塑料加工用蜡的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种塑料加工用蜡的生产方法。该方法以聚乙烯副产的聚乙烯蜡为原料，经乳化、发汗制备目的产品。本发明专利技术方法在普通发汗工艺的基础上，在发汗过程中利用气流通过蜡层携带出液态组分以强制分离固态组分和液态组分，同时优选将原料与水或盐溶液乳化，也有利于液态组分的快速排出，从而有效去除原料中的低分子量组分。本发明专利技术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。

Production method of wax for plastic processing

The invention discloses a method for producing wax for plastic processing. In this method, the polyethylene wax produced by polyethylene is used as the raw material, and the product is prepared by emulsification and sweating. This method is based on ordinary sweating process on the transpiration process by using the airflow through the wax layer of liquid components to carry out mandatory separation of the solid component and a liquid component, and preferably emulsified oil with water or salt solution, but also conducive to the rapid discharge of liquid components, so as to effectively remove the low molecular weight group the raw material. The method has the advantages of low equipment investment, simple production process, low operation cost, safety and solvent free pollution, etc., and the obtained product can be used as an assistant for plastics processing.

【技术实现步骤摘要】
塑料加工用蜡的生产方法
本专利技术属于专用蜡生产
，特别是涉及一种塑料加工用蜡的生产方法。
技术介绍
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70～98℃，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，采用发汗工艺生产塑料加工用蜡的需求更加迫切。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种塑料加工用蜡的生产方法，包括乳化和发汗两部分。具体地说是采用发汗装置，在普通发汗工艺的基础上，优选将原料蜡与水或盐溶液制成乳化液后进行发汗，有利于液态组分的排出；并在发汗过程中利用气流通过蜡层携带出液态组分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生产出滴熔点在70℃以上且基本去除低熔点组分的塑料加工用蜡。本专利技术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。本专利技术的一种塑料加工用蜡的生产方法，包括以下内容：（A）乳化：包括以下步骤：（A1）油相材料制备：以聚乙烯副产的聚乙烯蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油相材料；（A2）水相材料制备：将水或盐溶液加热，形成水相材料；（A3）乳化液制备：将水相材料在搅拌条件下加入到油相材料中，全部加完后继续搅拌5～60分钟；（B）发汗：包括以下步骤：（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2.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至适当温度并恒温一段时间；再以1.5℃/h～3.5℃/h的速率将蜡层降温至原料滴熔点以下5℃～30℃的降温终止温度；（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：蜡上精制后即为塑料加工用蜡。本专利技术的方法中，所述的原料聚乙烯蜡是聚乙烯生产过程中产生的低聚物经脱色生产的，其滴熔点通常为70～98℃。本专利技术的方法中，过程（A）中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、反应型表面活性剂构成的一组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑料加工用蜡的生产方法，包括以下内容：（A）乳化：包括以下步骤：（A1）油相材料制备：以聚乙烯副产的聚乙烯蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油相材料；（A2）水相材料制备：将水或盐溶液加热，形成水相材料；（A3）乳化液制备：将水相材料在搅拌条件下加入到油相材料中，全部加完后继续搅拌5～60分钟；（B）发汗：包括以下步骤：（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2.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至适当温度并恒温一段时间；再以1.5℃/h～3.5℃/h的速率将蜡层降温至原料滴熔点以下5℃～30℃的降温终止温度；（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：蜡上精制后即为塑料加工用蜡。

【技术特征摘要】
1.一种塑料加工用蜡的生产方法，包括以下内容：（A）乳化：包括以下步骤：（A1）油相材料制备：以聚乙烯副产的聚乙烯蜡为原料，加热熔化；加入油溶性乳化剂，搅拌均匀，形成油相材料；（A2）水相材料制备：将水或盐溶液加热，形成水相材料；（A3）乳化液制备：将水相材料在搅拌条件下加入到油相材料中，全部加完后继续搅拌5～60分钟；（B）发汗：包括以下步骤：（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2.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至适当温度并恒温一段时间；再以1.5℃/h～3.5℃/h的速率将蜡层降温至原料滴熔点以下5℃～30℃的降温终止温度；（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：蜡上精制后即为塑料加工用蜡。2.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、反应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，所述表面活性剂的熔点或凝固点低于发汗升温最高温度。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、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；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、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。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，所述的盐溶液选自氯化钠溶液、氯化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、硫酸钠溶液和硫酸钾溶液构成的一组盐溶液；盐溶液的质量浓度为1%～30%。6.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50～1500转/分钟，乳化液的制备温度为80℃～98℃。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（A3）得到乳化液的配比为：原料蜡质量百分数为60.0%～90.0%，水或盐溶液质量百分数为9.9%～30.0%，乳化剂质量百分数为0.1%～10.0%。8.按照权利要求7所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑锋，毕文卓，王鑫，孙鹏，赵永鹤，张志银，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11