[发明专利]一种生产聚氯乙烯的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂及其制备方法技术领域，具体涉及一种生产聚氯乙烯的催化剂及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯，英文简称PVC(Polyvinyl chloride)，是氯乙烯单体根据自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物，为无定形结构的白色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77-90℃，对光和热的稳定性差，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。工业生产的PVC分子量一般在5万-11万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加，无固定熔点，80-85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160-180℃开始转变为粘流态，有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5-10kJ/m2，有优异的介电性能。PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛，在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。

目前我国聚氯乙烯主要通过先由电石法得到乙炔，乙炔和氯化氢在载有氯化汞的活性炭作为催化剂的作用下生成氯乙烯，然后利用氯乙烯聚合得到聚氯乙烯。现有技术中氯化汞催化剂存在许多缺陷，如高温下使用容易升华流失，不但导致活性大大减弱，使用寿命短，而且形成的废气、废液污染环境和伤害人体健康；活性炭载体机械强度低、容易粉化和剥离，与氯化汞结合不牢固，更容易在室温下升华。

因此，如何解决该技术问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种生产聚氯乙烯的催化剂及其制备方法，解决了上述的技术问题。

本发明的目的之一，提供了如下的技术方案：一种生产聚氯乙烯的催化剂，包括由氯化汞、、羟丙基-β-环糊精、X型沸石、卤化钾改性凹土和骨架形成板式催化剂，其中氯化汞、羟丙基-β-环糊精、X型沸石和卤化钾改性凹土的质量比为5-15:2-12:20-25:100，卤化钾改性凹土中卤化钾和凹土的质量比为8-12:100。

上述中在板式催化剂里增加了卤化钾改性凹土，其中凹土本身价廉易得，一方面可以作为载体，用于承载活性物质氯化汞、X型沸石和羟丙基-β-环糊精，另一方面作为粘合剂，无需再添加其它种类的添加剂，增加混合物的粘度和对骨架的附着力，防止板式催化剂在高温煅烧过程中发生裂解掉落不成形；通过在凹土中添加卤化钾对其进行改性，增加了凹土对气体原料乙炔、氯化氢和固体氯化汞的化学吸附作用；作为本发明的进一步改进，所述卤化钾选自KI、KBr和KCl中的一种或多种，吸附效果好。

作为本发明的进一步改进，所述骨架为不锈钢骨架结构，厚度为1.0-3.0mm，丝径为0.2-0.6mm，目数为80-160，整体机械强度高，耐化学腐蚀，使用寿命长，更加有利于活性成分和辅料的附着。

本发明的目的之二，提供了一种生产聚氯乙烯的催化剂的制备方法，包括如下具体步骤：

（1）将质量比为8-12:100的卤化钾和凹土混合，加入去离子水，搅拌得到混悬液，然后在60-85℃加热蒸发除去大部分水分得到糊状物，置烘箱中在120-135℃下干燥至恒重后，研磨，得到颗粒度为300-500目的卤化钾改性凹土粉末；

（2）将煅烧高岭土、氢氧化钠和去离子水混合后，搅拌均匀，置水浴锅中加热至70-85℃，晶化，过滤，洗涤，干燥，然后在500-700℃下煅烧1.5-3h，用球磨机粉碎至颗粒度为200-600目的X型沸石粉末；

（3）将氯化汞粉末、羟丙基-β-环糊精粉末与上述步骤得到的卤化钾KX改性凹土粉末和X型沸石粉末按照质量比为5-15:2-12:20-25:100的比例混合均匀，加入去离子水，制备膏状物，然后用超声仪和真空泵脱气泡，最后均匀涂覆在骨架上，在200-250℃高温下煅烧得到板式催化剂。

作为本发明的进一步改进，上述制备方法中所述卤化钾选自KI、KBr和KCl中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，上述制备方法中所述骨架为不锈钢骨架结构，厚度为1.0-3.0mm，丝径为0.2-0.6mm，目数为80-160。