[发明专利]一步法生产高含氯量氯化聚氯乙烯树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一步法生产高含氯量氯化聚氯乙烯树脂的方法。

背景技术

氯化聚氯乙烯(CPVC)是聚氯乙烯(PVC)经氯化改性后得到的一种PVC改性材料。与PVC相比，CPVC具有较高的含氯量(63％～74％)，由于其分子链中存在大量的氯原子，其分子链的极性和刚性增加，使得其具有较高的热变形温度和独特的耐化学腐蚀性，故CPVC被广泛用作优质耐热材料和防腐塑料。在热水输送和腐蚀性流体输送用管材、管件、大口径电缆埋地护套管等的生产中获得广泛应用。

开发CPVC树脂的目的即是利用CPVC树脂中含有大量氯原子，其分子链极性和刚性随含氯量增加而提高，赋予其优良的耐热变形性能的特点。因此，近年来，为充分发挥CPVC的性能优势，开发高含氯量CPVC成为趋势。

目前，CPVC的生产主要采用水相法合成工艺，但已公开的方法各有不同，如中国专利公开号CN1401672A采用紫外光辐照，在反应压力0.2～0.4MPa，温度70～100℃下，氯化PVC树脂得到含氯量63％～66％的CPVC树脂。由于该法反应压力较低，很难得到含氯量较高的CPVC树脂。

美国专利US6187868采用两步法工艺合成含氯量大于70％的CPVC树脂，有效提高了CPVC的耐热变形性能，但该工艺的反应压力较高(最高1.0MPa)，且需在反应的第二阶段添加H₂0₂，工艺复杂，不易实施。

发明内容

为克服现有水相法氯化聚氯乙烯生产工艺的缺陷，提高CPVC的综合性能，本发明提供一种一步法生产高含氯量氯化聚氯乙烯的方法，即在水相法CPVC合成工艺中使用水或质量浓度为20％的工业盐酸为反应介质，通过适当提高反应压力，增加氯气在水中的溶解度，使反应速度和产品的氯化均匀程度提高，从而生产具有良好加工性能的高含氯量CPVC树脂的方法。

具体操作步骤如下：

一步法生产高含氯量氯化聚氯乙烯树脂的方法包括下述操作步骤：

(1)在200L反应釜中，加入配比量的离子水或质量浓度为20％的工业盐酸，加入乳化剂、分散剂、复合引发剂和PVC树脂，封闭反应釜。

(2)乳化浆料20min，再通入N₂置换釜内空气5min，升温至物料温度为60℃，向釜内通入氯气反应，维持反应压力为0.5～0.6MPa。

(3)通氯反应5～6h，停止通氯，使未反应氯气与PVC继续反应至反应压力为0.15～0.25MPa时，向釜内通入N₂置换残余氯气0.5h，降温物料至40～50℃出料，浆料经脱酸、洗涤、离心，干燥得CPVC树脂。

所述的PVC树脂为悬浮法产品，其平均聚合度为1000，吸油率为20％以上，表观密度为0.45g/mL以上；

所述的悬浮法PVC树脂与去离子水或质量浓度为20％的工业盐酸的质量比为1∶5。

所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、或为氧化乙烯-氧化丙烯共聚物、或为壬基酚聚氧乙烯醚；其用量为PVC树脂质量的0.3-3％。

所述的分散剂为羟丙基纤维素、或为羟乙基纤维素、或为二氧化硅粉；其用量为PVC树脂质量的1-5％。

所述的引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)与过氧化二异丙苯(DCP)按质量比为2∶1组成的复合引发剂，其用量为PVC树脂质量的0.5-1％。

PVC的水相氯化反应是一种非均相反应，氯气在PVC树脂中的扩散程度对反应速度和氯化均匀程度影响明显。适当提高反应过程中的反应压力，有利于提高氯气在水中的溶解度，可有效提高氯化反应的速度和反应的均匀程度，可制得含氯量高且塑化性能优良的CPVC树脂。

本发明的有益技术效果是：采用本方法生产CPVC树脂，具有反应速度快，得到的CPVC树脂具有较高的含氯量，且加工性能优良等优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地描述。

实施例1