基本介紹
- 中文名：二元引發劑
- 別名：複合引發劑
- 常見：二元光引發劑等
- 領域：化學工業
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一種本體聚氯乙烯生產工藝方法
包括預聚合和聚合階段。本發明通過採用新型引發劑Luperox701M70替代原有引發劑LPO，聚合反應使用新的二元複合引發劑配方體系，使本體聚合反應放熱均衡，有利於體系傳熱，聚合壓力控制更平穩，聚合反應熱易於控制，減少了產品結塊，降低了B級品率，改善了PVC樹脂熱穩定性，產品內在質量得到提高，有利於提高產品後加工性能。
技術領域
本發明涉及氯乙烯聚合反應工藝，確切說涉及一種用氯乙烯本體法生產聚氯乙烯的工藝方法。
背景技術
生產聚氯乙烯（PVC）樹脂，主要有懸浮聚合、本體聚合、乳液聚合和微懸浮聚合4種方法，懸浮聚合法產量占80%，本體聚合法占10%，乳液和微懸浮聚合法占10%。
本體法聚合採用間歇式操作，其工藝流程分兩步進行：（1）預聚合：在預聚合釜進行，加入VCM總量的1/3.1/2和引發劑，轉化率控制在8%.12%；（2）聚合：在聚合釜中進行，把預聚合的全部物料轉入後，再加入剩餘的1/2.2/3VCM，補足引發劑，總轉化率達到70%.85%，結束聚合，脫除未反應的VCM，冷凝後回收，經汽提的MPVC通過出料風機送到後處理工序分級、均化，成品送至包裝系統。
發明內容
為解決現有技術中聚合反應過程後期壓力波動批次多，B級品率高，產品優級品率偏低存在的問題，本發明開發一種新的二元複合引發劑配方體系，使用一種新型引發劑Luperox 701M70即過氧化新庚酸叔丁酯，替代原有配方中的後期引發劑LP0即過氧化十二烷醯，新的二元複合引發劑配方體系為EHPD+701M70體系。
按照以下方法生產本體聚氯乙烯7型樹脂：
（1）預聚合：在預聚合釜完成真空置換後，用單體栗將部分液態氯乙烯單體輸送入預聚合釜中，再加入引發劑過氧化二碳酸二乙基己酯（EHPD），然後將溫度升高至68°C，壓力為1.2MPa，進行預聚合反應，反應15分鐘後得到“種子”；
（2）聚合：將聚合助劑A和聚合助劑B以及質量濃度為20%的硝酸溶液一起加入聚合釜內，並對聚合釜進行真空置換；然後向聚合釜中再加入剩餘的氯乙烯單體，並加入步驟⑴得到的“種子”，再加入引發劑過氧化二碳酸二乙基己酯（EHPD）和引發劑過氧化新庚酸叔丁酯（Luperox 701M70），然後在聚合釜殼體夾層中通入80°C的熱水對混合物料進行加熱，引發聚合反應，在加熱物料的同時用攪拌器進行攪拌，使物料溫度壓力均勻，直至聚合釜內壓力升到9.7kg/cm，聚合溫度升到62°C，保持聚合反應時間3h後，聚合反應結束，再對未反應完VCM進行脫氣回收，蒸汽汽提後得到聚氯乙烯樹脂；
（3）聚合釜完成出料後，採用高壓沖洗裝置從聚合釜上自動伸入釜內，用30MPa壓力的高壓水清洗聚合釜，由程式控制在不同位置清洗釜壁和攪拌上粘附的聚合物。
]其中，步驟⑴中引發劑EHPD的加入量是聚合氯乙烯單體總質量0.04%。
步驟（2）中聚合助劑B是增稠劑巴豆酸、乙酸乙基脂共聚物，其加入量是聚合氯乙烯單體的總質量的0.0006%。
步驟（2）中硝酸溶液的加入量是聚合氯乙烯單體總質量0.006%。
步驟（1）和步驟（2）加入的氯乙烯單體的質量比為：（1~2）：1。
步驟（2）中引發劑過氧化二碳酸二乙基己酯（EHPD）加入量是聚合氯乙烯單體總質量的0.04%。
步驟（2）中引發劑過氧化新庚酸叔丁酯（Luperox 701M70）加入量是聚合氯乙稀單體總質量的0.007%。
體系內殘留引發劑較少，等壓脫氣易於控制，減少結塊，降低B級品率。該引發劑體系存在聚合反應放熱均衡，產品中殘留引發劑少的優點。
有益效果
本發明採用新型引發劑Luperox 701M70替代原有引發劑LP0，聚合反應使用新的二元複合引發劑配方體系，取得明顯效果：
1、由於701M70半衰期較LP0短得多，與EHPD搭配可以彌補聚合反應後期反應弱的缺點，更適合本體聚合過程相變比較複雜的聚合體系，新型複合引發劑配方體系可以使本體聚合反應放熱均衡，有利於體系傳熱，聚合壓力控制更平穩；
2、由於聚合反應放熱均衡，聚合過程更平穩，聚合反應熱易於控制，減少了產品結塊，降低了B級品率；
3、由於聚合壓力平穩，聚合放熱均衡，避免了聚合過程中局部過熱情況，改善了PVC樹脂熱穩定性，產品內在質量得到提高，有利於提高產品後加工性能。
引發劑
簡介
引發劑一般是帶有弱鍵、易分解成活性種的化合物，其中共價鍵有均裂和異裂兩種形式。又稱啟動劑。能使正常細胞轉變為顯性腫瘤細胞的化學致癌物。引發劑具有下述特點：本身有致癌性，必須在促長劑之前給予，單次接觸或染毒即可產生作用，其作用可累加，而不可逆，不存在閾量；可產生親電子物質與細胞大分子（DNA）共價結合，絕大多數為致突變物。例如，反-4-乙醯氨基茋為引發劑。
引發劑能引發單體進行聚合反應的物質。不飽和單體聚合活性中心有自由基型、陰離子型、陽離子型和配位化合物等，目前在膠黏劑工業中套用最多的是自由基型，它表現出獨特的化學活性，在熱或光的作用下發生共價鍵均裂而生成兩個自由基，能夠引發聚合反應。
引發劑在膠黏劑和密封劑的研究和生產中作用很大，丙烯酸酯溶劑聚合製備壓敏膠，醋酸乙烯溶劑聚合製造建築膠和建築密封膠，合成苯丙乳液、乙丙乳液、VAE乳液、丁苯膠乳、氯丁膠乳、白乳膠等，接枝氯丁膠黏劑，sBs接枝膠黏劑，不飽和聚酯樹脂交聯固化，厭氧膠固化，快固丙烯酸酯結構膠黏劑固化等，都必須利用引發劑。引發劑可以直接影響聚合反應過程能否順利進行，也會影響聚合反應速率，還會影響產品的儲存期。
分類
1、有機過氧化物引發劑
有機過氧化合物分為如下6類：
（1）醯類過氧化物（過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯）。
（6）二碳酸酯過氧化物（過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環己酯）。
有機過氧化物的活性次序為：二碳酸酯過氧化物>醯類過氧化物>酯類過氧化物>二烷基過氧化物>氫過氧化物。
2、無機過氧化物引發劑
3、偶氮類引發劑
偶氮類引發劑有偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈，屬低活性引發劑。常用的為偶氮二異丁腈，使用溫度範圍50～65℃，分解均勻，只形成一種自由基，無其他副反應。比較穩定，純粹狀態可安全儲存，但在80～90℃也急劇分解。其缺點是分解速率較低，形成的異了腈自由基缺乏脫氫能力，故不能用作接枝聚合的引發劑。
偶氮二異庚腈活性較大，引發效率高，可以取代偶氮二異丁腈。而偶氮二異丁酸二甲酯（AIBME）引發活性適中，聚合反應易控，聚合過程無殘渣，產品轉化率高，分解產物無害，是偶氮二異丁腈（AIBN）的最佳替代品。
4、氧化還原引發劑
過氧化物引發劑和偶氮類引發劑分解溫度較高（50～100℃），限制了在低溫聚合反應的套用。氧化還原引發體系是利用氧化劑和還原劑之間的電子轉移所生成的自由基引發聚合反應。因此氧化還原引發劑較之熱分解引發劑具有可以在較低溫度（0～50℃）下引發聚合反應，其優點可以提高反應速率，降低能耗。可構成氧化還原體系的有過氧化苯甲醯/蔗糖、叔丁基過氧化氫/雕白塊、叔丁基過氧化氫/焦亞硫酸鈉、過氧化苯甲醯/N，N-二甲基苯胺。過硫酸銨/亞硫酸氫鈉、過硫酸鉀/亞硫酸氫鈉、過氧化氫/酒石酸、過氧化氫/吊白塊、過硫酸銨/硫酸亞鐵、過氧化氫/硫酸亞鐵、過氧化苯甲醯/N，N-二乙基苯胺、過氧化苯甲醯/焦磷酸亞鐵、過硫酸鉀/硝酸銀、過硫酸鹽/硫醇、異丙苯過氧化氫/氯化亞鐵、過硫酸鉀/氯化亞鐵、過氧化氫/氯化亞鐵、異丙苯過氧化氫/四乙烯亞胺等。其中叔丁基過氧化氫/焦亞硫酸鈉反應速度最為適宜。
