[发明专利]聚氯乙烯悬浮聚合方法

说明书

本发明涉及聚氯乙烯悬浮聚合方法，包括步骤：a)向聚氯乙烯悬浮聚合体系中加入终止剂结束聚合，离心分离、纯化悬浮聚合的水相反应混合物，获得离心母液；b)将所述离心母液作为反应原料循环回氯乙烯悬浮聚合体系，继续聚合；c)重复步骤a)和b)；其中，步骤a)中，所述离心母液中阻聚成分的当量浓度控制在7.8×10^‑6N～3.1×10^‑5N。该方法能够准确分析离心母液中阻聚成分浓度及残留的分散剂量，为离心母液在聚氯乙烯悬浮聚合体系中的复用扫除了障碍，使其高效地复用于悬浮聚合，不仅节省大量脱离子水，大量热能和聚氯乙烯树脂以及助剂也得到回收利用，节能效果显著，同时还可以显著降低聚氯乙烯生产成本，经济效益良好。

技术领域

本发明涉及高分子合成领域，具体而言，涉及聚氯乙烯悬浮聚合方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)树脂一般是由氯乙烯单体均聚或含有50wt.％以上的氯乙烯和其他可与氯乙烯进行共聚的单体共聚合生成的树脂。聚氯乙烯树脂价格低廉，硬度容易调整，因此，采用大多数加工方法均可加工。此外，由于聚氯乙烯基树脂具有优异的机械强度、耐候性、耐化学性等各种物理性能和化学性能，因此其广泛应用于各种产品，如建筑材料、家居用品、汽车内饰、家具等。

世界范围内80％以上的聚氯乙烯树脂是采用悬浮聚合的方法生产的。以悬浮聚合方法生产聚氯乙烯，是指氯乙烯单体或含有50wt.％以上的氯乙烯和其他可与氯乙烯进行共聚合的单体在脱离子水、分散剂、引发剂存在下，在一定温度下进行聚合反应，典型的悬浮聚合产品为固含量25％～40％的浆料，经过汽提除去未反应氯乙烯单体，进一步离心脱水后，残留20％～30％的水分。脱除反应混合物后的母液固含量为100～300mg/L，根据生产的PVC配方不同，消耗脱离子水的量在3.0～4.0m³/吨PVC。

本技术领域众所周知，氯乙烯单体采用悬浮聚合的过程中，单体中的杂质对产品质量有很大影响，因此产生的水相反应混合物，即离心母液，作为废水被送往生化处理厂，造成离心母液中大量剩余单体、分散剂等的浪费，而且需要付出较高的后处理成本，处理过程的废水也对环境有不利的影响。

人们试图采用更经济的方法来处理离心母液，例如，离心母液作为反应混合物复用于聚氯乙烯的悬浮聚合。但离心母液中含有固体的PVC颗粒，直接加料于聚合体系会发生二次聚合造成产品中“鱼眼”增多，用于轴封或密封水会造成密封面的磨损，使设备损坏，因此，不能直接简单用于PVC的生产。再有，如果聚合配方中引发剂量较大，所用终止剂不足以消除全部剩余的引发剂，那么这部分引发剂可能会再次进入聚合釜，发生早期聚合出现大颗粒料；如果终止剂量过大，在终止完所有引发剂后仍有剩余，也会进入聚合釜消耗掉加料中的引发剂，出现严重的阻聚作用，使反应时间延长。另外，离心母液中残留的分散剂会对后续复用于悬浮聚合时体系分散剂的总量造成影响，进而影响最终聚合产物的品质。因此，离心母液中阻聚成分及残留分散剂浓度的准确确定、固体颗粒的脱除等，对离心母液复用于悬浮聚合至关重要。

专利文献CN1654486A公开了一种离心母液经特殊处理后，用于悬浮法聚氯乙烯生产的方法，其中提出：

A、所述的聚氯乙烯生产中聚合过程引发剂与终止剂用量的合理搭配，满足下列公式：[ATSC]＝1/2×[EHP]₀e^-K_d^t，式中ATSC为终止剂丙酮缩氨基硫脲，[EHP]₀为引发剂初始加入量，K_d为聚合温度下的引发剂分散常数，t为反应时间；以此来解决离心母液中终止剂用量过多而引起后续复用过程会存在阻聚的问题；

B、对母液中残余分散剂处理，使聚氯乙烯生产过程中，分散剂较原来用量下降5％，以此来解决分散剂用量过大造成树脂质量下降的问题；

C、对离心母液进行过滤，清液复用，包括聚合釜反应过程用水，聚合生产中注入水、冲洗水和聚合釜轴封及聚合过程中所用助剂配成溶液用水。