[发明专利]采用溶剂法合成氯磺化聚乙烯的方法

说明书

本申请提供一种采用溶剂法合成氯磺化聚乙烯的方法，包括步骤：混合反应物步骤、加入引发剂并通氯气步骤、加入引发剂、催化剂及氯磺酸步骤以及醇洗步骤。本方法采用的反应溶剂均符合环保法规要求，不在《蒙特利尔公约》管制范围之列；该方法所得产品的硫含量在0.8‑1.2%之间可控，且采用溶剂法工艺，产品均相反应，结晶度低，后续加工的硫化性能优异，且该工艺方法具有较高的工艺稳定性和批次稳定性。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种采用溶剂法合成氯磺化聚乙烯的方法。

技术背景

氯磺化聚乙烯，是一种具有橡塑二相性的特种合成橡胶，因具有优异的耐候性尤其是卓越的低温性能、耐臭氧性能、抗氧化性能、耐冷热温度触变性、耐酸碱盐、耐油性等特性，在特种电缆护套，特种胶管，以及重防腐涂料的应用中具有优异性能。

现有的产品及工艺方法包括：以粉体HDPE(高密度聚乙烯)、氯气、二氧化硫为原料，采用气固相法生产；以粉体CPE（氯化聚乙烯）、二氧化硫或其他硫化剂为原料，采用动态硫化的工艺方法生产；以粉体HDPE(高密度聚乙烯)、氯气、二氧化硫或氯磺酸为原料，以四氯化碳作为溶剂，采用溶剂法生产。

但是上述方法存在以下缺点。

缺点一：气固相法生产的产品，因为是固体和气体物质界面反应，高密度聚乙烯粒径直接决定了反应的深度和彻底程度，同时气流速度、浓度的不稳定性，导致了产品具有较高的结晶度，且批次之间的稳定性差等缺点。

缺点二：氯化聚乙烯动态硫化法生产的产品，原料具有一定的结晶度，在后续的工艺中无法消除和改善，同时动态硫化自身工艺问题，导致产品的结晶度较高，硫含量较低且不稳定，产品批次稳定性差等缺点。

缺点三：四氯化碳溶剂法工艺生产的产品，是目前市面上性能最好的产品，四氯化碳对臭氧层的严重危害，国际社会的《蒙特利尔公约》对该物质的使用有严格管控，所以溶剂法氯磺化聚乙烯的生产，只能维持现有产能和规模。该工艺产品的缺点是，所使用的溶剂对环境不友好，不符合国际社会发展趋势，同时产能严重受限。

因此，目前合成氯磺化聚乙烯的方法存在诸多缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种采用溶剂法合成氯磺化聚乙烯的方法，选择不受《蒙特利尔公约》（也称为《关于消耗臭氧层的蒙特利尔议定书》）环保规则限制的溶剂，该溶剂对原料高密度聚乙烯和氯磺化聚乙烯都有良好的溶解性能，能够保障物料在均相状态反应进行；同时优选适当的催化剂和辅助原料，在适当的工艺流程下，制备出符合性能要求的产品，用以解决目前合成氯磺化聚乙烯的方法存在的反应不稳定、产品的结晶度较高、硫含量较低且不稳定、产品批次稳定性差、所使用的溶剂对环境不友好的技术问题。

为了实现上述目的，本发明其中一实施例中提供一种采用溶剂法合成氯磺化聚乙烯的方法，包括步骤：

混合反应物步骤，在反应釜中盛放反应溶剂，将聚乙烯与反应溶剂混合后加热到100-125°，重分搅拌，4-8小时后获得澄清透明粘稠液体；

加入引发剂并通氯气步骤，在反应釜中第一次加入引发剂后开始通氯气，持续通氯气3-5小时并保持温度不变，降温至100-125℃后停止通氯气；

加入引发剂、催化剂及氯磺酸步骤，在反应釜中再次加入引发剂、催化剂，搅拌均匀同时，缓慢降温，于温度80-100℃时加入氯磺酸或者持续通入二氧化硫和/或氯气，保持该温度下搅拌1.5-3小时，于60-80℃时出料混合粘稠物；以及

醇洗步骤，出料的所述混合粘稠物经醇洗、低温脱挥后，得到成品氯磺化聚乙烯。

进一步地，所述聚乙烯的熔指为6-10g/10min。

进一步地，所述反应溶剂为三氯甲烷、甲苯、甲苯氯苯混合溶剂、甲苯三氯甲烷混合溶剂、氯苯中的任一种。