ЭМУЛЬСИОННЫЙ ПОЛИВИНИЛХЛОРИД ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТКРЫТОПОРИСТЫХ ПЛАСТИН Российский патент 1995 года по МПК C08F114/06 

Изобретение относится к химии полимеров, а именно, к эмульсионному поливинилхлориду (ПВХ) с малым временем спекания и высокой текучестью порошка для изготовления открытопористых пластин, например, мипластовых сепараторов.

Важной характеристикой ПВХ для сепараторов является время спекания время нагрева при температуре 250^оС сформированного слоя порошка толщиной 0,33 мм, необходимое для достижения прочности спеченного слоя 6 МПа. ПВХ-порошки, характеризующиеся малым временем спекания, позволяют получать сепараторы с улучшенными свойствами. ПВХ с малым временем спекания предпочтительны и с точки зрения экологии, энергозатрат и производительности процесса получения сепараторов.

Высокая текучесть ПВХ-порошка определяет его хорошую технологичность при транспортировании, дозировании и формовании. Текучесть порошка может характеризоваться различными методами, например по количеству ПВХ-порошка (в мас. ), прошедшего через сито 200 мкм, при вибропросеве его в течение 15 с [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является эмульсионный ПВХ для сепараторов марки Е 72/660 фирмы ICI [2] характеризующийся константой Фикентчера 69. Анализ ПВХ этой марки показывает, что время спекания составляет 1 мин 50 с, текучесть порошка 20 мас. удельная поверхность 0,44 м²/г. Сепараторы, полученные из ПВХ этой марки, имеют прочность при разрыве 4,3 МПа, эластичность 9 мм (пример 13).

Целью изобретения является уменьшение времени спекания, увеличение текучести ПВХ-порошка, используемого для изготовления открытопористых пластин с улучшенными деформационно-прочностными свойствами.

Поставленная цель достигается новой надмолекулярной структурой эмульсионного ПВХ формул (-СН₂-СНСl-)n с константой Фикентчера 62-73, характеризуемой средним размером глобул 0,03-0,05 мкм.

Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1 (по изобретению). В реактор емкостью 200 л с перемешивающим импеллерным устройством и термостатирующей рубашкой загружают 78 кг водной фазы и 52 кг ВХ. Водная фаза содержит 1,0 мас. (к воде) алкилмоносульфоната натрия в качестве эмульгатора и 0,046 мас. персульфата аммония в качестве инициатора. Полимеризацию проводят при перемешивании n=200 об/мин при температуре 53^оС. Процесс заканчивают при падении давления на 1,5 атм. Полученный латекс содержит 38% ПВХ с константой Фикентчера 69, определяемой по ГОСТ 14040-77. ПВХ выделяют из латекса методом распылительной сушки при температуре на входе в сушильную камеру 170^оС, на выходе 80^оС, давление воздуха на распыление 1 атм. Удельная поверхность полученного ПВХ-порошка, определенная методом фильтрации воздуха, равна 0,44 м²/г. Средний размер глобул ПВХ, определенный методом электронной микроскопии, составляет 0,03 мкм.

Время спекания ПВХ-порошка, определенное как время нагрева при температуре 250^оС сформированного слоя порошка толщиной 0,33 мм, необходимое для достижения прочности спеченного слоя 6 МПа, составляет 1 мин 20 с. Текучесть ПВХ-порошка, определяемая количеством порошка (в мас.), прошедшего через сито 200 мкм при вибропросеве 60 г ПВХ в течение 15 с, равна 81 мас.

Сепараторы толщиной 0,3 мм из полученного ПВХ изготавливают следующим образом. Порошок прокатывают на подложке формующим валиком и спекают при 250^оС 1 мин 30 с. Прочность при разрыве и эластичность определяют по ТУ 6-02-78-89.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 2 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 1, но при полимеризации ВХ в качестве эмульгатора используют стеарат натрия в количестве 0,5 мас. (к воде). Водную фазу, содержащую стеарат натрия, готовят взаимодействием в воде стеариновой кислоты и щелочи (взятой в избытке по сравнению со стехиометрическим соотношением на 20 мас.) при температуре 60^оС с перемешиванием. Полученный раствор охлаждают до температуры 18-22^оС. После проведения полимеризации в латекс вводят дополнительно алкилмоносульфонат натрия в количестве 1,5 мас. к полимеру.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 3 (по изобретению).

ПВХ и сепараторы получают по примеру 2, но при полимеризации в качестве эмульгатора используют натриевую соль синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ в количестве 0,47 мас. (к воде).

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 4 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 2, но в качестве инициатора используют 0,023 мас. персульфата аммония и полимеризацию проводят при температуре 59^оС.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 5 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 2, но в качестве инициатора используют 0,036 мас. персульфата аммония и полимеризацию проводят при температуре 56^оС.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 6 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 2, но в качестве инициатора используют 0,050 мас. персульфата аммония и полимеризацию проводят при температуре 49^оС.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 7 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 1, но в качестве инициатора используют 0,023 мас. персульфата аммония и полимеризацию проводят при температуре 59^оС.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 8 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 1, но в качестве инициатора используют 0,050 мас. персульфата аммония и полимеризацию проводят при температуре 49^оС.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 9 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 3, но в качестве инициатора используют 0,023 мас. персульфата аммония и полимеризацию проводят при температуре 59^оС.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 10 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 3, но в качестве инициатора используют 0,050 мас. персульфата аммония и полимеризацию проводят при температуре 49^оС.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 11 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 2, но сушку латекса проводят при давлении воздуха на распыление 3,0 атм.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 12 (по изобретению). ПВХ и сепараторы получают по примеру 2, но сушку латекса проводят при давлении воздуха на распыление 4,0 атм.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р ы 13, 14 (для сранения). Сепараторы получают по примеру 1.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 15 (для сравнения). В реактор емкостью 200 л с перемешивающим импеллерным устройством и термостатирующей рубашкой загружают 74 кг обессоленной воды. В водную фазу, содержащую 1,0 мас. (к воде) алкилмоносульфоната натрия и 0,040 мас. персульфата аммония. Загружают 4,0 кг латекса, полученного по примеру 1, и содержащего 1,6 кг ПВХ. Содержимое реактора вакуумируют и загружают 52 кг ВХ. Полимеризацию проводят при перемешивании n 200 об/мин при температуре 59^оС. Процесс заканчивают при падении давления на 1,5 атм. ПВХ выделяют из латекса методом распылительной сушки при температуре на входе 170^оС, на выходе 80^оС, давление воздуха на распыление 0,7 атм.

Сепараторы получают по примеру 1.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 16 (для сравнения). ПВХ и сепараторы получают по примеру 15, но используют 0,046 мас. персульфата аммония и полимеризацию проводят при температуре 49^оС.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 17 (для сравнения). ПВХ и сепараторы получают по примеру 15, но используют 0,040 мас. персульфата аммония, полимеризацию проводят при температуре 53^оС и латекс сушат при давлении воздуха на распыление 2,5 атм.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 18 (для сравнения). ПВХ и сепараторы получают по примеру 15, но используют 0,040 мас. персульфата аммония, полимеризацию проводят при температуре 53^оС и латекс сушат при давлении воздуха на распыление 2,0 атм.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 19 (для сравнения). В реактор емкостью 200 л с перемешивающим импеллерным устройством и термостатирующей рубашкой загружают 74 кг обессоленной воды. В водную фазу, содержащую 1,0 мас. (к воде) алкилмоносульфоната натрия, 0,040 мас. персульфата аммония, загружают 4,0 кг латекса, полученного по примеру 15 и содержащего 1,6 кг ПВХ. Содержимое реактора вакуумируют и загружают 52 кг ВХ. Полимеризацию проводят при перемешивании n=200 об/мин при температуре 53^оС. Процесс заканчивают при падении давления на 1,5 атм. ПВХ выделяют из латекса методом распылительной сушки при температуре на входе 170^оС, на выходе 80^оС, давление воздуха на распыление 1,2 атм.

Сепараторы получают по примеру 1.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

П р и м е р 20 (для сравнения). ПВХ и сепараторы получают по примеру 18, но латекс сушат при давлении воздуха на распыление 3,5 атм.

Средний размер глобул, константа Фикентчера, свойства ПВХ и сепараторов приведены в таблице.

Использование: эмульсионный поливинилхлорид с малым временем спекания и высокой текучестью порошка для изготовления открытопористых пластин, например, мипластовых сепараторов. Сущность изобретения: поливинилхлорид с константой Фикентчера 62 - 73 и средним размером глобул 0,03 - 0,05 мкм. 1 табл.

Эмульсионный поливинилхлорид формулы (-CH₂-CHCl-)_n с константой Фикентчера 62-73 и средним размером глобул 0,03 0,05 мкм для изготовления открытопористых пластин.