[发明专利]建材硬制品挤出成型用聚氯乙烯树脂悬浮聚合制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氯乙烯树脂的制备方法，特别涉及采用悬浮聚合聚氯乙烯树脂的方法，具体涉及悬浮聚合过程所采用的分散剂。

背景技术

随着化学建材市场的飞速发展，硬质聚氯乙烯(PVC)制品：如管材、门窗异型材等，在PVC树脂消费中占有越来越重要的地位。建材硬制品多数为挤出加工成型，加工时追求“优质高产”。要求树脂颗粒分布集中、形态规整、内部结构均匀，干流动性和加工塑化性能良好，并且消除树脂中杂质数，保证制品外观质量；还要求树脂具有高表观密度，可增加制品挤出速度，消除喂料不足现象产生。建材制品使用时要求“绿色卫生”，PVC树脂加工和制品使用过程中残留氯乙烯单体和其它有毒成分的释放对环境、加工人员会造成不利影响，应尽量降低PVC树脂的残留氯乙烯含量，消除树脂中有毒性助剂，使树脂符合环境友好的要求。

美国Goodrich公司研究并制造了具有高表观密度的球形树脂(US4,435,524)，专用于管材制品挤出成型，但其用部分交联的高粘相聚丙烯酸等作为分散剂，对工艺配方要求较高，而且需在低速搅拌下制取，阻碍了反应热的转移和生产效率的提高，未能获得在全世界范围内广泛推广。一些PVC制造商通过改变搅拌功率来达到提高表观密度的目的(US 5,342,906，JP 11,171,904)，但其对搅拌条件要求高，需在反应中不断变换搅拌功率，增加了工艺操作的繁琐度。

(JP 06,228,208)披露了在现有聚合装置上应用现有分散剂体系，变换分散剂加入方式，与搅拌体系相结合，生产出高表观密度PVC树脂，工艺条件较为简单，但树脂的孔隙率得不到保证，塑化加工性能变差，氯乙烯残留增加，而且易使聚合前期出现不稳定，可能引起爆聚现象。

发明内容：

本发明需要解决的技术问题是提供一种建材硬制品挤出成型用聚氯乙烯树脂制备方法，在聚氯乙烯悬浮聚合中采用一种复合分散体系，配之以相应的搅拌功率，使制得的PVC树脂颗粒形态规整、粒径分布集中、并具有较好的孔隙度和塑化性能、耐热稳定性好、杂质数和残留VCM量少的硬制品建材专用PVC树脂，以克服现有技术存在的搅拌条件要求高、树脂的孔隙率得不到保证，塑化加工性能变差，氯乙烯残留增加，而且易使聚合前期出现不稳定，可能引起爆聚现象等缺陷。

本发明的技术构思：

在氯乙烯悬浮聚合时，氯乙烯单体液滴在搅拌作用下，分散于水中经引发剂的引发而发生聚合反应，生成PVC树脂。分散剂吸附于单体液滴表层，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。通过变换分散体系，以调整水-液相间的分散-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树脂颗粒特性和表观密度和孔隙率合乎拟定要求。

本发明所需解决的技术问题通过如下技术方案来实现：

本发明所述的建材硬制品挤出成型专用聚氯乙烯树脂为一种表观密度为0.55～0.65g/ml，树脂孔隙率为0.19ml/g以上，平均粒径为150～190μm之间，杂质数控制在10颗/100g以内，氯乙烯残留小于1μg/g，老化白度(160℃，10min后)≥80％的聚氯乙烯树脂。

本发明采用悬浮聚合方法制备上述的聚氯乙烯树脂，所采用的分散剂为一种复合体系，本发明以一种高醇解度，高粘度的PVA(I)与中醇解度，较低聚合度的PVA(II)复合，添加少量的低醇解度，低粘度PVA(III)，三种分散剂以一定的配比组合，可制得塑化性能及VC脱除性能良好的高表观密度PVC树脂。

其中：

高醇解度，高粘度PVA(I)的用量为氯乙烯单体重量的0.01～0.10％；

中醇解度PVA(II)的用量为氯乙烯单体重量的0.01～0.10％；

低醇解度，低聚合度油溶性聚乙烯醇PVA(III)的用量为氯乙烯单体重量的0.01～0.10％，最好是0.001～0.05％。

所说的高醇解度，高粘度PVA(I)的醇解度≥75％(摩尔分数)，最好是85％～98％。醇解度太低，保护氯乙烯单体能力不够，聚并频繁，使颗粒不规整，表观密度不能提高。PVA(I)的粘度为10～80mPa.s，最好是20～60mPa.s，(20℃下4％浓度时测定)，粘度太低，保胶能力不够，树脂异形条增多，颗粒不规整，影响表观密度的提高；粘度太高，使体系分散能力不够，容易使颗粒变粗，表皮坚硬，晶体多，加工性能变差。