CN1916037A - 闪蒸提浓氯磺化聚乙烯胶液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种简单、有效的闪蒸提浓氯磺化聚乙烯胶液的方法。将采用卤代烷烃溶剂通过溶液法得到的氯磺化聚乙烯稀胶液，经加热后，送入闪蒸罐中，经闪蒸操作，利用压力差以及外部补充的热量，使溶剂瞬间挥发得以回收，同时胶液浓度提至25％～40％。本发明减少了溶剂发散量，可减缓大气臭氧层的消耗速度，解决了环保问题。流程简单、易于控制、产品质量更稳定。

Description

闪蒸提浓氯磺化聚乙烯胶液的方法

                                 技术领域

本发明涉及一种简单、有效的闪蒸提浓胶液的方法，特别是一种闪蒸提浓氯磺化聚乙烯胶液的方法。

                                 背景技术

氯磺化聚乙烯是一种性能优异的特种橡胶，其合成方法有溶液法和固相法。目前固相法还没有工业化报道，国际上现有的几套氯磺化聚乙烯装置均采用溶液法进行生产，即将不同牌号的聚乙烯溶解在溶剂中，直接通入氯气和二氧化硫，在自由基引发剂的引发下，在聚乙烯大分子主链上引入氯和磺酰基，或者通入磺酰氯，以胺类物质为助催化剂，在自由基引发剂的引发下，合成氯磺化聚乙烯。

溶液聚合生产氯磺化聚乙烯时，溶剂的回收方法很重要，传统的溶剂回收方法有气提法和辊筒干燥法。

GB804535采用辊筒干燥法，这种方法将反应得到的氯磺化聚乙烯胶液均匀的涂到一种特殊材质制成的辊筒上，辊筒用蒸汽直接加热，达到一定的停留时间后即可使溶剂含量降至3％以下，但这种方法加热不均匀，容易产生焦结，影响产品质量，无工业化前景。

US2592814采用气提法回收溶剂，将胶液通入另外一种沸点相对较高的液体介质中(通常为水)，这种介质被加热到一定的温度(高于溶剂沸点)，利用其所蓄的能量，将溶剂气化回收，脱溶剂后的胶液在高沸点介质中形成小粒子，经分离得到合格产品。

氯磺化聚乙烯工业装置大都采用上面的水蒸汽气提法，即以水作为高沸点介质脱除溶剂，这种方法操作简单，但工业上实施时，后序处理工艺流程长，所需设备多，造成溶剂发散点多，溶剂损失量大，同时加大了能耗，生产成本较高，对产品质量的提高也会带来不利的影响。特别是在采用卤代烷烃或其混合物，如四氯化碳，做溶剂生产氯磺化聚乙烯时，由于四氯化碳是国际上公认的破坏大气臭氧层的物质，其排放量严格受到《蒙特利尔公约》的限制，因此这种溶剂回收方法更为不可取。

                                 发明内容

在一定的温度和压力下，用溶液法制备氯磺化聚乙烯胶液时，要求所用溶剂对聚乙烯和氯磺化聚乙烯均具有很好的溶解度，同时还要求溶剂沸点低、易于回收，因此工业装置上大都采用卤代烷烃或其混合物做为溶剂。

如果采用水蒸汽气提法脱除此类溶剂，则溶剂损失量大，同时加大了能耗，生产成本较高，特别是大多数适合作为溶剂的卤代烷烃都是《蒙特利尔公约》限制使用的化学品，因此将带来一系列的环保问题。

本发明的目的是避开繁琐的水蒸汽汽提法，利用闪蒸提浓双螺杆挤出法直接脱除溶剂，使挥发份含量达到合格标准。为达到此发明目的，需要将反应后得到的氯磺化聚乙烯胶液提浓到一定浓度，使其粘度达到一定值，这样才能满足挤出机的工作要求。本发明基于此目的提出了一种简单、有效的提浓氯磺化聚乙烯胶液的方法。

本发明要提浓的氯磺化聚乙烯胶液主要是采用卤代烷烃溶剂通过溶液法得到的氯磺化聚乙烯稀胶液，根据制备氯磺化聚乙烯胶液的具体方法的不同，反应后氯磺化聚乙烯胶液浓度一般为3％～15％(重量百分数)。

本发明提供的提浓氯磺化聚乙烯胶液的方法是将采用卤代烷烃溶剂通过溶液法得到的氯磺化聚乙烯稀胶液，经加热后，送入闪蒸罐中，经闪蒸操作，利用压力差以及外部补充的热量，使溶剂瞬间挥发得以回收，同时胶液浓度提至25％～40％。

本发明采用将进入闪蒸罐前的氯磺化聚乙烯稀胶液加热的方法，既可以提供胶液中溶剂汽化所需的部分能量，同时可以减少体系粘度，改善流淌性。另一方面，如果胶液加热温度超过190℃，会使氯磺化聚乙烯分子链上的磺酰基从主链上脱下，诱发降解，影响产品质量。因此在氯磺化聚乙烯稀胶液进入闪蒸罐前，本发明优选将其加热到140℃～190℃。

闪蒸可以是一级，也可以是二级甚至是多级。由于氯磺化聚乙烯易于降解，属热敏性材料，因此加热温度不可过高，所以要达到更高的提浓要求，可以增加闪蒸罐的个数，保证提浓效果。一级闪蒸罐可以采用正压或真空操作。二级或多级闪蒸时，各个闪蒸罐的真空度依次增加。

本发明中的内温度要保持在卤代烷烃的沸点以上，以利于卤代烷烃的快速挥发、快速扩散，同时，闪蒸操作需要吸收大量的热，因此本发明方法中的闪蒸罐要附带夹套加热，这样不仅可以补充闪蒸所需的能量，还可以解决提浓后氯磺化聚乙烯胶液浓度粘度大、流淌性差的问题。本发明将闪蒸罐内部温度控制在80℃～130。

经闪蒸提浓后的氯磺化聚乙烯胶液浓度由3％～15％提浓至20％～40％，胶液粘度由2000cp上升至6000cp，可以满足双螺杆挤出机的工作要求。胶液排出后，进入螺杆挤出机，脱除剩余溶剂，得到氯磺化聚乙烯干胶。

本发明的发明效果如下：

1)使用本方法可将氯磺化聚乙烯胶液浓度由3％～15％提浓至20％～40％，胶液粘度由2000cp上升至6000cp，可以满足双螺杆挤出机的工作要求。

2)本发明方法减少了溶剂发散量，克服了采用水蒸汽气提法回收溶剂带来的溶剂损失量大，能耗高，生产成本较高等问题。

3)采用本发明可以使卤代烷烃，特别是四氯化碳的消耗量明显减少，可减缓大气臭氧层的消耗速度，解决了环保问题。

本发明流程简单、易于控制、产品质量更稳定。

                               具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

将浓度为7.2％的氯磺化聚乙烯胶液-溶剂为四氯化碳8.0Kg于管式加热器中加热使其升温至180℃，保持这一温度，以2m/s左右的流速将其送入闪蒸罐(闪蒸罐体积为500L，上部设一开孔和冷凝器相连)，闪蒸罐设夹套加热以保持内部温度为90℃，压力略高于大气压，四氯化碳由闪蒸罐上部开孔排出经冷凝后回收。提浓后的胶液由闪蒸罐下部的齿轮泵排出。

经分析，提浓后胶液浓度为26.2％。

实施例2

所用设备及操作方法同实施例1，原胶液浓度为7.2％，溶剂为四氯化碳，改变闪蒸罐内温度110℃，经分析，提浓后胶液浓度为28.6％。

实施例3

所用设备及操作方法大体上同实施例1，所取胶液浓度为5.9％，溶剂为四氯化碳，胶液温度加热至150℃，闪蒸罐内温度保持在90℃，闪蒸罐上部气相出口加一台真空泵使罐内绝对压力为500mmHg，经分析，提浓后胶液浓度为26.0％。

实施例4

所用设备及操作方法同实施例3，原胶浓度为13.6％，溶剂为氯苯，胶液温度加热至170℃，闪蒸罐内温度保持在130℃，闪蒸罐上部气相出口加一台真空泵使罐内绝对压力为300mmHg，经分析，提浓后胶液浓度为33.1％。

实施例5

取浓度为7.2％的氯磺化聚乙烯胶液(溶剂为四氯化碳)8.0Kg，于管式加热器1中加热至180℃，以2m/s左右的流速将其送入闪蒸罐1中，闪蒸罐1的规格同实施例1，保持罐内温度为100℃，压力略高于大气压，得到的胶液由齿轮泵送入管式加热器2中，在此，胶液被重新加热至160℃后进入闪蒸罐2中，闪蒸罐2的体积约为300L，结构同闪蒸罐1，保持其中温度为110℃，压力略高于大气压，由这两个闪蒸罐排出的四氯化碳经冷凝后回收。

经分析，经两级闪蒸后的胶液浓度提高到32.6％。

实施例6

所用设备及操作方法大体上同实施例5，原胶液浓度为5.9％，溶剂为四氯化碳，在两级闪蒸罐的排气口上分别连有一台真空泵，控制两个罐内绝对压力分别为500mmHg和300mmHg，温度分别为110℃和100℃，两级管式加热器分别加热胶液至170℃和150℃。

经分析，提浓后胶液浓度为37.8％。

实施例7

所用设备及操作方法大体上同实施例5，原胶液浓度为13.6％，溶剂为氯苯，在两级闪蒸罐的排气口上分别连有一台真空泵，控制两个罐内绝对压力分别为400mmHg和300mmHg，温度分别为130℃和120℃，两级管式加热器分别加热胶液至180℃和160℃。

经分析，提浓后胶液浓度为38.5％。

Claims (5)

1.一种提浓氯磺化聚乙烯胶液的方法，将采用卤代烷烃溶剂通过溶液法得到的氯磺化聚乙烯稀胶液，经加热后，送入闪蒸罐中，经闪蒸操作，利用压力差以及外部补充的热量，使溶剂瞬间挥发得以回收，同时胶液浓度提至25％～40％。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于其中的闪蒸操作为一级，二级或多级。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于其中的一级闪蒸罐采用正压或真空操作。

4.根据权利要求2的方法，其特征在于其中的二级或多级闪蒸时，各个闪蒸罐的真空度依次增加。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于其中的闪蒸罐有夹套加热，保持罐内温度在80～130℃。