CN101724108B - 一种在溶剂中制备聚乙烯蜡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用溶剂制备聚乙烯蜡的制备方法，原料100g在100mL溶剂的作用下，升温至反应温度，裂解一定时间，降至室温出料，处理后得到低分子量聚乙烯蜡；原料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和自行收集废弃聚乙烯PE经洗净，剪碎塑料袋；溶剂为水，环己烷和四氢萘；反应温度通常为溶剂的沸点至500℃；裂解时间为2～24h。本发明优点是：溶剂体系使反应可以较均匀进行，并能有效防止过度裂解和积炭现象，防止部分反应原料缠聚在搅拌器上，产品易分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物蜡的合成方法，具体地说，涉及一种用溶剂制备聚乙烯蜡(PEW)的方法。
背景技术
聚乙烯蜡附加值高，生产成本高，价格昂贵，国内产量供不应求。普通的聚乙烯蜡主要用在皮鞋油等上光剂中，用量不多，而改性蜡、氧化蜡用量多，具有润滑、脱膜、颜料分散等功能，对涂膜的防划痕也具有重要功能作用。在油墨方面无论是凹版、凸版、水性、油性油墨都离不开氧化聚乙烯蜡，在提高耐磨性的同时可以提高抗结块性。在织物整理中，即可以提高纺制过程的工艺性，又可以保证产品质量。国际惯例确定的含蜡水平模式为8％。在高档纸张及皮革涂饰中都作为优质上光剂使用。另外，在建筑行业上制作防冻耐寒的沥青混凝土；橡胶加工行业中用为高分子材料加工润滑剂；纺织行业上用作定皱剂；机械加工行业中用作研磨剂；还可以作为静电复印用调色剂等。特别是近年来超细粉技术突破，为氧化聚乙烯的发展提供了更大的空间，开发研究系列新型氧化聚乙烯蜡是十分重要而有前途的工作。
废塑料的回收利用方法主要有：填埋法、焚烧法、再生利用法和化学回收法。目前很多国家仍采用填埋法来处理废塑料，填埋法简单易行，但会造成环境污染，而且资源利用率极低。焚烧法可以用来处理混合废塑料，但燃烧产生的气体中含有致癌的二噁英及其它一些有毒气体，给人类健康造成危害。再生利用法中最典型的方法是熔融再生法，再生塑料产品的质量一般比较差。而且再生塑料制品很快又会变成废塑料垃圾，所以熔融再生无法从根本上消除废塑料污染。
废塑料的化学回收以裂解法为主，目的是回收单体原料或液体燃料，近年来油化技术研究较多，并取得了可喜进展，主要包括热裂解、催化裂解、热解-催化改质工艺等，典型技术有德国的Veba法、英国的BP法和日本的富士回收法等规模较大，已进入商业化阶段，另外还有BASF过程、USS工艺、Kurata法等。我国自“八五”攻关以来，对油化技术也做了大量的研究，并有专利发表，全国各地相继建成了一批工业模式生产试验装置，主要以废塑料生产汽、柴油，但由于研究不够深入，生产中存在很多问题，其中工艺过程不能连续化生产；油品收率低；油品质量差，不能直接作为商品车用燃料销售，加之区域分散、规模小，无法进行有效的二次加工改质，难以实现预期的经济效益，是制约其发展的根本因素。
关于废聚乙烯塑料热裂解制聚乙烯蜡的研究已有报道，如：Kobayashi T(1984，英国)、Gensac P(1987，法国)、Kirkwod O(1992，欧洲)、山中隆志(1992，日本)、OisponsJ(1994，法国)、何长江(2000，中国)等的专利，均涉及裂解聚乙烯制蜡的技术，但采用的裂解反应釜不同，加热和分离方式不同。对以上的热解制蜡工艺进行分析，发现存在着以下问题：1.对原料具体情况没有进行调查分析。聚乙烯还可分为HDPE(HDPE)、LDPE(LDPE)、LLDPE(线性低密度聚乙烯)等，尤其HDPE和LDPE最多；2.对工业生产中存在的问题未进行足够的分析。实际的工业生产中，传热的改善、结焦的预防和污染的防制等方面可能会出现许多问题，以上专利均未进行探讨。
在溶剂体系中制备低分子量聚乙烯蜡有利于热量传递，使反应比较均匀地进行，可以有效防止局部过热造成的过度裂解和积炭现象的发生，防止部分反应原料缠聚在反应釜内温度相对较低的搅拌器上，使所得产品易分离。迄至今日，急需研制一种在溶剂中制备聚乙烯蜡的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供一种用溶剂制备聚乙烯蜡的方法。
本发明目的可以通过如下措施来实现：以高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和自行收集废弃聚乙烯PE塑料袋(洗净，剪碎)各100g为原料，在100mL溶剂的作用下，升温至反应温度，裂解一定时间，降至室温出料，处理后得到低分子量聚乙烯蜡。其中的溶剂可以为水，环己烷和四氢萘，优选四氢萘和环己烷，更优选四氢萘。反应温度通常为溶剂的沸点至500℃，优选为100℃～400℃，更优选为260℃～360℃。裂解时间为2～24h，优选4～16h，更优选6～12h。
本发明与现有技术相比具有如下优点：溶剂体系有利于热量传递，使反应可以较均匀进行，并能有效防止过度裂解和积炭现象，防止部分反应原料缠聚在搅拌器上，产品易分离；聚乙烯蜡分子量低(1825-2826)，色度浅(白色或浅黄)，软化点为100.6～110.8℃。
具体实施方式
下面列举2个实施例，对本发明的进一步详细描述，但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
取约100g高密度聚乙烯(HDPE)放入高压反应釜，加入选定的溶剂100ml(水，环己烷，四氢萘)，密封反应釜，氮气吹扫约10min置换驱除反应釜中空气，开启搅拌装置，升温至360℃裂解8h，降至室温出料，过滤干燥，回收部分溶剂，制得低分子量聚乙烯蜡，其结果见表1。
表1不同溶剂的反应结果
从表1可以看出，用四氢萘和环己烷合成的聚乙烯蜡为白色粉末，原料没有缠聚现象，但四氢萘沸点高，所以溶剂回收率较高；而用水作溶剂虽然也能得到聚乙烯蜡，但分子量较高，且反应后原料缠聚在搅拌器上。
实施例2
以LDPE、HDPE和废弃PE包装袋作原料，以四氢萘为反应溶剂，方法同实施例1，结果见表2。
表2不同反应原料的对比结果
从表2可以看出，三种原料都可用来制备得到低分子量聚乙烯蜡，差别在于用废塑料制备的产品颜色为微黄色。
Claims (7)
1.一种在溶剂中制备聚乙烯蜡的方法，其特征在于：将100g高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或废弃聚乙烯PE塑料袋在100mL四氢萘溶剂的作用下，升温至反应温度，裂解一定时间，降至室温出料，处理后得到分子量为1825至2826的聚乙烯蜡。
2.根据权利要求1所述的一种在溶剂中制备聚乙烯蜡的方法，其特征在于，所述的处理包括过滤干燥，回收部分溶剂。
3.根据权利要求1所述的一种在溶剂中制备聚乙烯蜡的方法，其特征在于，所述的反应温度为溶剂的沸点至500℃。
4.根据权利要求3所述的一种在溶剂中制备聚乙烯蜡的方法，其特征在于，所述反应温度为260℃～360℃。
5.根据权利要求1所述的一种在溶剂中制备聚乙烯蜡的方法，其特征在于，所述的裂解时间为2～24h。
6.根据权利要求5所述的一种在溶剂中制备聚乙烯蜡的方法，其特征在于，所述裂解时间为4～16h。
7.根据权利要求6所述的一种在溶剂中制备聚乙烯蜡的方法，其特征在于，所述裂解时间为6～12h。
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