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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法，屬于合成蠟氧化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚乙烯蠟為低分子量聚乙烯。其特點(diǎn)是軟化點(diǎn)較高(105℃)，而熔融粘度則接近于石蠟。作為潤滑劑，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)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(dòng)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(qiáng)的內(nèi)部潤滑作用。此外，也可用于油墨、紙張、濃縮母料、地膜和蠟燭等。也可用于油漆及熱熔膠，粘結(jié)劑等。
聚乙烯蠟經(jīng)氧化后，其乳化性、潤滑性、油溶性等方面都會(huì)有明顯的改善，在紡織行業(yè)中具有廣泛的用途，可以用來制備高質(zhì)量紡織助劑，如拒水整理劑、柔軟劑、漿紗后上蠟、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(jià)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(yōu)于聚乙烯蠟。與橡膠、塑料、石蠟等材料有很好的相溶性。對(duì)PVC內(nèi)、外潤滑作用比較平衡；在硬質(zhì)透明PVC配方中添加氧化聚乙烯蠟其潤滑性優(yōu)于其它潤滑劑，酸值大于13的可以乳化。
但是，單獨(dú)的氧化聚乙烯蠟氧化后存在硬度降低、光澤性下降等缺點(diǎn)。
聚丙烯蠟的軟化點(diǎn)明顯高于聚乙烯蠟，具有高硬度、高韌性、潤滑性、耐濕性和耐油脂性以及熔融粘度選擇范圍寬等優(yōu)良性能，高結(jié)晶度使之具有卓越的亮度和光澤度。
聚丙烯蠟經(jīng)氧化后，其乳化性、潤滑性、油溶性等方面也會(huì)有明顯的改善，在紡織行業(yè)中具有廣泛的用途，可以用來制備高質(zhì)量紡織助劑，如拒水整理劑、柔軟劑、漿紗后上蠟、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(jià)格也較高。
但是，單獨(dú)的聚丙烯蠟氧化后，其乳化性不及氧化聚乙烯蠟，如果要得到穩(wěn)定的聚丙烯蠟乳液需要加入較多的乳化劑，因而會(huì)影響其乳液的使用性能。
而石蠟氧化后，其乳化性、潤滑性、油溶性等方面也有明顯的改善，但是由于石蠟熔點(diǎn)低、硬度小、粘性大，所以在許多應(yīng)用領(lǐng)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(hào)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(jī)酸或具有1-6或2-6個(gè)碳原子的一元或多元羧酸進(jìn)行。該方法產(chǎn)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(hào)為CN1130385C。該發(fā)明涉及一種通過氧化用茂金屬催化反應(yīng)得到的分子量為1000-40000的聚烯烴而制得的氧化蠟。
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(diǎn)低等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硬度大、乳化性優(yōu)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(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)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，其特征在于，采用的催化劑，以氧氣、空氣或含氧氣體對(duì)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并加熱熔化；(2)當(dāng)原料溶化后并達(dá)到100℃-130℃時(shí)，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻?yàn)橹梗?3)把加好催化劑的原料加入預(yù)熱至140℃-160℃的反應(yīng)器中；(4)啟動(dòng)壓縮機(jī)，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應(yīng)器中，對(duì)聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調(diào)節(jié)空氣流量為0.5-30立方米/小時(shí)，氧化溫度為105-190℃；(5)反應(yīng)1小時(shí)-30小時(shí)后降低反應(yīng)溫度至100℃-130℃℃，然后關(guān)閉冷卻水和壓縮機(jī)；(6)從反應(yīng)器中取出反應(yīng)物，過濾、成型并測定產(chǎn)品性能。
所述的催化劑為KMnO4。
本發(fā)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(diǎn)105℃，針入度小于5(1/10mm)，密度0.95g/cm3，酸值小于0.1mgKOH/g，其來源主要有以下三個(gè)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(chǎn)品。
本發(fā)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(diǎn)大于140℃。其分子量從200-20000，適宜的聚丙烯蠟分子量在1000-8000，最適宜的分子量范圍是2000-6000。聚丙烯蠟的軟化點(diǎn)明顯高于聚乙烯蠟，具有高硬度、韌性潤滑性好、耐濕性好以及熔融粘度選擇范圍寬等優(yōu)良性能，高結(jié)晶度使之具有卓越的亮度和光澤度。聚丙烯蠟可以用于石蠟改性劑、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(fā)明所述的石油蠟可以按多種方法進(jìn)行分類。主要的分類方法有熔點(diǎn)分類法、含油量分類法、用途分類法和顏色分類法等。
熔點(diǎn)分類法的根據(jù)是石油蠟的熔點(diǎn)。熔點(diǎn)低于45℃的石油蠟稱為軟蠟。熔點(diǎn)在45～60℃之間，25℃針入度低于20(0.1mm)的石油蠟稱為硬蠟。我國全精煉蠟、半精煉蠟、粗石蠟均屬于硬蠟范疇，其主要牌號(hào)有52號(hào)、54號(hào)、56號(hào)、58號(hào)、60號(hào)、62號(hào)、64號(hào)、66號(hào)、68號(hào)和70號(hào)等。
根據(jù)石油蠟的精制程度，石油蠟可分為粗石蠟、半精煉蠟、全精煉蠟和食品蠟。精制程度越深，其顏色越淺，產(chǎn)品質(zhì)量越好，但生產(chǎn)成本越高。
根據(jù)石油蠟的外觀形態(tài)，可將石油蠟區(qū)分為液體蠟和固體蠟。
根據(jù)石油蠟含油量的高低，全精煉石蠟分為優(yōu)級(jí)品和一級(jí)品。一般地說，含油量大于6％的石油蠟稱為含油蠟。
本發(fā)明采用聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化的方法，來解決氧化產(chǎn)品硬度降低、乳化性較差的難題。聚丙烯蠟氧化后具有硬度較高，而石油蠟氧化后乳化性較好，所以聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化后將發(fā)揮各自原料的優(yōu)點(diǎn)，因而可以制備出硬度高、乳化性優(yōu)良和光澤較好的氧化產(chǎn)品。
本發(fā)明氧化產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)硬度大、乳化性優(yōu)良、光澤性好。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1選用上海焦耳蠟業(yè)有限公司外銷的JW5520型聚乙烯蠟，其分子量是2000-4000，軟化點(diǎn)是105℃，針入度(25℃，100g〕3，以聚丙烯蠟進(jìn)行改性，所用聚丙烯蠟是進(jìn)口韓國1152牌號(hào)的聚丙烯蠟，分子量是4000-6000，軟化點(diǎn)是142℃，針入度(25℃，100g〕0.1，所用石油蠟為上海煉油廠生產(chǎn)的58號(hào)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(hào)蠟10％(1)聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟放入原料罐中并加熱熔化；(2)當(dāng)原料溶化后并達(dá)到100℃-130℃時(shí)，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻?yàn)橹梗?3)把加好催化劑的原料加入預(yù)熱至140℃-160℃的反應(yīng)器中；(4)啟動(dòng)壓縮機(jī)，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應(yīng)器中，對(duì)聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調(diào)節(jié)空氣流量為7立方米/小時(shí)，氧化溫度為105-160℃；(5)反應(yīng)9小時(shí)后降低反應(yīng)溫度至100℃-130℃，然后關(guān)閉壓縮機(jī)；(6)從反應(yīng)器中取出反應(yīng)物，過濾、成型并測定產(chǎn)品性能。
氧化產(chǎn)品性能為軟化點(diǎn)，℃139℃
針入度，25℃，100g0.5酸值，mgKOH·g-120.6皂化值，mgKOH·g-145.8雜質(zhì)，％ 小于0.1實(shí)施例2選用上海焦耳蠟業(yè)有限公司外銷的JW5520型聚乙烯蠟，其分子量是2000-4000，軟化點(diǎn)是105℃，針入度(25℃，100g〕3。所用石油蠟為上海煉油廠生產(chǎn)的58號(hào)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(hào)蠟10(1)根據(jù)上述比例稱好各種原料并放入原料罐中加熱熔化。
(2)當(dāng)原料溶化后并達(dá)到100℃-130℃時(shí)，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻?yàn)橹梗?3)啟動(dòng)壓縮機(jī)，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應(yīng)器中，對(duì)聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調(diào)節(jié)空氣流量為8立方米/小時(shí)，氧化溫度為105-160℃；(4)反應(yīng)6小時(shí)后降低反應(yīng)溫度至100℃-130℃，然后關(guān)閉壓縮機(jī)；(5)放出反應(yīng)器中反應(yīng)物，過濾、成型并測定產(chǎn)品性能。
氧化產(chǎn)品性能為軟化點(diǎn)，℃98℃針入度，25℃，100g7.8酸值，mgKOH·g-129.6皂化值，mgKOH·g-156.8雜質(zhì)，％ 小于0.1實(shí)施例3
選用上海焦耳蠟業(yè)有限公司外銷的JW5520型聚乙烯蠟，其分子量是2000-4000，軟化點(diǎn)是105℃，針入度(25℃，100g〕3，以聚丙烯蠟進(jìn)行改性，所用聚丙烯蠟是進(jìn)口韓國1152牌號(hào)的聚丙烯蠟，分子量是4000-6000，軟化點(diǎn)是142℃，針入度(25℃，100g〕0.1，所用石油蠟為上海煉油廠生產(chǎn)的58號(hào)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(hào)蠟10(1)根據(jù)上述比例稱好各種原料并放入原料罐中加熱熔化。
(2)當(dāng)原料溶化后并達(dá)到100℃-130℃時(shí)，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻?yàn)橹梗?3)啟動(dòng)壓縮機(jī)，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應(yīng)器中，對(duì)聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調(diào)節(jié)空氣流量為6立方米/小時(shí)，氧化溫度為105-160℃；(4)反應(yīng)6小時(shí)后降低反應(yīng)溫度至100℃-130℃，關(guān)閉壓縮機(jī)；(5)放出反應(yīng)器中反應(yīng)物，過濾、成型并測定產(chǎn)品性能。
氧化產(chǎn)品性能為軟化點(diǎn)，℃ 145℃針入度，25℃，100g 0.2酸值，mgKOH·g-118.7皂化值，mgKOH·g-139.8雜質(zhì)，％ 小于0.1實(shí)施例4選用上海焦耳蠟業(yè)有限公司外銷的JW5520型聚乙烯蠟，其分子量是2000-4000，軟化點(diǎn)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(hào)蠟0％(1)根據(jù)上述比例稱好各種原料并放入原料罐中加熱熔化。
(2)當(dāng)原料熔化后并達(dá)到120-130℃時(shí)，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻?yàn)橹埂?br>
(3)把加好催化劑的原料加入預(yù)熱至140℃-160℃的反應(yīng)器中；(4)啟動(dòng)壓縮機(jī)，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應(yīng)器中，對(duì)聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調(diào)節(jié)空氣流量為6立方米每小時(shí)，氧化溫度為105-160℃；(5)反應(yīng)6小時(shí)后降低反應(yīng)溫度至100℃-130℃，然后關(guān)閉壓縮機(jī)；(6)放出反應(yīng)器中反應(yīng)物，過濾、成型并測定產(chǎn)品性能。
氧化產(chǎn)品性能為軟化點(diǎn)，℃101℃針入度，25℃，100g5.5酸值，mgKOH·g-115.6皂化值，mgKOH·g-139.8雜質(zhì)，％ 小于0.權(quán)利要求
1.一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法，其特征在于，采用的催化劑，以氧氣、空氣或含氧氣體對(duì)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并加熱熔化；(2)當(dāng)原料溶化后并達(dá)到100℃-130℃時(shí)，慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻?yàn)橹梗?3)把加好催化劑的原料加入預(yù)熱至140℃-160℃的反應(yīng)器中；(4)啟動(dòng)壓縮機(jī)，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應(yīng)器中，對(duì)聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，調(diào)節(jié)空氣流量為1-30立方米每小時(shí)，氧化溫度為105-160℃；(5)反應(yīng)0.5小時(shí)-50小時(shí)后降低反應(yīng)溫度至100℃-130℃，然后關(guān)閉壓縮機(jī)；(6)從反應(yīng)器中取出反應(yīng)物，過濾、成型并測定產(chǎn)品性能。
2.根據(jù)權(quán)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，其特征在于，所述的催化劑為KMnO4。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚乙烯蠟聚丙烯蠟及石油蠟共氧化的方法，其特征在于，采用催化劑，以氧氣、空氣或含氧氣體對(duì)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并加熱熔化；慢慢加入催化劑，邊加熱邊攪拌，直到混合均勻?yàn)橹?；把加好催化劑的原料加入預(yù)熱的反應(yīng)器中；啟動(dòng)壓縮機(jī)，將氧氣、空氣或含氧氣體打入反應(yīng)器中，對(duì)聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和石油蠟共氧化，氧化結(jié)束后關(guān)閉壓縮機(jī)；從反應(yīng)器中取出反應(yīng)物，過濾、成型并測定產(chǎn)品性能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品硬度大、乳化性能優(yōu)良、光澤性好。
文檔編號(hào)C07C69/26GK101082000SQ20071004173
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者張建雨 申請(qǐng)人:上海焦耳蠟業(yè)有限公司