[發(fā)明專利]一種聚乙烯顆粒及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210091553.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103360521A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 景政紅;陳鈳;萬(wàn)小俠;谷鳳來(lái);王彥榮;李大偉;甄建;李威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司
• 主分類號(hào): C08F10/02
• 分類號(hào): C08F10/02;C08F110/02;C08F210/16;C08F2/38;C08F8/22
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王浩然;周建秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚乙烯顆粒及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

氯化聚乙烯(CPE)是由高密度聚乙烯(HDPE)經(jīng)過(guò)無(wú)規(guī)氯化取代反應(yīng)制得的高分子材料。CPE與HDPE原料具有相同的主鏈結(jié)構(gòu)，引入的極性氯原子破壞了HDPE原有的結(jié)構(gòu)規(guī)整性，從而改變了聚乙烯的結(jié)晶狀態(tài)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。因此，原料HDPE的分子結(jié)構(gòu)直接影響CPE的性能。

目前CPE生產(chǎn)使用較多的是水相懸浮法和酸相懸浮法。水相懸浮法是將聚乙烯粉末分散到懸浮劑去離子水中，加入助劑，在攪拌下加壓通入氯氣進(jìn)行氯化，待達(dá)到所需要的氯含量后，進(jìn)行脫酸、水洗、加堿中和、脫廢液、熱水洗滌、離心脫水，干燥得到氯化聚乙烯成品。酸相懸浮法是水相法的一種改進(jìn)工藝，聚乙烯在混配料槽中用鹽酸配制成鹽酸相懸浮液，進(jìn)入氯化釜。在冷卻/加熱系統(tǒng)精確控制下，按預(yù)定的程序通入液氯進(jìn)行氯化反應(yīng)，待氯化反應(yīng)完成后，用平面轉(zhuǎn)盤真空過(guò)濾機(jī)連續(xù)脫酸，洗滌出料，脫出的鹽酸一部分循環(huán)，另一部分可作為商品出售。脫酸后的濕料連續(xù)進(jìn)入螺桿篩網(wǎng)離心機(jī)，經(jīng)干燥等工序處理后得成品。

在CPE的生產(chǎn)過(guò)程中，氯氣不斷地向HDPE顆粒內(nèi)部滲透，在氯化條件下氯分子分解成氯自由基并連接在聚乙烯分子鏈上，因此，HDPE顆粒表面形貌、顆粒粒徑大小和顆粒均勻性對(duì)氯化后CPE的性能有很大影響。CPE的主鏈結(jié)構(gòu)在氯化過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)生改變，只是與主鏈碳原子相連的氫原子被部分氯原子取代，因此HDPE基礎(chǔ)樹脂的性能對(duì)CPE的性能有著決定性的影響。目前市售的CPE通常是采用分子量分布為4-10，且粒徑分布較寬的HDPE制備得到的。但是，采用上述HDPE制備CPE時(shí)，不僅加工較為困難，而且得到的CPE的性能不佳，容易造成物料的粘連。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種分子量分布較寬、粒徑分布均勻，且能夠制備得到性能優(yōu)異的氯化聚乙烯的聚乙烯顆粒及其制備方法，以及所述聚乙烯顆粒作為生產(chǎn)氯化聚乙烯的原料的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種聚乙烯顆粒，其中，所述聚乙烯的分子量分布為7-25，優(yōu)選為10-20；且以所述聚乙烯顆粒的總重量為基準(zhǔn)，顆粒直徑為100-355微米的聚乙烯顆粒的含量不小于80重量％。

本發(fā)明還提供了一種聚乙烯顆粒的制備方法，其中，在有機(jī)溶劑和催化劑的存在下，將乙烯與氫氣，或者乙烯與α-烯烴和氫氣分別進(jìn)行第一接觸和第二接觸，所述第一接觸的條件使得第一接觸產(chǎn)物的重均分子量為5萬(wàn)-15萬(wàn)，且使得顆粒直徑為100-355微米的第一接觸產(chǎn)物的含量不小于80重量％，所述第二接觸的條件使得第二接觸產(chǎn)物的重均分子量為15萬(wàn)-45萬(wàn)，且使得顆粒直徑為100-355微米的第二接觸產(chǎn)物的含量不小于80重量％，并將第一接觸產(chǎn)物和第二接觸產(chǎn)物混合均勻，所述第一接觸產(chǎn)物和第二接觸產(chǎn)物的用量使得到的聚乙烯顆粒的分子量分布為7-25，優(yōu)選為10-20；且以所述聚乙烯顆粒的總重量為基準(zhǔn)，顆粒直徑為100-355微米的聚乙烯顆粒的含量不小于80重量％。

本發(fā)明還提供了由上述方法制備得到的聚乙烯顆粒。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)通常采用分子量分布為4-10的HDPE生產(chǎn)得到的CPE，雖然能夠滿足力學(xué)性能的要求，但門尼粘度卻較高，加工較為困難。當(dāng)HDPE粒徑分布不均勻時(shí)，氯氣難以向大顆粒HDPE內(nèi)部滲透，導(dǎo)致氯氣在顆粒內(nèi)部分散不均勻，直接影響CPE產(chǎn)品的性能。此外，當(dāng)HDPE顆粒被氯化后，由結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)化為無(wú)定形態(tài)，粒徑會(huì)增加1-1.5倍，如果HDPE顆粒粒徑大于350微米，則生產(chǎn)得到的CPE粒徑通常會(huì)大于425微米，而CPE在包裝前要按照客戶要求過(guò)篩，一般客戶要求的篩網(wǎng)目數(shù)為40目，即要求通過(guò)425微米篩孔，因此粒徑太大會(huì)造成產(chǎn)品的浪費(fèi)。小顆粒HDPE可能導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)于劇烈，反應(yīng)溫度和壓力難以控制，在氯化過(guò)程中容易造成顆粒間的粘連，從而造成物料的浪費(fèi)。本發(fā)明提供的聚乙烯顆粒的分子量分布較寬，分子量較小的聚乙烯能夠起到潤(rùn)滑劑的作用，從而能夠降低所述聚乙烯的門尼粘度，加工較為容易。此外，本發(fā)明提供的聚乙烯顆粒的粒徑分布較窄，由其作為原料能夠得到性能較為優(yōu)異的氯化聚乙烯。

此外，本發(fā)明還提供了上述聚乙烯顆粒作為生產(chǎn)氯化聚乙烯的原料的應(yīng)用。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。