專利名稱：：甲基烯丙羥丙磺酸鈉在pvc加工助劑中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于PVC加工助劑領(lǐng)域，特別涉及一種反應(yīng)型乳化劑在PVC加工助劑中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：隨著加工助劑ACR市場競爭的加劇，生產(chǎn)企業(yè)都在加大力度優(yōu)化配方，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，力求提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。加工助劑ACR—般采用乳液聚合工藝，乳化劑一般采用不與單體反應(yīng)的非反應(yīng)型乳化劑。在ACR乳液聚合過程中，乳化劑的存在是絕不可少的，是生產(chǎn)加工助劑ACR高分子聚合物的必須原料之一，但是當(dāng)中間體乳液經(jīng)過噴霧干燥工藝制得粉末狀成品之后，乳化劑在成品中反而成為了雜質(zhì)，乳化劑的存在對(duì)加工助劑ACR而言，缺點(diǎn)有影響中間體ACR乳液的穩(wěn)定性，影響加工助劑與PVC樹脂之間的融合度，影響加工助劑對(duì)PVC的塑化效果，影響PVC擠出過程中沾壁性能，加重加工助劑ACR在噴霧塔內(nèi)粘塔的嚴(yán)重程度，降低噴霧干燥速率，增加了工人清理噴霧塔的勞動(dòng)強(qiáng)度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種反應(yīng)型乳化劑，該反應(yīng)型乳化劑在PVC加工助劑ACR乳液聚合反應(yīng)過程中可以與原料單體進(jìn)行聚合反應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供甲基烯丙羥丙磺酸鈉作為PVC加工助劑ACR乳液聚合反應(yīng)的乳化劑，其作為一種反應(yīng)型乳化劑，在加工助劑ACR乳液聚合反應(yīng)過程中能夠與原料單體進(jìn)行聚合反應(yīng)。因甲基烯丙羥丙磺酸鈉存在碳碳雙鍵官能團(tuán)，與加工助劑ACR的聚合單體反應(yīng)，成為聚合物的一部分。本發(fā)明加工助劑ACR的生產(chǎn)過程為向反應(yīng)釜內(nèi)加入軟水、一段乳化劑(甲基烯丙羥丙磺酸鈉)、一段單體(甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯組成的混合單體或者丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯組成的混合單體)，封閉反應(yīng)釜，升溫，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，當(dāng)溫度升高到75'C時(shí)加入引發(fā)劑(過硫酸鉀或過硫酸銨)引發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)開始后，溫度升高，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度在88'C以下，一段反應(yīng)完畢后，溫度下降到75。C時(shí)加入二段乳化劑、二段單體，啟動(dòng)二段反應(yīng)。反應(yīng)開始后，溫度上升，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度不超過85。C，反應(yīng)完畢后降溫得到ACR乳液。然后經(jīng)噴霧干燥得到成品ACR粉末。上述反應(yīng)過程基本同已有加工助劑ACR的生產(chǎn)，只是乳化劑采用的不同。一般混合單體由丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯組成，其重量比例為丙烯酸丁酯占95%-25%，丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯以任意比例混合占剩余的5%-75%。如果單體采用甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯，丙烯酸丁酯占95%-25%，甲基丙烯酸甲酯占剩余的5%-75%。聚合反應(yīng)一般分二段進(jìn)行，每段單體用量以及乳化劑用量各占50%。乳化劑(雖然該乳化劑參與聚合反應(yīng)，但不作為聚合單體，仍視為乳化劑)一般為聚合單體總量的0.1~0.5%(wt)，引發(fā)劑一般為聚合單體總量的0.2~4%(wt)。采用本發(fā)明制備的加工助劑ACR作為PVC加工助劑，使用量與采用常規(guī)非反應(yīng)型乳化劑制備的加工助劑ACR用量相同，以PVC的重量為100份計(jì)，添加35份。不影響PVC樹脂的其它種類助劑的應(yīng)用。PVC加工助劑ACR的生產(chǎn)，所使用的常規(guī)非反應(yīng)型乳化劑以物理吸附的方式附著在乳膠粒表面，從而實(shí)現(xiàn)乳液體系的穩(wěn)定性。這種常規(guī)乳化劑分子容易受外界環(huán)境的影響發(fā)生解吸，結(jié)果引起乳膠粒碰撞凝聚，造成產(chǎn)品報(bào)廢。而采用反應(yīng)型乳化劑比傳統(tǒng)乳化劑有明顯的優(yōu)點(diǎn)，由于其具有聚合活性，其碳碳雙鍵官能團(tuán)能參與乳液聚合反應(yīng)，除了起常規(guī)乳化劑的作用外，還可以以共價(jià)鍵的方式鍵合到聚合物粒子表面，成為聚合物的一部分，這樣聚合結(jié)束后，乳化劑分子以更為穩(wěn)定的共價(jià)鍵方式結(jié)合在乳膠粒表面上，所制備的加工助劑ACR乳液具有更好的穩(wěn)定性。降低了加工助劑ACR在干燥過程中在噴霧塔內(nèi)粘塔的程度，提高噴霧干燥速率，降低工人清理噴霧塔的勞動(dòng)強(qiáng)度(由原來的每周清理三次降低到每周兩次)。制得的加工助劑ACR與PVC樹脂之間的融合度不受影響，可在一定程度上縮短PVC的塑化時(shí)間。具體實(shí)施方式實(shí)施例一向反應(yīng)釜內(nèi)加入軟水800kg、一段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉l.lkg、一段單體(丙烯酸乙酯220kg、甲基丙烯酸甲酯220kg和丙烯酸丁酯660kg)，封閉反應(yīng)釜，升溫，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，當(dāng)溫度升高到75'C時(shí)加入引發(fā)劑(過硫酸鉀或過硫酸銨8.8kg)引發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)開始后，溫度升高，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度在88'C以下，一段反應(yīng)完畢后，溫度下降封75'C時(shí)加入二段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉1.1kg、二段單體(丙烯酸乙酯220kg、甲基丙烯酸甲酯220kg和丙烯酸丁酯660kg)，啟動(dòng)二段反應(yīng)。反應(yīng)開始后，溫度上升，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度不超過85'C，反應(yīng)完畢后降溫，得到ACR乳液。然后經(jīng)噴霧干燥得到成品加工助劑ACR粉末。實(shí)施例二向反應(yīng)釜內(nèi)加入軟水800kg、一段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉3.3kg、一段單體(丙烯酸乙酯220kg、甲基丙烯酸甲酯220kg和丙烯酸丁酯660kg)，封閉反應(yīng)釜，升溫，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，當(dāng)溫度升高到75-C時(shí)加入引發(fā)劑(過硫酸鉀或過硫酸銨10kg)引發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)開始后，溫度升高，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度在88'C以下，一段反應(yīng)完畢后，溫度下降到75'C時(shí)加入二段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉3.3kg、二段單體(丙烯酸乙酯220kg、甲基丙烯酸甲酯220kg和丙烯酸丁酯660kg)，啟動(dòng)二段反應(yīng)。反應(yīng)開始后，溫度上升，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度不超過85'C，反應(yīng)完畢后降溫，得到ACR乳液。然后經(jīng)噴霧干燥得到成品加工助劑ACR粉末。實(shí)施例三向反應(yīng)釜內(nèi)加入軟水800kg、一段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉5.5kg、一段單體(丙烯酸乙酯220kg、甲基丙烯酸甲酯220kg和丙烯酸丁酯660kg),封閉反應(yīng)釜，升溫，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，當(dāng)溫度升高到75'C時(shí)加入引發(fā)劑(過硫酸鉀或過硫酸銨18kg)引發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)開始后，溫度升高，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度在88'C以下，一段反應(yīng)完畢后，溫度下降到75。C時(shí)加入二段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉5.5kg、二段單體(丙烯酸乙酯220kg、甲基丙烯酸甲酯220kg和丙烯酸丁酯660kg)，啟動(dòng)二段反應(yīng)。反應(yīng)開始后，溫度上升，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度不超過85'C，反應(yīng)完畢后降溫，得到ACR乳液。然后經(jīng)噴霧干燥得到成品加工助劑ACR粉末。實(shí)施例四向反應(yīng)釜內(nèi)加入軟水800kg、一段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉5.5kg、一段單體(丙烯酸乙酯110kg、甲基丙烯酸甲酯550kg和丙烯酸丁酯440kg)，封閉反應(yīng)釜，升溫，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，當(dāng)溫度升高到75'C時(shí)加入引發(fā)劑(過硫酸鉀或過硫酸銨22kg)引發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)開始后，溫度升高，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度在88'C以下，一段反應(yīng)完畢后，溫度下降到75。C時(shí)加入二段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉5.5kg、二段單體(丙烯酸乙酯110kg、甲基丙烯酸甲酯550kg和丙烯酸丁酯440kg)，啟動(dòng)二段反應(yīng)。反應(yīng)開始后，溫度上升，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度不超過85'C，反應(yīng)完畢后降溫，得到ACR乳液。然后經(jīng)噴霧干燥得到成品加工助劑ACR粉末。實(shí)施例五向反應(yīng)釜內(nèi)加入軟水800kg、一段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉3.3kg、一段單體(甲基丙烯酸甲酯550kg和丙烯酸丁酯550kg)，封閉反應(yīng)釜，升溫，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，當(dāng)溫度升高到75'C時(shí)加入引發(fā)劑(過硫酸鉀或過硫酸銨20kg)引發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)開始后，溫度升高，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度在88r以下，一段反應(yīng)完畢后，溫度下降到75'C時(shí)加入二段乳化劑甲基烯丙羥丙磺酸鈉3.3kg、二段單體(甲基丙烯酸甲酯550kg和丙烯酸丁酯550kg)，啟動(dòng)二段反應(yīng)。反應(yīng)開始后，溫度上升，開啟降溫水控制反應(yīng)溫度不超過85°C，反應(yīng)完畢后降溫，得到ACR乳液。然后經(jīng)噴霧干燥得到成品加工助劑ACR粉末。聚氯乙烯樹脂測試配方將上述實(shí)施例15制得的加工助劑ACR按下列所述配方配制聚氯乙烯料。聚氯乙烯100份實(shí)施例所得加工助劑ACR3份碳酸轉(zhuǎn)5份三鹽基性硫酸鉛3份二鹽基性亞磷酸鉛2份硬脂酸鈣0.6份硬脂酸鉛0.8份聚乙烯蠟0.15份啤脂酸0.1份二氧化鈦4份稱取每一種原料按照所述配方混合，使用高速攪拌機(jī)進(jìn)行高速混合，溫度升高到120'C時(shí)停止攪拌放料，平攤于冷卻臺(tái)上自然冷卻降溫，得到測試用聚氯乙烯混合料，測定其塑化時(shí)間。測試結(jié)果見下表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注對(duì)比例為采用已有非反應(yīng)型乳化劑(十二烷基硫酸鈉)制得的加工助劑ACR配制的聚氯乙烯料。采用非反應(yīng)型乳化劑(十二垸基硫酸鈉)得到的ACR的技術(shù)指標(biāo)和采用反應(yīng)型乳化劑得到的ACR的技術(shù)指標(biāo)，如下表2:表2:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表中數(shù)據(jù)可以看出新老工藝所得產(chǎn)品在物化指標(biāo)方面基本沒有差異。離心法測定加工助劑ACR乳液的穩(wěn)定性試驗(yàn)將待測加工助劑ACR乳液，分別取100mL，放入離心機(jī)，加工助劑ACR乳液需要10000轉(zhuǎn)/分高速離心20min，取出乳液，目視觀察乳液狀態(tài)，然后輕輕搖動(dòng)，觀察乳液流動(dòng)性如下表3:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>采用實(shí)施例1~5制得的加工助劑ACR乳液及對(duì)比例(采用已有非反應(yīng)型乳化劑十二烷基硫酸鈉制得的加工助劑ACR乳液)分別進(jìn)行噴霧干燥試驗(yàn)。均以1噸乳液計(jì)噴霧干燥時(shí)間。見下表4:加工助劑ACR乳液噴霧干燥時(shí)間，分鐘實(shí)施例一119實(shí)施例二111實(shí)施例三103實(shí)施例四104實(shí)施例五114對(duì)比例13權(quán)利要求1、甲基烯丙羥丙磺酸鈉作為PVC加工助劑ACR乳液聚合反應(yīng)的乳化劑。全文摘要本發(fā)明提供甲基烯丙羥丙磺酸鈉作為PVC加工助劑ACR乳液聚合反應(yīng)的乳化劑，其作為一種反應(yīng)型乳化劑，在加工助劑ACR乳液聚合反應(yīng)過程中能夠與原料單體進(jìn)行聚合反應(yīng)。采用反應(yīng)型乳化劑由于其具有聚合活性，其碳碳雙鍵官能團(tuán)能參與乳液聚合反應(yīng)，除了起常規(guī)乳化劑的作用外，還可以以共價(jià)鍵的方式鍵合到聚合物粒子表面，成為聚合物的一部分，這樣聚合結(jié)束后，乳化劑分子以更為穩(wěn)定的共價(jià)鍵方式結(jié)合在乳膠粒表面上，所制備的加工助劑ACR乳液具有更好的穩(wěn)定性。降低了加工助劑ACR在干燥過程中在噴霧塔內(nèi)粘塔的程度，提高噴霧干燥速率。制得的加工助劑ACR與PVC樹脂之間的融合度不受影響，可在一定程度上縮短PVC的塑化時(shí)間。文檔編號(hào)C08F2/26GK101402705SQ200810160558公開日2009年4月8日申請(qǐng)日期2008年11月14日優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日發(fā)明者健馮,蔡全國,趙立峰申請(qǐng)人:沂源瑞豐高分子材料有限公司