《一種PVDC組合物的製備方法》是浙江衢州巨塑化工有限公司、浙江巨化股份有限公司電化廠於2013年7月16日申請的專利,該專利的公布號為CN103408688A,授權公布日為2013年11月27日,發明人是陳俊傑、蘇蘭輝、吳宇鵬、呂穎琦、鄧建明、韓金銘。
《一種PVDC組合物的製備方法》公開了一種PVDC組合物的製備方法,按原料配方將54~56%的去離子水、PH值緩衝調節劑水溶液、20~80%的混合單體、20~80%的引發劑、20~80%的分散劑水溶液加入到聚合釜中,冷分散30分鐘後,在40~100轉攪拌轉速下升溫到65~80℃開始聚合反應,同時以不同速度補加剩餘的反應原料,補加完成後繼續聚合反應2~4小時後終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫出料、離心、乾燥即得PVDC組合物,該發明工藝簡單,聚合反應過程平穩,無集中放熱現象,製得的PVDC組合物加工性能優良,製得的多層共擠擠出薄膜膜面均勻無晶點,透明度及阻隔性能良好。
2020年7月14日,《一種PVDC組合物的製備方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名:一種PVDC組合物的製備方法
- 申請人:浙江衢州巨塑化工有限公司、浙江巨化股份有限公司電化廠
- 申請日:2013年7月16日
- 申請號:2013103044755
- 公布號:CN103408688A
- 公布日:2013年11月27日
- 發明人:陳俊傑、蘇蘭輝、吳宇鵬、呂穎琦、鄧建明、韓金銘
- 地址:浙江省衢州市高新技術產業園區中俄科技合作園25號地塊東側二幢
- Int. Cl.:C08F214/08(2006.01)I、C08F220/14(2006.01)I、C08L27/08(2006.01)I
- 代理機構:寧波奧聖專利代理事務所
- 代理人:程曉明
- 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
聚偏二氯乙烯(PVDC)的主要組分為偏二氯乙烯(VDC),由於具有對稱的分子結構和疏水基氯的存在,使其有較高的結晶性和熔點,阻水、阻氧性能好,且對氣體的阻隔性不受環境濕度的影響,廣泛套用於食品、藥品、軍工等領域。隨著生產的發展和生活水平的提高,人們對塑膠包裝材料的阻隔性能提出了更高的要求,尤其是食品、醫藥等商品的包裝要求具有更高的阻隔性能,因此基於PVDC的塑膠包裝材料,特別是PVDC-MA(丙烯酸甲酯)多層共擠複合膜的套用越來越廣泛。PVDC-MA多層共擠複合膜核心層為VDC/MA(偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯)共聚組合物,VDC/MA共聚組合物在吹膜加工時存在熱穩定性差,與其它高溫熔融樹脂材料(如PE、EVA等樹脂)一次複合成型困難,從而導致製備得到的多層共擠擠出薄膜膜面泛白,透明度差,易分解變色,進而影響生產的連續性和薄膜的阻隔性能。特別是VDC含量越高,聚合時凝膠效應明顯,有集中放熱現象,成型加工時膜面晶點越多,透明度及薄膜和其他樹脂粘合性越差。而降低VDC/MA共聚組合物中VDC的含量,則會導致阻隔性差。
中國內外對改善VDC/MA共聚PVDC組合物的加工性能進行了大量研究,這些方法主要從改善配方和製備方法兩方面進行研究。
如中國專利公開號CN1076701A,公開日期1993年9月29日,發明名稱:偏氯乙烯丙烯酸甲酯共聚樹脂及其製備方法。該申請案公開了一種偏氯乙烯丙烯酸甲酯共聚樹脂及其製備方法,是以VDC和MA為合成原料,以過氧化二碳酸十六烷基酯或過氧化二碳酸十六烷基酯與過氧化十二醯複合作為引發劑,以65SH50、F-50羥丙基甲基纖維素、 90SH100、K-100羥丙基甲基纖維素中的一種或兩種複合作為分散劑,在脫離子水中聚合反應生成。不足之處是生產工藝複雜,所得薄膜水蒸氣、氧氣阻隔性較差。
又如中國專利公開號CN102443231A,公開日期2012年5月9日,發明名稱:一種消除晶點、提高阻隔的PVDC薄膜的製造方法。該申請案公開了一種消除晶點、提高阻隔的PVDC薄膜的製造方法,通過在PVDC共聚物中加入一定比例的助劑,同時加入少量熱穩定劑、潤滑劑和無機氧化物等助劑,然後將助劑與PVDC腸衣樹脂按照一定比例、順序進行共混,以物理改性的方法消除了大於40微米的晶點,所得薄膜機械強度、水蒸氣、氧氣阻隔性都較高。不足之處是生產工藝複雜,聚合時間長。
發明內容
專利目的
《一種PVDC組合物的製備方法》要解決的技術問題是克服2013年之前的技術缺陷,提供一種工藝簡單、製得的產品加工性能優良的PVDC組合物的製備方法。
技術方案
《一種PVDC組合物的製備方法》是通過以下技術方案實現的:一種PVDC組合物的製備方法,包括以下步驟:
(1)準備反應原料備用:按重量份數,反應原料組成為去離子水160~165份,PH值緩衝調節劑0.04~0.25份,偏二氯乙烯(VDC)單體88~95份,丙烯酸甲酯(MA)單體5~12份,引發劑0.15~0.55份,分散劑0.06~0.25份;
(2)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將PH值緩衝調節劑與0.5~1.0%的去離子水配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將分散劑與15~25%的去離子水配製成分散劑水溶液;
(3)配製混合單體:將偏二氯乙烯單體和丙烯酸甲酯單體混合均勻,配製成混合單體;
(4)將54~56%的去離子水、PH值緩衝調節劑水溶液、20~80%的混合單體、20~80%的引發劑、20~80%的分散劑水溶液加入到聚合釜中,冷分散30分鐘後,在40~100轉攪拌轉速下升溫到65~80℃開始聚合反應,同時以3~6轉/小時速度增大攪拌轉速,以1.5~3.0℃/小時速度升高反應溫度,以35~200千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體,以0.05~0.5千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑,以10~55千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液,以40~65千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水;
(5)所有剩餘反應原料補加完成後,繼續以3~6轉/小時速度增大攪拌轉速,以1.5~3.0℃/小時速度升高反應溫度再聚合反應2~4小時後終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫出料、離心、乾燥即得PVDC組合物。
所述的PH值緩衝調節劑優選為焦磷酸鈉、焦磷酸二氫二鈉、磷酸氫二鈉和檸檬酸中的一種。
所述的引發劑優選為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化十二醯、過氧化二苯甲醯和過氧化-2-乙基己酸特丁酯中的一種。
所述的分散劑優選為甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素和甲基纖維素醚中的一種。
《一種PVDC組合物的製備方法》通過最佳化聚合反應溫度、攪拌轉速、投料方式等影響聚合反應的因素,最佳化了聚合方法,改善了PVDC組合物的熱穩定性與加工性能,該發明的VDC/MA共聚PVDC組合物特別適用與尼龍、聚丙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物等材料以多層共擠吹膜或共擠流延膜用於食品、中低溫肉製品包裝中。該發明製得的VDC/MA共聚PVDC組合物重均分子量(MW)為75000~90000。
《一種PVDC組合物的製備方法》所述的重均分子量(MW)是指PVDC組合物按分子重量統計平均的分子量,其值等於每種分子的分子量乘以其重量分數的總和。其測定方法可採用該領域的常規方法如光散射法、超速離心沉降速度法以及凝膠色譜法等測定。
聚合反應溫度直接影響PVDC組合物的聚合速率、分子量以及組合物擠出加工的熱穩定性;初期聚合溫度越低,聚合速率越慢,生成PVDC組合物分子量越大,阻隔性好,但擠出加工溫度就越高,越易分解,加工難度也越大;初期聚合溫度高,將提高引發劑的引發速率,使前期聚合速率加快,生成PVDC組合物分子量降低,阻隔性能降低,同時易造成後期引發劑量減少,容易導致分子量分布過於集中,生成增塑作用的低分子減少,加工變難,易分解變色。因此《一種PVDC組合物的製備方法》中初始聚合反應溫度為65~80℃,並在聚合反應開始後同時以1.5~3.0℃/小時速度升高反應溫度。
攪拌轉速除了影響樹脂顆粒大小和分布外,也對樹脂顆粒的疏鬆度有很大的影響,如果攪拌轉速增加,攪拌強度提高,離心力隨之增大,使得樹脂顆粒結構緻密、表觀密度提高,樹脂的質量變差,表現在擠出加工上就是擠出機電流偏高,製品易分解變色等。因此該發明中初始攪拌轉速為40~100轉,並在聚合反應開始後同時以3~6轉/小時速度增大攪拌轉速。
投料方式對膜面質量有影響,分批加入聚合原料有利於解決膜面泛白,減少吹膜晶點。因此該發明中採取將混合單體、引發劑、分散劑水溶液、去離子水分多次進行投料的方式,優選分兩次進行投料,即先投入總重量20~80%的混合單體、總重量20~80%的引發劑、總重量20~80%的分散劑水溶液和部分去離子水,聚合反應開始後再以40~200千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體、以0.05~0.5千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑、以10~55千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液、以40~65千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水。
改善效果
1、工藝簡單,通過最佳化聚合反應溫度、攪拌轉速、投料方式等影響聚合反應的因素,最佳化了聚合工藝,聚合反應過程平穩,無集中放熱現象,製得的PVDC組合物加工性能優良,成型加工時膜面均勻無晶點,透明度良好;
2、用《一種PVDC組合物的製備方法》的PVDC組合物製得的多層共擠擠出薄膜阻隔性能良好,透氧量小於12.5立方厘米/(平方米·24小時·0.1兆帕)、透水量小於1.68克/(平方米·24小時)。
技術領域
《一種PVDC組合物的製備方法》涉及一種PVDC組合物的製備方法,更具體的說,該發明涉及一種VDC/MA共聚PVDC組合物的製備方法。
權利要求
1.一種PVDC組合物的製備方法,其特徵在於包括以下步驟:
(1)準備反應原料備用:按重量份數,反應原料組成為去離子水160~165份,PH值緩衝調節劑0.04~0.25份,偏二氯乙烯單體88~95份,丙烯酸甲酯單體5~12份,引發劑0.15~0.55份,分散劑0.06~0.25份;
(2)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將PH值緩衝調節劑與0.5~1.0%的去離子水配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將分散劑與15~25%的去離子水配製成分散劑水溶液;
(3)配製混合單體:將偏二氯乙烯單體和丙烯酸甲酯單體混合均勻,配製成混合單體;
(4)將54~56%的去離子水、PH值緩衝調節劑水溶液、20~80%的混合單體、20~80%的引發劑、20~80%的分散劑水溶液加入到聚合釜中,冷分散30分鐘後,在40~100轉攪拌轉速下升溫到65~80℃開始聚合反應,同時以3~6轉/小時速度增大攪拌轉速,以1.5~3.0℃/小時速度升高反應溫度,以35~200千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體,以0.05~0.5千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑,以10~55千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液,以40~65千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水;
(5)所有剩餘反應原料補加完成後,繼續以3~6轉/小時速度增大攪拌轉速,以1.5~3.0℃/小時速度升高反應溫度再聚合反應2~4小時後終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫出料、離心、乾燥即得PVDC組合物。
2.根據權利要求1所述的PVDC組合物的製備方法,其特徵在於所述的PH值緩衝調節劑選自焦磷酸鈉、焦磷酸二氫二鈉、磷酸氫二鈉和檸檬酸中的一種。
3.根據權利要求1所述的PVDC組合物的製備方法,其特徵在於所述的引發劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化十二醯、過氧化二苯甲醯和過氧化-2-乙基己酸特丁酯中的一種。
4.根據權利要求1所述的PVDC組合物的製備方法,其特徵在於所述的分散劑選自甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素和甲基纖維素醚中的一種。
實施方式
實例1
一種PVDC組合物的製備方法,包括以下步驟:
(1)準備反應原料備用,反應原料組成為:
去離子水1274千克、PH值緩衝調節劑:焦磷酸鈉1千克、分散劑:甲基纖維素醚1.5千克、VDC單體744千克、MA單體56千克、引發劑:過氧化-2-乙基己酸特丁酯3.5千克。
(2)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將焦磷酸鈉1千克,去離子水10千克配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將甲基纖維素醚1.5千克,去離子水260千克配製成 分散劑水溶液;
(3)配製混合單體:將744千克VDC單體和56千克MA單體混合均勻,配製成混合單體;
(4)將700千克去離子水、11千克 PH值緩衝調節劑水溶液加入到3M聚合釜(帶攪拌裝置不鏽鋼聚合釜,長徑比為2:1,三葉錨式槳)中,封釜試壓後用氮氣置換3次,抽真空後加入配製好的160千克混合單體、0.7千克引發劑(過氧化-2-乙基己酸特丁酯)、快速攪拌5分鐘後,加入52.3千克分散劑水溶液。冷分散30分鐘後,在70轉攪拌轉速下向聚合釜夾套通熱水,快速升溫到70℃開始聚合反應,同時以3.3轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.3℃/小時速度升高反應溫度,以160.0千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體,以0.5千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑,以52.3千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液,以50.6千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水;
(5)所有剩餘反應原料補加完成後,繼續以3.3轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.3℃/小時速度升高反應溫度再聚合反應3小時終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫至45℃出料、離心、乾燥。
結果:聚合反應過程平穩,無集中放熱現象,製得白色樹脂,穩定性良好,粘度為1.43,重均分子量(MW)為85361,表觀密度0.87克/立方厘米,三目集中率(60目、80目、100目)為89.69%。
實例2
一種PVDC組合物的製備方法,包括以下步驟:
(1)準備反應原料備用,反應原料組成為:
去離子水1279.6千克、PH值緩衝調節劑:焦磷酸二氫二鈉0.8千克、分散劑:羥丙基甲基纖維素0.6千克、VDC單體730千克、MA單體70千克、引發劑:偶氮二異丁腈2千克。
(2)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將焦磷酸二氫二鈉0.8千克,去離子水11.2千克配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將羥丙基甲基纖維素0.6千克,去離子水258.4千克配製成分散劑水溶液;
(3)配製混合單體:將730千克VDC單體和70千克MA單體混合均勻,配製成混合單體;
(4)將710千克去離子水、12千克 PH值緩衝調節劑水溶液加入到3M聚合釜(帶攪拌裝置不鏽鋼聚合釜,長徑比為2:1,三葉錨式槳)中,封釜試壓後用氮氣置換3次,抽真空後加入配製好的240千克混合單體、0.6千克引發劑(偶氮二異丁腈)、快速攪拌5分鐘後,加入77.7千克分散劑水溶液。冷分散30分鐘後,在80轉攪拌轉速下向聚合釜夾套通熱水,快速升溫到72℃開始聚合反應,同時以3.4轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.2℃/小時速度升高反應溫度,以186.0千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體,以0.3千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑,以36.5千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液,以50.0千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水;
(5)所有剩餘反應原料補加完成後,繼續以3.4轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.2℃/小時速度升高反應溫度再聚合反應2.5小時終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫至45℃出料、離心、乾燥。
結果:聚合反應過程平穩,無集中放熱現象,製得白色樹脂,穩定性良好,粘度為1.41,重均分子量(MW)為81344,表觀密度0.77克/立方厘米,三目集中率(60目、80目、100目)為83.39%。
實例3
一種PVDC組合物的製備方法,包括以下步驟:
(1)準備反應原料備用,反應原料組成為:
去離子水1274.8千克、PH值緩衝調節劑:磷酸氫二鈉0.4千克、分散劑:甲基纖維素1.6千克、VDC單體710千克、MA單體90千克、引發劑:偶氮二異庚腈3.6千克。
(2)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將磷酸氫二鈉0.4千克,去離子水7千克配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將甲基纖維素1.6千克,去離子水220千克配製成分散劑水溶液;
(3)配製混合單體:將710千克VDC單體和90千克MA單體混合均勻,配製成混合單 體;
(4)將690千克去離子水、7.4千克PH值緩衝調節劑水溶液加入到3M聚合釜(帶攪拌裝置不鏽鋼聚合釜,長徑比為2:1,三葉錨式槳)中,封釜試壓後用氮氣置換3次,抽真空後加入配製好的320千克混合單體、1.5千克引發劑(偶氮二異庚腈)、快速攪拌5分鐘後,加入106.5千克分散劑水溶液。冷分散30分鐘後,在90轉攪拌轉速下向聚合釜夾套通熱水,快速升溫到75℃開始聚合反應,同時以5.4轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.4℃/小時速度升高反應溫度,以137.2千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體,以0.4千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑,以53.5千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液,以62.0千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水;
(5)所有剩餘反應原料補加完成後,繼續以5.4轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.4℃/小時速度升高反應溫度再聚合反應2小時終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫至45℃出料、離心、乾燥。
結果:聚合反應過程平穩,無集中放熱現象,製得白色樹脂,穩定性良好,粘度為1.42,重均分子量(MW)為84082,表觀密度0.83克/立方厘米,三目集中率(60目、80目、100目)為87.18%。
實例4
一種PVDC組合物的製備方法,包括以下步驟:
(1)準備反應原料備用,反應原料組成為:
去離子水1278千克、PH值緩衝調節劑:檸檬酸1.5千克、分散劑:甲基纖維素醚0.5千克、VDC單體760千克、MA單體40千克、引發劑:過氧化十二醯2.8千克。
(2)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將檸檬酸1.5千克,去離子水8千克配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將甲基纖維素醚0.5千克,去離子水200千克配製成分散劑水溶液;
(3)配製混合單體:將760千克VDC單體和40千克MA單體混合均勻,配製成混合單體;
(4)將715千克去離子水、9.5千克 PH值緩衝調節劑水溶液加入到3M聚合釜(帶攪拌裝置不鏽鋼聚合釜,長徑比為2:1,三葉錨式槳)中,封釜試壓後用氮氣置換3次,抽真空後加入配製好的400千克混合單體、1.4千克引發劑(過氧化十二醯)、快速攪拌5分鐘後,加入127.8千克分散劑水溶液。冷分散30分鐘後,在45轉攪拌轉速下向聚合釜夾套通熱水,快速升溫到71.5℃開始聚合反應,同時以4.0轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.8℃/小時速度升高反應溫度,以88.0千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體,以0.3千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑,以28.5千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液,以45.5千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水;
(5)所有剩餘反應原料補加完成後,繼續以4.0轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.8℃/小時速度升高反應溫度再聚合反應3.5小時終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫至45℃出料、離心、乾燥。
結果:聚合反應過程平穩,無集中放熱現象,製得白色樹脂,穩定性良好,粘度為1.43,重均分子量(MW)為84796,表觀密度0.86克/立方厘米,三目集中率(60目、80目、100目)為85.21%。
實例5
一種PVDC組合物的製備方法,包括以下步驟:
(1)準備反應原料備用,反應原料組成為:
去離子水1292.6千克、PH值緩衝調節劑:焦磷酸鈉1.6千克、分散劑:甲基纖維素醚1.0千克、VDC單體740千克、MA單體60千克、引發劑:過氧化二苯甲醯1.65千克。
(2)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將焦磷酸鈉1.6千克,去離子水12.6千克配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將甲基纖維素醚1.0千克,去離子水270千克配製成分散劑水溶液;
(3)配製混合單體:將740千克VDC單體和60千克MA單體混合均勻,配製成混合單體;
(4)將720千克去離子水、14.2千克 PH值緩衝調節劑水溶液加入到3M聚合釜(帶攪 拌裝置不鏽鋼聚合釜,長徑比為2:1,三葉錨式槳)中,封釜試壓後用氮氣置換3次,抽真空後加入配製好的640千克混合單體、0.99千克引發劑(過氧化二苯甲醯)、快速攪拌5分鐘後,加入163.0千克分散劑水溶液。冷分散30分鐘後,在60轉攪拌轉速下向聚合釜夾套通熱水,快速升溫到73℃開始聚合反應,同時以5.0轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.5℃/小時速度升高反應溫度,以84.2千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體,以0.1千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑,以27.0千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液,以55.0千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水;
(5)所有剩餘反應原料補加完成後,繼續以5.0轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.5℃/小時速度升高反應溫度再聚合反應2.2小時終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫至45℃出料、離心、乾燥。
結果:聚合反應過程平穩,無集中放熱現象,製得白色樹脂,穩定性良好,粘度為1.42,重均分子量(MW)為83944,表觀密度0.87克/立方厘米,三目集中率(60目、80目、100目)為91.93%。
實例6
一種PVDC組合物的製備方法,包括以下步驟:
(2)準備反應原料備用,反應原料組成為:
去離子水1288.4千克、PH值緩衝調節劑:焦磷酸鈉0.38千克、分散劑:甲基纖維素醚1.0千克、VDC單體755千克、MA單體45千克、引發劑:過氧化-2-乙基己酸特丁酯4千克。
(2)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將焦磷酸鈉0.38千克,去離子水9.4千克配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將甲基纖維素醚1.0千克,去離子水259千克配製成分散劑水溶液;
(3)配製混合單體:將755千克VDC單體和45千克MA單體混合均勻,配製成混合單體;
(4)將708千克去離子水、9.78千克 PH值緩衝調節劑水溶液加入到3M聚合釜(帶攪拌裝置不鏽鋼聚合釜,長徑比為2:1,三葉錨式槳)中,封釜試壓後用氮氣置換3次, 抽真空後加入配製好的560千克混合單體、2.8千克引發劑(過氧化-2-乙基己酸特丁酯)、快速攪拌5分鐘後,加入182.0千克分散劑水溶液。冷分散30分鐘後,在55轉攪拌轉速下向聚合釜夾套通熱水,快速升溫到78℃開始聚合反應,同時以5.7轉/小時速度增大攪拌轉速,以1.5℃/小時速度升高反應溫度,以68.5千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體,以0.2千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑,以22.3千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液,以52.0千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水;
(5)所有剩餘反應原料補加完成後,繼續以5.7轉/小時速度增大攪拌轉速,以1.5℃/小時速度升高反應溫度再聚合反應3小時終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫至45℃出料、離心、乾燥。
結果:聚合反應過程平穩,無集中放熱現象,製得白色樹脂,穩定性良好,粘度為1.43,重均分子量(MW)為84872,表觀密度0.86克/立方厘米,三目集中率(60目、80目、100目)為90.47%。
實例7
一種PVDC組合物的製備方法,包括以下步驟:
(1)準備反應原料備用,反應原料組成為:
去離子水1307.8千克、PH值緩衝調節劑:焦磷酸二氫二鈉1.2千克、分散劑:羥丙基甲基纖維素0.75千克、VDC單體705千克、MA單體95千克、引發劑:過氧化-2-乙基己酸特丁酯2.3千克。
(2)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將焦磷酸二氫二鈉1.2千克,去離子水11.8千克配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將羥丙基甲基纖維素0.75千克,去離子水250千克配製成分散劑水溶液;
(3)配製混合單體:將705千克VDC單體和95千克MA單體混合均勻,配製成混合單體;
(4)將726千克去離子水、13.0千克 PH值緩衝調節劑水溶液加入到3M聚合釜(帶攪拌裝置不鏽鋼聚合釜,長徑比為2:1,三葉錨式槳)中,封釜試壓後用氮氣置換3次,抽真空後加入配製好的480千克混合單體、1.8千克引發劑(過氧化-2-乙基己酸特丁酯)、快 速攪拌5分鐘後,加入200.0千克分散劑水溶液。冷分散30分鐘後,在96轉攪拌轉速下向聚合釜夾套通熱水,快速升溫到74℃開始聚合反應,同時以3.0轉/小時速度增大攪拌轉速、以2.0℃/小時速度升高反應溫度、以40.0千克/小時的速度連續補加剩餘的混合單體,以0.07千克/小時的速度連續補加剩餘的引發劑,以11.0千克/小時的速度連續補加剩餘的分散劑水溶液、以49.0千克/小時的速度連續補加剩餘的去離子水;
(5)所有剩餘反應原料補加完成後,繼續以3.0轉/小時速度增大攪拌轉速,以2.0℃/小時速度升高反應溫度再聚合反應4小時終止聚合反應,真空脫出殘留單體,降溫至45℃出料、離心、乾燥。
結果:聚合反應過程平穩,無集中放熱現象,製得白色樹脂,穩定性良好,粘度為1.40,重均分子量(MW)為76003,表觀密度0.85克/立方厘米,三目集中率(60目、80目、100目)為82.45%。
對比例
一種PVDC組合物的製備方法,包括以下步驟:
(1)準備反應原料備用,反應原料組成為:
去離子水1274千克、PH值緩衝調節劑:焦磷酸鈉1千克、分散劑:甲基纖維素醚1.5千克、VDC單體780千克、MA單體20千克、引發劑:過氧化-2-乙基己酸特丁酯3.5千克。
(1)配製PH值緩衝調節劑水溶液和分散劑水溶液:將焦磷酸鈉1千克,去離子水10千克配製成PH值緩衝調節劑水溶液;將甲基纖維素醚1.5千克,去離子水260千克配製成分散劑水溶液;
(2)配製混合單體:將780千克VDC單體和20千克MA單體混合均勻,配製成混合單體;
(3)將700千克去離子水、PH值緩衝調節劑水溶液加入到3M聚合釜中;封釜試壓後用氮氣置換3次,抽真空後加入混合單體、引發劑、快速攪拌5分鐘後,把分散劑水溶液加入到聚合釜中,最後補加去離子水304千克。冷分散30分鐘後,在170轉攪拌轉速下,向聚合釜夾套通熱水把聚合溫度控制在80℃進行恆溫反應,反應480分鐘後結束 反應。
結果:聚合到130分鐘時有集中放熱現象,製得白色樹脂,穩定性差,粘度為1.42,重均分子量(MW)為83786,表觀密度0.87克/立方厘米,三目集中率(60目、80目、100目)為90.76%。
將實施例1~7和對比例製得的PVDC組合物在MACRO生產的多層共擠擠出機(JHC-12718)上進行的吹膜試驗。試驗過程如下:
先分別將實施例1~7和對比例製得的PVDC組合物各稱取50千克加入到帶溫控系統的混合器中,混合預熱到50℃,先後加入0.1千克硬脂酸醯胺、0.45千克環氧大豆油ESO、3千克氯化聚乙烯,再以30℃/小時的速度升溫到80℃,混合1小時後,降至常溫出料熟化,得到熟化好的共聚PVDC-MA樹脂。
再分別將實施例1~7和對比例所得的熟化好的共聚PVDC-MA樹脂和PE樹脂、EVA樹脂分別手動加入擠出機,在表1、表2設定的溫度下,樹脂經螺桿剪下塑化輸送到同一模頭,經風環冷卻、吹漲,穩泡器穩泡,人字架拉伸,360°震盪牽引,導輥引膜,切邊,最後引入收卷機完成試驗樣品膜收卷。
擠出機加工參數設定見表1、表2,表中:
Z1代表擠出機螺桿第一段溫度,Z2代表擠出機螺桿第二段溫度,Z3代表擠出機螺桿第三段溫度,Z4代表擠出機螺桿第四段溫度。
表1擠出機溫度指標(單位:℃)
表2模頭各層溫度及輔助設備溫度(單位:℃)
多層共擠薄膜阻隔性檢測結果見表3,其中透氧性能按GB/T19789執行,透水性能按GB/T1037執行,透明度通過美國Oakland透明度測試儀RT-6000測試,膜面均勻性按GB/T6672執行。
表3多層共擠薄膜阻隔性檢測結果
榮譽表彰
2020年7月14日,《一種PVDC組合物的製備方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。