CN107523345B - 一种发汗及制备塑料加工用蜡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发汗及制备塑料加工用蜡的方法。该方法以聚乙烯副产的聚乙烯蜡为发汗原料，经乳化、发汗制备目的产品。本发明方法在普通发汗工艺的基础上，将油溶性乳化剂和油溶性酸溶于发汗原料作为油相材料，将无机盐溶液作为水相材料，乳化后进行发汗，利用油溶性酸与无机盐反应生成的气泡和盐溶液排出后形成微小空间，利于液态组分的快速排出，同时在发汗过程中利用气流通过蜡层携带出液态的油以强制分离固态组分和液态组分，从而有效去除原料中的低分子量组分。本发明方法具有设备投资低、生产过程简单且操作费用低、安全且无溶剂污染等优点，所得产物可用作塑料加工用助剂。

Description

一种发汗及制备塑料加工用蜡的方法
技术领域
本发明属于专用蜡生产技术领域，特别是涉及一种发汗及制备塑料加工用蜡的方法。
背景技术
蜡类物质是塑料加工中常用的助剂，如用作各种塑料加工的润滑剂。
塑料加工中使用的润滑剂是为了改善塑料，特别是热塑性塑料，在加工成型时的流动性和脱模性，其主要作用是在加工过程中降低塑料材料与加工机械之间以及和塑料材料内部分子之间的相互摩擦，从而改善塑料的加工性能，并提高制品的性能。同时润滑剂还可以起熔融促进剂、防粘连和防静电剂、爽滑剂等作用。
根据润滑剂在塑料加工成型中的作用机理，把润滑剂分为内润滑剂和外润滑剂。润滑剂的用途很广, 硬质PVC、聚烯烃、PS、ABS、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、醋酸纤维素、不饱和聚酯、聚酰胺以及橡胶等在加工时都使用一些润滑剂。低分子量的聚合物，如聚乙烯蜡，广泛用做润滑剂，其内、外润滑性都较好，且无毒，适用于PVC等材料挤塑、压延加工。
在聚乙烯生产过程中，会产生少量的低聚物，即低分子量聚乙烯或称做聚乙烯蜡。某些聚乙烯副产的聚乙烯蜡的滴熔点为70～95℃，通常是将其进行简单的脱色后制成片或喷成粉，这样的聚乙烯蜡产品分子量分布宽、熔程宽。由于这种来源的聚乙烯蜡中含有大量的低分子组分，直接用作塑料加工助剂时会对塑料制品产生很多不良的影响。
在蜡产品生产工艺方面，常用的分离加工手段有蒸馏、溶剂分离、发汗分离等。
蒸馏是利用不同烃类的沸点不同达到分离提纯的目的，减小蒸馏的沸程可以有效降低产物碳分布的宽度，如CN201410217632.3（一种提高费托蜡凝固点的方法）介绍将原料在高温高真空下除去低沸点物质，再在极高真空下进一步蒸馏精制，以制备高熔点蜡产品。蒸馏过程需要将原料加热到沸点以上，消耗大量的能量，同时熔点在70℃以上的烃类的沸点在500℃（常压）以上，采用蒸馏进行分离时效率大大下降。
溶剂分离是利用不同结构和分子量的烷烃在溶剂中的溶解度不同达到分离的目的，如CN200410043806.5（一种分割聚乙烯蜡的方法）、CN201110351185.7（一种分离聚乙烯副产物聚乙烯蜡的方法）。溶剂分离工艺生产设备投资大；生产过程中需要大量使用溶剂，回收溶剂需要消耗大量的能量；溶剂中通常含有苯系物，会对环境造成影响；溶剂易燃，容易造成生产事故。
发汗分离方法是利用蜡中各种组分熔点不同的性质进行分离提纯的。蜡中各种组分的分子量和结构的不同都会使其熔点不同。同为正构烷烃时，分子量较大的正构烷烃的熔点较高，而分子量较小的正构烷烃的熔点较低；分子量相同时，异构烷烃和环烷烃的熔点要低于正构烷烃，且异构程度越高熔点就越低。所以发汗分离方法即能降低产物碳分布的宽度又能提高正构烷烃含量。
与蒸馏方法相比，由于各种烃类的熔点温度远低于沸点温度，所以发汗分离过程的能耗远低于蒸馏；与溶剂分离方法相比，发汗分离过程不使用溶剂，所以发汗分离过程安全、节能且对环境无影响。
普通的发汗工艺主要包括以下步骤：（1）准备工作：垫水（用水充满发汗装置皿板下部空间）后装料（原料加热至熔点以上呈液态时装入发汗装置）；（2）结晶：将原料以不大于4℃/h的降温速率缓慢冷却到其熔点以下10～20℃。在冷却过程中，各种组分按熔点由高到低的顺序依次结晶形成固体；（3）发汗：当蜡层温度达到预设的降温终止温度之后，放掉垫水；再将原料缓慢地加热到预设的发汗终止温度。在发汗过程中，各种组分按熔点由低到高的顺序先后熔化成液态并流出（蜡下），最后得到的蜡层剩余物（蜡上）就是高熔点、低含油的蜡；（4）精制：收集粗产品（发汗过程结束后继续升高温度，以熔化取出蜡上，即为粗产品），经白土精制（将粗产品熔化后升温至预定温度，加入白土并恒温搅拌至预定时间后过滤）后，再成型、包装即为目的产品。
对普通发汗方法，在发汗过程中固态组分（较高熔点的蜡）和液态组分（油和较低熔点的蜡）虽然分别处于固体和液体两种相态，但是也很难完全分离。为使最终产品的含油量符合要求，通常采用延长发汗时间和提高发汗终止温度的方法，但这样会导致生产周期长且产品收率下降。
普通发汗工艺可以生产熔点在40℃～60℃的固态下具有粗大片状结晶结构的皂用蜡和低熔点石蜡，不适宜生产熔点在70℃以上的蜡产品。试验表明，普通发汗工艺生产熔点在70℃左右的蜡产品时，发汗后期蜡上的碳分布宽度和含油量与收率无关，即蜡上的碳分布宽度和含油量不随收率的下降而下降，所以至今未见以发汗工艺生产熔点在70℃左右的蜡产品的报导。
与溶剂分离相比，发汗工艺是间歇操作，且产品收率较低、生产周期较长，但是发汗工艺具有投资少、生产过程简单、操作费用低、生产过程安全、节能且对环境无污染等优点，目前仍有部分厂家在使用该方法生产皂用蜡产品。
多年来，发汗方法在设备和工艺方面得到了一些发展，如CN89214332（立式方形多段隔板发汗罐）、CN94223980.6（皿式发汗装置）、CN98233254.8（石蜡发汗罐）、CN200920033500.X（新型石蜡发汗罐）、CN201210508905.0（一种高效石蜡发汗装置）、CN201320127680.4（管式石蜡脱油装置）等，在发汗设备上作了改进；CN91206202（一种高效石蜡发汗罐）在发汗工艺上作了改进，但这些改进仍不能生产熔点在70℃以上的蜡产品。
发汗工艺是目前已知用于工业规模生产蜡产品的唯一无溶剂分离方法，在提倡绿色低碳、环保节能的今天，采用发汗工艺制备塑料加工用蜡的需求更加迫切。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种发汗及制备塑料加工用蜡的方法。具体地说是采用发汗装置，在普通发汗工艺的基础上，优选将油溶性乳化剂和油溶性酸溶于发汗原料作为油相材料，将无机盐溶液作为水相材料，乳化后进行发汗，利用油溶性酸与无机盐反应生成的气泡和盐溶液排出后形成微小空间，有利于发汗阶段液态组分的排出；同时在发汗过程中利用气流通过蜡层以强制分离固态组分与液态组分，增强了分离效果并加快了分离速度；并增加结晶过程和发汗过程的恒温阶段，使发汗这种无溶剂分离方法可以制备出滴熔点在70℃以上且基本去除低熔点组分的塑料加工用蜡。本发明方法具有生产设备投资低、制备过程简单且操作费用低、安全、节能且无溶剂污染等优点。
本发明的一种发汗及制备塑料加工用蜡的方法，包括以下内容：
A：乳化
（A1）油相材料制备：以聚乙烯副产的聚乙烯蜡为发汗原料，加热熔化后加入油溶性乳化剂和油溶性酸，搅拌均匀，形成油相材料；
（A2）水相材料制备：将无机盐溶于水，经过或不经加热，形成水相材料；
（A3）乳化液制备：将（A2）得到的水相材料在搅拌条件下加入（A1）得到的油相材料中，继续搅拌5～60分钟，以形成乳化液；
B：发汗
（B1）准备工作：将（A3）过程制备的乳化液装入发汗装置；
（B2）结晶：以1.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至发汗原料滴熔点～滴熔点+4℃的高温恒温温度，并恒温一段时间；再以0.5℃/h～3.5℃/h的速率降温至发汗原料滴熔点以下5℃～20℃的结晶终止温度，低温恒温一段时间；
（B3）发汗：以1.0℃/h～3.0℃/h的速率升温，蜡层达到预定温度并恒温一段时间后停止发汗；在发汗过程中强制气流通过蜡层；
（B4）精制：蜡上经精制后即为塑料加工用蜡。
本发明的方法中，所述的发汗原料聚乙烯蜡是聚乙烯生产过程中产生的低聚物经脱色、成型得到的产物，其滴熔点通常为70～95℃。
本发明的方法中，将发汗原料在油溶性乳化剂和油溶性酸存在下与水相材料乳化后进行发汗。步骤（A1）所述的油溶性乳化剂选自非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂中的一种或几种。油溶性乳化剂的HLB值为1～10，优选为3～8；所述表面活性剂的凝固点或熔点低于步骤（B3）发汗的最高温度（即所述的预定温度）。所述的油溶性乳化剂优选为两种以上的表面活性剂构成的复合乳化剂。
其中，所述的非离子型表面活性剂选自失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、四乙二醇单硬脂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯构成的一组物质；阴离子型表面活性剂选自脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、油酰胺基羧酸钠、烷基苯磺酸钠、N-甲基油酰基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、顺丁二酸单酯磺酸钠构成的一组物质。所述的阳离子型表面活性剂选自苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三乙酰胺油酸酯构成的一组物质；两性型表面活性剂选自十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基氧化铵、脂肪烃基咪唑啉衍生物、烷基咪唑啉衍生物、脂肪酸衍生物、两性型改性环氧乙烷加成物构成的一组物质。
本发明的方法中，步骤（A1）所述的油溶性酸是可溶于发汗原料并能与步骤（A2）所述的无机盐反应生成气体的有机酸，选自正酉酸、正癸酸、正十一酸、月桂酸、正十三酸、肉豆蔻酸、正十五酸、棕榈酸、珠光脂酸、硬脂酸、正十九酸、花生酸、正二十一酸、山嵛酸、正二十三酸、木蜡酸、正二十五酸、蜡酸、正二十七酸、褐煤酸、正二十九酸、蜂花酸、正三十一酸、虫漆蜡酸、叶虱酸、亚油酸、棕榈油酸、油酸、芥酸、鲨油酸构成的一组物质。优选为无特殊气味、无毒害性、易得且价格低、熔点低于发汗升温最高温度的有机酸，包括亚油酸、棕榈油酸、油酸、芥酸、鲨油酸、正癸酸、正十一酸、月桂酸、正十三酸、肉豆蔻酸、正十五酸、棕榈酸、珠光脂酸、硬脂酸、正十九酸、花生酸、正二十一酸、山嵛酸、正二十三酸、木蜡酸、二十五酸、蜡酸、二十七酸构成的一组物质。
本发明的方法中，步骤（A2）所述的无机盐是可以与步骤（A1）所述的油溶性酸反应生成气体的水溶性无机盐，选自碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐中的一种或几种，优选为价格低廉、来源广泛、自身及反应产物无毒、无刺激性气味的碳酸钠、碳酸钾等碳酸盐中的一种及其混合物和/或碳酸氢钠、碳酸氢钾等碳酸氢盐的中的一种及其混合物所构成的一组物质。所述的无机盐水溶液的浓度（质量%，下同）为0.1%～10.0%，优选0.5%～5.0%。
本发明的方法中，步骤（A3）所得到乳化液的组成为：发汗原料55.0%～90.0%，水相材料9.8%～29.0%，油溶性乳化剂0.1%～6.0%，油溶性酸0.1%～10.0%。乳化液的组成优选为：发汗原料66.0%～83.0%，水相材料15.0%～25.0%，油溶性乳化剂1.8%～4.0%，油溶性酸0.2%～5.0%。
本发明中所述的乳化技术为本领域的常规操作。所述乳化的条件一般为：在75℃～98℃下，以50～5000转/分钟的搅拌速度混合5～60 分钟；乳化条件优选为：在80℃～95℃下，以100～1000转/分钟的搅拌速度混合10～30分钟。
本发明的方法中，步骤（B2）过程中优选先以1.5℃/h～3.5℃/h将蜡层降温至发汗原料滴熔点～滴熔点+4℃的高温恒温温度，再以1.0℃/h～3.0℃/h的速率降温至发汗原料滴熔点以下8℃～15℃的结晶终止温度。所述高温恒温段的时间为0.1～6.0小时，优选为0.5～5.0小时，更优选为1.0～4.0小时。所述低温恒温的时间为0.1～5.0小时，优选为0.5～4.0小时，最优选为1.0～3.0小时。
本发明的方法中，所述的发汗装置一般为发汗皿，并在蜡层以上增加可拆卸的密封系统及加压装置和/或在蜡层以下增加真空装置，使蜡层上下形成压力差。步骤（B3）所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加压力（气压）和/或在蜡层下方降低压力（气压），使蜡层上、下方（侧）形成压力差实现。所述的压力差一般为0.1～5.0个大气压，优选为0.2～2.0个大气压，以强制气流通过蜡层。
本发明的方法中，步骤（B3）中所述的升温速率优选1.5℃/h～2.5℃/h。所述升温的预定温度（即终止温度）为目的产品滴熔点-10℃～滴熔点-1℃。所述的升温至预定温度后，增加恒温阶段可以使蜡与油分离更充分，恒温阶段的时间为0.1～10.0小时，优选为0.5～8.0小时，最优选为2.0～5.0小时。
本发明的方法中，所述蜡层的升温速度和降温速度，可以通过空气浴、水浴、油浴或者其他可行的方式进行控制，优选采用水浴或油浴。采用水浴或油浴方式控制蜡层升温速率和降温速率时，可在发汗皿外增加夹套，夹套与可移动盘管及循环系统相连，循环系统具有程序降温/加热功能，循环系统加入水或导热油等物质作为循环介质；装料后将盘管浸没并固定在蜡层中，可使蜡层升/降温过程更快、蜡层温度更均匀。
本发明的方法中，步骤（B3）所述的强制气流通过蜡层可以在发汗过程任意阶段实施，优选在发汗初期实施。
本发明的方法中，步骤（B3）所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层上方增加气压实现的，如可在蜡层上方施加0.2～2.0个大气压的表压压力，而蜡层下方保持为常压。
本发明的方法中，步骤（B3）所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层下方降低气压实现的，如可在蜡层上方保持常压，而在蜡层下方维持-0.2～-0.8个大气压的表压压力。
分析表明，聚乙烯副产的聚乙烯蜡的熔融粘度低，这对将其用作塑料加工用蜡是有益的，但是由于存在大量低熔点组分使其在用作塑料加工助剂时会对塑料制品产生很多不良的影响，如用于PE、PVC等塑料时，会导致制品的硬度、强度、软化点、模量等指标降低；用于发泡PS时，会导致发泡不均匀，因此聚乙烯副产的聚乙烯蜡不适宜直接用作塑料加工助剂。
发汗方法是利用各种组分熔点不同的性质进行分离的。针对发汗过程的研究表明，发汗过程中液态组分是顺着结晶部分逐渐排出的，类似于液体在毛细管中流动的情况。但是对于熔点在70℃及以上的高熔点蜡，由于原料化学组成复杂，导致结晶时晶体结构细小致密，对液态组分的排出形成巨大的滤流阻力，这就造成仅靠重力自然分离的普通发汗过程中固态组分与液态组分难以完全分离，因此普通发汗分离工艺不能生产熔点在70℃及以上的蜡产品。
本发明为了生产塑料加工用蜡产品，通过对聚乙烯副产的聚乙烯蜡的组成的深入研究，针对其含有大量低熔点组分（熔点低于50℃）是造成不适宜直接用作塑料加工用蜡的原因，通过采用发汗方法去除这些非适宜组分。通过对普通发汗过程的深入研究，针对固态组分与液态组分难以分离原因，在发汗过程中采用强制气流通过蜡层，并在结晶过程和发汗过程增加恒温阶段等过程；同时还优选将发汗原料混入油溶性酸再与无机盐溶液制成W/O型乳化液后进行发汗，这些措施有效地去除了低熔点组分等塑料加工用蜡的非适宜组分。
本发明为了使发汗这种无溶剂分离方法可以制备塑料加工用蜡产品，通过对普通发汗过程的深入研究，针对发汗过程中固态组分与液态组分难以分离的原因，通过在发汗过程中采用强制气流通过蜡层携带出液态组分的方法强制固态组分与液态组分分离，增强了分离效果并加快了分离速度；在结晶过程中增加高温恒温阶段可以使蜡的结晶更大，有利于发汗过程中液态组分的排出。针对蜡结晶过程的研究表明，蜡的化学组成是决定结晶形态的最主要因素，同时冷却过程的条件也会影响结晶形态，尤其是在滴熔点附近的温度下的冷却条件对结晶形态的影响最明显。蜡在冷却到滴熔点附近时，较大分子量的正构烷烃已形成结晶析出，这部分结晶体可以作为后续形成结晶的晶核，此时增加高温恒温阶段，可以使晶核能够充分增长，形成更大尺寸的晶体，这种更大尺寸的晶体虽然不如低熔点石蜡的结晶那样粗大，但这种增大的晶体结构对发汗阶段排出液态组分也是十分有利的。还优选将发汗原料混入油溶性酸和油溶性乳化剂再与无机盐溶液制成W/O型乳化液后进行发汗，乳化液中无机盐溶液以微小粒子形态均匀分布在原料蜡层中；由于所选用的油溶性酸的酸性较弱且与无机盐分别处于油相和水相中，生成气体的反应以较慢的速度进行；发汗原料降温至滴熔点以下后到发汗过程终止的时间里蜡层处于较软的固体状态，此过程中油溶性酸与无机盐逐渐发生化学反应而释放出气体，在原料蜡层中形成均匀分布的微小气泡；在发汗过程中利用气流通过蜡层，一方面可携带出无机盐溶液以在蜡层内形成微小空间，这些微小空间和气泡产生的空间在发汗过程中易于在蜡层中形成若干细小的通道，有利于发汗过程中液态组分的排出；另一方面携带出液态组分以强制分离固态组分与液态组分，从而增强了分离效果并加快了分离速度。所选油溶性酸和表面活性剂的熔点低于发汗过程的最高温度，且都属极性分子，与发汗原料的相溶性较差，能在发汗过程中随液态组分一起排出。再辅以低温恒温阶段使固体结晶更充分，以及发汗过程的恒温阶段使固态组分与液态组分分离更充分等方法，使得发汗工艺可以制备不含有低熔点组分的塑料加工用蜡。
本发明方法的优点是：通过在发汗过程中采用气流通过蜡层携带出液态组分的方法增强了固态组分与液态组分的分离效果并加快了分离速度；采用高温结晶增大晶体尺寸，同时利用油溶性酸与无机盐反应产生微小气泡形成的空间和无机盐水溶液排出后产生微小空间形成若干细小的通道，也有利于液态组分的快速排出；并增加低温恒温阶段以及发汗过程的恒温阶段等过程，从而使发汗工艺可以制备塑料加工用蜡。本发明的方法具有装置投资低、生产过程简单且操作费用低、安全、节能且无溶剂污染环境等优点。
具体实施方式
本发明选用聚乙烯副产的聚乙烯蜡为发汗原料，在普通发汗工艺的基础上，发汗皿上部连接可拆卸的密封装置并与加压缓冲罐和压缩机连接，和/或在发汗皿下部连接减压缓冲罐和真空泵；发汗原料加热熔化并优选加入油溶性酸和乳化剂，与无机盐溶液乳化后装入发汗皿；以油浴控制蜡层升、降温速度；蜡层温度降至发汗原料滴熔点温度附近并高温恒温一段时间；继续降温至预设温度并低温恒温一段时间；在发汗过程中，启动压缩机以在蜡层以上形成正压，和/或启动真空泵以在蜡层以下形成负压，用以强制气流通过蜡层；蜡层温度达到预设温度并恒温一段时间后停止发汗过程；目的产物经精制后即为塑料加工用蜡产品。
以下通过实施例1-4具体说明本发明的发汗及制备塑料加工用蜡的方法。如无特别注明，以下涉及%均为质量百分数，所述压力均为表压。
实施例1
本实施例包括：A：乳化和B：发汗两部分。
A：乳化
本部分包括（A1）油相材料制备、（A2）水相材料制备、（A3）乳化液制备三个步骤。
（A1）油相材料制备：取中国石油辽阳石化乙烯厂聚乙烯装置副产的聚乙烯蜡（滴熔点85.8℃；针入度（25℃）52（10-1mm）；针入度（55℃）＞200（10-1mm）。从25℃和55℃的针入度可以看出该原料中含有大量低熔点物质）81.0Kg，加热至90℃熔化后加入1.2Kg二乙二醇脂肪酸酯、0.8Kg聚氧丙烯硬脂酸酯、0.3Kg失水山梨醇单棕榈酸酯和1.7Kg的正十三酸，搅拌均匀。
（A2）水相材料制备：配制浓度为3.6%的K2CO3溶液，取15.0Kg并加热至95℃。
（A3）乳化液制备：以900转/分钟的速度搅拌（A1）过程制备的油相材料，并将（A2）过程制备的水相材料加入到油相材料中，继续搅拌10min，形成油包水型乳化液。
B：发汗
本部分包括（B1）准备工作、（B2）降温—高温恒温—降温—低温恒温结晶（B3）升温—恒温发汗、（B4）精制四个步骤。
（B1）准备工作
将发汗皿的密封系统与加压缓冲罐和压缩机连接好；在发汗皿下部安装减压缓冲罐并连接真空泵；将发汗皿夹套和可移动盘管与循环系统连接，将盘管固定在发汗皿上；以导热油为加热介质；启动循环系统的加热功能，使导热油升温至95℃。发汗皿皿板下方垫水。将（A3）过程制备的乳化液加入发汗皿。安装发汗皿的密封系统。
（B2）降温—高温恒温—降温—低温恒温结晶
乳化液静置1.0h后启动循环系统的制冷功能，以2.5℃/h的降温速率使蜡层温度下降88.0℃并恒温3.0h进行高温恒温，以使结晶充分增长；再以2.0℃/h的降温速率使蜡层温度下降至75.0℃以使蜡层结晶形成固体，并恒温2.0h以使蜡层结晶更充分。关闭循环系统的制冷功能。
（B3）升温—恒温发汗
排出发汗皿垫水。发汗皿出口连接中间储罐（Ⅰ）以接收蜡下；启动压缩机并保持加压缓冲罐内压力稳定在1.4～1.6个大气压，发汗皿皿板下方保持常压；启动循环系统加热功能，以2.0℃/h的升温速率使蜡层温度升高到85.0℃。停压缩机。
开启真空泵并保持减压缓冲罐内压力稳定在-0.4～-0.6个大气压，蜡层上方气压保持常压；以1.5℃/h的升温速率使蜡层温度升高到90.0℃并恒温4.0小时以使蜡层中的固态组分与液态组分充分分离；停真空泵，终止发汗过程。
发汗皿出口改为连接粗产品储罐（Ⅰ）以接收蜡上。继续升高导热油的温度到115℃，以熔化取出蜡上，即为粗产品（Ⅰ）。
（B4）精制
粗产品（Ⅰ）经白土精制后即为塑料加工用蜡产品（Ⅰ）。
塑料加工用蜡产品（Ⅰ）性质：滴熔点92.8℃；针入度（25℃）2（10-1mm）；针入度（55℃）27（10-1mm）。塑料加工用蜡产品（Ⅰ）收率为25.3％（相对于发汗原料聚乙烯副产的聚乙烯蜡）。从25℃和55℃针入度可以看出塑料加工用蜡产品（Ⅰ）中低熔点物质已基本除去。
实施例2
本实施例包括：A：乳化和B：发汗两部分。
A：乳化
本部分包括（A1）油相材料制备、（A2）水相材料制备、（A3）乳化液制备三个步骤。
（A1）油相材料制备：取中国石油辽阳石化乙烯厂聚乙烯装置副产的聚乙烯蜡（同实施例1）69.0Kg，加热至92℃熔化后加入2.3Kg失水山梨醇单硬脂酸酯、0.8Kg四乙二醇单硬脂酸酯、0.4Kg十二烷基甜菜碱和3.2Kg的正十五酸，搅拌均匀。
（A2）水相材料制备：配制浓度为2.9%的Na2CO3溶液，取24.3Kg并加热至96℃。
（A3）乳化液制备：以750转/分钟的速度搅拌（A1）过程制备的油相材料，并将（A2）过程制备的水相材料加入到油相材料中，继续搅拌15min，形成油包水型乳化液。
B：发汗
同实施例1。
本实施例制备的塑料加工用蜡产品（Ⅱ）性质：滴熔点93.2℃；针入度（25℃）2（10- 1mm）；针入度（55℃）25（10-1mm）。塑料加工用蜡产品（Ⅱ）收率为23.8％（相对于发汗原料聚乙烯副产的聚乙烯蜡）。从25℃和55℃针入度可以看出塑料加工用蜡产品（Ⅱ）中低熔点物质已基本除去。
实施例3
本实施例包括：A：乳化和B：发汗两部分。
A：乳化
本部分包括（A1）油相材料制备、（A2）水相材料制备、（A3）乳化液制备三个步骤。
（A1）油相材料制备：取中国石油辽阳石化乙烯厂聚乙烯装置副产的聚乙烯蜡（同实施例1）78.0Kg，加热至93℃熔化后加入2.0Kg二乙二醇脂肪酸酯、0.6Kg失水山梨醇单棕榈酸酯、0.2Kg烷基苯磺酸钠和2.2Kg的棕榈油酸，搅拌均匀。
（A2）水相材料制备：配制浓度为4.3%的K2CO3溶液，取17.0Kg并加热至97℃。
（A3）乳化液制备：以500转/分钟的速度搅拌（A1）过程制备的油相材料，并将（A2）过程制备的水相材料加入到油相材料中，继续搅拌20min，形成油包水型乳化液。
B：发汗
同实施例1。
本实施例生产的塑料加工用蜡产品（Ⅲ）性质：滴熔点93.5℃；针入度（25℃）2（10- 1mm）；针入度（55℃）24（10-1mm）。塑料加工用蜡产品（Ⅲ）收率为26.1％（相对于发汗原料聚乙烯副产的聚乙烯蜡）。从25℃和55℃针入度可以看出塑料加工用蜡产品（Ⅲ）中低熔点物质已基本除去。
实施例4
本实施例包括：A：乳化和B：发汗两部分。
A：乳化
本部分包括（A1）油相材料制备、（A2）水相材料制备、（A3）乳化液制备三个步骤。
（A1）油相材料制备：取中国石油辽阳石化乙烯厂聚乙烯装置副产的聚乙烯蜡（同实施例1）74.0Kg，加热至94℃熔化后加入2.0Kg失水山梨醇单油酸酯、0.7Kg二乙二醇脂肪酸酯、0.5Kg三乙酰胺油酸酯和2.7Kg的亚油酸，搅拌均匀。
（A2）水相材料制备：配制浓度为4.8%的KHCO3溶液，取20.1Kg并加热至98℃。
（A3）乳化液制备：以350转/分钟的速度搅拌（A1）过程制备的油相材料，并将（A2）过程制备的水相材料加入到油相材料中，继续搅拌30min，形成油包水型乳化液。
B：发汗
同实施例1。
本实施例生产的塑料加工用蜡产品（Ⅳ）性质：滴熔点92.6℃；针入度（25℃）2（10- 1mm）；针入度（55℃）26（10-1mm）。塑料加工用蜡产品（Ⅳ）收率为27.2％（相对于发汗原料聚乙烯副产的聚乙烯蜡）。从25℃和55℃针入度可以看出塑料加工用蜡产品（Ⅳ）中低熔点物质已基本除去。
通过实施例1-4可以看出，本发明的发汗及制备塑料加工用蜡方法，通过增加加压和/或真空设施等对发汗装置的改进；通过将发汗原料混入油溶性酸并与无机盐反应生成的气体在蜡层中形成微小气泡和盐溶液排出后形成的微小空间、在发汗过程中强制气流通过蜡层、增加结晶和发汗过程的恒温阶段等对发汗工艺的改进；增强了蜡与油的分离效果并加快了分离速度，从而有效去除了原料中低分子量组分，使发汗工艺生产出塑料加工用蜡产品。

Claims (21)

1.一种发汗及制备塑料加工用蜡的方法，包括以下内容：
A：乳化
（A1）油相材料制备：以聚乙烯副产的聚乙烯蜡为发汗原料，加热熔化后加入油溶性乳化剂和油溶性酸，搅拌均匀，形成油相材料；所述油溶性酸是可溶于发汗原料并能与步骤（A2）所述无机盐反应生成气体的有机酸；
（A2）水相材料制备：将无机盐溶于水，形成水相材料；
（A3）乳化液制备：将（A2）得到的水相材料在搅拌条件下加入（A1）得到的油相材料中，继续搅拌5～60分钟，以形成乳化液；
B：发汗
（B1）准备工作：将（A3）过程制备的乳化液装入发汗装置；
（B2）结晶：先以1.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至发汗原料滴熔点～滴熔点+4℃的高温恒温温度，并恒温一段时间；再以0.5℃/h～3.5℃/h的速率降温至发汗原料滴熔点以下5℃～20℃的结晶终止温度，低温恒温一段时间；
（B3）发汗：以1.0℃/h～3.0℃/h的速率升温，蜡层达到预定温度并恒温一段时间后停止发汗；在发汗过程中强制气流通过蜡层；所述预定温度为目的产品滴熔点-10℃～目的产品滴熔点-1℃；
（B4）精制：蜡上经精制后即为塑料加工用蜡。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A1）所述的油溶性乳化剂选自非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂构成的一组物质；油溶性乳化剂的HLB值为1～10，所述油溶性乳化剂的熔点或凝固点低于步骤（B3）发汗的最高温度。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的非离子型表面活性剂选自失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、四乙二醇单硬脂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯构成的一组物质；所述的阴离子型表面活性剂选自脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、油酰胺基羧酸钠、烷基苯磺酸钠、N-甲基油酰基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、顺丁二酸单酯磺酸钠构成的一组物质；所述的阳离子型表面活性剂选自苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三乙酰胺油酸酯构成的一组物质；所述的两性型表面活性剂选自十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基氧化铵、脂肪烃基咪唑啉衍生物、脂肪酸衍生物、两性型改性环氧乙烷加成物构成的一组物质。
4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的油溶性乳化剂为两种以上表面活性剂构成的复合乳化剂。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的油溶性酸选自正酉酸、正癸酸、正十一酸、月桂酸、正十三酸、肉豆蔻酸、正十五酸、棕榈酸、珠光脂酸、硬脂酸、正十九酸、花生酸、正二十一酸、山嵛酸、正二十三酸、木蜡酸、正二十五酸、蜡酸、正二十七酸、褐煤酸、正二十九酸、蜂花酸、正三十一酸、虫漆蜡酸、叶虱酸、亚油酸、棕榈油酸、油酸、芥酸、鲨油酸构成的一组物质。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的油溶性酸选自亚油酸、棕榈油酸、油酸、芥酸、鲨油酸、正癸酸、正十一酸、月桂酸、正十三酸、肉豆蔻酸、正十五酸、棕榈酸、珠光脂酸、硬脂酸、正十九酸、花生酸、正二十一酸、山嵛酸、正二十三酸、木蜡酸、二十五酸、蜡酸、二十七酸中的至少一种。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A2）所述的无机盐选自碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、金属硫化物中的至少一种。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的无机盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的至少一种。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水相材料中无机盐的质量浓度为0.1%～10.0%。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A3）中所述的搅拌速度为50～5000转/分钟，制备乳化液的温度为75℃～98℃。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A3）得到的乳化液的组成为：发汗原料质量百分数为55.0%～90.0%，水相材料的质量百分数为9.8%～29.0%，油溶性乳化剂的质量百分数为0.1%～6.0%，油溶性酸的质量百分数为0.1%～10.0%。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（A3）得到的乳化液的组成为：发汗原料质量百分数为66.0%～83.0%，水相材料的质量百分数为15.0%～25.0%，油溶性乳化剂的质量百分数为1.8%～4.0%，油溶性酸的质量百分数为0.2%～5.0%。
13.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（B2）中所述高温恒温的时间为0.1～6.0小时；所述低温恒温的时间为0.1～5.0小时。
14.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（B3）中所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压和/或在蜡层下方降低气压，使蜡层上下方形成压力差实现，所述的压力差为0.1～5.0个大气压。
15.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（B3）中所述恒温的时间为0.1～10.0小时。
16.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（B3）中所述的强制气流通过蜡层在发汗初期实施。
17.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压实现，在蜡层上方施加0.2～2.0个大气压的表压压力，而蜡层下方保持为常压。
18.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层下方降低气压实现，在蜡层上方气压保持常压，而在蜡层下方维持-0.2～-0.8个大气压的表压压力。
19.按照权利要求1 所述的方法，其特征在于，所述的聚乙烯蜡的滴熔点为70～95℃。
20.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发汗装置为发汗皿。
21.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的压力差为0.2～2.0个大气压。
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