專利名稱：水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法及產品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高分子化工領域，是在水相懸浮狀態(tài)下，接枝后制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法，以及用該方法制得的三元共聚氯化聚乙烯成品。
背景技術：
三元共聚氯化聚乙烯(HPHCPE、HPE)主要用作涂料、油墨、阻燃劑、高檔粘接劑等。其制造方法，目前公知的有固相氯化法、溶劑氯化法和水相懸浮氯化法。由于固相氯化是將氯氣直接通入聚乙烯粉末，其聚乙烯與氯分子間的相互接觸的比表面積有限，故在大規(guī)模生產中難以實現(xiàn)，因此工業(yè)上一般都不予采用。通常工業(yè)上都以溶劑法進行氯化，但因生產成本高，并且一些如四氯化碳等溶劑對人身有危害和污染環(huán)境，所以也將逐步被淘汰。近年來，日本以及國內個別企業(yè)雖也在進行用水相懸浮法制造三元共聚氯化聚乙烯的探索，但根據(jù)查新資料表明，國內尚停留在小型實驗階段，未見有大規(guī)模工業(yè)化生產的報道(詳見中國化工信息中心《查新報告》編號2001-008)；國外如日本特許公報93-18619、93-222117所公開的氯化聚烯制造方法中包括三元共聚氯化聚乙烯在內的氯化聚烯烴的工藝，他們所舉的實施例中所使用的反應器均在100升以下，且反應時間長，工藝繁雜。因此，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產。

發(fā)明內容
一種水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯工業(yè)化生產方法及產品，是使聚乙烯在水相懸浮狀態(tài)下，接枝后通入氯氣進行氯化反應，制造含氯量較高的溶解性能優(yōu)良的，與其它樹脂混溶性好的三元共聚氯化聚乙烯。其特征是該生產方法以聚乙烯粉末為原料，投入到含有乳化促進劑、分散隔離劑、激活引發(fā)劑的水溶液中，在攪拌作用下，使聚乙烯粉末呈懸浮狀態(tài)，在通入氯氣進行氯化反應之前，先在聚乙烯的分子鏈上接上羧基、羥基二個官能團，接上官能團的數(shù)量為重量比的20％以內。然后分三個溫度段分別通入一定比例的氯氣，并在同一個搪玻璃反應釜中進行氯化反應，最終制得含氯量為60-75％的三元共聚氯化聚乙烯。所用原料聚乙烯，其分子量在3000-15000之間，破碎過篩后粉末的粒度在60-120目之間。加入反應釜的水為聚乙烯重量10-30倍的凈水。所稱凈水指過濾后潔凈的工業(yè)用水、去離子水、蒸餾水。加入的乳化促進劑為原料聚乙烯重量的0.5-2％；分散隔離劑為1-4％；激活引發(fā)劑為0.5-2％。加入的乳化促進劑如聚氧乙烯烷基酚、吐溫60、平平加20、蓖麻油-聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇等物質；分散隔離劑如乙烯類單體共聚物、聚甲基丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈉、馬來酸酐-苯乙烯共聚物等；作為激活反應的引發(fā)劑可在過氧化物、偶氮基化合物中選用。在向帶攪拌的密閉的搪玻璃反應釜中通入氯氣的過程分三段進行。即在三個不同反應溫度段分別通入不同份量的氯氣。當升溫至80-90℃時即第一溫度段，氯氣的通入量必須達到氯氣應通入總量的45-70％；在第二溫度段90-110℃時，氯氣通入量應達到總量的95％；第三溫度段110-120℃的溫度，將最后所剩的5％氯氣全部通入完畢。通氯結束后，先保溫0.5-2小時，然后用潔凈空氣趕走釜內殘余氯氣，降溫到70-80℃。然后經水洗脫酸、中和、脫水、干燥后即得所述的三元共聚氯化聚乙烯。通入氯氣的總量為聚乙烯原料重量的4-6倍。每個溫度段通入氯氣的重量和比例經計算后由計量監(jiān)測控制。
本發(fā)明中所描述的“三段式”，其實是對反應物料適時加熱升溫，達到規(guī)定溫度，并同時控制氯氣的通入量的一種操作方法，是在同一只搪玻璃反應釜中連續(xù)進行并完成氯化反應的；并不需要將原料轉移至另一反應釜反應；整個氯化時間為3-4小時。
本發(fā)明所述的三元共聚氯化聚乙烯是含氯量高達60-75％的三元共聚氯化聚乙烯，且能在甲苯，二甲苯等有機溶劑中充分溶解，與其它樹脂混溶好，溶液呈清亮透明狀態(tài)，無懸浮物和沉淀物。
本發(fā)明的反應全過程是在同一個反應釜的水相懸浮狀態(tài)下完成，對周圍環(huán)境不造成污染。而且，是反應時間短，便于操作，適應規(guī)模生產，成本較低，能帶來可觀的經濟效益。
具體實施例方式下以通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。所舉的實施例，是在規(guī)模化試生產中實際操作得到驗證的例子。因此很容易被本領域的技術人員所掌握。如在本發(fā)明基礎上作出某些變化，其實質并未超出本發(fā)明包括的范圍。因此，所述的實施例僅對本發(fā)明作出說明，并非對本發(fā)明作出限制。
實施例向2000升帶攪拌的搪玻璃反應釜中加入凈水1500kg；粉碎過篩后達到粒度60-120目的高壓低密度聚乙烯70kg，乳化促進劑600g、分散隔離劑2kg、激活引發(fā)劑600g。在攪拌下逐漸升溫到90-100℃并保溫0.5-1小時，使聚乙烯分子鏈接上羧基、羥基，再把溫度降至60℃時，開始通入氯氣。在溫度達到88℃之前，氯氣的通入量必須達到總通入量的60％，然后繼續(xù)升溫至110℃，氯氣的通入量要求達到95％；最后的5％氯氣須在100-120℃溫度時通入，氯氣的總通入量為330kg氯化反應全過程為3小時20分鐘，氯化反應結束；先保溫2小時后，再用潔凈空氣趕走釜內殘余氯氣，降溫到80℃。將物料進行水洗脫酸、中和、脫水、干燥，即得到含氯量68％的白色粉末狀三元共聚氯化聚乙烯成品。
權利要求
1.一種水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法及產品，是使聚乙烯處在水相懸浮狀態(tài)下，通入氯氣進行氯化反應，制造含氯量較高的溶解性能優(yōu)良的與其它樹脂混溶性好的三元共聚氯化聚乙烯，其特征是該生產方法以聚乙烯粉未為原料，投入到含有乳化促進劑、分散隔離劑、激活引發(fā)劑的水溶液中，在攪拌作用下，使聚乙烯粉末呈懸浮狀態(tài)，先在聚乙烯的分子鏈上接上羧基、羥基二個官能團，然后分三個溫度段分別通入一定比例的氯氣，并在同一個搪玻璃反應釜中進行氯化反應，并經水洗脫酸、中和、脫水、干燥等工藝過程，最終制得含氯量達60-75％的三元共聚氯化聚乙烯。
2.根據(jù)權利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法，其特征是該生產方法在通入氯氣進行氯化反應之前，先在聚乙烯的分子鏈上接上羧基、羥基二個官能團，接上官能團的數(shù)量為重量比的20％以內。
3.根據(jù)權利要求1所述的水相懸浮法制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法，其特征是該生產方法所用原料為聚乙烯，其分子量在3000-15000之間，破碎過篩后粉末的粒度在60-120目之間。
4.根據(jù)利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法，其特征是該生產方法加入反應釜的水為聚乙烯重量的10-30倍的凈水，所稱的凈水指過濾后潔凈的工業(yè)用水、去離子水、蒸餾水。
5.根據(jù)權利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法，其特征是該生產方法加入的乳化促進劑為原料聚乙烯重量的0.5-2％；分散隔離劑為1-4％；激活引發(fā)劑為0.5-2％。
6.根據(jù)權利要求5所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法，其特征是該生產方法加入的乳化促進劑如聚氧乙烯烷基酚、吐溫60、平平加20、蓖麻油-聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇等物質；分散隔離劑如乙烯類單體共聚物、聚甲基丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈉、馬來酸酐一苯乙烯共聚物等；作為激活反應的引發(fā)劑可在過氧化物、偶氮基化合物中選用。
7.根據(jù)權利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法，其特征是該生產方法向帶攪拌的密閉的搪玻璃反應釜中通入氯氣的過程分三段進行，80-90℃時即第一溫度段，氯氣的通入量必須達到氯氣應通入總量的45-70％；在第二溫度段90-110℃時，氯氣通入量應達到總量的9 5％；第三溫度段為略高于110℃的溫度，將最后所剩的5％氯氣全部通入完畢；通氯結束后，先保溫0.5-2小時，然后用潔凈空氣趕走釜內殘余氯氣，降溫到70-80℃。
8.根據(jù)權利要求7所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法，其特征是該生產方法通入氯氣的總量為聚乙烯原料重量的4-6倍，每個溫度段通入氯氣的重量和比例經計算后由計量監(jiān)測控制。
9.根據(jù)權利要求1所述的水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法及產品，其特征是經接枝、氯化、保溫、干燥等過程后制得的三元共聚氯化聚乙烯為含氯量在60-75％的白色粉末狀固體。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子化工領域，是一種水相接枝制造三元共聚氯化聚乙烯的工業(yè)化生產方法及產品。其特征是在同一反應釜包括對投放到含有乳化促進劑、分散隔離劑和激活引發(fā)劑的水溶液中的聚乙烯，在水相懸浮狀態(tài)下，先在分子鏈上接上羧基、羥基二個官能團，然后分三個不同溫度段，通入一定量的氯氣進行氯化反應制得含氯量達60－75％，呈白色粉末狀優(yōu)質的三元共聚氯化聚乙烯成品。它完全擺脫了小型實驗階段，使規(guī)模生產成為現(xiàn)實。具有反應時間短，便于操作，對環(huán)境無污染，成本較低的特性，是涂料、油墨、阻燃劑、粘接劑等行業(yè)的優(yōu)質原料。
文檔編號C08F259/04GK1394887SQ01121779
公開日2003年2月5日 申請日期2001年7月8日 優(yōu)先權日2001年7月8日
發(fā)明者汪立波 申請人:汪立波