CN102532360B - 氯化聚乙烯橡胶酸相法生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氯化聚乙烯橡胶生产技术领域，具体涉及一种氯化聚乙烯橡胶酸相法生产工艺。工序包括氯化、过滤脱酸、水洗、中和、干燥，其中氯化工序反应物配比按重量份计为：聚乙烯100，15-25%的盐酸溶液800-1000，分散剂0.9-1.2，乳化剂0.6-0.9，引发剂0.3-0.6；操作步骤为：（1）在质量浓度为15-25%的盐酸溶液中加入分散剂、乳化剂、聚乙烯，然后搅拌乳化分散。（2）升温至50-80℃，加入引发剂后向反应液中通氯气进行氯化反应，反应温度不超过130℃、压力控制在0.40-0.45MPa，当达到所需要的氯含量时终止反应。本发明具有工艺简单、生产效率高、产品质量稳定、节能减排的优点。
Description
技术领域
本发明涉及氯化聚乙烯橡胶生产技术领域，具体涉及一种氯化聚乙烯橡胶酸相法生产工艺。
背景技术
目前国内生产氯化聚乙烯橡胶的方法基本上都是水相法，溶剂法因生产成本高被淘汰，固相法产品质量达不到要求，实现不了工业化，因此水相法是主要的生产方法，水相悬浮法就是用一定量的分散剂将聚乙烯分散悬浮在纯水中，在搅拌下加压通入氯气进行氯化，当达到所需要的氯含量后，进行过滤脱酸、水洗、中和、干燥制的成品。但是现有的水相法生产工艺存在生产效率低、产品质量不稳定、废水的排放量大等弊端。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种工艺简单、生产效率高、产品质量稳定、节能减排的氯化聚乙烯橡胶酸相法生产工艺。
本发明是在现有水相法生产氯化聚乙烯橡胶工艺的基础上进行改进，用一定浓度的盐酸介质代替水介质进行氯化反应，技术方案如下：工序包括氯化、过滤脱酸、水洗、中和、干燥，其特征在于，所述的氯化工序反应物配比按重量份计为：聚乙烯100，15-25%的盐酸溶液800-1000，分散剂0.9-1.2，乳化剂0.6-0.9，引发剂0.3-0.6；氯化工序操作步骤为：
（1）、在盐酸溶液中加入分散剂、乳化剂、聚乙烯，然后搅拌乳化分散。
（2）、升温至50-80℃，加入引发剂后向反应液中通氯气进行氯化反应，反应温度不超过130℃、压力控制在不高于0.45MPa，优选0.4-0.45 MPa，当达到所需要的氯含量时终止反应。
为了提高氯化反应的效果，步骤（2）氯气通入过程中最好控制在110-130℃的温度范围内将50%总重量的氯气通入反应液中。
所述的过滤脱酸工序采用适宜浓酸分离的履带式过滤机和衬胶储槽回收装置，分离后的浓酸经杂质过滤后返回步骤（1）循环利用。
当总氯气通入量按重量份计为120-133,总氯化时间为4-6小时，并控制110-130℃的温度范围内反应时间为2-3小时，氯化反应较完全，能够制得产品质量较好的氯化聚乙烯橡胶产品。当然通气量和反应时间的控制是根据产品适用的场合来确定，当需要含氯量较高的产品时，可以适当增大通气量和/或延长反应时间，反之就减小通气量和/或缩短反应时间。
分散剂、乳化剂、引发剂可以采用原有水相法的各种助剂，在此我们实验筛选出在该盐酸介质中起最佳作用的助剂为：分散剂为聚甲基丙烯酸钠；乳化剂为环氧乙烷与环氧丙烷共聚物；引发剂为过氧化苯甲酰。
本发明通过用一定浓度的盐酸介质代替水介质进行氯化反应，使氯化反应的均匀性提高，从而改善产品的内在质量；通过控制通气量及反应时间等反应参数，可以得到不同氯含量及其他性能参数的氯化聚乙烯产品，能够适应于不同场合的需要。同时酸的浓度提高后，酸液循环使用，母液中助剂循环利用，既减少了废酸的排放，又减少了有机物的排放，提高了效率，降低了成本，加强了环境保护。
具体实施方式
下面仅仅以熔体流动速率为(g/10s)0.3-0.4的聚乙烯粉末为反应原料，结合具体实施例对本发明进一步进行说明。
实施例1
原料配比为：聚乙烯粉末100kg，15%的盐酸溶液1000 kg，聚甲基丙烯酸钠0.9kg，环氧乙烷与环氧丙烷共聚物0.6kg，过氧化苯甲酰0.3kg、氯气133kg。具体操作步骤为：
（1）、向进口搪玻璃反应釜中依次加入盐酸溶液中加入聚甲基丙烯酸钠、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物、聚乙烯粉末，然后搅拌乳化分散1小时。
（2）、升温至50℃加入过氧化苯甲酰，然后向反应液中通氯气进行氯化反应，连续升温至130℃停止反应，控制反应压力0.4-0.45MPa。其中50-110℃温度范围内通入氯气量为66kg，时间为2-3h，110-130℃通入氯气量为67kg，时间2-3小时。
（3）、反应液通过履带式过滤机过滤脱酸，将滤渣进行常规水洗、中和、干燥等工序处理制得成品，经过多次试验其平均技术指标为：氯含量30%±1，门尼粘度/ML(1+4)125℃≤90，邵氏硬度≤60，拉伸强度MPa≥8，能够适用于塑料制品和橡胶制品领域；而由水相法制备的同样含氯量的产品，其平均指标为：氯含量为30±1%，邵氏硬度≤75，门尼粘度/ML(1+4)125℃≤130，拉伸强度≥6仅适用于塑料制品加工。过滤得到浓酸储存在衬胶储槽中，过滤掉杂质后返回步骤（1）循环套用。
实施例2
原料配比为：聚乙烯粉末100kg，25%的盐酸溶液800 kg，聚甲基丙烯酸钠1.2 kg，环氧乙烷与环氧丙烷共聚物0.9 kg，过氧化苯甲酰0.6 kg、氯气120kg。具体操作步骤为：
（1）、向进口搪玻璃反应釜中依次加入盐酸溶液中加入聚甲基丙烯酸钠、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物、聚乙烯粉末，然后搅拌乳化分散1小时。
（2）、升温至50℃加入过氧化苯甲酰，然后向反应液中通氯气进行氯化反应，连续升温至130℃停止反应，控制反应压力0.4-0.45MPa。其中50-110℃温度范围内通入氯气量为60kg，时间为2-3h，110-130℃通入氯气量为60kg，时间2-3小时。
（3）、反应液通过履带式过滤机过滤脱酸，将滤渣进行常规水洗、中和、干燥等工序处理制得成品，经过多次试验其平均技术指标为：氯含量40±1%，门尼粘度/ML(1+4)125℃≤110，邵氏硬度≤65，拉伸强度MPa≥8，能够适用于塑料制品和橡胶制品领域；而由水相法制备的同样含氯量的产品，其平均指标为：氯含量40±1%，门尼粘度/ML(1+4)125℃≤125，邵氏硬度≤90，拉伸强度MPa≥6，仅适用于塑料制品加工。过滤得到浓酸储存在衬胶储槽中，过滤掉杂质后返回步骤（1）循环套用。
实施例3
原料配比为：聚乙烯粉末100kg，20%的盐酸溶液900kg，聚甲基丙烯酸钠0.9kg，环氧乙烷与环氧丙烷共聚物0.9kg，过氧化苯甲酰0.9kg、氯气126kg。具体操作步骤为：
（1）、向进口搪玻璃反应釜中依次加入盐酸溶液中加入聚甲基丙烯酸钠、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物、聚乙烯粉末，然后搅拌乳化分散1小时。
（2）、升温至80℃加入过氧化苯甲酰，然后向反应液中通氯气进行氯化反应，连续升温至130℃停止反应，控制反应压力0.4-0.45MPa。其中50-110℃温度范围内通入氯气量为63kg，时间为2-3h，110-130℃通入氯气量为63kg，时间2-3小时。
（3）、反应液通过履带式过滤机过滤脱酸，将滤渣进行常规水洗、中和、干燥等工序处理制得成品，经过多次试验其平均技术指标为：氯含量35±1%，门尼粘度/ML(1+4)125℃≤70，邵氏硬度≤55, 拉伸强度MPa≥8，能够适用于塑料制品和橡胶制品领域；而由水相法制备的同样含氯量的产品，其平均指标为：氯含量35±1%，门尼粘度/ML(1+4)125℃≤110，邵氏硬度≤70, 拉伸强度MPa≥6，仅适用于塑料制品加工。过滤得到浓酸储存在衬胶储槽中，过滤掉杂质后返回步骤（1）循环套用。
实施例4
原料配比为：聚乙烯粉末100kg，25%的盐酸溶液1000kg，聚甲基丙烯酸钠0.9kg，环氧乙烷与环氧丙烷共聚物0.6kg，过氧化苯甲酰0.6kg、氯气120kg。具体操作步骤为：
（1）、向进口搪玻璃反应釜中依次加入盐酸溶液中加入聚甲基丙烯酸钠、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物、聚乙烯粉末，然后搅拌乳化分散1小时。
（2）、升温至65℃加入过氧化苯甲酰，然后向反应液中通氯气进行氯化反应，连续升温至120℃停止反应，控制反应压力0.4-0.45MPa。其中50-110℃温度范围内通入氯气量为60kg，时间为2h，110-120℃通入氯气量为60kg，时间3小时。
（3）、反应液通过履带式过滤机过滤脱酸，将滤渣进行常规水洗、中和、干燥等工序处理制得成品，经过多次试验其平均技术指标为：氯含量35±1%，门尼粘度/ML(1+4)125℃≤70，邵氏硬度≤55，拉伸强度MPa≥8，能够适用于塑料制品和橡胶制品领域；而由水相法制备的同样含氯量的产品，其平均指标为：氯含量35±1%，门尼粘度/ML(1+4)125℃≤110，邵氏硬度≤70，拉伸强度MPa≥6，仅适用于塑料制品加工。过滤得到浓酸储存在衬胶储槽中，过滤掉杂质后返回步骤（1）循环套用。
实施例1-4仅仅是本发明的典型实施例，在本发明的保护范围之内，本领域技术人员完全能够将上述各个技术特征重新组合成其他的技术方案，均能够达到本发明的技术效果，但均与本发明解决同样地技术问题，均落入本方案的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种氯化聚乙烯橡胶酸相法生产工艺，原料配比为：熔体流动速率为0.3-0.4g/10s的聚乙烯粉末100kg，25%的盐酸溶液800 kg，聚甲基丙烯酸钠1.2 kg，环氧乙烷与环氧丙烷共聚物0.9 kg，过氧化苯甲酰0.6 kg、氯气120kg；
具体操作步骤为：
（1）、向进口搪玻璃反应釜中依次加入盐酸溶液，加入聚甲基丙烯酸钠、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物、聚乙烯粉末，然后搅拌乳化分散1小时；
（2）、升温至50℃加入过氧化苯甲酰，然后向反应液中通氯气进行氯化反应，连续升温至130℃停止反应，控制反应压力0.4-0.45MPa；其中50-110℃温度范围内通入氯气量为60kg，时间为2-3h，110-130℃通入氯气量为60kg，时间2-3小时；
（3）、反应液通过履带式过滤机过滤脱酸，将滤渣进行常规水洗、中和、干燥工序处理制得成品。
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