專利名稱：水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法及產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子化工領(lǐng)域，是在水相懸浮狀態(tài)下，接枝后制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，以及用該方法制得的三元共聚氯化聚乙烯成品。
背景技術(shù)：
三元共聚氯化聚乙烯(HPHCPE、HPE)主要用作涂料、油墨、阻燃劑、高檔粘接劑等。其制造方法，目前公知的有固相氯化法、溶劑氯化法和水相懸浮氯化法。由于固相氯化是將氯氣直接通入聚乙烯粉末，其聚乙烯與氯分子間的相互接觸的比表面積有限，故在大規(guī)模生產(chǎn)中難以實現(xiàn)，因此工業(yè)上一般都不予采用。通常工業(yè)上都以溶劑法進行氯化，但因生產(chǎn)成本高，并且一些如四氯化碳等溶劑對人身有危害和污染環(huán)境，所以也將逐步被淘汰。近年來，日本以及國內(nèi)個別企業(yè)雖也在進行用水相懸浮法制造三元共聚氯化聚乙烯的探索，但根據(jù)查新資料表明，國內(nèi)尚停留在小型實驗階段，未見有大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的報道(詳見中國化工信息中心《查新報告》編號2001-008)；國外如日本特許公報93-18619、93-222117所公開的氯化聚烯制造方法中包括三元共聚氯化聚乙烯在內(nèi)的氯化聚烯烴的工藝，他們所舉的實施例中所使用的反應(yīng)器均在100升以下，且反應(yīng)時間長，工藝繁雜。因此，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
一種水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯工業(yè)化生產(chǎn)方法及產(chǎn)品，是使聚乙烯在水相懸浮狀態(tài)下，接枝后通入氯氣進行氯化反應(yīng)，制造含氯量較高的溶解性能優(yōu)良的，與其它樹脂混溶性好的三元共聚氯化聚乙烯。其特征是該生產(chǎn)方法以聚乙烯粉末為原料，投入到含有乳化促進劑、分散隔離劑、激活引發(fā)劑的水溶液中，在攪拌作用下，使聚乙烯粉末呈懸浮狀態(tài)，在通入氯氣進行氯化反應(yīng)之前，先在聚乙烯的分子鏈上接上羧基、羥基二個官能團，接上官能團的數(shù)量為重量比的20％以內(nèi)。然后分三個溫度段分別通入一定比例的氯氣，并在同一個搪玻璃反應(yīng)釜中進行氯化反應(yīng)，最終制得含氯量為60-75％的三元共聚氯化聚乙烯。所用原料聚乙烯，其分子量在3000-15000之間，破碎過篩后粉末的粒度在60-120目之間。加入反應(yīng)釜的水為聚乙烯重量10-30倍的凈水。所稱凈水指過濾后潔凈的工業(yè)用水、去離子水、蒸餾水。加入的乳化促進劑為原料聚乙烯重量的0.5-2％；分散隔離劑為1-4％；激活引發(fā)劑為0.5-2％。加入的乳化促進劑如聚氧乙烯烷基酚、吐溫60、平平加20、蓖麻油-聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇等物質(zhì)；分散隔離劑如乙烯類單體共聚物、聚甲基丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈉、馬來酸酐-苯乙烯共聚物等；作為激活反應(yīng)的引發(fā)劑可在過氧化物、偶氮基化合物中選用。在向帶攪拌的密閉的搪玻璃反應(yīng)釜中通入氯氣的過程分三段進行。即在三個不同反應(yīng)溫度段分別通入不同份量的氯氣。當(dāng)升溫至80-90℃時即第一溫度段，氯氣的通入量必須達(dá)到氯氣應(yīng)通入總量的45-70％；在第二溫度段90-110℃時，氯氣通入量應(yīng)達(dá)到總量的95％；第三溫度段110-120℃的溫度，將最后所剩的5％氯氣全部通入完畢。通氯結(jié)束后，先保溫0.5-2小時，然后用潔凈空氣趕走釜內(nèi)殘余氯氣，降溫到70-80℃。然后經(jīng)水洗脫酸、中和、脫水、干燥后即得所述的三元共聚氯化聚乙烯。通入氯氣的總量為聚乙烯原料重量的4-6倍。每個溫度段通入氯氣的重量和比例經(jīng)計算后由計量監(jiān)測控制。
本發(fā)明中所描述的“三段式”，其實是對反應(yīng)物料適時加熱升溫，達(dá)到規(guī)定溫度，并同時控制氯氣的通入量的一種操作方法，是在同一只搪玻璃反應(yīng)釜中連續(xù)進行并完成氯化反應(yīng)的；并不需要將原料轉(zhuǎn)移至另一反應(yīng)釜反應(yīng)；整個氯化時間為3-4小時。
本發(fā)明所述的三元共聚氯化聚乙烯是含氯量高達(dá)60-75％的三元共聚氯化聚乙烯，且能在甲苯，二甲苯等有機溶劑中充分溶解，與其它樹脂混溶好，溶液呈清亮透明狀態(tài)，無懸浮物和沉淀物。
本發(fā)明的反應(yīng)全過程是在同一個反應(yīng)釜的水相懸浮狀態(tài)下完成，對周圍環(huán)境不造成污染。而且，是反應(yīng)時間短，便于操作，適應(yīng)規(guī)模生產(chǎn)，成本較低，能帶來可觀的經(jīng)濟效益。
具體實施例方式下以通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。所舉的實施例，是在規(guī)?；嚿a(chǎn)中實際操作得到驗證的例子。因此很容易被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所掌握。如在本發(fā)明基礎(chǔ)上作出某些變化，其實質(zhì)并未超出本發(fā)明包括的范圍。因此，所述的實施例僅對本發(fā)明作出說明，并非對本發(fā)明作出限制。
實施例向2000升帶攪拌的搪玻璃反應(yīng)釜中加入凈水1500kg；粉碎過篩后達(dá)到粒度60-120目的高壓低密度聚乙烯70kg，乳化促進劑600g、分散隔離劑2kg、激活引發(fā)劑600g。在攪拌下逐漸升溫到90-100℃并保溫0.5-1小時，使聚乙烯分子鏈接上羧基、羥基，再把溫度降至60℃時，開始通入氯氣。在溫度達(dá)到88℃之前，氯氣的通入量必須達(dá)到總通入量的60％，然后繼續(xù)升溫至110℃，氯氣的通入量要求達(dá)到95％；最后的5％氯氣須在100-120℃溫度時通入，氯氣的總通入量為330kg氯化反應(yīng)全過程為3小時20分鐘，氯化反應(yīng)結(jié)束；先保溫2小時后，再用潔凈空氣趕走釜內(nèi)殘余氯氣，降溫到80℃。將物料進行水洗脫酸、中和、脫水、干燥，即得到含氯量68％的白色粉末狀三元共聚氯化聚乙烯成品。
權(quán)利要求
1.一種水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法及產(chǎn)品，是使聚乙烯處在水相懸浮狀態(tài)下，通入氯氣進行氯化反應(yīng)，制造含氯量較高的溶解性能優(yōu)良的與其它樹脂混溶性好的三元共聚氯化聚乙烯，其特征是該生產(chǎn)方法以聚乙烯粉未為原料，投入到含有乳化促進劑、分散隔離劑、激活引發(fā)劑的水溶液中，在攪拌作用下，使聚乙烯粉末呈懸浮狀態(tài)，先在聚乙烯的分子鏈上接上羧基、羥基二個官能團，然后分三個溫度段分別通入一定比例的氯氣，并在同一個搪玻璃反應(yīng)釜中進行氯化反應(yīng)，并經(jīng)水洗脫酸、中和、脫水、干燥等工藝過程，最終制得含氯量達(dá)60-75％的三元共聚氯化聚乙烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征是該生產(chǎn)方法在通入氯氣進行氯化反應(yīng)之前，先在聚乙烯的分子鏈上接上羧基、羥基二個官能團，接上官能團的數(shù)量為重量比的20％以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相懸浮法制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征是該生產(chǎn)方法所用原料為聚乙烯，其分子量在3000-15000之間，破碎過篩后粉末的粒度在60-120目之間。
4.根據(jù)利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征是該生產(chǎn)方法加入反應(yīng)釜的水為聚乙烯重量的10-30倍的凈水，所稱的凈水指過濾后潔凈的工業(yè)用水、去離子水、蒸餾水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征是該生產(chǎn)方法加入的乳化促進劑為原料聚乙烯重量的0.5-2％；分散隔離劑為1-4％；激活引發(fā)劑為0.5-2％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征是該生產(chǎn)方法加入的乳化促進劑如聚氧乙烯烷基酚、吐溫60、平平加20、蓖麻油-聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇等物質(zhì)；分散隔離劑如乙烯類單體共聚物、聚甲基丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈉、馬來酸酐一苯乙烯共聚物等；作為激活反應(yīng)的引發(fā)劑可在過氧化物、偶氮基化合物中選用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征是該生產(chǎn)方法向帶攪拌的密閉的搪玻璃反應(yīng)釜中通入氯氣的過程分三段進行，80-90℃時即第一溫度段，氯氣的通入量必須達(dá)到氯氣應(yīng)通入總量的45-70％；在第二溫度段90-110℃時，氯氣通入量應(yīng)達(dá)到總量的9 5％；第三溫度段為略高于110℃的溫度，將最后所剩的5％氯氣全部通入完畢；通氯結(jié)束后，先保溫0.5-2小時，然后用潔凈空氣趕走釜內(nèi)殘余氯氣，降溫到70-80℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征是該生產(chǎn)方法通入氯氣的總量為聚乙烯原料重量的4-6倍，每個溫度段通入氯氣的重量和比例經(jīng)計算后由計量監(jiān)測控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法及產(chǎn)品，其特征是經(jīng)接枝、氯化、保溫、干燥等過程后制得的三元共聚氯化聚乙烯為含氯量在60-75％的白色粉末狀固體。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子化工領(lǐng)域，是一種水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法及產(chǎn)品。其特征是在同一反應(yīng)釜包括對投放到含有乳化促進劑、分散隔離劑和激活引發(fā)劑的水溶液中的聚乙烯，在水相懸浮狀態(tài)下，先在分子鏈上接上羧基、羥基二個官能團，然后分三個不同溫度段，通入一定量的氯氣進行氯化反應(yīng)制得含氯量達(dá)60－75％，呈白色粉末狀優(yōu)質(zhì)的三元共聚氯化聚乙烯成品。它完全擺脫了小型實驗階段，使規(guī)模生產(chǎn)成為現(xiàn)實。具有反應(yīng)時間短，便于操作，對環(huán)境無污染，成本較低的特性，是涂料、油墨、阻燃劑、粘接劑等行業(yè)的優(yōu)質(zhì)原料。
文檔編號C08F259/04GK1394887SQ01121779
公開日2003年2月5日 申請日期2001年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月8日
發(fā)明者汪立波 申請人:汪立波