[發明專利]一種螺桿擠出機低溫裂解再生塑料制備聚乙烯蠟的方法

有效

• 申請號: 201710572602.8
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107286277B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 陳慶;曾軍堂;陳兵
• 申請（專利權）人: 泗陽金拓馳環保科技有限公司
• 主分類號: C08F10/02
• 分類號: C08F10/02;C08F8/50
• 代理公司: 44526 深圳市宏德雨知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李捷

本發明屬于聚乙烯蠟的制備技術領域，提供了一種螺桿擠出機低溫裂解再生塑料制備聚乙烯蠟的方法。該方法通過將少量氟乙烯聚合物微細顆粒、氧化鎂微粒與再生聚乙烯塑料混合均勻，在反應釜中高壓充氮后送入往復式螺桿擠出機，設置螺桿溫度為180~200℃，通過氟乙烯聚合物微細顆粒、氧化鎂微粒的活性保護和催化作用，使得再生聚乙烯的大分子長鏈在低溫下快速裂解，而低分子鏈則緩慢裂解，從而得到聚乙烯蠟產品。與傳統方法相比，該發明制得的聚乙烯蠟，具有炭化黑點較少，熔點100~105℃，分子量分布窄，低分子物少，軟化點高，粘度高等特點。

技術領域

本發明涉及聚乙烯蠟的制備技術領域，尤其是涉及一種螺桿擠出機低溫裂解再生塑料制備聚乙烯蠟的方法。

背景技術

聚乙烯蠟化學性能穩定、手感滑爽、耐磨性好、硬度高，其不同的加入方式和配比可賦予混合體系不同的光澤改變，應用范圍十分廣泛，包括：道路油漆的消光劑、塑料濃色母料、丙綸母料、功能性母料、添加劑母料、聚烯烴塑料加工分散劑、脫模劑、節能劑、聚乙烯農膜膠、油墨分散劑、耐磨劑、光亮劑，聚氯乙烯塑料加工潤滑劑、熱熔粘合劑、地板蠟、汽車上光蠟、液體上光蠟、蠟燭、涂料、電纜料、蠟制品玩具、蠟筆、橡膠加工劑等。其下游產品有塑料薄膜、編織品、塑料容器、塑料管材、異型材等。聚乙烯蠟分為聚合型聚乙烯蠟和裂解型聚乙烯蠟兩種。前者是聚乙烯聚合時的副產物,后者由聚乙烯樹脂加熱裂解而成。二者在相對分子量分布和分子結構等方面存在著一定的差異,所以其應用場合有所不同。每年的使用規模均在20萬噸以上。國內目前生產聚乙烯蠟較大的的專業廠家有上海金山金星塑料廠、北京化工大學精細化工廠、北京助劑二廠、北京化工大學乳山聯營化工廠、營口市康如化工廠、廣州龍輝化工廠、青島宏信塑料有限公司等，它們分別生產三個等級的聚乙烯蠟，但產量較低，只能滿足一部分市場需要。另一部分市場需求，主要靠進口日本、韓國、美國的聚乙烯蠟，如美國伊士曼公司、香港BASF公司、韓國LG公司、三星公司等。

聚乙烯蠟的常見生產方法有聚合法和裂解法。聚合法制備聚乙烯對原料和反應設備要求苛刻，產能低，設備投資高。目前國內主要采用裂解法，通過利用裂解釜和擠壓的方法將聚乙烯裂解為聚乙烯蠟。但在具體裂解過程中，由于裂解反應過程中機械攪拌和螺桿擠出時的扭矩非常大，裂解溫度高，因此能耗高、炭黑點多、得到的聚乙烯蠟分子量分布寬，不易穩定控制。特別是利用回收聚乙烯裂解制備聚乙烯蠟，因回收聚乙烯由不同分子量的聚乙烯組成，在同一在高溫裂解條件下，其得到的聚乙烯蠟碳黑點更多、分子量分布不均，品質下降，影響了其應用。

日本將廢舊聚乙烯在外熱釜中加熱，450℃下引入過熱蒸汽，反應10h可得聚乙烯蠟；法國向加熱的鋼管內注入聚乙烯，通入過熱水蒸氣，450~500℃下反應，將產物冷凝即得聚乙烯蠟；英國采用耐熱金屬板網格，將聚乙烯壓入，采用紅外線輻射加熱至1000℃，待聚合物分解后，通入400℃的過熱水蒸氣導出產物，即為聚乙烯蠟。我國學者也對此進行了相應的研究。Hu等將高密度聚乙烯樹脂進行熱裂解獲得低分子量高密度聚乙烯蠟，然后于壓力釜內在高于蠟熔點的溫度下，利用分散劑的幫助將所得高密度聚乙烯蠟分散在水介質中，并通入氧化性氣體，在一定壓力下進行氧化，最后洗滌并去除水分得到高密度氧化聚乙烯蠟。Xu等采用螺桿擠出機、帶電熱器和攪拌器的不銹鋼的裂解釜、帶攪拌器和冷卻夾套的不銹鋼的冷卻釜、上方敞開的不銹鋼的盛料箱、鍔式粉碎機、真空泵、帶冷卻夾套的不銹鋼的裂解氣體回收釜、不銹鋼的裂解油貯存罐、不銹鋼的尾氣乳化罐等常規設備，配套以螺桿擠出機擠出、裂解釜進料，經裂解、回收餾油、回收乳化油、冷卻、粉碎等簡單易行的工藝流程，制備了聚乙烯蠟，克服了現有技術方法存在不適合于民營小企業實施就地回收處理利用的問題與不足。Sun等利用設置多層槳式變速攪拌器的管式反應器，以無機類過氧化物催化劑或有機類過氧化物催化劑，熱裂解溫度260~360℃，熱裂解時間60~300min，所得的高密度聚乙烯蠟的分子量范圍1000~10000，且人為可控，此法也可制取低密度聚乙烯蠟。