一种易塑化韧性cpvc的生产方法，属于高分子材料领域。
背景技术：
按氯化方式的不同，cpvc生产方法可分为三种，即溶剂法、水相悬浮法和气固相法。水相悬浮法是将pvc树脂粉末悬浮于水中或盐酸介质中，在引发剂和其他氯化助剂存在下通氯气反应，然后经脱酸水洗、中和水洗、离心和干燥等工序制得非均质氯化产品。该工艺的优点是工艺简单，流程较短；cpvc产品具有良好的耐热性和较高的机械强度，适用于生产硬质材料；可以通过调节氯化条件，得到氯含量不同的产品，用途比较广泛。但该工艺存在诸多缺陷：一是生产过程中产生大量酸性废气和酸性废水，每生产1吨cpvc产品，大约会产生20吨酸性废水，在环保要求日益严格和资源透支加速的今天，该方法的推广受到一定的限制；二是pvc粉料氯化时须要充分浸润和分散，由于pvc树脂在水中的浸润性和分散性较差，需要添加分散剂和较长的浸润时间，否则浸润不充分，会直接影响氯化均匀性；三是由于cpvc的氯含量高，分子间的作用力大，受冲击时不易发生变形以吸收能量，导致制品脆性大，抗冲击强度较pvc明显下降，塑化加工困难。专利cn106574000中介绍了直接用pvc浆料进行氯化的cpvc生产方法，虽然解决了传统工艺的pvc脱水、干燥，再浸润和添加分散剂的问题，但这种方法仅适用于聚合装置与氯化装置距离较近的情况，如果长途运输会由于pvc固含量太低而大大增加运输成本。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种氯化成本低、生产效率高、氯化均匀性高的易塑化韧性cpvc的生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该易塑化韧性cpvc的生产方法，其特征在于，制备步骤包括：
1）以pvc水相悬浮法聚合配方和工艺进行聚合反应，水油比为1.20~1.60:1，转化率为80%~85%，聚合温度为55℃~64℃；聚合得到含水量为18%~30%的pvc湿料；
2）将pvc湿料、水、引发剂、含氯聚丙烯酸烷基酯加入反应釜后封闭，加料后反应釜中pvc树脂、水的总量、引发剂、含氯聚丙烯酸烷基酯的质量比为100：400~600：0.010~0.020：5~10；搅拌、升温并通入氯气开始氯化反应，搅拌转速为50r/min~100r/min，氯化反应温度为50℃~80℃；氯化反应结束将浆料过滤、洗涤、中和、脱水、干燥即得。
本发明的易塑化韧性cpvc的生产方法。该工艺与悬浮法pvc聚合生产相结合，将聚合生产的经过单体回收和离心后的含水量在18%~30%的pvc湿料经密封包装后作为氯化原料树脂产品送到用户的氯化装置进行氯化。
聚合配方与工艺：本发明使用pvc水相悬浮法聚合配方和工艺，水油比为1.20~1.60，转化率为80%~85%，聚合温度为55~64℃。聚合终止后经充分回收单体和离心脱水，得到含水量在18%~30%的pvc湿料，即为氯化专用料。
本发明以cpvc水相悬浮法生产配方和工艺为基础，以pvc树脂100质量份（pvc湿料除去水分质量）计，向反应釜内加入工艺水400~600份（包括pvc湿料中水分）、引发剂0.010~0.020份，含氯聚丙烯酸烷基酯5~10份，封闭反应釜；搅拌转速为50~100r/min，升温至50~80℃后通入氯气开始反应；控制通氯速度，观察并记录釜内压力和温度，使反应釜内压力不超过其安全操作值。氯气用量达到规定值时停止通氯气结束反应。将浆料过滤、洗涤、中和、脱水、干燥、包装。
聚合反应可减排废水0.22~0.43吨/吨pvc，而且节省了后续干燥工序，有利于提高树脂的热稳定性和节能降耗；pvc湿料较浆料的水含量明显降低，大大降低了运输成本；氯化生产时每使用1吨pvc湿料可节省用水量0.18~0.30吨，而且由于湿料中含有足够的分散剂，所以氯化时无需添加分散剂，并且省略了浸润环节，大大降低了氯化成本，生产效率也大大提高。
优选的，步骤1）所得pvc湿料中单体残留量不大于5mg/kgpvc树脂，皮膜覆盖率小于85%、干燥后100g树脂的增塑剂吸收量为27g~30g。优选的pvc湿料的物化性能更有利于本发明直接进行的氯化反应，所得产品更加容易塑化，韧性更好。
优选的，步骤2）中所述的引发剂为过氧化物类引发剂。
优选的，步骤2）中所述的含氯聚丙烯酸烷基酯为可水分散的含氯聚丙烯酸烷基酯，平均粒径位0.1μm~1.0μm，含氯聚丙烯酸烷基酯中烷基含1~10个碳原子。所述的含氯聚丙烯酸烷基酯中的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基或2-乙基己基。该发明所述的含氯聚丙烯酸烷基酯为可水分散的平均粒径0.1~1.0μm的含氯聚丙烯酸烷基酯；其可水分散性可防止含氯聚丙烯酸烷基酯颗粒间的聚并和黏釜；含氯聚丙烯酸烷基酯中含碳-氯弱键，在pvc骨架自由基的作用下可与主链发生接枝反应。
优选的，步骤1）所述聚合反应的水油比为1.30~1.40：1，转化率为82%~83%，聚合温度为58℃~62℃。优选的聚合工艺能够得到上述优选的湿料物化性能。
优选的，步骤1）所得pvc湿料中含水量为22%~25%。优选的含水率pvc分散更均匀。
优选的，步骤2）中所述的加料后反应釜中pvc树脂、水的总量、引发剂、含氯聚丙烯酸烷基酯的质量比为100：440~460：0.013~0.017：6~8。优选的氯化反应配比能够得到性能更加优异的氯化产品。
优选的，步骤2）中所述的搅拌转速为70r/min~80r/min，氯化反应温度为64℃~72℃。
与现有技术相比，本发明的所具有的有益效果是：该发明使用含水量为18%~30%的pvc湿料为氯化原料，聚合装置可减排废水0.22~0.43吨/吨pvc，而且节省了后续干燥工序，有利于提高树脂的热稳定性和节能降耗；pvc湿料较浆料的水含量明显降低，大大降低了运输成本；氯化生产时每使用1吨pvc湿料可节省用水量0.18~0.30吨，而且由于湿料中含有足够的分散剂，所以氯化时无需添加分散剂，并且可以省略浸润环节，大大降低了氯化成本，有利于提高生产效率；pvc湿料湿润度均匀，有利于提高氯化均匀性，从而提高cpvc的加工性能和制品性能；氯化时添加5%~10%的含有碳-氯弱键的可水分散的含氯聚丙烯酸烷基酯，有增韧和促塑作用的含氯聚丙烯酸烷基酯可在pvc氯化过程中与pvc发生接枝反应，从而提高cpvc树脂的韧性和塑化能力。
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
1）聚合工艺：使用中石化齐鲁分公司可氯化pvc树脂qs-65的聚合配方和工艺，水油比为1.26，转化率为80%，聚合温度为60℃；反应终止后进行vcm的回收、离心脱水包装即得cpvc生产原料——pvc湿料；pvc湿料的含水量为23%，单体残留量4.5mg/kgpvc树脂，皮膜覆盖率81%、干燥后100g树脂的增塑剂吸收量为29g；
2）氯化配方和工艺：以cpvc水相悬浮法生产配方和工艺为基础，将pvc湿料、水、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、氯聚丙烯酸丁基酯加入反应釜后封闭，加料后反应釜中pvc树脂、水的总量、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、氯聚丙烯酸丁基酯的质量比为100：450：0.015：7，含氯聚丙烯酸丁基酯的平均粒径位0.3μm；搅拌、升温并通入氯气开始氯化反应，搅拌转速为75r/min，氯化反应温度为70℃；控制通氯速度，观察并记录釜内压力和温度，使反应釜内压力不超过其安全操作值。达到规定通氯量后结束反应，所得氯化产品的氯含量约67%。将浆料过滤、洗涤、中和、脱水、干燥、包装。
实施例2
1）聚合工艺：使用中石化齐鲁分公司可氯化pvc树脂qs-65的聚合配方和工艺，水油比为1.26，转化率为80%，聚合温度为62℃；反应终止后进行vcm的回收、离心脱水包装即得cpvc生产原料——pvc湿料；pvc湿料的含水量为25%，单体残留量4.6mg/kgpvc树脂，皮膜覆盖率82%、干燥后100g树脂的增塑剂吸收量为30g；
2）氯化配方和工艺：以cpvc水相悬浮法生产配方和工艺为基础，将pvc湿料、水、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、含氯聚丙烯酸乙基酯加入反应釜后封闭，加料后反应釜中pvc树脂、水的总量、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、含氯聚丙烯酸乙基酯的质量比为100：440：0.017：6，含氯聚丙烯酸乙基酯的平均粒径位0.6μm；搅拌、升温并通入氯气开始氯化反应，搅拌转速为80r/min，氯化反应温度为64℃；控制通氯速度，观察并记录釜内压力和温度，使反应釜内压力不超过其安全操作值。达到规定通氯量后结束反应，所得氯化产品的氯含量约67.5%。将浆料过滤、洗涤、中和、脱水、干燥、包装。
实施例3
1）聚合工艺：使用中石化齐鲁分公司可氯化pvc树脂qs-65的聚合配方和工艺，水油比为1.26，转化率为80%，聚合温度为58℃；反应终止后进行vcm的回收、离心脱水包装即得cpvc生产原料——pvc湿料；pvc湿料的含水量为22%，单体残留量4.4mg/kgpvc树脂，皮膜覆盖率84%、干燥后100g树脂的增塑剂吸收量为28g；
2）氯化配方和工艺：以cpvc水相悬浮法生产配方和工艺为基础，将pvc湿料、水、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、含氯聚丙烯酸烷基酯加入反应釜后封闭，加料后反应釜中pvc树脂、水的总量、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、含氯聚丙烯酸烷基酯的质量比为100：460：0.013：8，含氯聚丙烯酸烷基酯平均粒径位0.2μm；搅拌、升温并通入氯气开始氯化反应，搅拌转速为70r/min，氯化反应温度为72℃；控制通氯速度，观察并记录釜内压力和温度，使反应釜内压力不超过其安全操作值。达到规定通氯量后结束反应，所得氯化产品的氯含量约66.7%。将浆料过滤、洗涤、中和、脱水、干燥、包装。
实施例4
1）聚合工艺：使用中石化齐鲁分公司可氯化pvc树脂qs-65的聚合配方和工艺，水油比为1.26，转化率为80%，聚合温度为64℃；反应终止后进行vcm的回收、离心脱水包装即得cpvc生产原料——pvc湿料；pvc湿料的含水量为30%，单体残留量5mg/kgpvc树脂，皮膜覆盖率84%、干燥后100g树脂的增塑剂吸收量为28g；
2）氯化配方和工艺：以cpvc水相悬浮法生产配方和工艺为基础，将pvc湿料、水、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、含氯聚丙烯酸甲基酯加入反应釜后封闭，加料后反应釜中pvc树脂、水的总量、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、含氯聚丙烯酸甲基酯的质量比为100：400：0.020：5，含氯聚丙烯酸甲基酯平均粒径位0.1μm；搅拌、升温并通入氯气开始氯化反应，搅拌转速为50r/min，氯化反应温度为50℃；控制通氯速度，观察并记录釜内压力和温度，使反应釜内压力不超过其安全操作值。达到规定通氯量后结束反应，所得氯化产品的氯含量约67%。将浆料过滤、洗涤、中和、脱水、干燥、包装。
实施例5
1）聚合工艺：使用中石化齐鲁分公司可氯化pvc树脂qs-65的聚合配方和工艺，水油比为1.26，转化率为80%，聚合温度为55℃；反应终止后进行vcm的回收、离心脱水包装即得cpvc生产原料——pvc湿料；pvc湿料的含水量为18%，单体残留量4.6mg/kgpvc树脂，皮膜覆盖率82%、干燥后100g树脂的增塑剂吸收量为27g；
2）氯化配方和工艺：以cpvc水相悬浮法生产配方和工艺为基础，将pvc湿料、水、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、含氯聚丙烯酸叔丁基酯加入反应釜后封闭，加料后反应釜中pvc树脂、水的总量、过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）、含氯聚丙烯酸叔丁基酯的质量比为100：600：0.020：10，含氯聚丙烯酸叔丁基酯平均粒径位1.0μm；搅拌、升温并通入氯气开始氯化反应，搅拌转速为100r/min，氯化反应温度为80℃；控制通氯速度，观察并记录釜内压力和温度，使反应釜内压力不超过其安全操作值。达到规定通氯量后结束反应，所得氯化产品的氯含量约67%。将浆料过滤、洗涤、中和、脱水、干燥、包装。
对比例1
聚合工艺：使用中石化齐鲁分公司可氯化pvc专用树脂qs-65的聚合配方和工艺，水油比为1.26，聚合温度为58.1℃，转化率为80%。聚合反应终止后进行vcm的回收及放料，再经汽提、离心、干燥、包装等工序，制得可氯化pvc树脂。
氯化配方和工艺：使用cpvc水相悬浮法生产配方和工艺：以pvc树脂干粉质量份计，向浸润釜内加入工艺水600份，pvcqs-c65树脂粉100份、分散剂pva80（醇解度约80%的聚乙烯醇）0.020份，浸泡完成后输送至反应釜；向反应釜中加入引发剂过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）0.020份，封闭反应釜；搅拌转速为80r/min，升温至70℃，通入氯气开始反应；控制通氯速度，观察并记录釜内压力和温度，使反应釜内压力不超过其安全操作值。达到规定通氯量后结束反应，所得氯化产品的氯含量约67%。将浆料过滤、洗涤、中和、脱水、干燥、包装。
对比例2
聚合工艺：使用中石化齐鲁分公司可氯化pvc专用树脂qs-65的聚合配方和工艺，水油比为1.26，聚合温度为58.1℃，转化率为80%。反应终止后进行vcm的回收、离心脱水包装即得cpvc生产原料——pvc湿料。
氯化配方和工艺：以cpvc水相悬浮法生产配方和工艺为基础，以pvc树脂100质量份（pvc湿料除去水分质量）计，向反应釜内加入工艺水600份（包括pvc湿料中水分）、引发剂过氧化二碳酸双（2-乙基己酯）0.020份，封闭反应釜；搅拌转速为80r/min，升温至70℃，后通入氯气开始反应；控制通氯速度，观察并记录釜内压力和温度，使反应釜内压力不超过其安全操作值。达到规定通氯量后结束反应，所得氯化产品的氯含量约67%。将浆料过滤、洗涤、中和、脱水、干燥、包装。
对比例2的性能为对比例2聚合产品的氯化产品共混10份含氯聚丙烯酸乙基酯的制品性能。
实施例、对比例及其效果见表1和表2。
表1对比例与实施例及其效果
表2
注：对比例2的性能为对比例2聚合产品的氯化产品共混10份含氯聚丙烯酸乙基酯的制品性能。
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。