CN116790081A - 一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明在氯化高聚物混配料生产技术方面公开了一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，突破性的采用在原料预处理阶段添加能优化产品配混料性能的方式，实现了将原料按需求比例混合后再输送至氯化反应器氯化反应，再添加助剂生产出配混料，实现不同使用场所需求量身定做专用混配料，满足定制化需求。该方法将打破传统混配料生产路径，将原料预先进行混配，在同一氯化反应器内完成氯化反应，实现一种混配料只需一次氯化反应即可完成，较传统工艺节省了大量的混配料原料生产时间，提高了生产效率和设备的利用率。
Description
技术领域
本发明创造范围属于整个氯化高聚物生产领域，尤其适用于一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法。
背景技术
目前，国际上各国已有完整的氯化聚氯乙烯（CPVC）应用体系，具有成熟的应用领域和市场，已形成品种系列化、专业化和精细化的产业格局。现有的氯化聚氯乙烯生产技术均采用单一聚合度原料进行生产，然后去混配工序进行混配，最后生产出符合用户需求的氯化聚氯乙烯产品。但国产氯化聚氯乙烯树脂（CPVC）有2个明显缺陷，一是其氯含量只能保持在66%左右，若超过67%，则加工性能变差；二是由于国内氯化工艺粗糙，材料的拉伸强度、屈服强度、弯曲强度均低于氯乙烯材料。采用聚合度为700-1100的普通聚氯乙烯树脂（PVC），经氯化后其聚合度还不到一半。
传统的氯化聚氯乙烯（CPVC）混配料生产中普遍采用先生产出不同种类的氯化聚氯乙烯产品作为混配料的原料，按不同比例将氯化聚氯乙烯（CPVC）与助剂等进行混配后生产混配料。第一该方法需要生产大量的氯化聚氯乙烯（CPVC）产品原料作为库存，不利于企业资金的周转和灵活定制需求；第二该法生产中不同种类的原料氯化需要不同的氯化反应器或在同一氯化反应器上分时段进行氯化，设备利用率低；第三该法生产的混配料氯含量明显较原料降低，产品性能较差。
发明内容
本发明在氯化高聚物混配料生产技术方面公开了一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，突破性的采用在原料预处理阶段添加能优化产品配混料性能的方式，实现了不同聚合度的聚合物按一定比例生产出所需要的氯化高聚物；也可以将原料按需求比例配混后再输送至氯化反应器氯化反应，再添加助剂生产出配混料，实现不同使用场所需求量身定做专用混配料，满足定制化需求。该方法将打破传统混配料生产路径，将原料预先进行混配，在同一氯化反应器内完成氯化反应，实现一种混配料只需一次氯化反应即可完成。如上所述过程是先按一定比例准备混配原料：包括若干种聚合度的聚合物、助剂1；随后将上述原料依次投入反应器，进行氯化反应，得到的产品通过添加助剂2生产出专用氯化高聚物混配料产品。
如上所述若干种聚合度的聚合物是一种或一种以上聚合度的高分子聚合物。
如上所述聚合物是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯任一一种或一种以上。
如上所述若干种聚合度是指聚合物的聚合度在700-1100之间。
如上所述助剂1、助剂2包括增塑剂、分散剂、润滑剂、抗冲改性剂、着色剂中的若干种。
如上所述反应器是气固相固定床催化反应器、气固相流化床反应器、气固相等离子体催化反应器、固定床反应器、流化床反应器中的任一一种。
如上所述着色剂包括：钛白粉、石墨、着色剂中的若干种。
如上所述润滑剂包括：硬脂酸钙、高密度氧化聚乙烯、低高密度氧化聚乙烯、聚乙烯蜡中的若干种。
如上所述一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，先按一定比例准备混配原料：包括若干种聚合度的聚合物、助剂1；随后将上述原料依次投入反应器，进行氯化反应，得到的产品通过添加助剂2生产出专用氯化高聚物混配料产品。
如上所述若干种聚合度的聚合物是一种或一种以上聚合度的高分子聚合物。
如上所述聚合物是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯任一一种或一种以上。
如上所述聚合物的聚合度在700-1100之间。
如上所述助剂1、助剂2包括增塑剂、分散剂、润滑剂、抗冲改性剂中的若干种。
如上所述反应器是气固相固定床催化反应器、气固相流化床反应器、气固相等离子体催化反应器、固定床反应器、流化床反应器中的任一一种。
如上所述着色剂包括：钛白粉、石墨、炭黑、蓝着色剂、红着色剂中的若干种。
如上所述润滑剂包括：硬脂酸钙、高密度氧化聚乙烯、低密度氧化聚乙烯蜡中的若干种。
一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法包括本发明基于绿色制造工艺—气固相法工艺。生产过程分为两个个阶段，每个阶段可实现自动化控制，可保证产品质量稳定。
一种耦合氯化工艺生产氯化聚氯乙烯（CPVC）混配料方法的实例，选择的聚氯乙烯（PVC）原料为一种或多种聚合度，在其中添加或未添加其他助剂，聚氯乙烯（PVC）的质量要求：熔融指数10~120g/10min，粒径100~500um。
一种耦合氯化工艺生产氯化聚氯乙烯（CPVC）混配料的方法包括此方法生产可按需定制相应的性能，如扭矩25•N左右，维卡软化温度在103~110℃之间。
有益效果是：打破传统生产混配料先生产不同种类氯化聚氯乙烯（CPVC）再进行混配的路径；同时不同聚合度聚氯乙烯（PVC）原料同时进行氯化反应，产品氯化均匀性一致，混配料中的氯含量与原料一致或有稍微降低，产品性能增加明显；其次将聚氯乙烯（PVC）原料预先进行混配，在同一氯化反应器内完成氯化反应，实现一种混配料只需一次氯化反应即可完成，较传统工艺节省了大量的混配料原料生产时间，提高了生产效率和设备的利用率。
该方法还可以用于生产聚乙烯、聚丙烯、橡胶、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等高聚物的氯化混配料。
实施方式
实施例
1、根据需求1，选取聚合度700、1000两种氯化聚氯乙烯（CPVC）树脂先经振动筛预选，将预选合格的CPVC按照3：7的比例进行混配，总量为1000Kg，然后在混配原料中添加助剂1包括分散剂、抗静电剂中的若干种，得到原料。
2、将混配好的原料投入到气固相反应器中，在经历50~60℃、氯浓度25~35%的预氯化阶段，60~90℃、氯浓度35~45%的初步氯化阶段，90~100℃、氯浓度~45%的深度氯化阶段后，生产出氯含量65%-67.5%（质量分数）的专用料。再将专用料中加入助剂2包括增塑剂、润滑剂、抗冲改性剂中的若干种。通过调整合适的工艺参数，生产出氯含量≥55%（质量分数）的混配料，该产品可用于制作工业管管件、冷热水管件等领域。
实施例2
1、根据需求2，选取聚合度800、1000两种氯化聚氯乙烯（CPVC）树脂先经振动筛预选，将预选合格的CPVC按照3：7的比例进行混配，总量为1000Kg，然后在混配原料中添加助剂1包括分散剂、抗静电剂中的若干种，得到原料。
2、将混配好的原料投入到气固相反应器中，在经历50~60℃、氯浓度25~35%的预氯化阶段，60~90℃、氯浓度35~45%的初步氯化阶段，90~100℃、氯浓度~45%的深度氯化阶段后，生产出氯含量66%-68%（质量分数）的专用料。再将专用料中加入助剂2包括增塑剂、润滑剂、抗冲改性剂中的若干种。通过调整合适的工艺参数，生产出氯含量≥55%（质量分数）的混配料，该产品可用于生产高强度化工过程管道、民用冷热水管道、消防管道等领域。
实施例3
1、根据需求3，选取聚合度700、800两种氯化聚氯乙烯（CPVC）树脂先经振动筛预选，将预选合格的CPVC按照4：6的比例进行混配，总量为1000Kg，然后在混配原料中添加助剂1包括分散剂、抗静电剂中的若干种，得到原料。
2、将混配好的原料投入到气固相反应器中，在经历50~60℃、氯浓度25~35%的预氯化阶段，60~90℃、氯浓度35~45%的初步氯化阶段，90~100℃、氯浓度~45%的深度氯化阶段后，生产出氯含量65%-66.5%（质量分数）的专用料。再将专用料中加入助剂2包括增塑剂、润滑剂、抗冲改性剂中的若干种。通过调整合适的工艺参数，生产出氯含量≥55%（质量分数）的混配料，该产品可用于制作电力套管、梅花环等领域。
结合实施例对本发明做进一步说明，按照表1中将原料混合均匀后通过氯化反应，也即通过固定床反应器或等离子体催化反应器或气固相流化床反应器，称量CPVC树脂及加工原料，CPVC树脂和稳定剂、润滑剂、抗冲改性剂、加工改性剂以及着色剂，经调配以后形成氯化聚氯乙烯混配料，为用户量身定做专用混配料，满足客户定制化需求。
表1 氯化后专用料 配混料配方
按照权利要求中耦合氯化工艺的配混料方法生产后，经过流变稳定、炼塑、注塑、挤出加工后，检测力学性能与传统混配了生产方法得到的产品力学性能相当，部分指标更优。
以上实施例仅以一种耦合氯化工艺生产聚氯乙烯混配料方法为例，并不代表该方法仅用于氯化聚氯乙烯；也可以用于聚乙烯、聚丙烯、橡胶、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等的氯化、磺化、氯磺化混配料的生产，所有以此方法进行高聚物混配料生产的方法都是本申请保护的范围。
Claims (8)
1.一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，其特征在于先按一定比例准备混配原料：包括若干种聚合度的聚合物、助剂1；随后将上述原料依次投入反应器，进行氯化反应，得到的产品通过添加助剂2生产出专用氯化高聚物混配料产品。
2.根据权利要求1所述的一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，其特征在于上述若干种聚合度的聚合物是一种或一种以上聚合度的高分子聚合物。
3.根据权利要求1、2任一所述的一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，其特征在于聚合物是聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯任一一种或一种以上。
4.根据权利要求1、2任一所述的一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，其特征在于若干种聚合度是指聚合物的聚合度在700-1100之间。
5.根据权利要求1所述的一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，其特征在于助剂1、助剂2包括增塑剂、分散剂、润滑剂、抗冲改性剂、着色剂中的若干种。
6.根据权利要求1所述的一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，其特征在于反应器是气固相固定床催化反应器、气固相流化床反应器、气固相等离子体催化反应器、固定床反应器、流化床反应器中的任一一种。
7.一种耦合氯化工艺生产氯化高聚物混配料的方法，其特征在于着色剂包括：钛白粉、石墨、着色剂中的若干种。
8.一种耦合氯化工艺的氯化高聚物混配料的方法，其特征在于润滑剂包括：硬脂酸钙、高密度氧化聚乙烯、低高密度氧化聚乙烯、聚乙烯蜡中的若干种。
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