李春軍（天津渤天化工有限責任公司，天津300480）

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糊樹脂手套料MP
—1700G試驗研究

李春軍
（天津渤天化工有限責任公司，天津300480）

摘要：通過在30 L小試聚合裝置上研究了糊樹脂手套專用料MP—1700G的均化時間、均化轉(zhuǎn)速、引發(fā)劑和乳化劑對產(chǎn)品質(zhì)量及反應(yīng)過程的影響規(guī)律，確定了最優(yōu)的工藝參數(shù)和配方條件。

關(guān)鍵詞：糊樹脂；均化；引發(fā)劑；乳化劑

國內(nèi)糊樹脂手套專用料，實際生產(chǎn)和銷售PVC糊樹脂手套料有4家，其中，生產(chǎn)低粘度糊樹脂手套料的廠家有天津化工廠、沈陽化工廠、湖北山水等；生產(chǎn)高粘度糊樹脂手套料的廠家有安徽中鹽紅四方等。國產(chǎn)樹脂相比于進口產(chǎn)品存在的問題是：初始粘度不穩(wěn)定，經(jīng)時變化大；增塑糊脫泡性差，手套制品針孔率高；泡沫多，不易過濾；手套制品發(fā)粘，拉伸強度低；產(chǎn)品熱穩(wěn)定性差，容易變色發(fā)黃。為了解決上述問題，還需要在工藝配方、工藝控制條件等方面創(chuàng)新改進，才能使產(chǎn)品在聚合度、粘度、雜質(zhì)及穩(wěn)定性方面滿足客戶的要求。天津渤天化工有限責任公司生產(chǎn)的糊樹脂手套專用料MP—1700G是微懸浮法生產(chǎn)，具有聚合度高、糊黏度低、容易脫泡、塑化速度快、剝離強度小、拉伸強度高等特點，能夠滿足一次性PVC手套的生產(chǎn)要求。除此之外，良好的透明性及塑化性能在透明制品、耐磨制品表面層等應(yīng)用領(lǐng)域的性能優(yōu)勢也很明顯，受到用戶的歡迎。本文主要進行了30 L小試聚合裝置的工藝參數(shù)優(yōu)化，確定了穩(wěn)定的試驗條件。

1　主要原料

SLS：有效成分≥90%，吳江凱達化工廠；

SDS：濃度30%，日本；

CAL：有效成分99%，吳江市集星化學廠；

EEP：濃度50%，山東宏泰化工有限公司；

ABVN：固體，山東宏泰化工有限公司；

VCM：純度＞99.9%，天津渤天化工自產(chǎn)；

無離子水：硬度≤1 10-6，天津渤天化工自產(chǎn)。

2　主要設(shè)備

聚合釜：夾套帶攪拌30 L，攪拌轉(zhuǎn)速0～460r/min，電機功率0.75 kW，華遠化工機械裝備有限公司；

預混釜：夾套帶攪拌30 L，攪拌轉(zhuǎn)速0～460r/min，電機功率0.75 kW，華遠化工機械裝備有限公司；

均化泵：類型ERS2000，剪切速率0-14000r/min，上海依肯機械設(shè)備有限公司；

噴霧干燥器：型號093-2209，丹麥Nero公司。

3　工藝流程

先向潔凈的預混釜內(nèi)加入定量的無離子水，在攪拌的情況下加入引發(fā)劑和溶有助劑的乳化劑，蓋好釜蓋壓入定量單體，開啟均化泵進行均化，均化后的物料壓入聚合釜內(nèi)，升溫到規(guī)定溫度后開始聚合，當壓力降到指定壓力時出料。物料經(jīng)濾網(wǎng)過濾后由加料泵輸送進入噴霧干燥器脫出水分，粉料通過研磨后取樣。

4　試驗方案與討論

4.1均化條件

PVC糊樹脂粒徑是由分散了的VCM單體液滴的粒徑?jīng)Q定。一般認為膠乳中的粒子的粒徑分布最好在0.1～2.0 μm（平均粒徑1.0 μm）。在制成增塑糊的過程中，較小的粒子分散在大粒子之間，起到填充效應(yīng)，置換出原來填充在大粒子之間的增塑劑，使樹脂黏度降低，對加工有利。膠乳粒徑大于2.0 μm，機械穩(wěn)定性變差；膠乳粒徑小于0.1 μm時，糊性能變差。想要粒徑分布適中，要利用均化裝置將物料分散成小液滴，使體系穩(wěn)定，不破乳不聚并。

試驗條件：T =46℃，VCM∶H2O =1.1∶1，EEP∶ABVN=1∶1；主乳化劑∶助乳化劑=3∶5。在不同實驗條件下的數(shù)據(jù)見表1。

表1　在不同條件下實驗數(shù)據(jù)

從試驗結(jié)果分析，均化泵均化時間一樣，均化轉(zhuǎn)數(shù)由高到低時樹脂平均粒徑逐漸增大；當均化泵均化轉(zhuǎn)數(shù)一樣，均化時間減少時樹脂平均粒徑逐漸增大。由試驗數(shù)據(jù)可以看出條件9、10膠乳都出現(xiàn)粗粒子，說明均化泵轉(zhuǎn)數(shù)不能低于2 000 r/min，在轉(zhuǎn)數(shù)為3 000 r/min時不能低于20 min；條件1、2、3、4的平均粒徑偏小，其中，1、2、3膠乳泡沫過多不利于過篩影響后加工；條件5、6、7、8平均粒徑和膠乳狀態(tài)均符合要求。

4.2引發(fā)劑用量

引發(fā)劑種類和用量對聚合時間起決定性作用，同時還影響PVC糊樹脂質(zhì)量。MP-1700G要求樹脂聚合反應(yīng)溫度約為46℃，應(yīng)選用半衰期與反應(yīng)時間相當?shù)囊l(fā)劑，使反應(yīng)在較均勻的速度下進行。本試驗選擇有機過氧化類高活性引發(fā)劑EEP（過氧化二碳酸二（2-乙氧基）乙酯）和偶氮類中活性引發(fā)劑ABVN（偶氮二異庚腈）復合，EEP在t1/2=10 h分解溫度40℃，ABVN在t1/2=10 h分解溫度51℃，與反應(yīng)溫度相當。反應(yīng)前期EEP起作用，反應(yīng)后期ABVN起作用。如果單一使用EEP，反應(yīng)前期劇烈，引發(fā)劑迅速消耗完，后期會大量補充熱水以維持反應(yīng)溫度：如果單一使用ABVN，前期基本不反應(yīng)，后期會出現(xiàn)壓力、溫度的“翹尾”現(xiàn)象。這些不穩(wěn)定的反應(yīng)過程會導致樹脂顆粒形態(tài)不規(guī)整，熱穩(wěn)定性下降，本部分主要研究EEP和ABVN用量，見表2。

試驗條件：T=46℃；VCM∶H2O=1.1∶1；主乳化劑∶助乳化劑=3∶5；均化轉(zhuǎn)速：3 000 r/min，均化時間：2 min。

表2　EEP和ABVN用量反應(yīng)情況

引發(fā)劑EEP水分解率為98%，ABVN水分解率為17%。由試驗現(xiàn)象可以看出，引發(fā)劑EEP用量為21 mL，ABVN用量為19 g時反應(yīng)情況最好。

4.3乳化劑用量

乳化劑是微懸浮聚合體系的重要組分，是生成穩(wěn)定乳液的重要條件。通常選用乳化能力強的陰離子型表面活性劑為主乳化劑，非離子型表面活性劑為輔助乳化劑，加入非離子型表面活性劑可以增加主乳化劑的分散能力和對乳液的穩(wěn)定性，從而提高糊性能，不同乳化劑大的實驗數(shù)據(jù)見表3。

從反應(yīng)結(jié)果來看，在烷基硫酸鹽0.6%、混合醇1.0%～1.3%時，體系穩(wěn)定，產(chǎn)品物化性能符合指標要求，乳液平均粒徑接近1.0 μm，固含量在39%左右，樹脂B型粘度較低?？紤]烷基硫酸鹽與混合醇的配比關(guān)系與混合醇對烷基硫酸鈉的溶解度，選擇烷基硫酸鹽0.6%，混合醇1.0%時條件最佳，此時膠乳體系穩(wěn)定，樹脂B型黏度最低為3 260 mPa·s，固含量39.3%，烷基硫酸鹽與混合醇的比例是3∶5。

表3　不同乳化劑大的實驗數(shù)據(jù)

5　小結(jié)

（1）PVC糊樹脂的成糊性和流變性是粒度和粒度分布的函數(shù)，控制平均粒徑及粒徑分布的主要因素是均化泵的均化條件，包括均華轉(zhuǎn)速和時間。通過調(diào)整2個變量，基本確定均化轉(zhuǎn)速3 000～4 000 r/min，均化時間20～25 min時，膠乳平均粒徑接近1.0 μm，且大小粒子分布適中。

（2）MP—1700G糊樹脂手套專用料選取不同活性的引發(fā)劑EEP和ABVN復合，因EEP水分解率大于ABVN，相對增加EEP用量。結(jié)合實際傳熱情況、反應(yīng)時間、轉(zhuǎn)化率、壓降等情況，確定適宜的配比用量。但要考慮到小試試驗裝置的特殊性，放大到生產(chǎn)時，引發(fā)劑用量要根據(jù)工況條件適當縮小。

（3）烷基硫酸鹽和混合醇的復合適用量分別為0.6%和1.0%。否則，達不到乳化劑臨界膠束濃度時，易出現(xiàn)雪花膏狀破乳現(xiàn)象。在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，還要考慮其他影響因素，增加20%的緩沖量。

Experimental study of paste resin glove material MP - 1700 G

LI Chun-jun
（Tianjin Botian Chemical Co.，Ltd.，Tianjin 300480，China）

Abstract：In the 30 L taking polymerization device paste resin is studied in gloves for MP - 1700 G of homogenization，homogenizing speed，initiator and emulsifier and reaction process，the influence law of the quality of product，to determine the optimal process parameters and conditions.

Key words：paste resin；homogenization；initiator；emulsifier

中圖分類號：TQ325.3

文獻標識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）02-0016-02

收稿日期：2015-08-21