一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法

2023-05-20 21:07:16 2

專利名稱：一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法
技術領域：
本發明涉及一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法，屬於合成蠟氧化技術領域。
背景技術：
聚乙烯蠟為低分子量聚乙烯。其特點是軟化點較高(105℃)，而熔融粘度則接近於石蠟。作為潤滑劑，其化學性質穩定、電性能良好。聚乙烯蠟與聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯、乙丙橡膠、丁基橡膠相溶性好。能改善聚乙烯、聚丙烯、ABS的流動性和聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯的脫模性。與PVC和其它的外部潤滑劑相比，聚乙烯蠟具有更強的內部潤滑作用。此外，也可用於油墨、紙張、濃縮母料、地膜和蠟燭等。也可用於油漆及熱熔膠，粘結劑等。
聚乙烯蠟經氧化後，其乳化性、潤滑性、油溶性等方面都會有明顯的改善，在紡織行業中具有廣泛的用途，可以用來製備高質量紡織助劑，如拒水整理劑、柔軟劑、漿紗後上蠟、織物絲光整理劑、紡絲浴添加劑、絲鳴整理劑和平滑劑等等，但是聚乙烯蠟的價格較高。
氧化聚乙烯蠟分子鏈上帶有一定量的羥基，它們與極性樹脂的相溶性就得到顯著改善，優於聚乙烯蠟。與橡膠、塑料、石蠟等材料有很好的相溶性。對PVC內、外潤滑作用比較平衡；在硬質透明PVC配方中添加氧化聚乙烯蠟其潤滑性優於其它潤滑劑，酸值大於13的可以乳化。
但是，單獨的氧化聚乙烯蠟氧化後存在硬度降低、光澤性下降等缺點。
聚丙烯蠟的軟化點明顯高於聚乙烯蠟，具有高硬度、高韌性、潤滑性、耐溼性和耐油脂性以及熔融粘度選擇範圍寬等優良性能，高結晶度使之具有卓越的亮度和光澤度。
聚丙烯蠟經氧化後，其乳化性、潤滑性、油溶性等方面也會有明顯的改善，在紡織行業中具有廣泛的用途，可以用來製備高質量紡織助劑，如拒水整理劑、柔軟劑、漿紗後上蠟、織物絲光整理劑、紡絲浴添加劑、絲鳴整理劑和平滑劑等等，同樣聚丙烯蠟的價格也較高。
但是，單獨的聚丙烯蠟氧化後，其乳化性不及氧化聚乙烯蠟，如果要得到穩定的聚丙烯蠟乳液需要加入較多的乳化劑，因而會影響其乳液的使用性能。
而石蠟氧化後，其乳化性、潤滑性、油溶性等方面也有明顯的改善，但是由於石蠟熔點低、硬度小、粘性大，所以在許多應用領域受到了限制。
科萊思有限公司公開了一種氧化聚乙烯蠟的方法，其公開號為CN 1206719A。其原料為純聚乙烯蠟。聚乙烯蠟的氧化通過加人一元或多元無機酸或具有1-6或2-6個碳原子的一元或多元羧酸進行。該方法產品可以得到具有低熔體粘度和淺顏色的蠟。
德國BASF公司公開了一種氧化的茂金屬聚烯烴蠟的方法，其公開號為CN1130385C。該發明涉及一種通過氧化用茂金屬催化反應得到的分子量為1000-40000的聚烯烴而製得的氧化蠟。
上述的兩種專利得到的氧化聚乙烯蠟均存在硬度較小、軟化點低等缺點。

發明內容
本發明的目的是提供一種硬度大、乳化性優良、光澤性好的聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法。
為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法，其特徵在於，採用的催化劑，以氧氣、空氣或含氧氣體對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，氧化過程的操作順序如下(1)聚乙烯蠟50％-100％、聚丙烯蠟0-40％和石油蠟0-10％中至少兩種原料放入原料罐中並加熱熔化；(2)當原料溶化後並達到100℃-130℃時，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻為止；(3)把加好催化劑的原料加入預熱至140℃-160℃的反應器中；(4)啟動壓縮機，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應器中，對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調節空氣流量為0.5-30立方米/小時，氧化溫度為105-190℃；(5)反應1小時-30小時後降低反應溫度至100℃-130℃℃，然後關閉冷卻水和壓縮機；(6)從反應器中取出反應物，過濾、成型並測定產品性能。
所述的催化劑為KMnO4。
本發明所述的聚乙烯蠟(Polyethylene Wax，簡稱PEW)是低分子量聚乙烯，分子量在500～10000之間，又稱低分子量聚乙烯。軟化點105℃，針入度小於5(1/10mm)，密度0.95g/cm3，酸值小於0.1mgKOH/g，其來源主要有以下三個途徑1)乙烯催化聚合；2)高分子量聚乙烯的熱降解；3)聚乙烯裝置的副產品。
本發明所述的聚丙烯蠟是指裂解法和聚合法得到的聚丙烯蠟。其軟化點大於140℃。其分子量從200-20000，適宜的聚丙烯蠟分子量在1000-8000，最適宜的分子量範圍是2000-6000。聚丙烯蠟的軟化點明顯高於聚乙烯蠟，具有高硬度、韌性潤滑性好、耐溼性好以及熔融粘度選擇範圍寬等優良性能，高結晶度使之具有卓越的亮度和光澤度。聚丙烯蠟可以用於石蠟改性劑、色母粒的顏料分散劑、塑料添加劑、熱熔膠、油墨添加劑、紙加工助劑、橡膠加工助劑等。
本發明所述的石油蠟可以按多種方法進行分類。主要的分類方法有熔點分類法、含油量分類法、用途分類法和顏色分類法等。
熔點分類法的根據是石油蠟的熔點。熔點低於45℃的石油蠟稱為軟蠟。熔點在45～60℃之間，25℃針入度低於20(0.1mm)的石油蠟稱為硬蠟。我國全精煉蠟、半精煉蠟、粗石蠟均屬於硬蠟範疇，其主要牌號有52號、54號、56號、58號、60號、62號、64號、66號、68號和70號等。
根據石油蠟的精製程度，石油蠟可分為粗石蠟、半精煉蠟、全精煉蠟和食品蠟。精製程度越深，其顏色越淺，產品質量越好，但生產成本越高。
根據石油蠟的外觀形態，可將石油蠟區分為液體蠟和固體蠟。
根據石油蠟含油量的高低，全精鍊石蠟分為優級品和一級品。一般地說，含油量大於6％的石油蠟稱為含油蠟。
本發明採用聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化的方法，來解決氧化產品硬度降低、乳化性較差的難題。聚丙烯蠟氧化後具有硬度較高，而石油蠟氧化後乳化性較好，所以聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化後將發揮各自原料的優點，因而可以製備出硬度高、乳化性優良和光澤較好的氧化產品。
本發明氧化產品的優點硬度大、乳化性優良、光澤性好。
具體實施例方式
以下結合實施例對本發明作進一步說明。
實施例1選用上海焦耳蠟業有限公司外銷的JW5520型聚乙烯蠟，其分子量是2000-4000，軟化點是105℃，針入度(25℃，100g〕3，以聚丙烯蠟進行改性，所用聚丙烯蠟是進口韓國1152牌號的聚丙烯蠟，分子量是4000-6000，軟化點是142℃，針入度(25℃，100g〕0.1，所用石油蠟為上海煉油廠生產的58號石油蠟。
其配方為JW5520聚乙烯蠟 60％韓國1152聚丙烯蠟30％上海煉油廠58號蠟10％(1)聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟放入原料罐中並加熱熔化；(2)當原料溶化後並達到100℃-130℃時，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻為止；(3)把加好催化劑的原料加入預熱至140℃-160℃的反應器中；(4)啟動壓縮機，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應器中，對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調節空氣流量為7立方米/小時，氧化溫度為105-160℃；(5)反應9小時後降低反應溫度至100℃-130℃，然後關閉壓縮機；(6)從反應器中取出反應物，過濾、成型並測定產品性能。
氧化產品性能為軟化點，℃139℃
針入度，25℃，100g0.5酸值，mgKOH·g-120.6皂化值，mgKOH·g-145.8雜質，％ 小於0.1實施例2選用上海焦耳蠟業有限公司外銷的JW5520型聚乙烯蠟，其分子量是2000-4000，軟化點是105℃，針入度(25℃，100g〕3。所用石油蠟為上海煉油廠生產的58號石油蠟。
其配方為JW5520聚乙烯蠟 90％韓國1152聚丙烯蠟0％上海煉油廠58號蠟10(1)根據上述比例稱好各種原料並放入原料罐中加熱熔化。
(2)當原料溶化後並達到100℃-130℃時，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻為止；(3)啟動壓縮機，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應器中，對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調節空氣流量為8立方米/小時，氧化溫度為105-160℃；(4)反應6小時後降低反應溫度至100℃-130℃，然後關閉壓縮機；(5)放出反應器中反應物，過濾、成型並測定產品性能。
氧化產品性能為軟化點，℃98℃針入度，25℃，100g7.8酸值，mgKOH·g-129.6皂化值，mgKOH·g-156.8雜質，％ 小於0.1實施例3
選用上海焦耳蠟業有限公司外銷的JW5520型聚乙烯蠟，其分子量是2000-4000，軟化點是105℃，針入度(25℃，100g〕3，以聚丙烯蠟進行改性，所用聚丙烯蠟是進口韓國1152牌號的聚丙烯蠟，分子量是4000-6000，軟化點是142℃，針入度(25℃，100g〕0.1，所用石油蠟為上海煉油廠生產的58號石油蠟。
其配方為JW5520聚乙烯蠟 50％韓國1152聚丙烯蠟40％上海煉油廠58號蠟10(1)根據上述比例稱好各種原料並放入原料罐中加熱熔化。
(2)當原料溶化後並達到100℃-130℃時，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻為止；(3)啟動壓縮機，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應器中，對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調節空氣流量為6立方米/小時，氧化溫度為105-160℃；(4)反應6小時後降低反應溫度至100℃-130℃，關閉壓縮機；(5)放出反應器中反應物，過濾、成型並測定產品性能。
氧化產品性能為軟化點，℃ 145℃針入度，25℃，100g 0.2酸值，mgKOH·g-118.7皂化值，mgKOH·g-139.8雜質，％ 小於0.1實施例4選用上海焦耳蠟業有限公司外銷的JW5520型聚乙烯蠟，其分子量是2000-4000，軟化點是105℃，針入度(25℃，100g〕3。
其配方為JW5520聚乙烯蠟 100％韓國1152聚丙烯蠟0％上海煉油廠58號蠟0％(1)根據上述比例稱好各種原料並放入原料罐中加熱熔化。
(2)當原料熔化後並達到120-130℃時，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻為止。
(3)把加好催化劑的原料加入預熱至140℃-160℃的反應器中；(4)啟動壓縮機，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應器中，對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調節空氣流量為6立方米每小時，氧化溫度為105-160℃；(5)反應6小時後降低反應溫度至100℃-130℃，然後關閉壓縮機；(6)放出反應器中反應物，過濾、成型並測定產品性能。
氧化產品性能為軟化點，℃101℃針入度，25℃，100g5.5酸值，mgKOH·g-115.6皂化值，mgKOH·g-139.8雜質，％ 小於0.權利要求
1.一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法，其特徵在於，採用的催化劑，以氧氣、空氣或含氧氣體對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，氧化過程的操作順序如下(1)聚乙烯蠟50％-100％、聚丙烯蠟0-40％和石油蠟0-10％中至少兩種原料放入原料罐中並加熱熔化；(2)當原料溶化後並達到100℃-130℃時，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻為止；(3)把加好催化劑的原料加入預熱至140℃-160℃的反應器中；(4)啟動壓縮機，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應器中，對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調節空氣流量為1-30立方米每小時，氧化溫度為105-160℃；(5)反應0.5小時-50小時後降低反應溫度至100℃-130℃，然後關閉壓縮機；(6)從反應器中取出反應物，過濾、成型並測定產品性能。
2.根據權利要求1所述的一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法，其特徵在於，所述的催化劑為KMnO4。
全文摘要
本發明涉及一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法，其特徵在於，採用催化劑，以氧氣、空氣或含氧氣體對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，氧化過程的操作順序如下聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟中至少兩種原料放入原料罐中並加熱熔化；慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻為止；把加好催化劑的原料加入預熱的反應器中；啟動壓縮機，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應器中，對聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，氧化結束後關閉壓縮機；從反應器中取出反應物，過濾、成型並測定產品性能。本發明的優點是產品硬度大、乳化性能優良、光澤性好。
文檔編號C07C69/26GK101082000SQ20071004173
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月7日 優先權日2007年6月7日
發明者張建雨 申請人:上海焦耳蠟業有限公司