[发明专利]一种微通道反应制备氯化聚氯乙烯的方法及产物

说明书

本发明公开了一种微通道反应制备氯化聚氯乙烯的方法及产物，所述氯化聚氯乙烯的氯化度为66～71％，所述氯化聚氯乙烯中结构‑CHCl‑与结构(‑CHCl‑+‑CH₂‑+‑CCl₂‑)的摩尔比9～12:3～5。所述制备方法包括步骤：(1)将聚氯乙烯分散液和液氯分别以一定流速注入微通道反应系统并混合均匀；(2)控制聚氯乙烯分散液和液氯在微通道反应系统中的反应温度和停留时间，直至反应结束；(3)对反应产物进行过滤，收集分离出的粉体，洗净烘干后得到氯化聚氯乙烯。本发明有效改善了现有技术制备氯化聚氯乙烯中存在的问题，使制得到氯化聚氯乙烯具有优良的氯化均匀度，且成型品具有较高的白度和拉伸强度，在热水管道、耐腐蚀管道和高压电缆护套等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于聚氯乙烯领域，具体地说，涉及一种微通道反应制备氯化聚氯乙烯的方法及产物。

背景技术

氯化聚氯乙烯具有优于聚氯乙烯的化学稳定性、耐热性、对化学药品的稳定性及加工性。因此，CPVC具有广泛的工业应用，包括用于住宅和工业用途的冷热水配送管道、运输腐蚀性液体的管道和高压电缆保护管等。

氯化聚氯乙烯的制备方法主要有溶剂法、水相悬浮法、气固相法等，其中水相悬浮法操作简单、生产成本低、无需使用有机溶剂，且后续应用所制得的产品具有不错的性能，因此成为目前氯化聚氯乙烯的主流制备方法。以本体聚合所制得的聚氯乙烯无法均匀分散在水中而不利于后续进行氯化反应，因此现有水相悬浮法制备氧化聚氯乙烯大多使用悬浮聚合所制得的聚氯乙烯作为原料，因其颗粒能均匀分散在水中而有利于聚氯乙烯的氯化，且成本较低。然而，受限于悬浮聚合所制得的聚氯乙烯颗粒的结构及性质，在氯化过程中悬浮法聚氯乙烯仅有其颗粒的表面较易发生氯化反应形成氯化聚氯乙烯，聚氯乙烯颗粒的中心由于氯气不容易进入而难以发生氯化反应，造成氯化聚氯乙烯的分子结构排列不均匀，导致在后续成型加工过程中氯化聚氯乙烯易发生脱氯。且氯化聚氯乙烯颗粒中心因氯化程度较差而发生过度胶化等现象，造成制品的白度与机械强度不佳。

申请号为201410231901.1的中国专利公开了一种氯化聚氯乙烯的制备方法，包括以下步骤：将聚氯乙烯悬浮于超纯水中，抽真空，加入引发剂和分散剂；加热条件下通入氯气并搅拌，即制得氯化聚氯乙烯。本发明的制备方法采用抽真空除氧工艺，提高了产品稳定性；制得的氯化聚氯乙烯溶解性大，化学稳定性高，氯化均匀性好，机械性能好，且含氯量达到70～75％。其目的是为了提供一种制得产品氯化均匀性好，稳定性高，机械性能好，含氯量高的氯化聚氯乙烯的制备方法。该发明采用变频调速的方法控制氯化传质过程，但是依然无法避免聚氯乙烯颗粒中心氯化程度不高的问题，造成氯化聚氯乙烯的分子结构排列不均匀，导致在后续成型加工过程中氯化聚氯乙烯易发生脱氯。

申请号为201710012100.X的中国专利公开了一种微通道反应制备氯代碳酸乙烯酯的方法，其步骤如下：(1)使用的设备包括增强传质型微通道反应器、计量泵一、计量泵二，增强传质型微通道反应器包括预热器、预热器二、换热器以及微通道模块，每个微通道模块包括微通道、排气阀、氮气置换阀；(2)将碳酸乙烯酯从固体加热成为液体，加入引发剂和催化剂后得到混合液，液体通过计量泵一输入预热器进行预热，液氯通过计量泵二输入至储罐中，同步输入至微通道模块中的微通道内，加热后混合反应，反应结束后产物从排料阀中流出，冷却后精馏得到氯代碳酸乙烯酯。该发明操作简便安全，副产物二氯碳酸乙烯酯较少，产品的纯度及收率均较高。可见该发明的目的是降低反应副产物来提高纯度和收率，没有解决氯化聚氯乙烯氯化不均匀的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种微通道反应制备氯化聚氯乙烯的方法及产物，方案将一定粒径的聚氯乙烯制成分散液，通过微通道反应系统调节分散液和液氯的流速比，使得氯化聚氯乙烯中的伯氢，仲氢和叔氢与氯原子发生取代的活性相近，从而提高产品的氯化均匀度。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：