氯化聚乙烯
| 氯化聚乙烯 |
氯化聚乙烯（Chlorinated Polyethylene），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、阻燃性及着色性能。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。
目錄
簡述
中文名 ：氯化聚乙烯
英文名稱：Chlorinated Polyethylene
英文別名：EthyleneresinchlorinatedCl; Polyethylene,chlorinated; Chlorinated polyethylene,rolled
結構式： [ CH2-CHCl-CH2-CH2 ]n
英文簡稱：CPE或CM
密 度：1.22 g/mL at 25 oC
氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中進行懸浮氯化的粉狀產物，隨着氯化程度的增加使原來結晶的HDPE逐漸成為非結晶的彈性體。[1] 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、阻燃性及着色性能。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）經氯化取代反應製得的高分子材料。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。
歷史
20世紀60年代，德國Hoechst公司首先研製成功並實現工業化生產。我國從20世紀70年代末開始研製氯化聚乙烯。最早是由安徽省化工研究院研製成功「水相懸浮法合成CPE技術」，並先後在安徽蕪湖、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 CM0636等。
性質
CAS No.：63231-66-3[2]
分 子 量：-
密 度：1.22 g/mL at 25 oC
特徵
2）CPE耐油性能一般，其中耐ASTM 1號油、ASTM 2號油性能極佳，與NBR相當；耐ASTM 3號油性能優良，優於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，可製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。
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、汽車配件製造業的發展，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。
氯化聚乙烯樹脂是一種新型的合成材料，具有一系列優異性能。它是PVC塑料優良的抗衝擊改性劑，也是綜合性能良好的合成橡膠，有着極為廣泛的應用領域，已廣泛用於電纜、電線、膠管、膠布、橡塑製品、密封材料、阻燃運輸帶、防水卷材、薄膜和種種異型材等製品。CPE還能與聚丙烯、高低壓聚乙烯、ABS等共混，改善這些塑料的阻燃性能、耐老化性能和製品的印刷性能。CPE可看作是乙烯、聚乙烯和1.2一二氯乙烯的無規共聚物，它分子鏈飽和，極性氯原子無規分布，因為具有優異的物理性能和化學性能，廣泛應用於機械、電力、化工、建材和礦山工業。CPE耐熱性、耐臭氧和耐候、耐老化優於多數橡膠，耐油性優於丁腈膠（NBR）、氯丁橡膠（CR），耐老化優於氯磺化氯乙烯（CSM）；耐酸、鹼、鹽等腐蝕性質、無毒、難燃、無爆炸危險。
主要應用於：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。
儲運條件
保持貯藏器密封，放入緊密的貯藏器內,儲存在陰涼,乾燥的地方。
應用配合
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。
增塑體系
酯類增塑劑與芳香烴類增塑劑是CPE最常用的增塑劑，如對苯二甲酸二辛酯（DOTP）、己二酸二辛酯（DOA）、三苯三酸三辛酯、芳烴油等，它們的溶解度參數與CM接近，其相容性良好。鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）已經由於環保問題停止使用。DOA、DOS用於膠料中可賦予膠料優良的耐寒性，DOS非常適用於對耐熱、耐低溫同時有要求的情形下。
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。
CPE的硫化體系
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。
硫化體系分為四大硫化體系。
1.硫脲體系，2.過氧體系，3.噻二唑體系，4.三唑二巰基胺鹽體系。
一、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。
二、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。過氧化物體系可用於膠帶的生產，製品物理性能好，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。由於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，故此類填料不宜採用。但過氧化物不適用於較低壓力下、無模硫化，工藝要求高，難以在大多數的橡膠製品工藝上應用。
三、EataMixTCHC是一種復配型的CPE專用硫化劑，該產品無毒。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，極大的降低製造成本。
應用成本比國外的噻二唑體系低很多，能適用於各種硫化工藝，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.、TDD、PT75、TDDS。主要促進劑有Vanax 808、EataAccelDH、NC、Accel 903、BF。是一類很有發展前途的助劑。
四、三唑二巰基胺鹽體系。
三唑二巰基胺鹽硫化劑是整合了噻二唑硫化劑和促進劑（正丁醛和苯胺縮合物）有效基團的單一物質，克服了噻二唑及促進劑對橡膠交聯後，鍵的不規則分布缺點，使得橡膠交聯體成為穩定結構。相對於噻二唑體系，該鹽還因特殊基團的引入從而改變了體系的PH值，由強酸性變成中性，改變了酸性填料對體系的不良影響，使得橡膠交聯時更具化學活性。因此該體系交聯的CPE橡膠在物理性質或化學性質都有着質的提升。能用芳烴油、氧化鎂、氫氧化鎂作為原料，適合低溫無壓低壓硫化工藝條件，硫化速度快，比噻二唑更快，添加量少（2份），單價優惠，硫化溫度內不分解，不產生臭味，環保無毒。
代表性的產品為：硫化劑FSH、交聯劑TEHC。[1]