[发明专利]氯化马来酸改性聚乙烯材料的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种氯化马来酸改性聚乙烯材料的制备工艺。

背景技术

氯化聚乙烯的生产方法主要有溶液法、悬浮法和固相氯化法三种。溶液法是生产氯化聚乙烯的最早方法，由英国ICI化学公司于1938年研发成功。溶液法是在一定压力温度下，将聚乙烯溶解在卤代烷烃或氯苯等有机溶剂中，加入引发剂，升温通氯进行反应，当反应达到所需要的氯含量后停止通氯，将物料倒人沉淀剂中，回收溶剂，再经过洗涤、中和、干燥即可制得氯化聚乙烯成品。溶液法工艺条件温和，操作工艺成熟，所得氯化聚乙烯产品的氯含量可控，产品中氯分布较均匀，可用于生产高氯含量及高结晶度的氯化聚乙烯产品。但从反应液中分离出氯化聚乙烯，及从氯化聚乙烯中去除残留的溶剂过程较为复杂，设备费用高，泄漏的溶剂对大气臭氧层造成严重破坏，随着《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》的生效，用溶剂法生产氯化聚烯烃的技术已经逐步被淘汰。固相法是用氯气或氯和氮的混合气作氯化剂对固体聚乙烯进行氯化。固相法无溶剂污染，但反应热的导出和氯化产物中氯分布的均匀性等问题还没有得到很好的解决。水相悬浮法由德国赫斯特公司于1960年开发成功，此后日本大阪曹达公司、昭和电工公司、美国Dow化学公司以及我国的大部分厂家也采用该方法进行生产。水相悬浮法是将聚乙烯细粉末分散到含悬浮剂的去离子水中，加入溶胀剂、防黏剂、分散剂、引发剂、消泡剂、防静电剂，在搅拌下加压通入氯气进行氯化，待达到所需要的氯含量后，进行脱酸、水洗、加碱中和、脱废液、热水洗涤、离心脱水，干燥得氯化聚乙烯成品。水相悬浮法具有操作平稳、氯气利用率高，产品后处理容易，对设备要求较低，生产成本低，产品质量好，适用于大规模生产的优点。

随着氯化聚乙烯应用范围的不断扩大，某些特殊领域对氯化聚乙烯提出了新的要求，如和极性界面的附着性问题。对其氯化均匀性、相容性等提出了更高的要求，人们采用接枝、共混等方法对氯化聚乙烯进行改性。氯化马来酸酐改性聚乙烯是一类重要的化工产品，它具有稳定的化学结构，优良的耐热、耐老化性、阻燃性、耐寒性、耐油性、耐候性、着色性、耐化学药品性、耐臭氧性、电绝缘性、良好的相容性和加工性，因而被广泛应用于塑料、建材、电气、医药、农业、橡胶、油漆、颜料、轮船、造纸、纺织、包装以及涂料等行业，市场前景极好。目前只有一些关于对氯化聚乙烯进行马来酸酐改性的报道，如杨启彪等用马来酸酐对氯化聚乙烯进行了官能化接枝（杨启彪，杨自善.高分子材料与工程，1994，3，134-137）；以及谈晓宏等用马来酸酐改性的氯化聚乙烯，改善了氯化聚乙烯表面的粘接性和与其它极性聚台物的相容性（谈晓宏，曾繁涤，陈玉光.中国胶黏剂，1998，8(6)，5-8）。但这些文献报道的改性氯化聚乙烯的制备方法都是氯化聚乙烯的基础上进行改性，因此至少要有两步以上的工艺步骤，制备工艺复杂，氯含量及含马来酸酐量较难控制。

发明内容

本发明提供一种氯化马来酸改性聚乙烯材料的制备工艺，其目的是解决同类产品制备工艺复杂，氯含量及含马来酸酐量较难控制，生产成本较高的技术问题。本发明的目的是通过如下的技术方案实现的。

一种氯化马来酸改性聚乙烯材料的制备工艺，其设计要点在于该方法的步骤如下：将聚乙烯分散在含有乳化剂和水的反应釜中，搅拌下，使得聚乙烯处于悬浮状态，加入引发剂，在60～70℃，通入氯气后，升温至80～90℃，加入马来酸，再通入氯气，反应4h后，升温至115℃，继续反应1.5～2.0h，反应结束后，用空气赶走反应釜内残余的氯气，氯化产物经水洗脱酸、中和、脱水、注塑造粒和干燥处理，即制得氯化马来酸改性聚乙烯材料。

所述的乳化剂为氧乙烯-氧丙烯共聚物和聚甲基丙烯酸钠的混合物；所述乳化剂与聚乙烯的重量比例为1:100～6:100。

所述的引发剂为过氧化苯甲酰；所述的引发剂与聚乙烯的重量比例为1:1000～10:1000。

所述的改性聚乙烯所用的是马来酸；所述的马来酸与聚乙烯的重量比例为1:100～15:100。

所述的氯气与聚乙烯的重量比例为：32:1～55:1；所述的水为过滤后洁净的工业用水、去离子水或蒸馏水，所述的水与聚乙烯的重量比例为10:1～30:1。

所述制得的氯化马来酸改性聚乙烯材料的含氯量为重量比例为25%～70%。

所述的氧乙烯-氧丙烯共聚物和聚甲基丙烯酸钠重量比例为3:7～5:5。