氯化石蠟性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
氯化石蠟是C10～C30不同碳數(shù)的直鏈烷烴經(jīng)氯氣進(jìn)行自由基反應(yīng)而成的氯化衍生物的混合物，一般產(chǎn)品含氯量為40%～70%，常溫下含氯量40%～52%者是淡黃色粘稠液體；54%～60%者為粘性黃色半固態(tài)物；70%者則為脆性樹(shù)脂狀固體。以含氯量高者為佳，價(jià)格低廉，混溶性尚可。常與銻系阻燃劑并用，廣泛用于軟質(zhì)聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。
氯化石蠟是一種無(wú)臭、無(wú)毒、阻燃和低揮發(fā)黏稠液體，揮發(fā)性低、電絕緣性好，不溶于水、乙醇、乙二醇和甘油，溶于脂肪烴、芳香烴及其氯化物等?？捎米鱌VC的增塑劑，橡膠、涂料和油墨的添加劑，機(jī)械加工潤(rùn)滑劑的添加劑，以及塑料和橡膠的阻燃劑。我國(guó)氯化石蠟?zāi)戤a(chǎn)量和消費(fèi)量均在20萬(wàn)t以上，我國(guó)是全球最大氯化石蠟生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。氯化石蠟在熱和日光照射下，其少量叔碳原子上的氯原子會(huì)與相鄰氫原子同時(shí)脫離斷鏈，釋放出HCl，HCl又能催化氯化石蠟分解，影響其應(yīng)用效果。為提高氯化石蠟穩(wěn)定性，研制成功以乙二醇縮水甘油醚 (DGEG) 和甲基錫為主穩(wěn)定劑、亞磷酸三苯酯 (TPP) 和環(huán)氧大豆油 (ESO)為助穩(wěn)定劑、配以紫外線吸收劑UV-531和抗氧劑等制成高效復(fù)合穩(wěn)定劑。
圖1為含氯量42%和50%的氯化石蠟參考質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
含氯量42%的氯化石蠟：淡黃色粘稠液體。相對(duì)密度1.16(25℃)。粘度2.4Pa·s(25℃)。凝固點(diǎn)-30℃。不溶于水，溶于有機(jī)溶劑和各種礦物油中，可作為塑料的增量增塑劑。
含氯量50%的氯化石蠟：國(guó)內(nèi)簡(jiǎn)稱氯烴50。淡琥珀色粘稠液體。相對(duì)密度1.22～1.26(25℃)。粘度0.7～ 1.5Pa·s(25℃)。凝固點(diǎn)<-20℃。易溶于苯和醚類，微溶于醇，不溶于水。與樹(shù)脂的相容性好，增塑效率高，對(duì)主增塑劑的取代量大，具有優(yōu)良的相容性、耐熱性和透明性，阻燃效果好。主要用于電纜料、地板料、壓延板材、軟管、 塑料門(mén)窗和塑料鞋等方面。
氯化石蠟是把石蠟經(jīng)氯化后生成的產(chǎn)物，C10～C30直鏈烷烴氯代衍生物的統(tǒng)稱，是混合物。一般產(chǎn)品含氯量為40%～70%，隨含氯量的增多，色澤由淺黃而深黃。不溶于水和乙醇，能溶于多種有機(jī)溶劑。120℃以上要分解，放出氯化氫氣體。具有優(yōu)良的加脂性能，與皮纖維結(jié)合力強(qiáng)并有良好耐光性。氯化石蠟主要用作樹(shù)脂增塑劑、樹(shù)脂和橡膠的阻燃劑。還可作為油漆及潤(rùn)滑油的添加劑等。
按含氯量可分為42%、52%、70% 三種。氯化石蠟42：C25H45Cl7，淡黃色粘稠液體，凝固點(diǎn)-30℃，相對(duì)密度1.16 (25/25℃)，溶于有機(jī)溶劑和各種礦物油，不溶于水，揮發(fā)性小，阻燃和電絕緣性能優(yōu)良，相容性差，用作聚氯乙烯的輔助增塑劑；氯化石蠟52：C14H24Cl6，淡黃色粘稠液體，凝固定<-20℃，相對(duì)密度：1.22～1.26 (25/25℃)，溶于苯醚，微溶于醇，不溶于水，用作聚氯乙烯的輔助增塑劑，也可用于橡膠制品; 氯化石蠟70：白色或淡黃色樹(shù)脂狀粉末，相對(duì)密度1.65 (25/4℃)，主要用作阻燃劑，也用于涂料。氯化石蠟用于石油制品的抗凝劑、增粘劑、切削油以及鞣革。由不同規(guī)格原料的石蠟先經(jīng)精制，去除雜質(zhì)和水分，進(jìn)行氯化反應(yīng)制得。
氯化石蠟增塑劑是由石蠟烴氯化而得，具有與聚氯乙烯類似的結(jié)構(gòu)，是一類增量增塑劑。揮發(fā)性小，阻燃性和電絕緣性優(yōu)良，能賦予制品一定的光澤和拉伸強(qiáng)度?？勺鳛榫勐纫蚁┑妮o助增塑劑，取代一部分主增塑劑，以降低成本。主要用于電纜料、地板料、軟管、板材、人造革等，也可作為丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯等橡膠的增塑劑。氯化石蠟在加工時(shí)易受熱分解，放出氯化氫，該氯化氫可催化加速聚氯乙烯樹(shù)脂的劣化分解，因此，在使用氯化石蠟時(shí)，應(yīng)配合適當(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定劑以防止其分解，二鹽基硬脂酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛有良好的熱穩(wěn)定效果。此外，氯化石蠟與聚氯乙烯的相容性較低，制品的伸長(zhǎng)率和耐寒性較差。
氯化石蠟的毒性極低，英國(guó)I.C.I.公司用大白鼠進(jìn)行的毒性實(shí)驗(yàn)表明：每日將1g氯化石蠟摻混到飼料中，連續(xù)喂飼動(dòng)物42天，未發(fā)現(xiàn)吸收造成的障礙，用氯化石蠟增塑的氯化橡膠經(jīng)口染毒，也未見(jiàn)任何影響。有關(guān)本品長(zhǎng)期毒性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果未見(jiàn)報(bào)道。
美國(guó)(參見(jiàn)FDA121.2001，121.2514)、英國(guó)、日本和荷蘭許可本品用于食品包裝材料。
氯化石蠟的品種很多，由于氯化程度不同，其含氯量和性能也不同，以下根據(jù)含氯量歸類介紹。
含氯量42%的氯化石蠟：淡黃色粘稠液體。相對(duì)密度1.16(25℃)。粘度2.4Pa·s(25℃)。凝固點(diǎn)-30℃。不溶于水，溶于有機(jī)溶劑和各種礦物油中，可作為塑料的增量增塑劑。
含氯量45%的氯化石蠟：淡琥珀色透明液體，相對(duì)密度1.15～1.19(25℃)。粘度0.1～0.3Pa·s(25℃)。凝固點(diǎn)-22℃。具有優(yōu)良的相容性、耐熱性和透明性，阻燃效果好。
含氯量50%的氯化石蠟：國(guó)內(nèi)簡(jiǎn)稱氯烴50。淡琥珀色粘稠液體。相對(duì)密度1.22～1.26(25℃)。粘度0.7～ 1.5Pa·s(25℃)。凝固點(diǎn)<-20℃。易溶于苯和醚類，微溶于醇，不溶于水。與樹(shù)脂的相容性好，增塑效率高，對(duì)主增塑劑的取代量大。主要用于電纜料、地板料、壓延板材、軟管、塑料門(mén)窗和塑料鞋等方面。
含氯量60%的氯化石蠟：淡黃色粘稠液體，相對(duì)密度1.35(25℃)。粘度19～21Pa·s。揮發(fā)性低。阻燃作用大。適用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烴、聚酯、聚氨酯、酚醛樹(shù)脂等多種塑料，通常與等量的氧化銻配合使用，用量為10～20%。
含氯量65%的氯化石蠟：淡琥珀色粘稠液體，相對(duì)密度1.41～1.45(25℃)。粘度20～40Pa·s(25℃)。阻燃性高。
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氯化石蠟70主要用作添加型阻燃劑，與三氧化二銻協(xié)效使用效率高，可用于聚烯烴、聚酯、聚氨酯、天然橡膠和合成橡膠中，制作阻燃制品。可與其他油漆共混，制成防火油漆。還可作織物、包裝材料和PVC制品的表面處理劑。
懸浮法生產(chǎn)氯化石蠟70主要原料是石蠟和液氯，生產(chǎn)一噸氯化石蠟70需要使用0.315噸石蠟和1.44噸液氯。
制備流程方法：將石蠟深度氯化而制得氯化石蠟，將預(yù)氯化為40%左右的氯化石蠟加入水相溶液，在100～180℃溫度下氯化。反應(yīng)液經(jīng)過(guò)冷卻、固化、研磨、洗滌、過(guò)濾、干燥得成品。反應(yīng)方程式為：CnH2n+2（石蠟）+mCl2（液氯）---CnH2n+2-mClm（氯化石蠟）+mHCL（氯化氫氣體）。
圖2為懸浮法生產(chǎn)氯化石蠟70工藝流程圖。
化學(xué)性質(zhì)
不溶于水和乙醇，能溶于許多有機(jī)溶液中。加熱至120℃以上分解，放出氯化氫氣體，鐵、鋅等氧化物會(huì)促使分解。
用途
與其他乳化油配合，代替動(dòng)、植物油用于底革、輪帶革、襯里革及植鞣革的加脂，鉻-植結(jié)合鞣革的加脂。
生產(chǎn)方法
將計(jì)量的液體石蠟加入反應(yīng)釜中，在攪拌下滴加氯化亞砜，回流5～7h后，常壓回收過(guò)量的氯化亞砜。用水、NaOH水溶液依次洗滌減壓脫水至含水量小于2%，出料為成品。
氯化石蠟
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品