[發(fā)明專利]一種用氯化銅熱降解制備鏈端氯化聚乙烯蠟的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110380511.7
• 申請(qǐng)日: 2011-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN102424710A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝邦互;高玉寶;楊偉;尹波;楊鳴波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L23/28
• 分類號(hào): C08L23/28;C08J11/10
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 唐麗蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氯化聚乙烯蠟制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低氯含量聚乙烯蠟的制備方法，特別涉及一種用氯化銅熱降解制備鏈端氯化聚乙烯蠟的方法。

背景技術(shù)

聚乙烯蠟與石蠟相比，除不是從石油等礦物油中直接提取和分子量通常稍大外，其分子結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)與石蠟相似，均具有優(yōu)良的耐寒性、耐熱性、耐化學(xué)性和耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，因此也通常被應(yīng)用于化工、輕工、食品等行業(yè)。

目前，除了從合成聚乙烯的副產(chǎn)物中可得到聚乙烯蠟外，主要是經(jīng)聚乙烯熱降解制得聚乙烯蠟，該方法雖具有工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、反應(yīng)壓力較低并易于控制等優(yōu)點(diǎn)，如中國(guó)專利CN1250788A公開的一種熱降解制備聚乙烯蠟的方法就是在帶有冷卻回收裝置的反應(yīng)釜中將廢聚乙烯升溫至430℃左右，待到餾出液達(dá)5％時(shí)停止加熱并冷卻，釜中產(chǎn)物即為鏈烴形式的聚乙烯蠟，但由于所獲得的聚乙烯蠟的分子鏈極性小、無(wú)活性官能團(tuán)，其應(yīng)用范圍有限。而將聚乙烯蠟進(jìn)行化學(xué)改性等則可能獲得應(yīng)用范圍更廣的改性聚乙烯蠟。如通過氯化改性在聚乙烯蠟中引入極性碳氯鍵后，除可以增大其分子鏈極性使其更適合應(yīng)用于極性材料，還因引入了活性官能團(tuán)而可與其它化合物進(jìn)行進(jìn)一步化學(xué)反應(yīng)而制取含特定基團(tuán)或特殊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。

遺憾的是，具體針對(duì)聚乙烯蠟的氯化改性未見報(bào)道，可以見到的是與聚乙烯蠟類似的石蠟的氯化改性，這些氯化改性通常是采用氯氣或液氯進(jìn)行，具體方法有溶液氯化法、懸浮氯化法和固相氯化法等，且石蠟類物質(zhì)氯化后制得的氯化石蠟，常以氯含量的多少來(lái)命名，主要工業(yè)品種有氯蠟-42、氯蠟-52、氯蠟-70等。如中國(guó)專利03139261.X公開了一種氯化石蠟-70的制備方法，該方法是以液氯和固態(tài)石蠟為原料，在反應(yīng)釜中混合后，分三個(gè)階段進(jìn)行取代鏈鎖反應(yīng)得到氯化石蠟。但是這些方法制得的產(chǎn)物氯含量較大，分子鏈上氯原子的數(shù)量較多、分布和位置無(wú)法控制，因而使分子鏈上難以保留足夠長(zhǎng)的非極性鏈段，不能成為既含極性基團(tuán)也有長(zhǎng)非極性鏈段的產(chǎn)物，故只能用作聚氯乙烯及橡膠制品的輔助增塑劑、阻燃劑、潤(rùn)滑油添加劑、皮革加脂劑等，且產(chǎn)品的耐老化性能和耐低溫性能都較差，通常還帶有一定的色澤。此外，其工藝制備過程還存在工序復(fù)雜，吸收氯化氫所形成的稀鹽酸副產(chǎn)物回收利用困難，廢水排放量大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，反應(yīng)熱導(dǎo)出困難等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種用氯化銅熱降解制備鏈端氯化聚乙烯蠟的方法。

本發(fā)明提供的一種用氯化銅熱降解制備鏈端氯化聚乙烯蠟的方法，該方法的工藝步驟和條件如下：

1)按質(zhì)量比1.7∶100～200將無(wú)水氯化銅和聚乙烯粒料混勻后加入高壓反應(yīng)釜內(nèi)，然后通入氮?dú)獠⑹垢邏悍磻?yīng)釜內(nèi)壓力升至0.3～0.5MPa后，關(guān)閉氮?dú)忾y；

2)將高壓反應(yīng)釜內(nèi)的溫度升至200～210℃，然后開啟攪拌并控制攪拌速率為50～80rpm；

3)繼續(xù)升溫至330～380℃后恒溫，并維持釜內(nèi)壓力在1Mpa以下反應(yīng)2～6h，停止加熱；

4)當(dāng)釜內(nèi)溫度降至190～200℃停止攪拌，繼續(xù)待釜內(nèi)溫度降至160～180℃，開啟排氣閥后打開反應(yīng)釜，取出熔體狀物，在空氣中降至室溫后粉碎得產(chǎn)物。

上述方法中所述的聚乙烯粒料的重均分子量為10～80萬(wàn)。

上述方法中所述的聚乙烯粒料為工業(yè)生產(chǎn)的聚乙烯或廢舊聚乙烯回收料。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果：

1、由于本發(fā)明提供的方法是一種利用無(wú)水氯化銅和聚乙烯本體無(wú)氧熱降解的工藝，通過氯原子自由基對(duì)聚乙烯降解過程中逐步斷鏈產(chǎn)生的長(zhǎng)鏈自由基進(jìn)行及時(shí)的耦合封端，最后得到的是一端或兩端帶有氯原子的較低分子量(數(shù)均分子量為500～6000)聚乙烯蠟，因而使所獲的產(chǎn)品不僅氯含量較低(2～5％)，氯原子位置可控，且鏈端引入的氯原子既可作為極性基團(tuán)提高鏈烴產(chǎn)物的極性、改善其與極性物質(zhì)的親和性，還可提供較好的反應(yīng)活性，以通過簡(jiǎn)便的置換反應(yīng)轉(zhuǎn)變成其他活性官能基團(tuán)，賦予產(chǎn)物更多的物理和化學(xué)功能，如作為特殊的表面活性劑，高分子材料相容劑，塑料加工和改性助劑，以及用于擴(kuò)鏈制備特殊鏈結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物等新材料。

2、由于本發(fā)明提供的方法是邊熱降解，邊耦合封端，因而不僅可以一步完成的方式制備低氯含量聚乙烯蠟，工序簡(jiǎn)單，周期短，成本低，且整個(gè)反應(yīng)過程因處于密閉狀態(tài)，幾乎無(wú)有害物質(zhì)排放，是一種綠色環(huán)保的制備特殊鏈結(jié)構(gòu)氯化聚乙烯蠟的新方法。

3、由于本發(fā)明提供的方法中使用的無(wú)水氯化銅直接取自工業(yè)化產(chǎn)品，且價(jià)格便宜，使用之前無(wú)需進(jìn)行任何處理，且在高溫下無(wú)任何有毒物質(zhì)排出，因而所得產(chǎn)物無(wú)毒、無(wú)腐蝕性。