[其他]制备高体密度乙烯树脂的方法

说明书

许多可以聚合的单体材料，尤其是氯乙烯，在商业上目前是以悬浮载体或者以水分散相及乳液即胶乳液，采用各种胶体悬浮剂，乳化剂，或肥皂，或合成洗涤剂型的分散剂来大量聚合的。

在这些聚合方法中，尤其是在悬浮聚合中必须依靠剧烈搅动来悬浮及分散这些单体的颗粒或小滴使其分布于反应载体中，并在整个聚合反应中保持这种悬浮及分散状态并帮助热传递到反应器的冷却面上。但是在大多数情况下，用这种加工过程生产的聚合物颗粒并不是园球型的。颗粒会集积成不规则形状的颗粒。这些不规则形状的颗粒造成树脂具有低的体密度。高体密度是聚合物一种有用的性质。因为它具有更快的挤出速度，易于处理以及及运输便利。

至今一直被建议在反应介质中用过量的肥皂来克服集积。这确实能防止集积，但聚合物的颗粒非常小，虽然也是园球形的。小颗粒在加工上是有一定缺点的。

需要的是产生一种聚合物具有大的颗粒度而且颗粒是园球形的。这就能成为高体密度的树脂。

主要具有园球型颗粒的高体密度的乙烯树脂被意外地发现可以通过使用一种非离子型高分子量烷基羟基纤维素聚合物作为分散剂，按悬浮聚合过程制备，最好是一种羟丙基-甲基-纤维素聚合物，其通式为：

式中n为从约300至1500。

合适的聚合物分散剂具有的分子量是从约50，000至约500，000。这种分散剂还应具有粘度范围为约1000至约100，000cps，（2%水中在20℃根据ASTM    D-2363测定）

虽然本发明在下文中专门阐述了有关氯乙烯的悬浮聚合，但应该理解成这仅仅是为阐述清楚和方便的目的，因为本加工工艺同样可以用在具有可聚合的一种或多种烯类不饱和单体的悬浮聚合。

可以应用在本发明中的单体，包括氯乙烯以及可聚合的或与之共聚的各种烯烃单体，这些单体必须为具有至少一个CH＝端基的烯烃的其它卤代物及双卤代物。例如：溴乙烯，二氯乙烯等;丙烯酸;丙烯酸的酯类，如丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸庚酯，丙烯酸氰乙酯等等;甲基丙烯酸;甲基丙烯酸的酯类，如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯等等;腈类，如丙烯腈，甲基丙烯腈，等等;丙烯酰胺类，如甲基丙烯酰胺，N-甲氧基丙烯酰胺，N-丁氧基甲基丙烯酰胺等等;乙烯醚类，如乙烯乙基醚，氯乙基乙烯醚等等;乙烯酮类，如乙烯乙酮等;乙烯萘;氯乙酸乙烯及丙烯酯;乙酸乙烯酯;乙烯吡啶;以及这类单体的任一种和其它能与之共聚的烯烃类单体，包括顺，反丁烯二酸等。以及精于这项技术者所熟悉的其它可与之共聚的烯烃类单体。

本发明尤其适用于氯乙烯的聚合，或者单用，或者和一种或多种其它含有至少一个CH＝端基的可聚合的烯烃单体混合使用。共聚单体的重量可达混合单体总重量的约50%;最好是在约20%。

本发明最重要也是最显著的特征是胶体稳定性，或分散体系，这是为了在聚合反应中稳定分散了的单体小滴避免凝聚的目的而采取的。当至少有一个分散剂是非离子型，高分子量的烷基羟基纤维素聚合物被用作为分散剂体系中的一个组分时，非常意外地发现了可以制备具有高体密度的圆球形聚合物。最好是一种羟丙基-甲基-纤维素聚合物。合适的聚合物应具有分子量从约50，000至约500，000，最好是从约75，000至约150，000，而链长为约300至约1500，最好是从约400至约700个重复单元结构。这种高分子还必须具有粘度范围为从约1000至约100，000cps，最好是从约2000至约10，000cps。（根据ASTM    D-2363测定20℃时2%水溶液）。像这类聚合物通常是用粘度，而不是用分子量来鉴定的。对于本发明中的操作，粘度是一个重要特性。在这个规范中所表示的粘度，都是根据ASTM    D-2363测定的20℃时2%水溶液。

一个合适的非离子型高分子量聚合物可以用在本发明中作为分散剂的是羟丙基-甲基-纤维素，具有以下结构式：

式中n是从约300至约1500。

分散剂的链长对本发明是非常重要的。如果链长比推荐的要长，则在聚合时，水介质不容易被很好地搅动，因为介质（水）变得过份的稠厚了。如果链长比推荐的要短，则悬浮的乙烯单体的小滴有集积的超势，造成体密度变低。

本发明中分散剂很容易从道化学公司（Dow    Chemical    Company）获得。他们是以商品名称“Methocel”出售的。以同样的商品名称，他们还出售一种粘度较低的材料，但这种材料不能用来制备圆球形，高体密度的树脂。