一种高刚性氯化聚乙烯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高刚性氯化聚乙烯的制备方法，采用盐酸相法生产，包括如下步骤：搅拌状态下向盐酸溶液中加入高密度聚乙烯、分散剂和防粘剂，制得悬浮溶液；向所述悬浮溶液中分两段通入氯气进行氯化反应，反应温度３０～１４０℃，氯气通入量为高密度聚乙烯重量的０．５～１．２倍，反应时间３～５ｈ；之后将氯化产物分离、洗涤、脱水和干燥后，得到氯含量为２０～３５ｗｔ％，ＤＳＣ≤５Ｊ／ｇ，邵氏硬度６０～８０，１００％定伸模量＞２．０ＭＰａ的高刚性氯化聚乙烯产品。利用本发明专利技术生产的高刚性氯化聚乙烯，可替代价格高的ＭＢＳ，做为硬质ＰＶＣ制品的抗冲击改性剂，满足材料对刚性和韧性的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种盐酸相法生产高刚性氯化聚乙烯的方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是产量最大的通用塑料之一，在材料工程中占据非常重要的地 位，力学性能优良，用途广泛。但是PVC是硬脆性材料，抗冲击强度低，低温韧性差，因此，在 PVC的加工过程中，需要添加抗冲击改性剂来改善制品韧性，拓展产品的应用。近年来，在 PVC管材、型材等硬质PVC制品中，常用的改性剂有氯化聚乙烯(CPE)、丙烯晴-丁二烯-苯 乙烯共聚物(ABS)、丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物(MBS)、乙烯-乙酸乙酯共 聚物(EVA)、丙烯酸类共聚物(ACR)等。 氯化聚乙烯(CPE)是一种综合性能优良的高分子材料，无毒无味，具有优良的耐候性和抗老化性能，不仅是PVC等硬质塑料的增韧改性剂，同时又可以作为特种橡胶用于电线电缆、胶管、胶带及其它橡胶制品中。氯化聚乙烯用于型材改性，使用非常广泛，但是用于硬质管材领域，在城市的供排水中使用较少。原因是氯化聚乙烯是高密度聚乙烯经氯化得到，氯化后得到的产品有柔顺的分子链段，能较好地提高PVC等硬质塑料的韧性，但是低模量、低硬度会降低制品的刚性，导致管材制品环钢度、耐压强度下降，使用受限。 为了保证管材的刚性，目前加工过程中，多采用加入丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物(MBS)作为抗冲击改性剂，，但加入MBS作为抗冲击改性剂在实际生产中存在如下问题一是MBS的加工扭矩高，生产过程能耗上升；二是MBS价格较高，制造企业的生产成本上升，产品的竞争力下降；三、MBS耐候性差，不能作为室外制品使用，因此MBS在管材中使用，受到一定局限性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是本专利技术的目的在于提供一种高刚性氯化聚乙烯的 制备方法，利用该方法生产的产品可以替代价格昂贵的MBS，做为硬质PVC的抗冲击改性 剂，使制品具有更优良的使用性能。 为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是 —种高刚性氯化聚乙烯的制备方法，采用盐酸相法生产，包括如下步骤 a、悬浮溶液的制备搅拌状态下，向1000重量份10 25wt^的盐酸溶液中，加入 60 200重量份的高密度聚乙烯、0. 005 0. 5重量份的分散剂和0. 1 2. 5重量份的防 粘剂，制得悬浮溶液，所述高密度聚乙烯的熔体指数MI (190°C /5kg) = 0. 2 1. Og/10min， MFR为10 30 ; b、氯化反应向所述悬浮溶液中分两段通入氯气进行氯化反应，反应温度为30 14(TC，氯气通入量为高密度聚乙烯重量的0. 5 1. 2倍，反应时间3 5h ; c、分离洗涤将氯化产物分离，然后洗涤、脱水和干燥后，得到氯含量为20 CN 101698687 A i兑明 书 2/4页35wt^的产品氯化聚乙烯。 步骤b中，所述氯化反应分以下两段进行 升温段起始通氯温度范围为30 9(TC，升温温度控制范围30°C 14(TC，升温 段通氯量为总通氯量的40 70wt% ; 恒温段恒温段温度范围为120°C 14(TC，温度保持恒定，通氯量为总通氯量的 30 60wt%。 步骤c中，所述氯化产物分离时采用真空过滤的方法，分离氯化产物后的盐酸回 收利用。 所述的分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸 甲酯-甲基丙烯酸共聚物或聚醚类分散剂。加入分散剂可使高密度聚乙烯均匀地分散到介 质中，有利于氯化反应的进行。 所述的防粘剂为滑石粉、白炭黑或D17。滑石粉、白炭黑及D17均为市售助剂产品。 加入防粘结剂目的是防止物料在高温下粘结，影响反应的正常进行，同时防止粘附到釜壁 上，縮短设备的使用寿命。 用所述方法生产的高刚性氯化聚乙烯的DSC《5J/g，邵氏硬度60 80， 100%定 伸模量> 2. 0MPa。 由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是 1、本专利技术采用盐酸相法生产CPE，氯化反应后的盐酸回收利用，降低了生产成本， 避免了传统水相聚合中因为酸水排放对环境造成的污染问题。 2、本专利技术中氯化产物与反应后的盐酸分离时采用真空过滤的方法，分离更彻底， 避免了因为CPE中盐酸残留多，导致制品热稳定性下降且易变色的问题。 3、本专利技术的原料选择了较高和较宽分子量分布的高密度聚乙烯，并且通过控制氯 化工艺，得到氯含量为20 35wt %的CPE，具有一般CPE难以达到的刚性性能，其材料指标 为:DSC《5J/g，邵氏硬度60 80， 100%定伸模量> 2. 0MPa。 4、利用本专利技术生产的高刚性氯化聚乙烯，可替代价格高的MBS，做为硬质PVC管材 的抗冲击改性剂，不仅能满足材料的刚性和抗冲击性能的需求，而且因为CPE本身具有的 优良性能，可以同时赋予产品耐候、耐老化等更多的综合性能，降低生产成本，改善加工性具体实施例方式下面结合具体的实施例来进一步阐述本专利技术。 实施例1 a、悬浮溶液的制备向100L的耐酸反应釜内加入80L 15%的盐酸溶液，搅拌状态 下加入熔体指数MI(190。C /5kg) = 0. 2 1.0g/10min， MFR为10 30的高密度聚乙烯 10kg，以及0. 008kg分散剂烷基酚聚氧乙烯醚、0. 016kg防粘剂滑石粉，搅拌均匀制得悬浮 溶液，然后将耐酸反应釜密封。 b，氯化反应向所述悬浮溶液中分两段通入氯气进行氯化反应 升温段起始通氯温度控制为90°C ，逐渐升温至135°C ，升温段通氯量为3. lkg ; 恒温段恒温段温度控制为135°C，温度保持恒定，通氯量为4. 5kg ; 整个反应过程控制通氯温度90 135°C ，通入氯气量为7. 6kg，反应时间3h。 c、分离洗涤反应结束，将氯化产物降温冷却至反应釜温度低于8(TC，用压縮风 将物料输送到真空过滤器中进行真空过滤，过滤出来的盐酸回收利用，过滤后的氯化产物 用水反复洗涤后，经离心机脱水和热风干燥后，得到产品氯化聚乙烯，其氯含量为27. 5%， DSC3. 0J/g，邵氏硬度73， 100%定伸模量2. 9MPa。 实施例2 a、悬浮溶液的制备向5000L的耐酸反应釜内加入4000L 10%的盐酸溶液，搅拌 状态下加入熔体指数MI (190°C /5kg) = 0. 2 1. Og/10min，MFR为10 30的高密度聚乙 烯400kg，以及1. 0kg分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚、2. Okg防粘剂白炭黑，搅拌均匀制得悬浮溶 液，然后将耐酸反应釜密封。 b，氯化反应向所述悬浮溶液中分两段通入氯气进行氯化反应 升温段起始通氯温度控制为75°C ，逐渐升温至130°C ，升温段通氯量为220kg ; 恒温段恒温段温度控制为130°C，温度保持恒定，通氯量为220kg ; 整个反应过程控制通氯温度75 130°C ，通入氯气量为440kg，反应时间4h。 c、分离洗涤反应结束，将氯化产物降温冷却至反应釜温度低于8(TC，用压縮风将物料输送到真空过滤器中进行真空过滤，过滤出来的盐酸回收利用，过滤后的氯化产物用水反复洗涤后，经离心机脱水和热风干燥后，再经粉磨磨碎、料仓均化得产品氯化聚乙烯，其氯含量为34. 0%， DSC2. 5J/g，邵氏硬度67， 100%定伸模量2. 2MPa。 实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高刚性氯化聚乙烯的制备方法，采用盐酸相法生产，其特征包括如下步骤：　　ａ、悬浮溶液的制备：搅拌状态下，向１０００重量份１０～２５ｗｔ％的盐酸溶液中，加入６０～２００重量份的高密度聚乙烯、０．００５～０．５重量份的分散剂和０．１～２．５重量份的防粘剂，制得悬浮溶液，所述高密度聚乙烯的熔体指数ＭＩ（１９０℃／５ｋｇ）＝０．２～１．０ｇ／１０ｍｉｎ，ＭＦＲ为１０～３０；　　ｂ、氯化反应：向所述悬浮溶液中分两段通入氯气进行氯化反应，反应温度为３０～１４０℃，氯气通入量为高密度聚乙烯重量的０．５～１．２倍，反应时间３～５ｈ；　　ｃ、分离洗涤：将氯化产物分离，然后洗涤、脱水和干燥后，得到氯含量为２０～３５ｗｔ％的产品氯化聚乙烯。

【技术特征摘要】
一种高刚性氯化聚乙烯的制备方法，采用盐酸相法生产，其特征包括如下步骤a、悬浮溶液的制备搅拌状态下，向1000重量份10～25wt％的盐酸溶液中，加入60～200重量份的高密度聚乙烯、0.005～0.5重量份的分散剂和0.1～2.5重量份的防粘剂，制得悬浮溶液，所述高密度聚乙烯的熔体指数MI(190℃/5kg)＝0.2～1.0g/10min，MFR为10～30；b、氯化反应向所述悬浮溶液中分两段通入氯气进行氯化反应，反应温度为30～140℃，氯气通入量为高密度聚乙烯重量的0.5～1.2倍，反应时间3～5h；c、分离洗涤将氯化产物分离，然后洗涤、脱水和干燥后，得到氯含量为20～35wt％的产品氯化聚乙烯。2. 如权利要求1所述的一种高刚性氯化聚乙烯的制备方法，其特征在于 步骤b中，所述氯化反应分以下两段进行升温段起始通氯温度范围为30 9(TC，升温段温...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雷，刘建平，孙岩，韩风，范晓祥，董祥德，姜铁竹，
申请(专利权)人：潍坊亚星集团有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]