專利名稱：用流化床反應(yīng)器進(jìn)行固態(tài)共混法制備氯磺化聚乙烯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氯磺化聚乙烯制備方法，具體說，涉及一種用流化床反應(yīng)器，不需用紫外光催化氯磺化反應(yīng)進(jìn)行固態(tài)共混法制備氯磺化聚乙烯的方法。
氯磺化聚乙烯是橡膠類聚合物產(chǎn)品之一，目前工業(yè)生產(chǎn)采用溶劑法工藝，溶劑四氯化碳(CCl4)的毒性及對環(huán)境的污染等問題已使溶劑法受到許多限制，目前仍沒有具體有效的解決方法。
溶劑法的專利最早見于美國專利US2,212,786(1940年)；US2,503,252、2,503,253(1950年)；2,640,048(1953年)；上述專利公開了使用催化劑(AZO)產(chǎn)生氯離子進(jìn)行氯化及氯磺化聚乙烯反應(yīng)的方法。
US2,879,261(1959年)綜合上述專利，提出了比較完善的溶劑法制備氯磺化聚乙烯的方法。US3,299,041(1967年)提出了改善的間斷式溶劑法生產(chǎn)工業(yè)；隨后US3,542,747(1970年)公開了將間斷式工藝改為連續(xù)式生產(chǎn)工藝。
美國專利US2,889,259(1959年)，4,584,351(1986年)公開了一種用流化床生產(chǎn)氯磺化聚乙烯的方法，這種方法還需用紫外光幫助進(jìn)行氯磺化聚乙烯反應(yīng)。
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的固態(tài)共混法制備氯磺化聚乙烯，在本發(fā)明的方法中使用了流化床反應(yīng)器技術(shù)，而不需要用紫外光幫助進(jìn)行氯磺化聚乙烯反應(yīng)。由于摒棄了傳統(tǒng)的溶劑法工藝和紫外光技術(shù)，從而，使本發(fā)明的方法對環(huán)境的污染較低，建設(shè)該裝置的成本和維持正常生產(chǎn)的費(fèi)用也大大降低。
本發(fā)明的一種氯磺化聚乙烯的制備方法，依次按照下述過程制備(1)在流化床反應(yīng)器中加入經(jīng)預(yù)處理的氯化乙烯聚合物(氯含量35％)粉狀物，加熱至25-100℃，其粉狀物的粒度在70-450μ，優(yōu)選150-350μ。
所述的乙烯聚合物是聚乙烯或聚氯乙烯。
再加入一定速度和比例的預(yù)熱的二氧化硫與氯氣的混合氣體，其速度一般在0.5英尺/秒即可使流化達(dá)成充分混合，生成品質(zhì)均一的產(chǎn)品。
保持恒溫反應(yīng)和流化狀態(tài)、混合、反應(yīng)，60-100分鐘后，停止氯磺化反應(yīng)；(2)從流化床反應(yīng)器排除反應(yīng)副產(chǎn)品及殘余氣體至洗滌槽中；(3)將流化床反應(yīng)器中的產(chǎn)品取出置于真空爐中，在80℃溫度下，將產(chǎn)品中殘余廢酸去除后，得到本發(fā)明產(chǎn)品氯磺化聚乙烯。
所述的氯磺化聚乙烯產(chǎn)品含硫1.0-3.0wt％，優(yōu)選1.0-1.5wt％；含氯20-45wt％，優(yōu)選30-42wt％。
所述的氯磺化聚乙烯產(chǎn)品的熔融指數(shù)0.05-10，優(yōu)選0.05-3.5。
二氧化硫與氯氣的比例為1-16∶1，優(yōu)選2-8∶1。
反應(yīng)溫度在25-100℃，優(yōu)選30-80℃。
二氧化硫和氯氣混合氣的預(yù)熱溫度在25-100℃，優(yōu)選30-80℃。
產(chǎn)品的相對結(jié)晶度為0-15％。
用上述的方法制備的氯磺化聚乙烯產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)式為
在流化床反應(yīng)器中，氯磺化反應(yīng)過程如下
本發(fā)明人經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，使用本發(fā)明的方法，不需要紫外光照射，在25-100℃，優(yōu)選30-80℃下，同樣可進(jìn)行氯磺化反應(yīng)。但是，在反應(yīng)初期，使用短暫的紫外光輻射(15分鐘以下)，可以稍加速初期的引發(fā)反應(yīng)，然后在不用紫外光照射的條件下，完成反應(yīng)，得到上述質(zhì)量的產(chǎn)品。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例描述本發(fā)明，所述的實(shí)施例不限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定；

圖1是按照本發(fā)明的固態(tài)共混法制備氯磺化聚乙烯的流程圖；其中1流化床反應(yīng)器，2廢氣洗滌槽，3粉料貯塔，4，真空脫酸器，5混合氣加熱器，7氮?dú)饧訜崞鳎?氯貯槽，9二氧化硫貯槽，10氮?dú)赓A槽；實(shí)施例1使用帶攪拌器的反應(yīng)釜進(jìn)行固態(tài)共混法制備氯磺化聚乙烯；來自粉料儲塔(3)的氯化聚乙烯(氯含量35％)粉料先經(jīng)過預(yù)處理，從反應(yīng)釜上端進(jìn)料口投入上述粉料，加溫至50℃后，投入從氯氣貯槽(8)、二氧化硫貯槽(9)來的并經(jīng)混合氣加熱器(5)預(yù)熱到50℃的其比例Cl2∶SO2＝1∶3的混合氣體以及從氮?dú)赓A槽(10)并經(jīng)氮?dú)忸A(yù)熱器(7)預(yù)熱的氮?dú)?，?0℃恒溫下，攪拌混合進(jìn)行反應(yīng)。90分鐘后，停止氯磺化反應(yīng)，通入熱氮?dú)?80℃)，排除反應(yīng)副產(chǎn)品及殘余氣體至廢液洗滌槽(2)，60分鐘后將反應(yīng)器中產(chǎn)晶取出，送入真空脫酸器(4)在80℃將殘酸除去，得到本發(fā)明產(chǎn)品。
分析產(chǎn)品，Cl含量35.5wt％，S含量1.85wt％；實(shí)施例2使用流化床反應(yīng)器(2)進(jìn)行固態(tài)共混法制備氯磺化聚乙烯；來自粉料儲塔(3)的氯化聚乙烯(氯含量35％)粉料經(jīng)預(yù)處理后，從流化床反應(yīng)器(2)進(jìn)料口進(jìn)入器內(nèi)，加溫至50℃后，投入從氯氣貯槽(8)、二氧化硫貯槽(9)來的并經(jīng)混合氣加熱器(5)預(yù)熱到50℃的其比例Cl2∶SO2＝1∶3的混合氣體以及從氮?dú)赓A槽(10)并經(jīng)氮?dú)忸A(yù)熱器(7)預(yù)熱的氮?dú)?，?0℃恒溫下，以0.5英尺/秒進(jìn)入反應(yīng)器的混合氣使粉料充分流化，進(jìn)行反應(yīng)。90分鐘后，停止氯磺化反應(yīng)，仍通入熱氮?dú)?80℃)，排除反應(yīng)副產(chǎn)品及殘余氣體至廢液洗滌槽(2)，將產(chǎn)品中殘留廢酸去除，120分鐘后將反應(yīng)器中產(chǎn)品取出，送入真空脫酸器(4)在80℃將殘酸除去，得到本發(fā)明產(chǎn)品。
分析產(chǎn)品，Cl含量35.8wt％，S含量2.27wt％；實(shí)施例3用與實(shí)施例2相同的裝置，但是在流化床反應(yīng)器中加裝40瓦，3200A光波紫外線輻射燈，在通入同實(shí)施例2相同條件的反應(yīng)物后，使用紫外線輻射燈照射反應(yīng)物5-15分鐘，熄滅紫外燈后，在60℃恒溫情況下反應(yīng)，停止氯磺化反應(yīng)后，通入熱氮?dú)?80℃)，排除反應(yīng)副產(chǎn)品及殘余氣體至廢液洗滌槽(2)，將產(chǎn)品中殘留廢酸去除，120分鐘后將反應(yīng)器中產(chǎn)品取出，送入真空脫酸器(4)在80℃將殘酸除去，得到本發(fā)明產(chǎn)品。
分析產(chǎn)品，Cl含量36.2wt％，S含量2.34wt％；
權(quán)利要求
1，一種氯磺化聚乙烯的制備方法，依次按照下述過程制備(1)在流化床反應(yīng)器中加入氯化的乙烯聚合物粉狀物，加熱至25-100℃；再加入一定速度和比例的預(yù)熱的二氧化硫與氯氣的混合氣體；保持恒溫反應(yīng)和流化狀態(tài)、混合、反應(yīng)，60-100分鐘后，停止硫磺化反應(yīng)；(2)從流化床反應(yīng)器排除反應(yīng)副產(chǎn)品及殘余氣體至洗滌槽中；(3)將流化床反應(yīng)器中的產(chǎn)品取出置于真空爐中，在80℃溫度下，將產(chǎn)品中殘余廢酸去除后，得到本發(fā)明產(chǎn)晶氯磺化聚乙烯。
2，權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的乙烯聚合物是聚乙烯或聚氯乙烯。
3，權(quán)利要求1的方法，其特征在于氯磺化聚乙烯產(chǎn)品含硫1.0-3.0wt％，優(yōu)選1.0-1.5wt％；含氯20-45wt％，優(yōu)選30-42wt％。
4，權(quán)利要求1的方法，其特征在于氯磺化聚乙烯產(chǎn)品的熔融指數(shù)0.05-10，優(yōu)選0.05-3.5。
5，權(quán)利要求1的方法，其特征在于二氧化硫與氯氣的比例為1-16∶1，優(yōu)選2-8∶1。
6，權(quán)利要求1的方法，其特征在于反應(yīng)溫度在25-100℃，優(yōu)選30-80℃。
7，權(quán)利要求1的方法，其特征在于二氧化硫和氯氣混合氣的預(yù)熱溫度在25-100℃，優(yōu)選30-80℃。
8，權(quán)利要求1的方法，其特征在于產(chǎn)品的相對結(jié)晶度0-15％。
9，權(quán)利要求1-8之一的方法制備的氯磺化聚乙烯產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用流化床反應(yīng)器，不用紫外線照射進(jìn)行固態(tài)共混法制備氯磺化聚乙烯的方法。
文檔編號C08F8/38GK1164538SQ9710413
公開日1997年11月12日 申請日期1997年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月23日
發(fā)明者崔貴心, 劉文渠 申請人:崔貴心