水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法及产品技术

本发明专利技术涉及高分子化工领域，是一种水相悬浮制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法及产品。它包括对投放到含有乳化促进剂、分散隔离剂、激活引发剂的水溶液中呈悬浮状态的高压低密度聚乙烯，其特征是分三个不同温度段，在同一反应釜中通入一定比例的氯气进行氯化反应的工业化大规模生产过程，以及制得高含氯量为６０－７５％的高氯化聚乙烯成品。它完全摆脱小型实验阶段，使规模化生产成为现实，具有缩短反应时间、便于操作，对环境无污染，成本较低的特性。是一种用于涂料、油墨、阻燃剂、粘合剂等行业的优质原料。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子化工领域，是在水相悬浮状态下，制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法，以及用该方法制得的高氯化聚乙烯成品。
技术介绍
高氯化聚乙烯(HCPE)是聚乙烯进行氯化反应后生成的高分子聚合物。主要用作涂料、油墨、阻燃剂、粘合剂等。其氯化方法公知的有固相氯化法、溶剂氯化法和水相悬浮氯化法。由于固相氯化是将氯气直接通入聚乙烯粉末，其聚乙烯与氯分子间的相互接触的比表面积有限，故在大规模生产中难以实现，因此工业上一般都不予采用。通常工业上都以溶剂法进行氯化，但因生产成本高，并且一些如四氯化碳等溶剂对人身有危害和污染环境，所以也将逐步被淘汰。近年来，日本以及国内个别企业虽也在进行用水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的探索，但根据查新资料表明，尚停留在小型实验阶段，未见有大规模工业化生产的报道。如日本特许公报93-18619、93-222117氯化聚烯烃制造方法以及中国专利公开号CN1230550A，申请号9810634.7所公开的聚乙烯水相悬浮氯化法制造高氯化聚乙烯，他们所举的实施例中所使用的反应器均在100升以下，且反应时间长，工艺繁杂。如公开号CN1230550A中所描述的实施例，须将物料先经过不锈钢容器预制成复配料再转移至搪玻璃反应釜中，可见其操作上的不便。因此，不适合大规模工业化生产。
技术实现思路
一种水相悬浮法制造高氯化聚乙烯工业化生产方法及产品，使聚乙烯处在水相悬浮状态下，通入氯气进行氯化反应，制造含氯量较高的溶解性能优良的高氯化聚乙烯的大规模工业化生产方法，其特征是该生产方法是以密度小于0.93的高压低密度聚乙烯为原料，投入到含有乳化促进剂、分散隔离剂、激活引发剂的水溶液中，在搅拌作用下，使聚乙烯粉末呈悬浮状态，然后分三个温度段分别通入一定比例的氯气进行氯化反应，最终达到含氯量为60-75％的高氯化聚乙烯。所用原料高压低密度聚乙烯，其分子量2000-20000，破碎后粉末的粒度在60-120目之间。加入反应釜的水为聚乙烯重量10-30倍的净水。所称净水是指过滤后洁净的工业用水、去离子水、蒸馏水。加入的乳化剂为原料聚乙烯重量的0.5-2％；分散剂为1-4％；引发剂为0.5-2％。加入的乳化促进剂为非离子表面活性剂如聚氧乙烯烷基酚、吐温60、平平加20、蓖麻油-聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇等物质；分散隔离剂如乙烯类单体共聚物、聚甲基丙烯酸钠、聚丙烯酸钠、马来酸酐-苯乙烯共聚物等；作为激活反应的引发剂可在过氧化物、偶氮基化合物中选用。在向带搅拌的密闭的搪玻璃夹层反应釜中通入氯气的过程分三段进行。即在三个不同反应温度段分别通入不同比例的氯气，且在同一个搪玻璃反应釜中连续进行并完成氯化反应的。当升温至80-90℃时即第一温度段，氯气的通入量必须达到氯气应通入总量的45-70％；在第二温度段90-110℃时，氯气通入量应达到总量的95％；第三温度段为略高于110℃的温度，将最后所剩的5％氯气全部通入完毕。通氯结束后，先保温0.5-2小时，然后用洁净空气赶走釜内残余氯气，再降温到70-80℃，然后经水洗脱酸、中和、脱水、干燥后即得所述的高氯化聚乙烯。通入氯气的总量为聚乙烯原料重量的4-6倍，每个温度段通入氯气的重量和比例经计算后由计量监测控制。本专利技术中所描述的“三段式”，其实是对反应物料适时加热升温，达到规定温度，并同时控制氯气的通入量的一种操作方法，是在同一只搪玻璃反应釜中连续进行并完成氯化反应的。并不需要将原物料转移至另一反应釜反应，整个氯化时间为3-4小时。本专利技术所述的高氯化聚乙烯是含氯量为60-75％的氯化聚乙烯。且能在甲苯、二甲苯等有机溶剂中充分溶解，溶液呈澄清透明，无悬浮物和沉淀物。本专利技术的反应全过程是在同一个反应釜的水相悬浮状态下完成，对周围环境不造成污染。而且，反应时间短，便于操作，成本较低，适应规模生产，能带来可观的经济效益。具体实施例方式以下通过实施例对本专利技术作进一步说明。所举的实施例，是在大规模生产中实际操作的例子，因此很容易被本领域的技术人员所掌握。如在本专利技术基础上作出某些变化，其实质并未超出本专利技术包括的范围。因此，所述的实施例仅对本专利技术作出说明，并非对本专利技术作出限制。实施例向2000升带搅拌的搪玻璃反应釜中加入净水1500kg；粉碎过筛后达到粒度60-120目的高压低密度聚乙烯70kg，非离子表面活性剂600g、分散剂2kg、过氧化物600g。在搅拌下逐渐升温。当温度升至40℃时，开始通入氯气。在温度达到88℃之前，氯气的通入量必须达到总通入量的60％，然后继续升温至110℃，氯气的通入量要求达到95％；最后的5％氯气须在110-120℃温度时通入，氯气总通入量为330kg，氯化反应结束，再保温2小时后，用洁净空气赶走釜内残余氯气，降温到80℃。将物料进行水洗脱酸、中和、脱水、干燥，即得到含氯量68％的白色粉末状高氯化聚乙烯成品。权利要求1.一种水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法及产品，使聚乙烯处在水相悬浮状态下，通入氯气进行氯化反应，制造含氯量较高的氯化聚乙烯的大规模工业化生产方法，其特征是该生产方法是以密度小于0.93的高压低密度聚乙烯为原料，投入到含有乳化促进剂、分散隔离剂、激活引发剂的水溶液中，在搅拌作用下，使聚乙烯粉末呈悬浮状态，然后分三个温度段分别通入一定比例的氯气，通氯结束后经保温、驱氯、降温，并在同一搪玻璃反应釜中连续进行氯化反应的工艺过程，然后再进行水洗脱酸、中和、脱水、干燥等过程，最终制得含氯量为60-75％的高氯化聚乙烯。2.根据权利要求1所述的水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法，其特征是该生产方法所用原料高压低密度聚乙烯，其分子量2000-20000，破碎后粉末的粒度在60-120目之间。3.根据权利要求1所述的水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法，其特征是该生产方法加入反应釜的水为聚乙烯重量的10-30倍的净水，所称的净水是指过滤后洁净的工业用水、去离子水、蒸馏水。4.根据权利要求1所述的水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法，其特征是该生产方法加入的乳化促进剂为原料聚乙烯重量的0.5-2％；分散隔离剂为1-4％；激活引发剂为0.5-2％。5.根据权利要求4所述的水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法，其特征是该生产方法加入的乳化促进剂为非离子表面活性剂如聚氧乙烯烷基酚、吐温60、平平加20、蓖麻油-聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇等物质；分散隔离剂如乙烯类单体共聚物、聚甲基丙烯酸钠、聚丙烯酸钠、马来酸酐-苯乙烯共聚物等；作为激活反应的引发剂可在过氧化物、偶氮基化合物中选用。6.根据权利要求1所述的水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法，其特征是该生产方法向带搅拌的密闭的搪玻璃反应釜中通入氯气的过程分三段进行，即在三个不同反应温度段分别通入不同比例的氯气，且在同一个搪玻璃反应釜中连续进行并完成氯化反应的。7.根据权利要求6所述的水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法，其特征是该生产方法升温至80-90℃时即第一温度段，氯气的通入量必须达到氯气应通入总量的45-70％；在第二温度段90-110℃时，氯气通入量应达到总量的95％；第三温度段为略高于110℃的温度，将最后所剩的5％氯气全部通入完毕；通氯结束后，先保温0.5-2小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水相悬浮法制造高氯化聚乙烯的工业化生产方法及产品，使聚乙烯处在水相悬浮状态下，通入氯气进行氯化反应，制造含氯量较高的氯化聚乙烯的大规模工业化生产方法，其特征是该生产方法是以密度小于０．９３的高压低密度聚乙烯为原料，投入到含有乳化促进剂、分散隔离剂、激活引发剂的水溶液中，在搅拌作用下，使聚乙烯粉末呈悬浮状态，然后分三个温度段分别通入一定比例的氯气，通氯结束后经保温、驱氯、降温，并在同一搪玻璃反应釜中连续进行氯化反应的工艺过程，然后再进行水洗脱酸、中和、脱水、干燥等过程，最终制得含氯量为６０－７５％的高氯化聚乙烯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪立波，
申请(专利权)人：汪立波，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]