专利名称：卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法
技术领域：
本发明卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，涉及聚氯乙烯树脂的制备方法，尤其涉及一种颗粒外观呈球形、树脂内部残留氯乙烯小于5PPM的聚氯乙烯树脂的制作方法。
背景技术：
现有建材制品多数为挤出加工成型，需求聚氯乙烯原料具有表观密度高，挤出速度快，消除喂料不足等现象；同时还要求树脂颗粒分布集中、形态规整、内部孔隙均匀、干流动性和加工塑化性能良好的特点。要求“卫生级”，即尽量降低PVC树脂的残留氯乙烯含量，减少加工和使用过程中的危害。
在树脂挤出加工中起重要作用的是树脂颗粒形态，若树脂粒径以及孔隙率一定，树脂的颗粒的形态越圆，挤出的速度则越快。同样，球形树脂颗粒还能提供较高的体积密度，节省装载和运输的费用。
中国专利CN85107946A公开了一种球形聚氯乙烯颗粒的制作方法，但其应用部分交联的基本上未中和聚丙烯酸作为分散剂，对聚合配方和体系的PH值要求较高。一方面，此种分散剂国内没有，成本高，另一方面，因聚合反应发生在酸性的侧链上，体系PH值敏感性强。而且并未提及是否达到卫生级要求。
CN1389482介绍了一种建材硬制品挤出成型用聚氯乙烯树脂的悬浮聚合方法，所采用的分散剂为高、中、低醇解度的三种聚乙烯醇(PVA)复合做为分散剂，聚合而成的颗粒外观不呈球形，对加工速率有一定影响。
发明内容
本发明卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，是在聚合反应前期使用较低的搅拌转速，达到某一转化率后再提高搅拌的剪切强度。其目的是减小粒子之间的碰撞动能，使得被分散剂包裹的氯乙烯液滴从聚合开始就得到很好的保护，几乎不发生聚并，直至最终形成单细胞的球形颗粒。在聚合反应中，某一时刻的转化率难以准确计算，根据反应压力的变化调整搅拌转速，与润滑配方体系相匹配，得到树脂中氯乙烯含量小于5PPM的球形聚氯乙烯树脂。其采用的技术方案是，采取氯乙烯悬浮聚合，将氯乙烯单体和各种助剂一次加入反应器中，搅拌使其均匀混合，常温下搅拌10～20分钟后，升温至聚合所需温度40～60℃开始聚合。聚合釜搅拌用的电机要有变速功能，此时的搅拌转速为正常搅拌转速的1/5～1/2。待反应压力有所变化稍降时，调整至正常转速，正常降压出料后，回收浆料中的残留氯乙烯，离心、汽提、干燥得到合格的卫生级球形聚氯乙烯树脂。
本发明中所采用的助剂包括水溶性分散剂、润滑剂、油溶性引发剂、水相界面阻聚剂及分子量调节剂。所用的分散剂为一种复合体系。本发明以一种主分散剂和一种增加孔隙率的较低醇解度的PVA按一定比例复合，可制得塑化性能及VC脱除性能良好的球形PVC树脂。其中主分散剂可为通用的羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素等，用量为氯乙烯单体重量的0.01～0.1％；低醇解度的PVA，其醇解度最好在35～65％(摩尔数)，它提高树脂的疏松度，减少颗粒内部的初级粒子聚结体，提高孔隙率，打破树脂皮膜的连续包裹。达到增强脱除氯乙烯的能力。其用量为单体重量的0.01～0.08％；聚合反应中需加入引发剂，可选用有机过氧化物引发剂，如过氧化二碳酸双(2-乙基己酯)、过氧化特戊酸特戊酯等一种或两种复合使用，其中不含对人体有害的氰基物质。其加入量为单体重量的0.01～0.15％。所用的润滑剂为氯化石蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸盐等化合物，它们可以单独使用，也可复合使用，其用量为单体重量的0.02～0.10％。目的是减少树脂颗粒之间的摩擦，保持球形形态；所用的水相界面阻聚剂为酚类有机化合物，如双酚A、对苯二酚等。它在碱性水中变成氢醌与润滑剂复合提高胶体的稳定性。同时具有水相阻聚缓解放热的作用。其用量为单体重量的0.001～0.01％。
在本发明采取的技术方案中，聚合后的浆料采用汽提的方法，以除去其中残留的氯乙烯。浆料在汽提塔中停留时间为1～1.5hr，塔底温度为110～120℃，塔顶温度为100～110℃，可以较好地脱出浆料中的氯乙烯，使最终的PVC树脂中单体含量降到5PPM以下。
本发明所制作的卫生级球形聚氯乙烯树脂颗粒外观呈球形、表观密度为0.55～0.70g/ml、吸收增塑剂≥15％、氯乙烯残留≤5PPM。在用于化学建材硬制品挤出成型工艺上与通用型树相比，具有明显优势。
具体实施例方式
本发明卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，是在4M3不锈钢聚合釜中进行，其最佳实施方式为，实施例1先在聚合釜中加入2.3吨无离子水、0.7kg羟乙基纤维素、0.2kg的聚乙烯醇、500ml过氧化二碳酸双(2-乙基己酯)、0.6kg碳酸氢钠、0.4kg硬脂酸钙、0.03kg对苯二酚投入釜中。试压抽真空后加入氯乙烯单体1.3吨，在200rpm转速下冷搅10～20分钟，升温至56℃，开始聚合，降低搅拌转速达到80rpm，等反应压力稍降时调整转速为200rpm，待反应压力降0.15～0.2Mpa时，加入终止剂，出料。浆料经汽提回收工艺，离心干燥，最后分析测试。实施例2将分散剂羟乙基甲基纤维素的加入量改为0.75kg，搅拌转速降为75rpm，其它条件同实施例1。
实施例1、2产品性能如下 本发明采用先进的聚合工艺，以润滑配方体系和变速搅拌相匹配，克服了以往技术存在的缺陷。获得的PVC树脂颗粒形态呈球形，并具有较好的孔隙度和塑化性能，能适应高速挤出的加工要求。
权利要求
1.一种卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，该树脂颗粒外观呈球形，表观密度0.55～0.70g/ml，吸油率为15％以上，氯乙烯残留小于5PPM，其特征在于该方法采用的是润滑配方体系和变速搅拌相匹配。
2.根据权利要求1所述卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，其特征在于配方体系中引入了润滑剂，如氯化石蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸盐的化合物，它们可以单独使用，也可以复合使用，其用量为单体重量的0.02～0.10％。
3.根据权利要求1所述卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，其特征在于配方体系中引入低醇解度的油溶型的PVA，最好醇解度在35～65％摩尔数，其用量为单体重量的0.01～0.08％。
4.根据权利要求1所述卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，其特征在于配方体系中引入如双酚A、对苯二酚等水相界面阻聚剂，其用量为单体用量的0.001～0.01％。
5.根据权利要求1所述卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，其特征在于所说的变速搅拌是指聚合反应前期的搅拌转速为正常搅拌速度的1/5～1/2，反应后期为正常转速。
6.根据权利要求1所述卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，其特征在于将聚合后的浆料经汽提塔汽体，塔顶温度为100～110℃，塔底温度为110～120℃，浆料停留时间为1～1.5hr后，可使残留氯乙烯达到卫生级要求。
全文摘要
本发明卫生级球形聚氯乙烯树脂的制作方法，涉及聚氯乙烯树脂的制备方法，是将聚氯乙烯单体和水溶性分散剂、润滑剂、油溶性引发剂、水相界面阻聚剂等助剂均匀混合后，经悬浮聚合制作而成的。其中搅拌转速采取反应前期低速，降压时升高转速的工艺条件。本发明特征在于该树脂颗粒外观呈球形，表观密度0.55～0.70g/ml，内部孔隙均匀，流动性好，氯乙烯残留小于5PPM的聚氯乙烯树脂。在用于挤出成型大口径管材和型材时塑化性能好，在挤出速度方面有明显优势。
文档编号C08F2/38GK1635003SQ200310122148
公开日2005年7月6日 申请日期2003年12月29日 优先权日2003年12月29日
发明者崔玉霞, 魏青松, 王志东, 田爱娟, 李新祥 申请人:天津渤海化工有限责任公司天津化工厂