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氯化聚乙烯知識

日期:2015-05-18

  中文名 : 氯化聚乙烯 英文名稱: Chlorinated Polyethylene 結構式: [ CH2-CHCl-CH2-CH2 ]n 英文簡稱: CPE 或 CM 氯化聚乙烯(CPE)為飽和高分子材料,外觀為白色粉末,無毒無味,具有優良的耐侯性、耐臭氧、耐化學藥品及耐老化性能,具有良好的耐油性、阻燃性及著色性能。韌性良好(在-30℃仍有柔韌性),與其它高分子材料具有良好的相容性,分解溫度較高,分解產生HCl,HCL能催化CPE的脫氯反應。氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯(HDPE)經氯化取代反應制得的高分子材料。根據結構和用途不同,氯化聚乙烯可分為樹脂型氯化聚乙烯(CPE)和彈性體型氯化聚乙烯(CM)兩大類。熱塑性樹脂除了可以單獨使用以外,還可以與聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、ABS等樹脂甚至聚氨酯(PU)共混使用。在橡膠工業中,CPE可作為高性能、高質量的特種橡膠,也可以與乙丙橡膠(EPR)、丁基橡膠(IIR)、丁腈橡膠(NBR)、氯磺化聚乙烯(CSM)等其它橡膠共混使用。
  發展歷史
  20世紀60年代,德國Hoechst公司首先研制成功并實現工業化生產。我國從20世紀70年代末開始研制氯化聚乙烯。最早是由安徽省化工研究院研制成功“水相懸浮法合成CPE技術”,并先后在安徽蕪湖、江蘇太倉、山東濰坊建成了500~1000t/a 不同規模的生產裝置。20世紀90年代初,山東濰坊化工廠從德國引進了6000t/a的CPE成套生產裝置。開始時生產樹脂型氯化聚乙烯,主要用作PVC的抗沖改性劑及工程塑料如ABS的阻燃改性劑。
  在國內,亞星化學(濰坊)年產橡膠型樹脂型CPE共12萬噸/年,是亞州最大的氯化聚乙烯生產廠家,產品性能穩定品質優秀,商品名Weiprene,主要牌號有135A、135B等。國際上,陶氏化學(Dow Chemical)在2005年底,接手原杜邦道彈性體(DDE)化學的CPE產品生產線,性能十分優秀,商品名:Tyrin ,主要產品牌號有 Tyrin CM0136,Tyrin CM氯化聚乙烯的特征   
  1) CPE是一種飽和橡膠,有優秀的耐熱氧老化、臭氧老化、耐酸堿、化學藥品性能。
  2)CPE耐油性能優秀,其中耐ASTM 1號油、ASTM 2號油性能極佳,與NBR相當;耐ASTM3號油性能優良,優于CR,與CSM相當。
  3)CPE中含有氯元素,具有極佳的阻燃性能,且有燃燒防滴下特性。其與銻系阻燃劑、氯化石蠟、Al(OH)3三者適當的比例配合可得到阻燃性能優良、成本低廉的阻燃材料。
  4)CPE無毒,不含重金屬及PAHS,其完全符合環保要求。
  5)CPE具有高填充性能,可制得符合各種不同性能要求的產品。CPE的加工性能好,門尼粘度(ML121 1 4)在50-100間有多種牌號可供選擇。
  主要用途   
  20世紀90年代末,國內對高性能阻燃橡膠的需求越來越大,特別是電線電纜行業、汽車配件制造業的發展,帶動了對橡膠型CPE的消費需求。橡膠型CPE是一種綜合性能優良、耐熱氧臭氧老化、阻燃性佳的特種合成橡膠。主要應用于:電線電纜(煤礦用電纜、UL及VDE等標準中規定的電線),液壓膠管,車用膠管,膠帶,膠板,PVC型材管材改性,磁性材料,ABS改性等等。 應用配合技術
  1)補強填充體系
  CPE是一種非自補強性橡膠,需有補強體系才能達到較好的強度。其補強填充體系與通用橡膠相似,補強劑以炭黑、白炭黑為主,白炭黑能提高CPE的抗撕裂性能,而且能組成間甲白體系,提高CPE與骨架的粘合。CPE具有高填充性,填充體系主要有碳酸鈣、滑石粉、陶土等。
  2)增塑體系
  酯類增塑劑是CPE最常用的增塑劑,如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA),它們的溶解度參數與CM接近,其相容性良好。DOA、DOS用于膠料中可賦予膠料優良的耐寒性。
  3)穩定防護體系
  CPE受熱時或在硫化(非過氧化物硫化體系)時將脫出氯化氫,因此在配方中要使用具有吸酸作用的穩定劑,如硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、三鹽基硫酸鉛或氧化鎂。
  4)CPE的硫化體系(重要)
  CPE為飽和橡膠,通用普通硫磺硫化體系不能對其有效的硫化。 CPE硫化體系應用比較早的是硫脲體系,其中最有效的是Na-22,但Na-22硫化速度慢,老化性能差,壓縮永久變形很高,而且Na-22為嚴重致癌物質,硫化時產生難聞的氣味,在國外已經限制使用。
  現階段CM硫化體系應用比較成熟的是過氧化物硫化體系,其硫化速度較快,產品物理性能好,壓縮永久變形小。過氧化物不適用于較低壓力下、無模硫化。過氧化物體系可用于膠帶的生產,制品物理性能好,耐熱、耐油性能好。該體系配合時,加入助交聯劑如TAIC、TAC、TMPTM、HVA-2,可明顯提高其物理機械性能及耐熱性。由于過氧化物是自由基反應產生交聯,一些酸性的填料會影響到自由基的生成,故此類填料不宜采用。
  EataMix TCHC 是一種復配型的CPE專用硫化劑,該產品無毒,是由上海悠倫化工引進國內,以滿足國內需要。 TCHC可以用廉價的芳烴油作增塑劑,硫化膠性能優良。MgO的活性對TCHC體系硫化膠物理性能及老化性能影響不大,超細Mg(OH)2做酸吸收劑與吸碘值150的高活性氧化鎂相當,可以取代昂貴的進口高活性氧化鎂,極大的降低制造成本。 應用成本比國外的噻二唑體系低很多,能適用于各種硫化工藝,包括較低溫度,無模無壓低壓硫化。此種體系混煉膠硫化速度較快,硫化膠的物理性能優良,壓縮永久變形低,耐熱氧、臭氧老化、耐油性能好,同時也是CPE與二烯類橡膠有效的共交聯體系,已經成功應用在膠管行業。TCHC硫化速度較過氧化物慢,但能在較低溫度、無壓無模條件下硫化,且硫化膠性能優良。 近幾年,美國GEO公司、德國萊茵化學推出了新型的噻二唑硫化體系,與胺類促進劑配合,硫化效果好,但此體系化學成分不公開,且價格高昂,國內推廣緩慢。 噻二唑體系主要有交聯劑與促進劑組成。主要的交聯劑有ECHO.A、ECHO.MB、TDD。主要促進劑有Vanax 808、EataAccel DH、NC。是一類很有發展前途的助劑

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