噴霧干燥法在聚氯乙烯(PVC)制備中主要用于乳液法 PVC 糊樹脂的干燥,通過將 PVC 乳液快速干燥成粉末,同時控制顆粒形貌和性能。以下是其工藝要點及關鍵參數:
原料準備與前驅體制備
1.PVC 乳液的制備(前驅體) 聚合工藝:采用乳液聚合法,以水為介質,引發劑(如過硫酸鉀)、乳化劑(如十二烷基硫酸鈉)、氯乙烯單體(VCM)在反應器中進行自由基聚合,形成固含量為 30%~50% 的 PVC 乳液。 關鍵控制: 粒徑調控:通過乳化劑濃度和攪拌速率控制乳膠粒粒徑(通常 50~200 nm),粒徑越小,干燥后樹脂的糊粘度越低。 殘留單體處理:聚合后需通過汽提或真空脫除 VCM,使其含量≤10 mg/kg(符合食品級標準)。
2. 添加劑復配 分散劑:加入聚乙烯醇(PVA)或羥丙基甲基纖維素(HPMC),防止干燥過程中顆粒團聚,用量為 PVC 質量的 0.5%~1.5%。 熱穩定劑:如硬脂酸鈣 / 鋅復合穩定劑(用量 1%~3%),在干燥高溫下抑制 PVC 脫 HCl 降解。 抗粘劑:二氧化硅(白炭黑)或碳酸鈣微粉(用量 0.3%~0.8%),防止干燥顆粒粘連結塊。
1)、乳膠噴霧干燥系統是在負壓下操作,尾部裝有抽風機,保持系統在1960Pa(200mmH2O)左右,液滴與熱風成并流狀態。
2)、干燥塔進出口溫度,乳膠迸料速度,系統風壓等是主要參數。
3)、塔出口溫度在確保產品達到質量標準的前提下,宜低不宜高。
4)、風壓是考核系統阻力大小及風量是否穩定的重要參數,干燥時需阻力小及風量大而穩定。
5)、離心轉盤式需要動力少,對乳膠含固量、乳膠粘度等要求不嚴,進料速度的波動對液滴大小影響很少。
6)、每單位體積的乳膠噴霧成細小液滴,表面積增加很大,推算式如下:A=3/5dp;式中A以m2/L進料液體表面積m2;d一液滴直徑,cm;P一液體的密度。
研磨是將粒徑為1.5μm左右的一次粒子乳膠,經噴霧形成聚集成二次粒子的干粉進行粉碎,經粉碎后的產品非常細,粒徑及粒徑分布比較合理、與增塑劑調糊時間最短,糊捫置時間長,研磨機有用空氣流體能及機械轉子粉碎;可根據粒徑要求調整轉子與定子間的距離,并在粉碎系統中包括空氣分級。 非常細的產品適用于袋式除塵。粒徑在1-50μm的微細塵粒分離下來,對袋式除塵器要求較嚴;除塵效率高。設備阻力小而穩定,處理風量大,過濾風速要低,維修方便等。過濾袋材質對除塵效率有直接影響,除了要求耐溫耐腐蝕外,還要具有孔隙率大絨層厚和易脫粉塵。
噴霧干燥法在 PVC 糊樹脂制備中具有顆粒形貌可控、生產效率高、適合規模化生產的優勢,其核心在于通過精準調控霧化參數、溫度場分布和添加劑體系,平衡產品性能(如粒徑、吸油率、熱穩定性)與工藝經濟性。未來發展方向包括低溫干燥技術(如真空噴霧干燥)以進一步降低能耗,以及納米 PVC 復合粉末制備(如添加納米黏土增強力學性能),拓展高端應用場景(如航空航天輕量化材料)。