CN112375163A - 一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法 - Google Patents

一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,S1、按照重量份数取各原料;S2、一次预处理;S3、二次预处理;S4、进行氯化反应;S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料;S6、按照重量份数取氯化聚乙烯基料等各原料;S7、升温反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。本发明通过对氯化聚乙烯基料进行改性处理,提高了氯化聚乙烯的柔韧性和耐磨性,使用本发明的氯化聚乙烯在通过辐照交联后制得的橡胶制品具有耐热、耐磨以及抗拉伸性能优异的特点。

Description

一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法
技术领域
本发明涉及氯化聚乙烯制备技术领域,具体涉及一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法。
背景技术
电线电缆已成为人们生活中不可或缺的产品,其在不同的使用场合有不同的要求,目前橡胶的主要配方有以下几类:天然丁苯胶、三元乙丙胶、氯化聚乙烯或氯磺化聚乙烯,其中,氯化聚乙烯橡胶最常用,氯化聚乙烯(CPE)是一种性价比极高的人工合成橡胶,具有优异的机械强度,电气绝缘性能,耐热老化,耐侯老化,耐油,耐溶剂和耐燃等性能。与氯丁橡胶比较,在符合各国标准的前提下防油性能比氯丁橡胶略低,但价格只是氯丁橡胶的1/3-1/2;氯磺化聚乙烯橡胶比较,所有性能相当,但价格只是氯磺化聚乙烯橡胶的1/2-2/3;与天然橡胶和乙丙橡胶比较,虽然绝缘性逊色,但由于其优秀的抗阻燃性依然是制造中低压绝缘和护套的上好材料,尤其是其低价格更是乙丙橡胶无法比拟。这种类型的橡胶是以氯化聚乙烯橡胶为主体材料,加入其他配合剂经蒸汽交联反应得到,但蒸汽交联须通过煤或油锅炉燃烧产生蒸汽,属于高耗能工艺,且不能满足标准要求。若将现有氯化聚乙烯橡胶配方使用辐照交联制备,得到的橡胶又不能满足电线电缆用橡胶材料的标准要求。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足,提供一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法。
本发明为解决上述技术问题的不足,所采用的技术方案是:一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯100-150份、过硫酸钾0.05-1.5份、过氧化二异丙苯0.5-1.0份、邻苯二甲酸二丁酯5-10份、甲苯8-15份、聚乙烯吡咯烷酮1.5-2.5份、十二烷基硫醇1-2份和盐酸溶液1500-2000份;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和部分聚乙烯吡咯烷酮,密封反应釜,升温至50-60℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压大于标准气压,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量15-30%的氯气,快速搅拌3-5min,静置30-40min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将甲苯和剩余聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中,密封反应釜,升温至65-70℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压大于标准气压,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量30-55%的氯气,慢速搅拌10-15min,静置30-40min;
S4、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量40-50%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;
S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料;
S6、按照重量份数取氯化聚乙烯基料80-100份、过氧化二异丙苯0.05-0.5份、醋酸乙烯30-40份、磷酸三钙0.02-0.5份、邻苯二甲酸二丁酯2-6份和去离子水150-300份;
S7、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30-35℃,快速搅拌5-10min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌5-10min,最后加入过氧化二异丙苯和磷酸三钙,慢速搅拌3-5min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为1.5-3MPa,升温至40-50℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
作为本发明一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法的进一步优化:所述步骤S2中加入的聚乙烯吡咯烷酮为聚乙烯吡咯烷酮总量的30-40%。
作为本发明一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法的进一步优化:所述步骤S2和S3中通入加入氮气至釜内气压达到1.5-3MPa。
作为本发明一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法的进一步优化:所述步骤S2中的快速搅拌时的转速为150-200rpm。
作为本发明一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法的进一步优化:所述步骤S3中的慢速搅拌时的转速为30-40rpm。
作为本发明一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法的进一步优化:所述步骤S4中通入的氯气为加热后的氯气。
作为本发明一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法的进一步优化:所述氯气加热至120-150℃。
作为本发明一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法的进一步优化:所述步骤S7中的快速搅拌时的转速为180-220rpm,慢速搅拌时的转速为25-30rpm。
作为本发明一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法的进一步优化:所述步骤S7中通入的惰性气体为氮气或氦气。
本发明的有益效果为:本发明通过对氯化聚乙烯基料进行改性处理,提高了氯化聚乙烯的柔韧性和耐磨性,使用本发明的氯化聚乙烯在通过辐照交联后制得的橡胶制品具有耐热、耐磨以及抗拉伸性能优异的特点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯150份、过硫酸钾1.5份、过氧化二异丙苯0.5份、邻苯二甲酸二丁酯5份、甲苯15份、聚乙烯吡咯烷酮1.5份、十二烷基硫醇1份和盐酸溶液2000份,盐酸溶液的浓度为10%。
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和部分聚乙烯吡咯烷酮(聚乙烯吡咯烷酮的加入量为聚乙烯吡咯烷酮总量的30%),密封反应釜,升温至60℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到1.5MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量30%的氯气,快速(转速为150rpm)搅拌5min,静置30min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将甲苯和剩余聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中,密封反应釜,升温至70℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到3MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量55%的氯气,慢速(转速为30rpm)搅拌15min,静置40min;
S4、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量40%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;
上述步骤S2-S4中通入的氯气为加热至120℃的氯气。
S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料。
S6、按照重量份数取氯化聚乙烯基料80份、过氧化苯甲酰0.5份、醋酸乙烯30份、磷酸三钙0.5份、邻苯二甲酸二丁酯2份和去离子水300份;
S7、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30℃,快速搅拌10min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌5min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌5min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为1.5MPa,升温至50℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
实施例2
一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯100份、过硫酸钾0.05份、过氧化二异丙苯1.0份、邻苯二甲酸二丁酯10份、甲苯8份、聚乙烯吡咯烷酮2.5份、十二烷基硫醇2份和盐酸溶液1500份,盐酸溶液的浓度为10%;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和部分聚乙烯吡咯烷酮(聚乙烯吡咯烷酮的加入量为聚乙烯吡咯烷酮总量的40%),密封反应釜,升温至60℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到3MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量15%的氯气,快速(转速为200rpm)搅拌5min,静置30min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将甲苯和剩余聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中,密封反应釜,升温至65℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到1.5MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量55%的氯气,慢速(转速为40rpm)搅拌15min,静置30min;
S4、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量40%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;
上述步骤S2-S4中通入的氯气为加热至150℃的氯气。
S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料。
S6、按照重量份数取氯化聚乙烯基料100份、过氧化苯甲酰0.05份、醋酸乙烯40份、磷酸三钙0.02份、邻苯二甲酸二丁酯6份和去离子水150份;
S7、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至35℃,快速搅拌5min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌10min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌3min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为3MPa,升温至40℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
实施例3
一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯120份、过硫酸钾0.5份、过氧化二异丙苯1.0份、邻苯二甲酸二丁酯8份、甲苯10份、聚乙烯吡咯烷酮2份、十二烷基硫醇1.5份和盐酸溶液1800份,盐酸溶液的浓度为10%;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和部分聚乙烯吡咯烷酮(聚乙烯吡咯烷酮的加入量为聚乙烯吡咯烷酮总量的35%),密封反应釜,升温至55℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量25%的氯气,快速(转速为165rpm)搅拌5min,静置35min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将甲苯和剩余聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中,密封反应釜,升温至65℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2.5MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量45%的氯气,慢速(转速为35rpm)搅拌10min,静置35min;
S4、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量45%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;
上述步骤S2-S4中通入的氯气为加热至130℃的氯气。
S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯。
S6、按照重量份数取氯化聚乙烯基料90份、过氧化苯甲酰0.2份、醋酸乙烯35份、磷酸三钙0.2份、邻苯二甲酸二丁酯4份和去离子水200份;
S7、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30℃,快速搅拌6min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌8min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌4min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为2MPa,升温至45℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
实施例4
S1、按照重量份数取聚乙烯120份、过硫酸钾0.5份、过氧化二异丙苯1.0份、聚乙烯吡咯烷酮2份、十二烷基硫醇1.5份和盐酸溶液1800份,盐酸溶液的浓度为10%;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、氧化苯甲酰、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量150%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液,氯气为加热至130℃的氯气。
S3、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料。
S4、按照重量份数取氯化聚乙烯基料90份、过氧化苯甲酰0.2份、醋酸乙烯35份、磷酸三钙0.2份、邻苯二甲酸二丁酯4份和去离子水200份;
S5、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30℃,快速搅拌6min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌8min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌4min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为2MPa,升温至45℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
实施例5
一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯120份、过硫酸钾0.5份、过氧化二异丙苯1.0份、甲苯10份、聚乙烯吡咯烷酮2份、十二烷基硫醇1.5份和盐酸溶液1800份,盐酸溶液的浓度为10%;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、甲苯和聚乙烯吡咯烷酮,密封反应釜,升温至65℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2.5MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量45%的氯气,慢速(转速为35rpm)搅拌10min,静置35min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量45%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;步骤S2和S3中通入的氯气为加热至130℃的氯气。
S4、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料。
S5、按照重量份数取氯化聚乙烯基料90份、过氧化苯甲酰0.2份、醋酸乙烯35份、磷酸三钙0.2份、邻苯二甲酸二丁酯4份和去离子水200份;
S6、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30℃,快速搅拌6min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌8min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌4min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为2MPa,升温至45℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
实施例6
一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯120份、过硫酸钾0.5份、过氧化二异丙苯1.0份、邻苯二甲酸二丁酯8份、聚乙烯吡咯烷酮2份、十二烷基硫醇1.5份和盐酸溶液1800份,盐酸溶液的浓度为10%;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和聚乙烯吡咯烷酮,密封反应釜,升温至55℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量25%的氯气,快速(转速为165rpm)搅拌5min,静置35min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量45%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;步骤S2和S3中通入的氯气为加热至130℃的氯气。
S4、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料。
S5、按照重量份数取氯化聚乙烯基料90份、过氧化苯甲酰0.2份、醋酸乙烯35份、磷酸三钙0.2份、邻苯二甲酸二丁酯4份和去离子水200份;
S6、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30℃,快速搅拌6min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌8min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌4min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为2MPa,升温至45℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
实施例7
一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯120份、过氧化二异丙苯1.0份、邻苯二甲酸二丁酯8份、甲苯10份、聚乙烯吡咯烷酮2份、十二烷基硫醇1.5份和盐酸溶液1800份,盐酸溶液的浓度为10%;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和部分聚乙烯吡咯烷酮(聚乙烯吡咯烷酮的加入量为聚乙烯吡咯烷酮总量的35%),密封反应釜,升温至55℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量25%的氯气,快速(转速为165rpm)搅拌5min,静置35min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将甲苯和剩余聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中,密封反应釜,升温至65℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2.5MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量45%的氯气,慢速(转速为35rpm)搅拌10min,静置35min;
S4、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量45%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;
上述步骤S2-S4中通入的氯气为加热至130℃的氯气。
S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料。
S6、按照重量份数取氯化聚乙烯基料90份、过氧化苯甲酰0.2份、醋酸乙烯35份、磷酸三钙0.2份、邻苯二甲酸二丁酯4份和去离子水200份;
S7、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30℃,快速搅拌6min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌8min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌4min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为2MPa,升温至45℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
实施例8
一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯120份、过硫酸钾0.5份、过氧化二异丙苯1.0份、邻苯二甲酸二丁酯8份、甲苯10份、聚乙烯吡咯烷酮2份、十二烷基硫醇1.5份和盐酸溶液1800份,盐酸溶液的浓度为10%;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和部分聚乙烯吡咯烷酮(聚乙烯吡咯烷酮的加入量为聚乙烯吡咯烷酮总量的35%),密封反应釜,升温至55℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量25%的氯气,快速(转速为165rpm)搅拌5min,静置35min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将甲苯和剩余聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中,密封反应釜,升温至65℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2.5MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量45%的氯气,快速(转速为165rpm)搅拌10min,静置35min;
S4、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量45%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;
上述步骤S2-S4中通入的氯气为加热至130℃的氯气。
S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料。
S6、按照重量份数取氯化聚乙烯基料90份、过氧化苯甲酰0.2份、醋酸乙烯35份、磷酸三钙0.2份、邻苯二甲酸二丁酯4份和去离子水200份;
S7、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30℃,快速搅拌6min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌8min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌4min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为2MPa,升温至45℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
实施例9
一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯120份、过硫酸钾0.5份、过氧化二异丙苯1.0份、邻苯二甲酸二丁酯8份、甲苯10份、聚乙烯吡咯烷酮2份、十二烷基硫醇1.5份和盐酸溶液1800份,盐酸溶液的浓度为10%;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和部分聚乙烯吡咯烷酮(聚乙烯吡咯烷酮的加入量为聚乙烯吡咯烷酮总量的35%),密封反应釜,升温至55℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量25%的氯气,慢速(转速为35rpm)搅拌5min,静置35min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将甲苯和剩余聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中,密封反应釜,升温至65℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2.5MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量45%的氯气,慢速(转速为35rpm)搅拌10min,静置35min;
S4、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量45%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;
上述步骤S2-S4中通入的氯气为加热至130℃的氯气。
S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料。
S6、按照重量份数取氯化聚乙烯基料90份、过氧化苯甲酰0.2份、醋酸乙烯35份、磷酸三钙0.2份、邻苯二甲酸二丁酯4份和去离子水200份;
S7、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30℃,快速搅拌6min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌8min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌4min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为2MPa,升温至45℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
实施例10
一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯120份、过硫酸钾0.5份、过氧化二异丙苯1.0份、邻苯二甲酸二丁酯8份、甲苯10份、聚乙烯吡咯烷酮2份、十二烷基硫醇1.5份和盐酸溶液1800份,盐酸溶液的浓度为10%;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和部分聚乙烯吡咯烷酮(聚乙烯吡咯烷酮的加入量为聚乙烯吡咯烷酮总量的35%),密封反应釜,升温至55℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量25%的氯气,快速(转速为165rpm)搅拌5min,静置35min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将甲苯和剩余聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中,密封反应釜,升温至65℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压达到2.5MPa,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量45%的氯气,慢速(转速为35rpm)搅拌10min,静置35min;
S4、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量45%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;
上述步骤S2-S4中通入的氯气为加热至130℃的氯气。
S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯。
为了验证上述实施例中制备的氯化聚乙烯作为原料制备得到橡胶制品的性能,取上述实施例中制备得到的氯化聚乙烯按照下述方法制备得到橡胶制品。
原料:氯化聚乙烯50份、低密度聚乙烯10份、氢氧化镁10份、碳酸钙10份、硬脂酸钙4份、马来酸酐接枝聚烯烃材料4份、硅油3份、二氧化硅1.5份、己二酸二辛酯5份、炭黑2,5份。
制备过程:S1、将原料通过密炼机熔融共混然后依次通过双螺杆、单螺杆挤出机造粒;S2、将造好的粒子通过挤出机挤出棒材;S3、将棒材经过辐照交联处理。
对不同实施例氯化聚乙烯制备得到的产品进行性能测试,结果如下表所示:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由上表数据可以看出:实施例1/2/3和7的各项性能均较好。但是实施例7的水接触角数据较差,这是由于实施例7中在制备的过程中未加入过硫酸钾,在引发过程中,没有在大分子链上附加亲水基团,导致最终的亲水性能变差。而实施例4中是由于在制备过程中未加入邻苯二甲酸二丁酯和甲苯,也就是未经预处理,因此,该实施例的数据显示其综合性能是比较差的。实施例5和6中分别只利用了甲苯和邻苯二甲酸二丁酯进行了单次预处理,其数据显示其性能略低于经过两次预处理的实施例。实施例8和9分别改变了两次预处理中通氯气后的搅拌条件,使得预处理过程中氯气与溶液的结合并不充分,导致两个实施例的数据低于实施例1-3。实施例10中直接使用氯化聚乙烯基料制备橡胶产品,没有经过本发明的改性处理,因此,其最终制备得到的橡胶产品的耐磨性能和柔软性均比其他实施例差得多。
由可以证实以下结论:
一、本发明通过对氯化聚乙烯基料进行了改性处理,提高了对氯化聚乙烯的柔韧性和耐磨性,使用该氯化聚乙烯在通过辐照交联后制得的橡胶制品具有耐热、耐磨以及抗拉伸性能均非常优异;
二、本发明在氯化聚乙烯基料的制备过程中进行了两次预处理,分别通过邻苯二甲酸二丁酯和甲苯对聚乙烯进行溶胀处理,在通过邻苯二甲酸二丁酯对聚乙烯进行溶胀时,氯气进入溶液中,在反应釜的压力环境下,通过快速搅拌使氯进入聚乙烯溶胀后的空间,接着在通过甲苯对聚乙烯再次进行溶胀时,氯气进入溶液中,在反应釜的压力环境下,通过慢速搅拌,使氯与聚乙烯之间充分结合,使得后续的氯化反应过程更加均匀,能提高氯化聚乙烯的各项综合性能;
三、本发明在氯化聚乙烯基料的制备过程中利用过氧化二异丙苯和过硫酸钾作为复合引发剂,其中过硫酸钾在进行引发反应时,能在大分子链上附加亲水性基团,使最终制得的氯化聚乙烯产品具有一定的自清洁性能,使最终制成的橡胶产品综合性能更好。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、按照重量份数取聚乙烯100-150份、过硫酸钾0.05-1.5份、过氧化二异丙苯0.5-1.0份、邻苯二甲酸二丁酯5-10份、甲苯8-15份、聚乙烯吡咯烷酮1.5-2.5份、十二烷基硫醇1-2份和盐酸溶液1500-2000份;
S2、将盐酸溶液加入反应釜中,然后加入聚乙烯、邻苯二甲酸二丁酯和部分聚乙烯吡咯烷酮,密封反应釜,升温至50-60℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压大于标准气压,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量15-30%的氯气,快速搅拌3-5min,静置30-40min;
S3、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将甲苯和剩余聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中,密封反应釜,升温至65-70℃,抽真空并由反应釜的顶部通入氮气至釜内气压大于标准气压,然后由反应釜的底部缓慢通入聚乙烯重量30-55%的氯气,慢速搅拌10-15min,静置30-40min;
S4、利用氮气置换反应釜内的气体,置换完成后打开反应釜,将过氧化二异丙苯、过硫酸钾和十二烷基硫醇加入反应釜中,密封反应釜,向反应釜内通入聚乙烯重量40-50%的氯气,进行氯化反应,制得氯化聚乙烯浆液;
S5、将氯化聚乙烯浆液依次进行脱酸、中和、离心和干燥,得到氯化聚乙烯基料;
S6、按照重量份数取氯化聚乙烯基料80-100份、过氧化苯甲酰0.05-0.5份、醋酸乙烯30-40份、磷酸三钙0.02-0.5份、邻苯二甲酸二丁酯2-6份和去离子水150-300份;
S7、将氯化聚乙烯基料、邻苯二甲酸二丁酯和去离子水加入反应釜,升温至30-35℃,快速搅拌5-10min,然后加入醋酸乙烯,慢速搅拌5-10min,最后加入过氧化苯甲酰和磷酸三钙,慢速搅拌3-5min,封闭反应釜,通入惰性气体至釜内压力为1.5-3MPa,升温至40-50℃进行反应,反应结束后,取反应液分离、洗涤、提纯后得到适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯产品。
2.如权利要求1所述适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中加入的聚乙烯吡咯烷酮为聚乙烯吡咯烷酮总量的30-40%。
3.如权利要求1所述适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,其特征在于:所述步骤S2和S3中通入加入氮气至釜内气压达到1.5-3MPa。
4.如权利要求1所述适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中的快速搅拌时的转速为150-200rpm。
5.如权利要求1所述适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中的慢速搅拌时的转速为30-40rpm。
6.如权利要求1所述适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中通入的氯气为加热后的氯气。
7.如权利要求1所述适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,其特征在于:所述氯气加热至120-150℃。
8.如权利要求1所述适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,其特征在于:所述步骤S7中的快速搅拌时的转速为180-220rpm,慢速搅拌时的转速为25-30rpm。
9.如权利要求1所述适于制造辐照交联橡胶制品的氯化聚乙烯的制备方法,其特征在于:所述步骤S7中通入的惰性气体为氮气或氦气。
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