一种基于微悬浮法的聚氯乙烯糊树脂装置的制作方法

1.本实用新型涉及通用塑料制备技术领域，具体为一种基于微悬浮法的聚氯乙烯糊树脂装置。


背景技术：

2.聚氯乙烯糊树脂是重要的通用塑料之一，此种树脂主要以制成糊状形式来应用，故人们常把此种树脂称为糊树脂。在后加工中，聚氯乙烯糊树脂同增塑剂混合后经搅拌形成稳定的悬浮液，行业内将这种未加工状态下的独特液体形式称作pvc增塑糊或pvc溶胶。pvc糊树脂粒度微细，干燥后的成品粒子(二次粒子)粒径为30～70μm，其质地如滑石粉，具有不流动性。通过对糊树脂内部机理的大量研究，糊树脂性能主要取决于糊树脂聚合后的胶乳粒子 (初级粒子)大小及其粒度分布，一般初级粒子粒径为0.1～2.0μm。
3.在pvc糊树脂的生产中，最主要的生产工艺就是种子乳液法和微悬浮聚合法，而用微悬浮法生产的树脂有乳液法树脂无法达到的某些优良性能。微悬浮聚合方法从20世纪60年代中期开始工业化并日益壮大，目前该工艺在pvc糊树脂生产中占有举足轻重的作用。
4.顾名思义，微悬浮聚合法就是像悬浮法那样使用乳化剂分散，用油溶性引发剂在稳定的细小氯乙烯单体液滴中引发聚合，生成适当粒径的聚氯乙烯胶乳的工艺方法。在此种聚合过程中，首先氯乙烯单体必须分散成0.1
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2μm 左右的液滴，并在整个聚合过程中保持稳定，其次，聚合反应必须在单体液滴中完成，这就是
5.微悬浮聚合法的主要特征。从颗粒度来看，悬浮聚合的颗粒度一般在 50～200μm，乳液聚合后的胶乳粒子一般在0.1～0.5μm，而微悬浮的胶乳粒子一般在0.1～2μm，因此称它为“微悬浮”(micro
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suspension)聚合。与乳液法相比它有以下特征：
6.(1)在聚合一开始，氯乙烯单体液滴就必须稳定在0.1
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2μm粒径范围内，这样才能保证所得的聚合物胶乳具有合适的粒径分布，因此，对单体分散的条件要求远远高于乳液法和悬浮法，光靠聚合釜的搅拌作用是不能达到此目的的，这就必须使用高剪切作用的均化装置，如均化器，分散泵(高速泵) 等。微悬浮聚合法的关键之处就是制备好0.1
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2μm粒径范围的氯乙烯单体乳液，一般称这一过程为均化过程，尽管具体工艺中所用手段各不同，但均化过程是必不可少的。
7.(2)反应必须在单体液滴中进行，尽量减少水相聚合以减少水相中新的小粒子生成，以免影响胶乳粒径的分布，故引发剂必须选用油溶性的。
8.(3)氯乙烯单体乳液必须是足够稳定的。如果反应后期过程的搅拌作用不当，可能使胶乳破乳或使胶乳粒子聚集，形成大量沙状沉淀物，因此不能像悬浮法那样，只靠搅拌作用来保证单体液滴的分散，故在微悬浮聚合中使用乳化剂，乳化剂的作用不像乳液聚合那样，起到控制粒子数量和反应速度那样重要的作用，它却像悬浮聚合法中的保护胶体，只起到分散和稳定胶乳粒子的作用，因此在乳化剂用量上，没有乳液法那样严格。
9.该生产工艺需特别注意以下几个影响因素：保证聚合体系组分的均化效果；搅拌速度；聚合釜的温度控制平稳；水与单体之比恰当。用这种方法生产的聚氯乙烯糊树脂的粒
径大小与分布适中，流动性优良，乳化剂用量少，树脂的热稳定性和抗水性均得到了改善，是目前世界范围内最为广泛使用的方法。
10.传统的氯乙烯微悬浮聚合分为化学品配制、聚合、回收放料、喷雾干燥及粉碎包装等几个工序上存在以下方面不足：
11.(1)化学品配制：普通微悬浮聚合的均化过程是氯乙烯单体、纯水、引发剂和乳化剂等按一定流速加入分散罐，依靠分散罐内强机械搅拌及分散加料泵将单体均化成小液滴，边均化边进入聚合釜。在实际的均化过程中，整批物料的均化次数、时间较长，导致均化后的液滴粒径分布较宽，影响树脂胶乳的一次粒径，造成最终产品质量不高。
12.(2)聚合：聚合反应产生的热量传统上都是通过聚合釜外壁的水夹套冷却管移出，由于与反应物料换热面积小，移出反应热时间长，聚合温度变化较大，不利于初级粒子大小稳定形成，最终也造成了糊树脂产品质量不高和生产能力较低的状况。
13.(3)回收放料：传统工艺放料槽去喷雾干燥前的含固量为45％～47％，由于含液量较大，后道工序消耗的蒸汽量较多，产品成本较大。
14.(4)喷雾干燥粉碎：由于糊树脂黏度的大小与雾化效果有直接关系，雾化轮直径或转速直接影响液滴的大小，进而影响产品黏度。转速越大液滴直径越小，糊树脂质量就越好，目前生产装置中，雾化器转速均为15000r/min 转以下，转速相对较低，干燥器内壁抛光度250#，使糊树脂易在干燥器挂壁搭桥，因此要采用手动或自动高压清洗设备来定期冲洗，增加了能耗和物耗，降低了设备使用效率。


技术实现要素：

15.本实用新型的目的在于提供一种基于微悬浮法的聚氯乙烯糊树脂装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
16.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于微悬浮法的聚氯乙烯糊树脂装置，包括纯水罐、纯水泵、分散泵、分散罐、管道混合器、溶解罐、vcm储槽、釜顶回流冷凝器、胶乳回收泵、放料罐、分离罐、水环真空泵、液体振动筛、水封罐、喷雾干燥器、空气加热器、送风机、出风机、成品袋滤排风机、包装机、成品料仓、粉碎机、干燥袋滤排风机、干燥袋滤器、水罐、第二胶乳加料泵、超细过滤器、乳胶储罐、料渣储罐、第一胶乳加料泵、放料泵、聚合釜、粉末捕集器、粉碎袋滤器和包装袋滤器，所述纯水罐与溶解罐连接，所述溶解罐、vcm储槽与管道混合器连接，所述分散罐与管道混合器以及分散泵连接，所述分散泵与聚合釜连接，聚合釜与釜顶回流冷凝器、分离罐、粉末捕集器以及胶乳回收泵连接，分离罐与水环真空泵、胶乳回收泵连接、水环真空泵与水封罐连接，粉末捕集器依次通过放料泵、放料罐、第一胶乳加料泵、液体振动筛、乳胶储罐、超细过滤器连接与喷雾干燥器连接，且液体振动筛与料渣储罐连接，所述超细过滤器分别与乳胶储罐、水罐连接，且第二胶乳加料泵的输出端与输入端分别与乳胶储罐以及超细过滤器连接，所述喷雾干燥器通过干燥袋滤器、粉碎袋滤器、粉碎机、包装袋滤器、成品料仓与包装机连接，且喷雾干燥器还与空气加热器连接，所述粉碎袋滤器与出风机连接，所述包装袋滤器与成品袋滤排风机连接，所述干燥袋滤排风机与干燥袋滤器连接。
17.优选的，所述纯水罐上设有纯水泵，且纯水泵的输出端与输入端分别与纯水罐的底部以及端口对接连通。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该基于微悬浮法的聚氯乙烯糊树脂装置组成合理，具有以下优点：
19.通过设置的物料入均化罐前设置的管道混合器实现了各物料充分、均匀、有效的预混合,有利于均化后一次粒子的形成与稳定,这是保证聚合反应顺利进行的关键；
20.通过设置的采用釜顶回流冷凝器,扩大了釜的传热面积,缩短了聚合反应时间，提高了釜的生产能力。
21.根据乳胶浓缩原理，采用超细过滤器，降低蒸汽消耗量，将聚合后的乳胶含固量由45％～47％左右提高到52％，降低蒸汽消耗量。
22.通过设置的喷雾干燥器：其中雾化器转速参数为18000r/min，干燥器内壁抛光度350#，高速旋转保证了物料粒度均匀，抛光度的提高保证了物料良好的流动性，杜绝了干燥器内结块架桥等故障，取消了传统高压清洗水装置。节省了物耗、能耗、提高了糊树脂产量。
附图说明
23.图1为微悬浮法的聚氯乙烯糊树脂装置工艺流程示意图。
24.图中：1、纯水罐；2、纯水泵；3、分散泵；4、分散罐；5、管道混合器； 6、溶解罐；7、vcm储槽；8、釜顶回流冷凝器；9、胶乳回收泵；10、放料罐； 11、分离罐；12、水环真空泵；13、液体振动筛；14、水封罐；15、喷雾干燥器；16、空气加热器；17、送风机；18、排风机；19、成品袋滤排风机； 20、包装机；21、成品料仓；22、粉碎机；23、干燥袋滤排风机；24、干燥袋滤器；25、水罐；26、第二胶乳加料泵；27、超细过滤器；28、乳胶储罐； 29、料渣储罐；30、第一胶乳加料泵；31、放料泵；32、聚合釜；33、粉末捕集器；34、粉碎袋滤器；35、包装袋滤器。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.请参阅图1，本实用新型提供的一种实施例：一种基于微悬浮法的聚氯乙烯糊树脂装置，包括纯水罐1、纯水泵2、分散泵3、分散罐4、管道混合器5、溶解罐6、vcm储槽7、釜顶回流冷凝器8、胶乳回收泵9、放料罐10、分离罐11、水环真空泵12、液体振动筛13、水封罐14、喷雾干燥器15、空气加热器16、送风机17、出风机18、成品袋滤排风机19、包装机20、成品料仓 21、粉碎机22、干燥袋滤排风机23、干燥袋滤器24、水罐25、第二胶乳加料泵26、超细过滤器27、乳胶储罐28、料渣储罐29、第一胶乳加料泵30、放料泵31、聚合釜32、粉末捕集器33、粉碎袋滤器34和包装袋滤器35，纯水罐1与溶解罐6连接，溶解罐6、vcm储槽7与管道混合器5连接，分散罐4与管道混合器5以及分散泵3连接，分散泵3与聚合釜32连接，聚合釜32 与釜顶回流冷凝器8、分离罐11、粉末捕集器33以及胶乳回收泵9连接，分离罐11与水环真空泵12、胶乳回收泵9连接、水环真空泵12与水封罐14连接，粉末捕集器33依次通过放料泵31、粉末捕集器33依次通过放料泵31、放料罐10、第一胶乳加料泵30、液体振动筛13、乳胶储罐28、超细过滤器 27连接与喷雾干燥器15连接，且液体振动筛13与料渣储罐29连接，超细过滤器27分别与乳胶储罐28、水罐25连接，且第二胶乳加料泵26的输出端与输入端分别与乳胶储罐
28以及超细过滤器27连接，喷雾干燥器15通过干燥袋滤器24、粉碎袋滤器34、粉碎机22、包装袋滤器35、成品料仓21与包装机20连接，且喷雾干燥器15还与空气加热器16连接，粉碎袋滤器34与出风机18连接，包装袋滤器35与成品袋滤排风机19连接，干燥袋滤排风机23 与干燥袋滤器24连接。
27.总结：采用上述技术方案的本实用新型，干燥后的树脂随气流进入干燥过滤器24，空气进入布袋由干燥袋滤排风机23排入大气，树脂则由风送至粉碎用包装袋滤器35，空气进入布袋由排风机18排入大气，树脂进入由粉碎机 22把树脂粒子粉碎后，用风送至成品料仓21，空气则由成品袋滤排风机19 排入大气，树脂落入成品料仓21进入包装机计量装袋、整形、码垛后用叉车送往成品库，通过从控制原料的质量到优化生产全过程中的装备和工艺，根本上提高了均化效果，提高了树脂的内在质量，降低了消耗，节约了成本，缩短了反应周期，提高了整个装置的生产能力和效能，解决了替代国外同类产品的技术问题。
28.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。