CN106432610B - 一种用于路标漆的改性c5石油树脂的制备新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于路标漆的改性C5石油树脂的制备新方法，该方法对现有的用于路标漆的C5石油树脂的生产工艺和使用原料进行了创新；制备新方法中生产工艺的创新即指对来自于石油裂解制乙烯的副产品C5无需进行各组分的精馏分离，而是直接将其作为化学反应原料，始终在氮气保护下进行共聚合反应；制备新方法中使用原料的创新即指选取具有抗氧化作用的丙烯酸酯类单体，选取非金属盐的偶氮类有机引发剂，选取低碳醇作为聚合助剂和分子量调节剂，在对聚合反应热进行有效控制的条件下与C5中的烯烃进行共聚合反应，得到溶解性能好、分子量适中并具有较强抗氧化性能的C5石油树脂共聚物；此共聚物用于制备公路标志、标线路标漆时，具有与路面结合力强、耐磨度高，使用寿命较长的特点。

Description

一种用于路标漆的改性C5石油树脂的制备新方法

技术领域

本发明属高分子化学中的共聚合反应领域，具体而言，本发明涉及一种用于路标漆的改性C5石油树脂的制备新技术；本发明对传统的C5石油树脂制备方法从工艺和原料两个方面进行了改进和创新，采用本发明所述新方法制备C5石油树脂不仅简化了生产工艺过程，而且制得的石油树脂的性能也得到明显改善。

背景技术

C5馏分是石油裂解制乙烯的副产物，其产出量约为乙烯的10%左右，对一个年产30万吨乙烯的石化装置而言，C5一年的产出量在3~4万吨左右。C5的组分比较复杂，含有多种二烯烃、单烯烃、烷烃等，其中含量较多的烯烃组分是异戊二烯、间戊二烯、环戊二烯、1-戊烯、2-戊烯（包括顺式和反式）、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯和3-甲基-1-丁烯，两种烯烃的含量约占C5的60~80%，除烯烃外，C5还含各种饱和烷烃组分，其含量约占C5的15~20%。

C5石油树脂是以C5馏分为主要原料制得的固态聚合物树脂，该树脂作为主要原料应用于道路标志漆、压敏胶、轮胎、油墨等产品中。传统的制备用于路标漆的C5石油树脂的工艺方法是：鉴于C5中的二烯烃太活泼，在聚合反应中容易出现爆聚现象并生成特高分子量且难以溶解的大分子，先将来自于石油裂解制乙烯的副产物C5进行精馏分离，分别分离出异戊二烯、间戊二烯、环戊二烯等二烯烃，然后再分离出1-戊烯、2-戊烯、2-甲基-2-丁烯等单烯烃，接着再分离各种戊烷等。分离后将二烯烃和单烯烃以适当比例调配，以分离出的戊烷等烷烃为溶剂，在金属锂盐或铝盐或钛盐的催化下进行催化聚合；聚合完成后加入改性剂进行改性处理；然后进行水洗、脱溶、造粒等过程，最后得到颗粒状C5石油树脂。从上述C5石油树脂的生产工艺可以看出，传统的生产工艺化工单元过程多、工艺流程长，所需要的化工设备多，单元操作繁琐，聚合反应结束后的碱溶液水洗过程还会产生污水，需要进行达标处理后才能排放；另由于C5中的二烯烃、单烯烃、烷烃等组分的沸点多在42~44℃左右，沸点互相接近，分离比较困难，若要分离干净，需增加设备投入和能源消耗，这将增加产品生产的运行成本。虽然传统的用于路标漆的C5石油树脂制备方法存在不少问题，但对传统生产工艺做出重大改进和创新的报道并不多见。

发明内容

发明目的：为了充分而且有效地利用C5资源，进一步提高生产效率、降低生产成本、提高C5石油树脂的产品性能，针对传统的用于路标漆的C5石油树脂制备方法所存在的种种问题和现有C5石油树脂制备技术的缺陷，通过对C5馏分分离过程的合理简化、通过引入功能性单体和聚合助剂等相关工艺技术的研究和开发应用，本发明公开了一种用于路标漆的改性C5石油树脂的制备新方法，该方法相对于传统的用于路标漆的C5石油树脂制备方法具有重大创新性。

技术路线：为了达到高效利用资源、提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量的目的，本发明采用了如下的技术路线：

1、工艺方面：将来自于乙烯副产物的C5直接作为制备C5石油树脂的原料使用，无需对其进行精馏分离，但采用低碳醇作为聚合助剂和分子量调节剂、聚合过程中采用全程氮气保护，有效抑制了C5中的二烯烃的爆聚倾向并可控制聚合物的分子量，从而得到溶解性良好的C5使用树脂。

、原料使用方面：引入具有良好抗氧化性能并可调节C5石油树脂玻璃化温度的丙烯酸酯类功能性单体，采用油溶性的非金属盐有机引发剂，使丙烯酸酯与C5中的不饱和单体的共聚反应在可控条件下平稳进行。

有益效果：

采用本发明制备用于路标漆的C5石油树脂时，可使生产工艺过程大大简化，生产流程缩短，生产设备和动力消耗减少，生产效率和产品质量明显提高，生产成本和操作人员劳动强度大幅降低，整个生产过程做到了节能减排；采用本发明制得的聚物用于制作公路标志、标线路标漆时，该路标漆具有与路面结合力强、耐磨度高，耐日照时间长，抗氧化性能好，使用寿命较长的特点。因此，本发明具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式：

实施例1：

（1）物料配制：称取总烯烃（二烯烃和单烯烃）含量为80%的C5馏分125公斤置于搅拌釜中，分别加入丙烯酸丁酯10公斤和异丙醇6.6公斤，搅拌3~5分钟后，将此物料的一半打入一带内置冷却盘管且带搅拌的聚合反应釜中；在剩余的物料中加入引发剂偶氮二异庚腈0.44公斤，搅拌溶解均匀后打入高位槽待用。

（2）聚合反应：搅拌下采用低压蒸汽将聚合反应釜中的物料缓缓加热，同时向反应釜中充入氮气并维持氮气压力为0.005MPa；当反应釜中物料温度达到64℃时，从高位槽中开始向聚合反应釜中滴加混合物料，维持釜中物料温度在64~66℃，当物料温度超过68℃时，向釜内冷却盘管开启冷却水控制温度。

（3）高位槽中的物料控制在3.5小时内加完，滴加完成后将聚合反应釜中物料于66~68℃下继续搅拌0.5小时，聚合反应结束。

（4）上述反应物中树脂含量为77.4%，可直接作为溶剂型路标漆的主原料使用。

实施例2：

（1）物料配制：称取总烯烃（二烯烃和单烯烃）含量为80%的C5馏分125公斤置于搅拌釜中，分别加入丙烯酸丁酯6.7公斤和异丙醇8.5公斤，搅拌3~5分钟后，将此物料的一半打入一带内置冷却盘管且带搅拌的聚合反应釜中；在剩余的物料中加入引发剂偶氮二异庚腈0.64公斤，搅拌溶解均匀后打入高位槽待用。

（2）聚合反应：搅拌下采用低压蒸汽将聚合反应釜中的物料缓缓加热，同时向反应釜中充入氮气并维持氮气压力为0.01MPa；当反应釜中物料温度达到66℃时，从高位槽中开始向聚合反应釜中滴加混合物料，维持釜中物料温度在66~68℃，当物料温度超过70℃时，向釜内冷却盘管开启冷却水控制温度。

（3）高位槽中的物料控制在3.5小时内加完，滴加完成后将聚合反应釜中物料于68~70℃下继续搅拌0.5小时，聚合反应结束。

（4）上述反应物中树脂含量为75.7%，可直接作为溶剂型路标漆的主原料使用。

实施例3：

（1）物料配制：称取总烯烃（二烯烃和单烯烃）含量为80%的C5馏分125公斤置于搅拌釜中，分别加入丙烯酸丁酯5.0公斤和异丙醇10.5公斤，搅拌3~5分钟后，将此物料的一半打入一带内置冷却盘管且带搅拌的聚合反应釜中；在剩余的物料中加入引发剂偶氮二异庚腈0.74公斤，搅拌溶解均匀后打入高位槽待用。

（2）聚合反应：搅拌下采用低压蒸汽将聚合反应釜中的物料缓缓加热，同时向反应釜中充入氮气并维持氮气压力为0.01MPa；当反应釜中物料温度达到68℃时，从高位槽中开始向聚合反应釜中滴加混合物料，维持釜中物料温度在68~70℃，当物料温度超过72℃时，向釜内冷却盘管开启冷却水控制温度。

（3）高位槽中的物料控制在3.5小时内加完，滴加完成后将聚合反应釜中物料于68~70℃下继续搅拌0.5小时，聚合反应结束。

（4）上述反应物中树脂含量为74.4%，可直接作为溶剂型路标漆的主原料使用。

Claims (7)

1.一种用于路标漆的改性C5石油树脂的制备方法，其特征在于：

（1） 物料配制：称取二烯烃和单烯烃含量为80%的C5馏分置于搅拌釜中，分别加入丙烯酸丁酯和异丙醇，搅拌3~5分钟后，将此物料的一半打入聚合反应釜中；在剩余物料中加入偶氮二异庚腈，搅拌溶解均匀后打入高位槽待用；

（2） 聚合反应：搅拌下将反应釜中的物料缓缓加热，同时向反应釜中充入氮气保护；当反应釜中物料温度达到64℃时，从高位槽中开始向聚合反应釜中滴加混合物料，维持反应釜中物料温度在64~66℃；

（3） 高位槽中的物料控制在3.5小时内加完，滴加完成后将聚合反应釜中物料于66~68℃下继续搅拌0.5小时，聚合反应结束；

所述C5馏分无需进行精馏分离，直接进行聚合反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述偶氮二异庚腈与C5馏分中烯烃的质量比为1:1000~8:1000。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述丙烯酸丁酯与C5馏分中烯烃的质量比为1：10~1:20。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：异丙醇与C5馏分中烯烃的质量比为4:100~12:100。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中，当物料温度超过68℃时，向釜内冷却盘管开启冷却水控制温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述氮气保护的压力维持在0.005~0.015MPa。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法获得的反应物中树脂含量为77.4%，可直接作为溶剂型路标漆的主原料使用。