氯化聚乙烯及专用料的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2023.11.005

中国塑料 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (11): 35-45.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.11.005

氯化聚乙烯及专用料的研究进展

万艳红()

中国石化北京化工研究院，北京 100013

收稿日期:2023-07-12 出版日期:2023-11-26 发布日期:2023-11-22
作者简介:万艳红(1970—)，女，工程师，从事聚烯烃催化剂的开发研究，wanyh.bjhy@sinopec.com

Research progress in chlorinated polyethylene and its special materials

WAN Yanhong()

Sinopec Beijing Research Institute of Chemistry Industry，Beijing 100013，China

Received:2023-07-12 Online:2023-11-26 Published:2023-11-22

摘要/Abstract

摘要：

综述了采用聚乙烯（PE）制备氯化聚乙烯（CPE）的反应机理、合成方法（悬浮氯化法、气固相氯化法）以及4种CPE的应用领域，介绍了生产CPE所需的CPE专用料以及制备专用料的催化剂，并对CPE、CPE专用料以及生产专用料的催化剂的技术发展提出了展望。

关键词: 氯化聚乙烯, A型氯化聚乙烯, B型氯化聚乙烯, C型氯化聚乙烯, 高氯化聚乙烯, 氯化聚乙烯专用料, 催化剂

Abstract:

This paper reviewed the reaction mechanism， synthesis methods （suspension chlorination method， gas⁃solid chlorination method）， and four application fields of chlorinated polyethylene （CPE） obtained from polyethylene. The CPE special materials required for producing CPE and the catalysts for preparing the special materials were introduced. Finally， the technological development of CPE， CPE specific materials， and catalysts for producing specific materials were prospected.

Key words: chlorinated polyethylene, A?type chlorinated polyethylene, B?type chlorinated polyethylene, C?type chlorinated polyethylene, highly chlorinated polyethylene, chlorinated polyethylene specific material, catalyst

中图分类号:

TQ325.1⁺2

万艳红. 氯化聚乙烯及专用料的研究进展[J]. 中国塑料, 2023, 37(11): 35-45.

WAN Yanhong. Research progress in chlorinated polyethylene and its special materials[J]. China Plastics, 2023, 37(11): 35-45.

图/表 12

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改性制品	使用目的
改性硬质PVC	提高塑料型材、管材、管件、薄膜和板材等PVC制品的韧性、抗冲击性能和户外耐候性，改善加工性能；同时改善混合体系的混炼相容性^{［30⁃33］}
改性PE	降低电线电缆等PE制品的硬度，提高耐候性、耐臭氧老化性和阻燃性^［34］，改善与PE⁃HD的共混相容性^［35］
与PVC、PE三元共混改性	提高共混体系的老化性能^［36］和相容性
改性PS类聚合物	提高树脂的阻燃性能，改善树脂的加工性能
改性柔性PU	提高PU电线电缆阻燃性能和加工性能^［37］，提高PU基传动带的耐热性^［38］，还可作为PU的填充剂
改性磁性材料	提高冰箱密封条、磁板、磁条以及机电产品的磁性元件等磁性材料的磁吸力、低温柔韧性和延伸性
替代PVC用作软制品	替代PVC后能够提高防水卷材、鞋材、塑料电线、密封条、篷布及篷盖等软制品的耐候性，极大延长使用寿命，软制品配方中的增塑剂量大幅减少甚至为零
改性聚丙烯（PP）复合材料	加入CPE后提高PP的高频焊接性进而确保顺利加工制备PP复合材料，最终提高复合材料的耐油性、耐热氧老化性等^［39］
锂电池制备所需防锂枝晶剂	CPE绝缘性好，可以阻隔锂离子传输，能够显著降低局部电流密度，避免在锂金属表面直接不均匀沉积形成锂枝晶；CPE高阻燃性能够降低电池的失控温度，提高固体电池安全性^［40］

改性制品	使用目的
改性硬质PVC	提高塑料型材、管材、管件、薄膜和板材等PVC制品的韧性、抗冲击性能和户外耐候性，改善加工性能；同时改善混合体系的混炼相容性^{［30⁃33］}
改性PE	降低电线电缆等PE制品的硬度，提高耐候性、耐臭氧老化性和阻燃性^［34］，改善与PE⁃HD的共混相容性^［35］
与PVC、PE三元共混改性	提高共混体系的老化性能^［36］和相容性
改性PS类聚合物	提高树脂的阻燃性能，改善树脂的加工性能
改性柔性PU	提高PU电线电缆阻燃性能和加工性能^［37］，提高PU基传动带的耐热性^［38］，还可作为PU的填充剂
改性磁性材料	提高冰箱密封条、磁板、磁条以及机电产品的磁性元件等磁性材料的磁吸力、低温柔韧性和延伸性
替代PVC用作软制品	替代PVC后能够提高防水卷材、鞋材、塑料电线、密封条、篷布及篷盖等软制品的耐候性，极大延长使用寿命，软制品配方中的增塑剂量大幅减少甚至为零
改性聚丙烯（PP）复合材料	加入CPE后提高PP的高频焊接性进而确保顺利加工制备PP复合材料，最终提高复合材料的耐油性、耐热氧老化性等^［39］
锂电池制备所需防锂枝晶剂	CPE绝缘性好，可以阻隔锂离子传输，能够显著降低局部电流密度，避免在锂金属表面直接不均匀沉积形成锂枝晶；CPE高阻燃性能够降低电池的失控温度，提高固体电池安全性^［40］

制品		使用目的
用作特种合成橡胶		提高电线电缆、车用胶管、工业胶管、密封环、衬垫及衬里等^{［42⁃43］}特种橡胶的热稳定性、耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐油性、耐酸性和阻燃性等；提高有机发光二极管（OLED）可折叠显示屏的柔韧性^［44］
改性橡胶	与天然橡胶（NR）并用	提高NR的耐候性、耐臭氧性和着色性等^［45］
	与丁苯橡胶（SBR）并用	提高SBR的抗张强度、定伸强度、硬度和撕裂强度；改善SBR的耐油性、热老化性和耐臭氧性
	与顺丁橡胶（BR）、环氧化天然橡胶（ENR）及SBR并用^［46］	改善安踏鞋底发泡体系的泡孔结构和泡孔分布等情况，提高橡胶体系在混炼过程中的相容性，确保发泡橡胶和不发泡橡胶的均匀混合
	与三元乙丙橡胶（EPDR）并用	基本消除EPDR在混炼过程中的托辊现象；提高电线电缆、车用橡胶配件及防水卷材等并用橡胶成品的拉伸强度、定伸强度和硬度，改善前述橡胶制品的耐油性能、粘接性能和加工性能
	与丁腈橡胶（NBR）并用	提高车用胶管、输油胶管、发动机密封圈和模压胶辊等并用橡胶成品的抗张强度、定伸强度、硬度和撕裂强度，改善前述橡胶制品的耐候性和弹性生热性能，显著改善耐臭氧性能
	与氯丁胶（CR）并用	提高阻燃运输胶带、阻燃电缆、矿用导风筒、防水卷材及黏合剂^［47］等并用橡胶成品的定伸强度、撕裂强度和耐臭氧性能^{［48⁃49］}；重要的是能够消除CR在混炼过程中的黏辊现象，大幅延长贮存时间
	与NR及CR并用	改善空气弹簧、空气导管及防尘罩等轨道车辆橡胶材料的混合橡胶体系组分之间的相容性，进而改善加工流动性，提高前述橡胶材料制品的耐候性耐疲劳老化性和阻燃性^［50］
制备ACS树脂或与ACS树脂并用		提高ACS树脂的韧性、抗冲击性及热稳定性等^［51］
用作火车地板布复合材料的基体		确保地板布具有良好的环保性（不含重金属及多环芳烃）、阻燃性、防滑性、耐摩擦性、耐热氧老化、臭氧老化、耐低温性和耐酸碱性等^［52］
制备PVC⁃CPE/石墨（EG）的复合材料		提高EG在复合材料中的分散性进而确保复合材料具有良好的导热、导电和电磁屏蔽性能^［53］

制品		使用目的
用作特种合成橡胶		提高电线电缆、车用胶管、工业胶管、密封环、衬垫及衬里等^{［42⁃43］}特种橡胶的热稳定性、耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐油性、耐酸性和阻燃性等；提高有机发光二极管（OLED）可折叠显示屏的柔韧性^［44］
改性橡胶	与天然橡胶（NR）并用	提高NR的耐候性、耐臭氧性和着色性等^［45］
	与丁苯橡胶（SBR）并用	提高SBR的抗张强度、定伸强度、硬度和撕裂强度；改善SBR的耐油性、热老化性和耐臭氧性
	与顺丁橡胶（BR）、环氧化天然橡胶（ENR）及SBR并用^［46］	改善安踏鞋底发泡体系的泡孔结构和泡孔分布等情况，提高橡胶体系在混炼过程中的相容性，确保发泡橡胶和不发泡橡胶的均匀混合
	与三元乙丙橡胶（EPDR）并用	基本消除EPDR在混炼过程中的托辊现象；提高电线电缆、车用橡胶配件及防水卷材等并用橡胶成品的拉伸强度、定伸强度和硬度，改善前述橡胶制品的耐油性能、粘接性能和加工性能
	与丁腈橡胶（NBR）并用	提高车用胶管、输油胶管、发动机密封圈和模压胶辊等并用橡胶成品的抗张强度、定伸强度、硬度和撕裂强度，改善前述橡胶制品的耐候性和弹性生热性能，显著改善耐臭氧性能
	与氯丁胶（CR）并用	提高阻燃运输胶带、阻燃电缆、矿用导风筒、防水卷材及黏合剂^［47］等并用橡胶成品的定伸强度、撕裂强度和耐臭氧性能^{［48⁃49］}；重要的是能够消除CR在混炼过程中的黏辊现象，大幅延长贮存时间
	与NR及CR并用	改善空气弹簧、空气导管及防尘罩等轨道车辆橡胶材料的混合橡胶体系组分之间的相容性，进而改善加工流动性，提高前述橡胶材料制品的耐候性耐疲劳老化性和阻燃性^［50］
制备ACS树脂或与ACS树脂并用		提高ACS树脂的韧性、抗冲击性及热稳定性等^［51］
用作火车地板布复合材料的基体		确保地板布具有良好的环保性（不含重金属及多环芳烃）、阻燃性、防滑性、耐摩擦性、耐热氧老化、臭氧老化、耐低温性和耐酸碱性等^［52］
制备PVC⁃CPE/石墨（EG）的复合材料		提高EG在复合材料中的分散性进而确保复合材料具有良好的导热、导电和电磁屏蔽性能^［53］

制品	使用目的
防腐蚀涂料	组合制备选煤厂各类设备钢结构防腐蚀涂装体系，避免钢结构外壳受到二氧化硫等气体的腐蚀^［61］
船体外板和甲板涂料	组合制备船体外板和甲板涂料体系，提高船舶底材的耐水性、耐腐蚀性和耐大气老化性^［62］

氯化聚乙烯及专用料的研究进展

Research progress in chlorinated polyethylene and its special materials

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