Производство поливинилацетатной дисперсии

В СССР промышленное производство ПВАД впервые осуществлено в 1965г. Основным способом получения ПВАД в СССР являлся неперывно-каскадный, однако, имелись производства, в которых был принят периодический метод эмульсионной полимеризации с учетом получения дисперсий различных марок.

ПВАД представляет собой водную дисперсию полимерных частиц поливинилацетата размером в основной массе 1-3 мк, смешанную с пластификатором (ДБФ) или без него. По внешнему виду это белая вязкая жидкость с удельным весом 1.1, образующая при высыхании матовую пленку. Выпускается ПВАД различных по вязкости марок, в которых нормируется содержание мономера в пределах 0.8%, содержание сухого остатка не менее 50%, рН в пределах 4.5-6.0, вязкость дисперсии не менее 10-15, 15-40 и 40 секунд, количество пластификатора от 5 до 15%.

Пластифицированная ПВАД неморозоустойчивая, замерзает при 00С и после оттаивания не возвращается в первоначальное состояние. Пленка, образующаяся при высыхании дисперсии, обладает рядом ценных свойств: исключительной светостойкостью, прочностью, прозрачностью, хорошей адгезией к гидрофильным веществам, воздухонепроницаемостью. Благодаря этим свойствам, безопасности и простоте ее использования, ПВАД находит большое применение при изготовлении водоэмульсионных красок, клеев, как связующее соединение в полимеризационных композициях, стеклопластиках, кожи, нетканых материалах.

Исходным сырьем для получения ПВАД являются: винилацетат СН2=СН-ОСОСН3 – бесцветная жидкость с характерным эфирным запахом, основное сырье – мономер; ПВС - порошок белого цвета, применяется в качестве эмульгатора и защитного коллоида при образовании эмульсии винилацетата в воде; муравьиная кислота, применяемая для создания необходимой кислотности водной фазы; перекись водорода, используемая в качестве инициатора полимеризации; аммиачная вода для нейтрализации вводимой в реакционную смесь муравьиной кислоты; дибутилфталат- пластификатор.

Технологический процесс производства ПВАД состоит из следующих основных стадий: прием и подготовка сырья; полимеризация винилацетата; нейтрализация дисперсии; пластификация дисперсии; розлив и отправка потребителям. Процесс полимеризации осуществляется в полимеризаторах - аппарат с якорной мешалкой, объемом 10 м3. Для поддержания температуры в рубашку аппарата подается горячая или захоложенная вода. В полимеризатор последовательно подаются: ПВС, приготовленный в растворителе в виде 10% раствора в воде, деминерализованная вода и муравьиная кислота через мерник. При Т=700С в 4 приема загружаются одновременно винилацетат со склада через счетчик и перекись водорода. Рецепт загрузки: винилацетат 100 вес.ч., ПВС (100%) 6.2-8.2 вес.ч., НСООН 0.15-0.35% НСООН в водной фазе, Н2О2 1.26 вес.ч., вода 7.2-90 вес.ч. Процесс полимеризации проходит при Т=70-850С. Полученная ПВАД поступает в стандартизатор. Продолжительность цикла полимеризации 20-22 часа. С одной операции полимеризации получается 7-8 т готовой ПВАД (после нейтрализации и пластификации). Полученная ПВАД содержит свободные кислоты: муравьиную и уксусную. Нейтрализации аммиачной водой подвергается 75% всей кислоты до рН =4.5-6.0. Нейтрализованная ПВАД является товарным продуктом. Если требуется получение пластифицированной ПВАД, то в нее добавляют после нейтрализации дибутилфталат. Готовая ПВАД поступает на разлив.