[发明专利]用于聚氯乙烯种子法糊树脂的生产装置及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氯乙烯糊糊树脂的领域，特别是一种用于聚氯乙烯种子法糊树脂的生产装置及其生产工艺。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）糊树脂顾名思义是此种树脂主要以制成糊状形式来应用，人们常用此种糊称作增塑糊，是未加工状态下的聚氯乙烯塑料的一种独特液体形式。糊树脂常由乳液和微悬浮法制得，其反应方程式为：

nCH₂=CHCL——→（CH₂-CHCL）n.

聚氯乙烯糊树脂因粒度微细，其质地像滑石粉，具有不流动性。聚氯乙烯糊树脂同增塑剂混合后经搅拌形成稳定的悬浮液，即制成PVC糊料，或称作PVC增塑糊、PVC溶胶，而且人们正是以这种形式用来加工成最终制品。在制糊过程中，根据不同的制品需要，添加各种填料、稀释剂、热稳定剂、发泡剂及光稳定剂等。

PVC糊树脂工业的发展，提供了仅经加热就变为聚氯乙烯制品的一种新型的液态材料。该种液态材料配置方便，性能稳定、易控制、使用方便、制品性能优良、化学稳定性好，具有一定的机械强度、易着色等，因此被广泛应用于人造革、地板革、医用、精密仪器生产和餐饮业的弹性手套、搪胶玩具、软质商标、墙纸、浸塑行业（电动把手医疗器械、劳动保护手套等）、油漆涂料、发泡塑胶、输送带、汽车装饰等的生产。

与传统的悬浮树脂相比，PVC糊树脂具有以下优点：

（1）加工设备价廉；（2）模具简单便宜；（3）可制成特别形状；（4）发泡容易；（5）制品受热次数少，并可以少量、多品种进行生产。

全球糊状PVC树脂工业一直以较快速度发展，特别是近十年来，产能与产量呈跳跃式增长，在亚洲地区增长尤为显着。2014年，全球糊PVC树脂总产能约550万吨/年，中国产能约71万吨，约占全球总产能13%。

制备方法主要有

1.乳液法乳液聚合配方主要有VCM、水、水溶性引发剂和乳化剂。乳液聚合对搅拌要求很严格，引发作用是在水相中进行的，通常使用的引发剂是水溶性过硫酸盐和亚硫酸盐的氧化还原系统，反应速度与还原剂的加入速度和量有关。一般情况下，乳液聚合得到的乳浆粒径小于0.2μm，为了达到增大乳浆粒径的目的，开发了乳液种子聚合法，使乳浆粒径增大到1.0μm左右。在乳液聚合中，如果有已生成的高聚合物乳浆存在，控制物料配比和条件，原则上VCM仅在已生成的乳浆粒子上聚合，而不再形成新的粒子；这种已生成的高聚物乳浆就好像晶种，因此称为乳液种子聚合。不但要有合理的粒径，还必须具有适当的粒径分布，才能得到性能优良的PVC糊树脂。乳液聚合中乳化剂很重要，所用数量决定了引发剂的粒子数，且对最终的乳浆粒子的大小起了主要作用。特别在进行种子生成时，采用高引发速率和低浓度乳化剂进行生产，能使乳浆微粒尺寸分布变窄。

2.微悬浮法微悬浮聚合是制得PVC糊树脂较新的一种方法，其流程是：先将VCM、油溶性引发剂、乳化剂和水用机械均化的方法制成稳定的乳状（粒径在1.0μm左右），然后进行聚合。用这种方法生产的PVC糊树脂的流动性优良，乳化剂用量少，树脂的热稳定性和抗水性均得到了改善。该生产工艺需特别注意以下几个影响因素：选用合适的复合乳化剂和颗粒改良剂体系；聚合体系组分的均化；搅拌速度；水与单体之比恰当。是目前世界范围内最为广泛使用的方法。还有一些改良方法如混合法等此处不予赘述。

传统的氯乙烯种子法聚合分为原料制备、种子制备和后聚合、回收放料、喷雾干燥、粉碎、污水半自动处理等几个步骤，存在以下方面不足：

1）种子制备和后聚合：釜型较小，最大为24m³。

2）回收放料：为釜内回收，回收放料时间约4～5个小时，生产效率低；回收单体会带出含乳浆的泡沫需加化学消泡剂，因添加此消泡剂，会影响糊树脂下游加工；回收放料结束后，需每釜打开人孔盖人工手动高压清洗聚合釜，清洗质量受人为因素影响较大，危险性较高，劳动强度大。

3）喷雾干燥及粉碎：为负压输送，输送距离受限制；干燥塔需人工手动高压清洗,清洗质量受人为因素影响较大，危险性较高，劳动强度大；排放尾气中的VC含量都在200ppm以上，未满足环保要求。

4）污水处理：采用半自动处理工艺，需用人工清除滤布上泥饼。

传统的工艺和设备存在很多不足，使得装置生产周期长（2釜/日），生产能力低下（回收放料和人工清釜占用8-10小时），产品质量不佳（搅拌槽较小，机械乳化不完全，需添加化学消泡剂），劳动强度大（人工操作清洗设备、人工清除滤布上泥饼），以及关键设备聚合釜体积小，致使成本居高不下。

发明内容