[发明专利]一种制备氯化聚氯乙烯的方法及其制备装置

说明书

一种制备氯化聚氯乙烯的方法及其制备装置，涉及高分子新材料、新工艺的技术领域，尤其涉及氯化聚氯乙烯树脂的制备方法。本发明包括超临界CO2将PVC进行分散的分散器，经过分散后的PVC和COsubgt;2/subgt;进入氯化反应器，在氯化反应器内在紫外线的照射下PVC与氯气反应后得到CPVC，其和COsubgt;2/subgt;以及副产HCL的混合物进入CO2喷淋洗冷却塔，经过淋洗冷却塔得到的CPVC和液体COsubgt;2/subgt;混合物进入过滤器，经过过滤器过滤大部分的COsubgt;2/subgt;得到CPVC和少量COsubgt;2/subgt;混合物进入膨化塔，经过膨化塔后得到成品CPVC，HCl在淋洗冷却塔内进行分离。本发明实现了利用超临界COsubgt;2/subgt;的协助渗透作用和超强的溶解能力，紫外线快速激发反应；反应时间短、氯化效率高、产品质量好、消耗低、无三废排放。

技术领域

本发明涉及高分子新材料、新工艺的技术领域，尤其涉及氯化聚氯乙烯树脂的制备方法。

背景技术

1.聚氯乙烯

聚氯乙烯英文简称PVC(Polyvinyl chloride)，是氯乙烯单体(vinyl chloridemonomer,简称VCM)聚合而成的聚合物。PVC为无定形结构的白色粉末，颗粒度为100～150目，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度77～90℃，170℃左右开始分解。

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。

2.氯化聚氯乙烯

CPVC树脂是由PVC树脂经氯化生成。其含氯量为65～72％，具有良好的耐酸、耐碱、耐高温、耐腐蚀性等特点，CPVC在耐热性、耐蚀性、耐老化性及阻燃自熄性方面远优于PVC树脂，可充分满足化工生产中对设备及管道等的特殊要求。随着CPVC应用越来越受重视，已有部分CPVC代替PVC生产管材、板材等制品，CPVC树脂市场的发展前景乐观。

疏松性CPVC的孔结构，使其具有许多优异的物理和力学性能，如较高的冲击强度和韧性，良好的隔音性能，很低的电导率和导热系数等，是一种理想的材料。

3.生产氯化聚氯乙烯的现有工艺

目前氯化聚氯乙烯的生产工艺包括如下表三种工艺路线

以上三种氯化聚氯乙烯的生产均存在一定的缺点，迫切需要寻找一种操作温度低、更加环保安全、并且低消耗的工艺方法。

发明内容

本发明首次提出在超临界CO₂中，用紫外线照射PVC和CL₂生产CPVC的方法。基于超临界CO₂的协助渗透作用和超强的溶解能力，以及设备中多处扰流设施，不断更新物料与紫外线灯管的接触面，可使PVC和CL₂充分反应。克服了以往水相悬浮法受到的氯气扩散的限制。设备中的扰流设施主要包括物料进每根反应管时径向切线进料，反应管内壁轴向敷设的紫外线灯管。

一种制备氯化聚氯乙烯的方法，包括如下步骤：

a、PVC粉通过进料斗进料，打开对应的排气阀，排入CO₂，在振荡器的振荡及下料器的作用下进入分散器的分散管；