钟，然后升温至50℃~60℃开始聚合聚合反应；压力降为0.28MPa~0.31MPa后加入终止剂；

3）继续搅拌10~20分钟后，回收单体，卸出浆料，在80℃~110℃下气提、干燥1h~2h即得。

本发明采用的是发泡剂发泡膨大原理，在PVC树脂悬浮聚合中首次使用发泡剂，将该发泡剂与VCM同时加入聚合体系中，使发泡剂均匀分散于VCM的颗粒内，发泡剂不参与聚合反应，聚合反应完成后，在气提工序中，达到发泡剂的发泡温度，PVC树脂颗粒内部的发泡剂发泡，使PVC树脂颗粒膨大疏松。

优选的，步骤1）中所述的聚合釜中按重量份加入：去离子水130~140份，引发剂0.020～0.050份，分散体系0.040～0.080份。优选的重量份能够形成更适合发泡剂与VCM共同分散的环境，发泡剂于VCM的颗粒内分散更均匀，产品的质量更稳定。

优选的，步骤1）中所述的然后抽真空至0.09MPa~0.1MPa后加入氯乙烯单体和发泡剂。

优选的，步骤1）中所述的微球发泡剂具有核壳结构，微球发泡剂的外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状塑料颗粒，粒径为3~10微米，发泡温度80℃~100℃。该发泡剂为可膨胀微球发泡剂，加热后体积可迅速膨胀增大到自身的几倍至几十倍。充分满足本发明的工艺要求。

优选的，步骤1）中所述的微球发泡剂的用量为0.5~1.5重量份。发泡剂用量较少时，效果不明显，发泡剂用量过多时，破坏了树脂颗粒形态,影响后期加工应用。

理论上引发剂一般选用在聚合温度下半衰期最好为2~3h的引发剂。发明人发现单一的引发剂难以同时满足反应体系的综合要求，应使用高、中、低活性的复合引发剂体系，可选用偶氮类、过氧化物类引发剂，如偶氮二异庚腈，双-2-乙基己基过氧化二碳酸酯（EHP），过氧化特戊酸叔戊酯（TAPP）和过氧化新癸酸叔丁酯（TBPND）中的两种或两种以上达到本发明的基本目的。优选的，步骤1）中所述的引发剂为双-2-乙基己基过氧化二碳酸酯和过氧化新癸酸叔丁酯按质量比3~7:1~6的复合引发剂。优选的引发剂能够达到更好的理化性能的产品。

分散剂的作用是一方面降低VCM与水的界面张力，有利于在搅拌作用下VCM的分散；另一方面液滴形成的同时，分散剂吸附在液滴的表面，起到保护作用，防止聚并。本发明分散剂可以为羟丙基甲基纤维素类和聚乙烯醇类两元分散体系、羟丙基甲基纤维素类与两种聚乙烯醇类复合的三元分散体系或者两种及两种以上的复合聚乙烯醇分散体系中的一种。优选的，步骤1）中所述的分散体系为羟丙基甲基纤维素类与两种聚乙烯醇类复合的三元分散体系。优选的分散剂能够达到更好的理化性能的产品。

优选的，步骤2）中所述的冷搅8~10分钟，然后升温至54℃~56℃开始反应。

优选的，步骤3）中所述在95℃~100℃下气提、干燥1.6 h ~1.7h。

所述的终止剂能够终止氯乙烯的聚合反应，提高树脂的白度。可供选择的终止剂有双酚A、丙酮缩氨基硫脲、二乙基羟胺或多种成分组成的复合终止剂灯，优选二乙基羟胺。

所述终止剂的用量为0.001～0.300重量份，优选0.010～0.050重量份。

与现有技术相比，本发明的所具有的有益效果是：本发明采用的是发泡剂发泡膨大原理，在PVC树脂悬浮聚合中首次使用发泡剂，将该发泡剂与VCM同时加入聚合体系中，使发泡剂均匀分散于VCM的颗粒内，发泡剂不参与聚合反应，聚合反应完成后，在气提工序中，达到发泡剂的发泡温度，PVC树脂颗粒内部的发泡剂发泡，使PVC树脂颗粒膨大疏松。本发明制备的高疏松性PVC树脂方法简单易行，不增加悬浮法PVC树脂聚合工序，聚合反应平稳易制，树脂性能稳定。本发明制备的PVC树脂，具有较高的疏松度，可广泛应用于电线电缆、薄膜、透明制品、氯化改性产品等。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施。

实施例1

将聚合釜清理并冲洗干净，涂覆防粘釜剂“意大利黄”(NOXOL WSW)，加入配方量的（重量份）：去离子水135份，双-2-乙基己基过氧化二碳酸酯和过氧化新癸酸叔丁酯按质量比5:3.5的复合引发剂0.035份，E50 0.020份，PVA80 0.020份，PVA55 0.020份；

抽真空至0.1MPa后按重量份加入氯乙烯单体100份，微球发泡剂1.0份；微球发泡剂具有核壳结构，微球发泡剂的外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状塑料颗粒，粒径为3~10微米，发泡温度80℃~100℃；

冷搅10分钟，然后升温至55℃反应温度，聚合开始计时。聚合工艺参数控制：投料系数为75%；搅拌转速为180r/min；聚合压力降为0.3MPa。待聚合釜压力降到工艺控制点后加入终止剂：二乙基羟胺0.030份；

继续搅拌10分钟后回收单体，卸出浆料，在98℃气提、沸腾干燥1.6小时，制得PVC树脂。

实施例2

将聚合釜清理并冲洗干净，涂覆防粘釜剂“意大利黄”(NOXOL WSW)，加入配方量的（重量份）：去离子水130，双-2-乙基己基过氧化二碳酸酯和过氧化新癸酸叔丁酯按质量比3:6的复合引发剂0.050份，E50 0.020份，PVA80 0.010份，PVA55 0.010份；

抽真空至0.09MPa后按重量份加入氯乙烯单体100份，微球发泡剂0.5份；微球发泡剂具有核壳结构，微球发泡剂的外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状塑料颗粒，粒径为3~10微米，发泡温度80℃~100℃；

冷搅9分钟，然后升温至54℃反应温度，聚合开始计时。聚合工艺参数控制：投料系数为75%；搅拌转速为180r/min；聚合压力降为0.31MPa。待聚合釜压力降到工艺控制点后加入终止剂：二乙基羟胺0.030份；

继续搅拌10分钟后回收单体，卸出浆料，在100℃气提、沸腾干燥1.6小时，制得PVC树脂。

实施例3

将聚合釜清理并冲洗干净，涂覆防粘釜剂“意大利黄”(NOXOL WSW)，加入配方量的（重量份）：去离子水140份，双-2-乙基己基过氧化二碳酸酯和过氧化新癸酸叔丁酯按质量比7:1的复合引发剂0.020份，E50 0.030份，PVA80 0.025份，PVA55 0.025份；

抽真空至0.1MPa后按重量份加入氯乙烯单体100份，微球发泡剂1.5份；微球发泡剂具有核壳结构，微球发泡剂的外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状塑料颗粒，粒径为3~10微米，发泡温度80℃~100℃；

冷搅8分钟，然后升温至56℃反应温度，聚合开始计时。聚合工艺参数控制：投料系数为75%；搅拌转速为180r/min；聚合压力降为0.29MPa。待聚合釜压力降到工艺控制点后加入终止剂：二乙基羟胺0.030份；

继续搅拌10分钟后回收单体，卸出浆料，在95℃气提、沸腾干燥1.7小时，制得PVC树脂。

实施例4

将聚合釜清理并冲洗干净，涂覆防粘釜剂“意大利黄”(NOXOL WSW)，加入配方量的（重量份）：去离子水120份，偶氮二异庚腈0.060份，TAPP 0.060份，E50 0.250份，PVA80 0.250份；

抽真空至0.13MPa后按重量份加入氯乙烯单体100份，微球发泡剂5.0份；微球发泡剂具有核壳结构，微球发泡剂的外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状塑料颗粒，粒径为3~10微米，发泡温度80℃~100℃；

冷搅15分钟，然后升温至反应温度，聚合开始计时。聚合工艺参数控制：聚合温度为50℃；投料系数为75%；搅拌转速为180r/min；聚合压力降为0.28MPa。待聚合釜压力降到工艺控制点后加入终止剂：二乙基羟胺0.040份；

继续搅拌20分钟后回收单体，卸出浆料，在在80℃气提、沸腾干燥2h小时，制得PVC树脂。

实施例5

将聚合釜清理并冲洗干净，涂覆防粘釜剂“意大利黄”(NOXOL WSW)，加入配方量的（重量份）：去离子水150份，TBPND 0.001份， E50 0.002份，PVA55 0.003份；

抽真空至0.08MPa后按重量份加入氯乙烯单体100份，微球发泡剂0.1份；微球发泡剂具有核壳结构，微球发泡剂的外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状塑料颗粒，粒径为3~10微米，发泡温度80℃~100℃；

冷搅5分钟，然后升温至反应温度，聚合开始计时。聚合工艺参数控制：聚合温度为60℃；投料系数为75%；搅拌转速为180r/min；聚合压力降为0.28MPa。待聚合釜压力降到工艺控制点后加入终止剂：二乙基羟胺0.040份；

继续搅拌17分钟后回收单体，卸出浆料，在在110℃气提、沸腾干燥1h小时，制得PVC树脂。

对比例1

工艺流程和工艺条件均同实施例1，不同的是未添加微球发泡剂。

将上述对比例和实施例制得PVC树脂进行性能测试，用表观密度和增塑剂吸收量表征树脂的疏松程度，表观密度越小，增塑剂吸收量越大表明树脂的疏松程度越高。性能测试结果如下：

试验结果：

。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。