聚乙烯蠟的生產(chǎn)及應(yīng)用

伊輝芹

（撫順石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)業(yè)總公司，遼寧 撫順 113001）

聚乙烯蠟又稱低相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯，因其優(yōu)良的耐寒性、耐熱性、耐化學(xué)性和耐磨性而得到廣泛的應(yīng)用。

1 聚乙烯蠟的種類

聚乙烯蠟的生產(chǎn)有三種途徑，一般有聚合法（高壓、低壓）、裂解法和聚乙烯生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)。

聚合法就是用乙烯直接聚合成聚乙烯蠟。

國(guó)外于20世紀(jì)50年代初開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)聚乙烯蠟，國(guó)外三分之二的聚乙烯蠟由小分子聚合而成，三分之一的聚乙烯蠟由聚乙烯生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)而得。國(guó)外的生產(chǎn)廠家主要有德國(guó)的BASD公司、伊士曼公司、美國(guó)的ALLIED——SIGNAL公司、chemicakl公司，德國(guó)的hoechst、basf、beba、chen 和 Corporathon，日本的三樣化成株式會(huì)社、日本的石油化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社、日本的石油化學(xué)、日本的三菱化工、安源油脂、臺(tái)灣的德謙等。

我國(guó)聚乙烯蠟的生產(chǎn)方法只有兩種：裂解法和聚乙烯生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)。

我國(guó)聚乙烯蠟大部分廠家采用裂解法生產(chǎn)，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)聚乙烯蠟較大的生產(chǎn)廠家有上海金山金星塑料廠、北京化工大學(xué)精細(xì)化工廠、北京助劑二廠，北京化工大學(xué)乳山聯(lián)營(yíng)化工廠、營(yíng)口市康如化工廠、廣州龍輝化工廠、青島宏信塑料有限公司。

以大慶、揚(yáng)子、燕山聚合物副產(chǎn)物為原料，精制生產(chǎn)的低分子量聚乙烯，含雜質(zhì)多而其價(jià)格低廉。

副產(chǎn)中只有采用巴塞爾技術(shù)的聚乙烯生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)純度最高，性能最優(yōu)。目前可調(diào)研到的國(guó)內(nèi)采用巴塞爾技術(shù)的規(guī)模較大的聚乙烯裝置有吉林石化公司、撫順石化公司大乙烯項(xiàng)目和成都大乙烯項(xiàng)目。

撫順石化公司大乙烯項(xiàng)目新建聚乙烯裝置2012年11月投產(chǎn)后可年產(chǎn)3500多噸副產(chǎn)物聚乙烯蠟。在正常的生產(chǎn)程序下，平均每1000kgHDPE粉料大約產(chǎn)生10kg的液態(tài)蠟。

2 生產(chǎn)工藝及技術(shù)

2.1 生產(chǎn)工藝

槽車運(yùn)來(lái)的液體原料石蠟經(jīng)原料泵送入原料蠟罐，或可通過(guò)原料泵經(jīng)過(guò)濾器直接送入調(diào)合罐或熔化使用。通過(guò)原料泵經(jīng)過(guò)濾器亦可實(shí)現(xiàn)原料蠟的倒罐。

產(chǎn)品分析合格后，根據(jù)客戶需要進(jìn)行造粒成型或切片成型。

造粒成型時(shí)，成品用造粒泵經(jīng)套管換熱器、過(guò)濾器并控制在高于熔點(diǎn)10～15℃，進(jìn)入造粒機(jī)的旋轉(zhuǎn)成型機(jī)，滴落到造粒機(jī)的鋼帶冷卻器上，經(jīng)充分冷卻后刮削落入漏斗，經(jīng)振動(dòng)運(yùn)輸機(jī)用電子秤計(jì)量裝袋，包裝后入庫(kù)。

從圖12中可知，此時(shí)SCLK的高電平持續(xù)時(shí)間為500 ns，時(shí)鐘周期為12.4 μs，時(shí)鐘頻率為80.65 kHz，符合三線串行接口的時(shí)序要求。

2.2 產(chǎn)品化學(xué)性質(zhì)

聚乙烯蠟 R-（CH2-CH2）n-CH3，分子量 1000-5000，是白色、無(wú)味、無(wú)臭的惰性物質(zhì)，可在104-130℃下熔融，也可以在高溫時(shí)溶解于溶劑和樹(shù)脂中，但在降溫時(shí)仍會(huì)析出，它的析出細(xì)度與冷卻速度有關(guān)：慢速冷卻得到較粗的顆粒（5-10u），快速冷卻析出較細(xì)的顆粒（1.5-3u）。在粉末涂料的成膜過(guò)程中，當(dāng)涂膜冷卻，聚乙烯蠟從涂液中析出，形成細(xì)微顆粒，浮在涂膜表面，起到紋理、消光、滑爽、抗擦劃傷作用；適當(dāng)?shù)剡x擇微粉蠟和涂料體系可得到各種花紋。

2.3 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

蠟的性能取決于高密度聚乙烯產(chǎn)品的組成和使用的催化劑種類

表1 蠟的規(guī)格

3 市場(chǎng)需求及應(yīng)用

聚乙烯蠟產(chǎn)品屬精細(xì)化工產(chǎn)品。主要用于石油、化工、輕工、紡織、造紙等工業(yè)的低分子量聚乙烯蠟一直很緊缺，國(guó)內(nèi)雖有廠家生產(chǎn)，但產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上需求，目前只能靠進(jìn)口補(bǔ)充，其價(jià)格堅(jiān)挺。因此開(kāi)發(fā)、擴(kuò)大聚乙烯蠟的生產(chǎn)，十分迫切。

3.1 聚乙烯蠟用做色母粒分散劑

中國(guó)的色母粒市場(chǎng)上聚乙烯蠟主要有三種類型：

A——聚合型：用聚合技術(shù)生產(chǎn)的低分子量聚乙烯。以霍尼韋爾公司為代表的一些國(guó)外公司為主要供應(yīng)商。由于分子量分布窄、質(zhì)量穩(wěn)定等一系列優(yōu)異性能占據(jù)著色母粒的高端市場(chǎng)?？鐕?guó)公司在中國(guó)的色母粒企業(yè)以及國(guó)內(nèi)色母粒核心企業(yè)使用聚合蠟或進(jìn)口蠟的較多。

B——裂解型：用成品聚乙烯裂解為低分子量聚乙烯。北京化工大學(xué)的化大天榮公司是這一技術(shù)的典型代表，但由于價(jià)格偏高，因而在市場(chǎng)占有率上受到一定沖擊。

C——副產(chǎn)物型：以大慶、揚(yáng)子、燕山聚合物副產(chǎn)物為原料，精制生產(chǎn)的低分子量聚乙烯。其價(jià)格低廉，一般用于低端色母粒產(chǎn)品，江陰一帶有許多小型的聚乙烯蠟生產(chǎn)廠，也從韓國(guó)、泰國(guó)進(jìn)口同類型的蠟產(chǎn)品，進(jìn)口量達(dá)到3000噸/年以上。

中國(guó)目前已成為亞洲最大色母粒生產(chǎn)和需求的國(guó)家之一，將來(lái)會(huì)成為世界上最大的需求市場(chǎng)，且需求量增長(zhǎng)也是最快的。相應(yīng)的，作為色母粒分散劑的聚乙烯蠟需求量也將越來(lái)越多。

3.2 聚乙烯蠟用做涂料消光劑

涂料用蠟主要以添加劑的形式加入，蠟類添加劑一般以水乳液形式存在，最初是用于改善涂膜的表面防擴(kuò)性能。主要包括提高涂膜的平滑性、抗劃性以及改善防水性。此外，它還可以影響涂料的流變性能，它的加入可以使金屬閃光漆中鋁粉這類的固體顆粒的取向變得均勻。在無(wú)光漆中它可以作為消光劑，根據(jù)其粒徑和粒徑分布，蠟類添加劑的消光效力也各不相同。因此，蠟添加劑即有適用于有光漆的也有適用于無(wú)光漆的。微晶化改性聚乙烯蠟，可用于改善水性工業(yè)涂料的表面性質(zhì)。如Ffka-906，加入后平滑性、抗粘連性、抗劃傷性及消光作用都有加強(qiáng)，而且可以有效抑制顏料沉淀。添加量為0.25%-2.0%。

由于技術(shù)水平的限制，國(guó)內(nèi)的聚乙烯蠟在質(zhì)量上與國(guó)外同類產(chǎn)品還有一定差距。

聚乙烯蠟已經(jīng)發(fā)展成為一類新型的功能材料，有機(jī)高分子微粉的功能化也正成為研究熱點(diǎn)，高分子微粉的制備、應(yīng)用及深度開(kāi)發(fā)，必將開(kāi)拓其更多的新性能、新應(yīng)用，形成功能高分子及智能材料的新領(lǐng)域。

［1］郭明英，牟瑩瑩，李青山.聚乙烯蠟中的生產(chǎn)及作為潤(rùn)滑劑和分散劑的作用[J].化工時(shí)報(bào),2003,17(2).

［2］張振亮,王宇,項(xiàng)素云,常素芹.聚乙烯蠟的性能與應(yīng)用[J].塑料科技,2002.