用于氯乙烯樹脂本體聚合反應的裝置以及氯乙烯樹脂本體聚合反應的方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種用于氯乙締樹脂本體聚合反應的裝置W及氯乙締樹脂本體聚合 反應的方法。更具體地，本發(fā)明設及一種用于氯乙締樹脂本體聚合反應的裝置，其通過解決 隨著聚合反應的進行樹脂顆粒間的平均距離下降，從而由于顆粒間的過度凝聚或者摩擦而 產(chǎn)生微粒的問題，該裝置可W抑制異常產(chǎn)物（由凝聚所致的微細顆粒產(chǎn)物、超大顆粒產(chǎn)物、 結(jié)塊產(chǎn)物等）W及會導致形成不良球體的氯乙締樹脂的產(chǎn)生，可W提高氯乙締樹脂的質(zhì)量 和可加工性，本發(fā)明還設及一種氯乙締樹脂本體聚合反應的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氯乙締樹脂也被稱為聚氯乙締或PVC。在150°C至170°C軟化的氯乙締樹脂是一種 易于加工的熱塑性樹脂。氯乙締樹脂具有例如優(yōu)異的耐水性、耐化學性W及耐汽油性的性 能并且是硬質(zhì)的，因此被用于線路板、累、罐、鍛水箱、凈化水罐等。含有大量塑化劑（40%至 80%)的氯乙締是軟質(zhì)的，因此被用于片材、面材（sides)、膜、磚材等。
[0003] 不同于懸浮聚合反應或乳液聚合反應，當通過本體聚合反應制備氯乙締樹脂時， 不使用例如水等的加熱介質(zhì)，而供給氯乙締單體（VCM)、引發(fā)劑W及根據(jù)需要供給反應添加 劑并進行聚合。在運種情況下，反應后可W不進行干燥過程而得到氯乙締樹脂。另外，關于 本體聚合反應，相應的裝置簡單、反應速率快、產(chǎn)率高，可W得到高純度的聚合物并且聚合 物可W直接使用。但是，也存在一些缺點，例如由于聚合物體系的大量放熱所導致的難W控 制溫度、寬的聚合物分子量分布W及不易沉淀等。相應地，在本體聚合反應中，沒有用于熱 移除的熱介質(zhì)，因此，保持穩(wěn)定的熱移除是非常重要的。
[0004] 在引發(fā)聚合反應之前，向用于本體聚合反應的反應器中只提供氯乙締單體和引發(fā) 劑，而未供給乳液聚合反應中或懸浮聚合反應中作為熱介質(zhì)的水。因此，當采用本體聚合反 應制備氯乙締樹脂時，隨著聚合反應的進行，在反應體系中的液體氯乙締單體的量降低同 時固體氯乙締樹脂的量增加。因此，固體氯乙締樹脂和液體氯乙締單體呈分散的形狀。特 別是，由于氯乙締樹脂的比重（1.35至1.45)大于氯乙締單體的比重（約0.97)，氯乙締樹 脂主要位于反應器的下部。隨著聚合反應的進行，氯乙締單體的量降低同時氯乙締樹脂的 量增加。因此，所有的在初始反應步驟中生成的氯乙締樹脂可能維持著氯乙締樹脂被氯乙 締單體包圍著的形狀。然而，由于隨著聚合反應的進行，氯乙締樹脂的量增加同時氯乙締單 體的量降低，因此固體氯乙締樹脂不能維持固體氯乙締樹脂被液體，即，被液體氯乙締單體 包圍著的形狀。相應地，氯乙締樹脂的流動性降低，氯乙締樹脂粒子間的平均距離縮短，因 此由于粒子間的過度凝聚或者粒子間的摩擦可能產(chǎn)生微粒。
[0005] 另外，當液體氯乙締單體的量充足時，可W通過適當?shù)爻シ磻w系中的氣態(tài)氯 乙締單體來使得液體氯乙締單體蒸發(fā)，從而除去反應熱（即，聚合反應熱）并且因此可W穩(wěn) 定地維持適當?shù)姆磻獪囟龋矗酆戏磻獪囟龋?。然而，當液體氯乙締單體的量不足時，則難 W除去反應熱，因此可能會發(fā)生局部過熱，從而由于氯乙締樹脂顆粒之間的融合可能導致 凝聚。
[0006] 上述問題是直接設及到異常產(chǎn)物（由凝聚所致的微細顆粒產(chǎn)物、超大顆粒產(chǎn)物、 結(jié)塊產(chǎn)物等）W及導致形成不良球體的氯乙締樹脂的產(chǎn)生。
[0007] 到目前為止，研究熱點主要集中在通過安裝獨立的顆粒分離器在反應后來收集微 細顆粒，W降低微細顆粒的含量。在運方面，當采用常規(guī)的用于移除微細顆粒的篩除方法 時，由于本體聚合反應顆粒差的靜態(tài)特性而很容易使濾網(wǎng)堵塞。為了彌補運一點，美國專利 第4, 963, 634號介紹了利用空氣運動的收集方法。然而，該技術(shù)比較昂貴而且從中收集的 微細顆粒的使用不恰當，因此，該方法不是一個根本的解決方案。
[0008] 同時，包含在氯乙締樹脂中的微細顆粒漂浮在空氣中，會對工人的皮膚和呼吸器 官產(chǎn)生有害影響。另外，在加工時，微細顆粒比其他粒子烙化得更快。當連續(xù)施加熱時，微 細顆粒被碳化，因此成型產(chǎn)品的表面外觀變差或白度下降。另外，被碳化的顆粒成為成型產(chǎn) 品的缺陷，因此，當施加沖擊時，碳化顆粒會是破裂的起始點或擴展點。相應地，沖擊強度會 降低，因此減少運種微細顆粒的技術(shù)是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 技術(shù)問題
[0010] 因此，鑒于上述問題進行了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是通過在本體聚合反應中， 特別是當單體轉(zhuǎn)化為聚合物的比率為30%至70%時，向進行本體聚合反應的反應體系中 額外添加單體，通過解決隨著聚合反應的進行樹脂顆粒間的平均距離下降，從而由于顆粒 間的過度凝聚或者摩擦而產(chǎn)生微粒的問題，該裝置可W抑制異常產(chǎn)物（由凝聚所致的微細 顆粒產(chǎn)物、超大顆粒產(chǎn)物、結(jié)塊產(chǎn)物等）W及會導致形成不良球體的氯乙締樹脂的產(chǎn)生，可 W提高氯乙締樹脂的質(zhì)量和可加工性。 W11] 技術(shù)方案
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于氯乙締樹脂本體聚合反應的裝置，其包 括用于本體聚合反應的反應器，并進一步包括附加供給管，用于在單體的聚合反應中，向已 含有單體和引發(fā)劑的反應器中額外供給該單體。
[0013] 所述反應器可進一步包括至少一個原料供給管和冷凝器。
[0014] 所述反應器可進一步包括排氣管。
[0015] 所述排氣管可進一步包括壓力控制閥。
[0016] 所述附加供給管可與反應器的下部連接。
[0017] 所述用于氯乙締樹脂本體聚合反應的裝置可W進一步包括預聚合反應器，并且反 應器可W進一步包括：將反應器與預聚合反應器流動地連接的原料供給管，W使在預聚合 反應器中生成的種子聚合物流入該原料供給管中；W及用于向反應器供給單體和后聚合反 應引發(fā)劑的原料供給管。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種氯乙締樹脂本體聚合反應的方法，該方法 采用本發(fā)明的用于氯乙締樹脂本體聚合反應的裝置，該方法包括額外的單體供給步驟，在 該步驟中，當單體轉(zhuǎn)化為聚合物的比率為30%至70%時，將單體額外供給到已含有該單體 和引發(fā)劑的反應器中。
[0019] 額外供給的單體可W供給至反應器的下部。
[0020] 在額外的單體供給步驟中，單體可W被連續(xù)地供給至反應器中。
[0021] 在額外的單體供給步驟中，相對于轉(zhuǎn)化為聚合物的單體的量，所供給的單體的量 可W為每小時10%至30%。
[0022] 在額外的單體供給步驟期間或者其后，可W進一步進行單體排出步驟。
[0023] 在單體排出步驟中，相對于在額外的單體供給步驟中所供給的單體的量，被排出 的單體的量可W為80 %至100%。
[0024] 在單體排出步驟中，單體的排出可W通過冷凝器、排氣管或它們結(jié)合的方式進行。 陽〇2引有益效果
[00%] 如前所述可知，本發(fā)明有利地提供了一種用于氯乙締樹脂本體聚合反應的裝置， 其通過解決隨著聚合反應的進行樹脂顆粒間的平均距離下降，從而由于顆粒間的過度凝聚 或者摩擦而產(chǎn)生微粒的問題，該裝置可W抑制異常產(chǎn)物（由凝聚所致的微細顆粒產(chǎn)物、超 大顆粒產(chǎn)物、結(jié)塊產(chǎn)物等）W及會導致形成不良球體的氯乙締樹脂的產(chǎn)生，可W提高氯乙 締樹脂的質(zhì)量和可加工性，本發(fā)明還提供了一種氯乙締樹脂本體聚合反應的方法。所述方 法包括當單體轉(zhuǎn)化為聚合物的比率為30%至70%時向含有單體和引發(fā)劑的反應器中額外 地加入單體。
[0027] 另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種氯乙締樹脂本體聚合反應的方法，該方法使用所述 用于氯乙締樹脂本體聚合反應的裝置。
[002引進一步，根據(jù)本發(fā)明，降低了異常產(chǎn)物（由凝聚所致的微細顆粒產(chǎn)物、超大顆粒產(chǎn) 物、結(jié)塊產(chǎn)物等）的生成，并且提供了一種具有75至200ym正態(tài)粒徑分布的氯乙締樹脂。
【附圖說明】
[0029] 圖1示意性地示出了一個根據(jù)本發(fā)明的用于氯乙締樹脂本體聚合反應的裝置的 實施方案；
[0030] 圖2示意性地示出了另一個根據(jù)本發(fā)明的用于氯乙締樹脂本體聚合反應的裝置 的實施方案；
[0031] [元件編號說明]
[0032] 10 :預聚合反應裝置
[0033] 11 :預聚合反應器
[0034] 12 :反應空間 陽03引 13 :旋轉(zhuǎn)軸
[0036] 14 :螺旋攬拌器
[0037] 15 :刮板
[0038] 16 :